北理工團(tuán)隊(duì)在供熱系統(tǒng)清潔轉(zhuǎn)型方面取得研究成果
發(fā)布日期：2023-08-21 供稿：管理學(xué)院 攝影：管理學(xué)院
編輯：王笑竹 審核：顏志軍 閱讀次數(shù)：
近日,，北京理工大學(xué)王兆華教授團(tuán)隊(duì)的最新研究成果“Unequal residential heating burden caused by combined heat and power phaseout under climate goals”以研究長文（Research article）的形式發(fā)表于《自然》雜志子刊《自然·能源》（Nature Energy）。北京理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院王兆華教授為第一作者，李昊博士,、張斌教授和王博教授是論文的共同通訊作者,。合作者包括來自美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院等的多位學(xué)者,，北京理工大學(xué)為論文第一署名單位,。
加快推動能源低碳轉(zhuǎn)型、積極應(yīng)對氣候變化已成為全球共識,，煤電清潔替代成為關(guān)鍵抓手,。中國、德國,、印度等主要依靠“熱電聯(lián)產(chǎn)”采暖的國家將面臨巨大的供熱缺口和急迫的供熱系統(tǒng)清潔轉(zhuǎn)型壓力,。盡管中國擁有豐富的清潔供熱資源，但煤電退役和清潔供熱轉(zhuǎn)型對不同地區(qū)居民采暖負(fù)擔(dān)的影響仍未得到充分的探索,。如何設(shè)計(jì)合理的燃煤電廠退役路徑，構(gòu)建多樣化的清潔采暖路徑,，最大程度地降低居民的采暖負(fù)擔(dān),，是亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。為此,，王兆華教授團(tuán)隊(duì)使用全球變化分析模型（GCAM）對氣候目標(biāo)驅(qū)動下的中國供熱系統(tǒng)清潔轉(zhuǎn)型進(jìn)行了系統(tǒng)研究,，分析了未來中國北方城市的“熱電聯(lián)產(chǎn)”供熱能力、城市供熱需求和居民采暖成本的時空演變,，識別了最優(yōu)的燃煤電廠退役路徑,，量化了燃煤電廠提前退役對城市供熱系統(tǒng)和居民采暖負(fù)擔(dān)的負(fù)面影響，并進(jìn)一步揭示了隱藏在氣候目標(biāo)背后的能源不平等問題,。
圖1 燃煤電廠提前退役造成的供熱損失總量（a.基于裝機(jī)容量策略,；b.基于排放強(qiáng)度策略；c.基于電廠壽命策略）和供熱損失強(qiáng)度（d.基于裝機(jī)容量策略,；e.基于排放強(qiáng)度策略,；f.基于電廠壽命策略）
研究發(fā)現(xiàn)，為順利實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),，中國需要在2040年之前清潔替代50%以上的現(xiàn)有燃煤發(fā)電裝機(jī)容量,。該研究工作設(shè)計(jì)了多種不同的電廠退役路徑，以幫助能源系統(tǒng)適應(yīng)快速的容量削減,。通過對比燃煤電廠提前退役造成的供熱損失,，識別了最優(yōu)的退役路徑，并進(jìn)一步基于最優(yōu)退役路徑計(jì)算了供熱系統(tǒng)清潔轉(zhuǎn)型后北方不同城市居民的能源負(fù)擔(dān)變化,。研究表明,，燃煤電廠提前退役造成的供熱損失相當(dāng)于歐盟國家屋頂光伏供熱總量的17.8%。用以填補(bǔ)“熱電聯(lián)產(chǎn)”供熱缺口的清潔替代方案將不成比例地增加居民的采暖成本，東北和西北等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)居民的采暖負(fù)擔(dān)明顯高于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的居民,，未來最大的采暖負(fù)擔(dān)差距將高達(dá)三倍,。如果使用零碳能源構(gòu)建未來中國采暖體系，這種采暖負(fù)擔(dān)的差距將進(jìn)一步加劇,。本研究呼吁政府應(yīng)該盡早制定相應(yīng)的采暖扶持預(yù)案,，以促進(jìn)城市供熱系統(tǒng)的清潔和公平轉(zhuǎn)型。
圖2 人均家庭供熱總年化成本與供熱負(fù)擔(dān)的時空演化（a.最優(yōu)供熱方式及其平均成本,；b.供熱成本時空分布,；c.采暖負(fù)擔(dān)時空分布；d.零碳化采暖負(fù)擔(dān)時空分布）
該項(xiàng)研究揭示了燃煤電廠加速退役導(dǎo)致的潛在供熱風(fēng)險和隱藏的不公平現(xiàn)象,，為中國和其他有類似情況的國家實(shí)現(xiàn)城市供熱系統(tǒng)清潔和公平轉(zhuǎn)型提供了理論和實(shí)證支撐,。
該研究工作是國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)專項(xiàng)和教育部哲學(xué)社會科學(xué)重大研究項(xiàng)目等的階段性工作成果。
原文信息及鏈接：
Zhaohua Wang, Hao Li*, Bin Zhang*, Bo Wang *, Hao Li, Xin Tian, Jiang Lin, Wei Feng. Unequal residential heating burden caused by combined heat and power phase-out under climate goals. Nature Energy (2023).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41560-023-01308-6
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41560-023-01308-6#citeas
分享到：