近日，偉德國際1946bv官網(wǎng)王兆華教授團隊的最新研究成果“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）。偉德國際1946bv官網(wǎng)管理與經(jīng)濟學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驗室、中國科學院深圳先進技術研究院等的多位學者，偉德國際1946bv官網(wǎng)為論文第一署名單位。
加快推動能源低碳轉型、積極應對氣候變化已成為全球共識，煤電清潔替代成為關鍵抓手。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型對不同地區(qū)居民采暖負擔的影響仍未得到充分的探索。如何設計合理的燃煤電廠退役路徑，構建多樣化的清潔采暖路徑，最大程度地降低居民的采暖負擔，是亟需解決的關鍵科學問題。為此，王兆華教授團隊使用全球變化分析模型（GCAM）對氣候目標驅動下的中國供熱系統(tǒng)清潔轉型進行了系統(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)和居民采暖負擔的負面影響，并進一步揭示了隱藏在氣候目標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.基于裝機容量策略；b.基于排放強度策略；c.基于電廠壽命策略）和供熱損失強度（d.基于裝機容量策略；e.基于排放強度策略；f.基于電廠壽命策略）
研究發(fā)現(xiàn)，為順利實現(xiàn)碳中和目標，中國需要在2040年之前清潔替代50%以上的現(xiàn)有燃煤發(fā)電裝機容量。該研究工作設計了多種不同的電廠退役路徑，以幫助能源系統(tǒng)適應快速的容量削減。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，并進一步基于最優(yōu)退役路徑計算了供熱系統(tǒng)清潔轉型后北方不同城市居民的能源負擔變化。研究表明，燃煤電廠提前退役造成的供熱損失相當于歐盟國家屋頂光伏供熱總量的17.8%。用以填補“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)濟欠發(fā)達地區(qū)居民的采暖負擔明顯高于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的居民，未來最大的采暖負擔差距將高達三倍。如果使用零碳能源構建未來中國采暖體系，這種采暖負擔的差距將進一步加劇。本研究呼吁政府應該盡早制定相應的采暖扶持預案，以促進城市供熱系統(tǒng)的清潔和公平轉型。
圖2：人均家庭供熱總年化成本與供熱負擔的時空演化（a.最優(yōu)供熱方式及其平均成本；b.供熱成本時空分布；c.采暖負擔時空分布；d.零碳化采暖負擔時空分布）
該項研究揭示了燃煤電廠加速退役導致的潛在供熱風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現(xiàn)城市供熱系統(tǒng)清潔和公平轉型提供了理論和實證支撐。
該研究工作是國家自然科學基金重點專項和教育部哲學社會科學重大研究項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
