北理工團隊在電能替代促進碳中和方面取得重要研究成果
發布日期：2023-08-01 供稿：管理學院 攝影：管理學院
編輯：王笑竹 審核：顏志軍 閱讀次數：
近日，由北京理工大學王兆華教授團隊與英國伯明翰大學單鈺理教授團隊合作的研究成果“Trade-offs between direct emission reduction and inter-sectoral additional emissions: Evidence from the electrification transition in China’s transport sector”以研究長文（Policy Analysis）的形式發表在環境領域頂級期刊《Environmental Science & Technology》，并被該期刊選為封面論文。北京理工大學管理與經濟學院王兆華教授為第一作者，王博教授、李浩副教授和伯明翰大學單鈺理教授為論文共同通訊作者，北京理工大學為論文第一署名單位。
電能替代，即“以電代煤、以電代油、以電代氣”，是我國減少CO2等溫室氣體排放的關鍵抓手和重要政策。然而，電能替代能否真正實現CO2的減排嚴重依賴于電力結構的清潔化程度；否則，推行電能替代政策可能會造成更多的CO2排放，導致“電氣化程度越高，CO2排放越多”的現象。為此，王兆華教授團隊自主研發了基于政策導向的SEED-TPM交通部門電能替代模型，采集并制備了多部門電能替代技術詳細參數。同時，團隊將SEED-TPM模型與國際上權威的GCAM模型進行耦合，將SSP（Shared Socio-economic Pathways）情景與中國化電能替代政策指標和技術參數相結合，構建中國化電能替代SSP情景，并以交通部門為例探究了所有各交通部門不同電氣化水平帶來的直接減排效果和跨部門間接排放影響。
圖1 研究框架與技術路線
研究結果表明，在交通部門推行電能替代將會使我國在2025-2075年期間交通部門累計減少大量的CO2排放，相當于全球年排放量的19.8%-42%。然而，考慮到由此引起的能源供應部門（尤其是電力部門）產生的額外CO2排放，在電力部門尚未進行清潔轉型時，電能替代不僅不會實現CO2減排，反而會導致額外的CO2增加。具體來看，電能替代會導致我國電力需求相比于基準年增加5.1-6.7倍，由此產生的CO2將會遠超電能替代在交通部門實現的減排量。研究發現，只有電力部門進行深度的清潔化轉型，清潔能源成為主要電力發電來源的情況下，交通部門的電氣化才會產生穩健的減排效果。因此，本研究認為電能替代政策并不是一個一勞永逸的方案，只有在大力推行電能替代政策的同時，實施多種組合政策，尤其是匹配甚至提前實現能源供應部門的清潔化才能真正發揮其減排作用。
圖2 多種情景下交通部門全電能替代的CO2直接排放與跨部門額外排放
上述研究工作是國家自然科學基金重點專項等項目的階段性成果。
原文信息及鏈接：
Zhaohua Wang, Hongzhi Zhang, Bo Wang, Hao Li, Junhua Ma, Bin Zhang, Chengxiang Zhuge, and Yuli Shan. Trade-Offs between Direct Emission Reduction and Intersectoral Additional Emissions: Evidence from the Electrification Transition in China’s Transport Sector. Environmental Science & Technology Article ASAP DOI: 10.1021/acs.est.3c00556.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c00556
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