近日，偉德國(guó)際1946bv官網(wǎng)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(zhǎng)文（Research article）的形式發(fā)表于《自然》雜志子刊《自然·能源》（Nature Energy）。偉德國(guó)際1946bv官網(wǎng)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(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院等的多位學(xué)者，偉德國(guó)際1946bv官網(wǎng)為論文第一署名單位。
加快推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型、積極應(yīng)對(duì)氣候變化已成為全球共識(shí)，煤電清潔替代成為關(guān)鍵抓手。中國(guó)、德國(guó)、印度等主要依靠“熱電聯(lián)產(chǎn)”采暖的國(guó)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(guó)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(duì)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(duì)氣候目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下的中國(guó)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(guó)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(shí)空演變，識(shí)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(duì)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(guó)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(duì)比燃煤電廠提前退役造成的供熱損失，識(shí)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(guó)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(guó)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(shí)空演化（a.最優(yōu)供熱方式及其平均成本；b.供熱成本時(shí)空分布；c.采暖負(fù)擔(dān)時(shí)空分布；d.零碳化采暖負(fù)擔(dān)時(shí)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(xiǎn)和隱藏的不公平現(xiàn)象，為中國(guó)和其他有類似情況的國(guó)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(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)專項(xiàng)和教育部哲學(xué)社會(huì)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
