bevictor伟德官网電機系鐘海旺副教授在電力系統運行的環境影響交叉研究領域取得創新成果，于2020年11月27日在《自然·通訊》（Nature Communications）發表了題為“探究中國電采暖政策與碳減排的權衡（Exploring the Trade-offs between Electric Heating Policy and Carbon Mitigation in China）”的研究論文。該論文第一作者為電機系2014級直博生王劍曉（現于華北電力大學任教），通訊作者為電機系鐘海旺副教授與美國加州大學伯克利分校丹尼爾·卡曼（Daniel Kammen）教授，其他合作者包括重慶大學楊知方研究員、bevictor伟德官网地學系劉竹副教授、bevictor伟德官网電機系夏清教授、康重慶教授等。

研究背景

近年來，為緩解農村散煤燃燒造成的環境污染，我國北方各省市相繼發布清潔采暖和電能替代政策。随着清潔采暖政策的貫徹落實，大規模直/蓄熱式、空氣源熱泵、太陽能等電代煤設施接入電網、投入運行，顯著抑制了散煤燃燒産生的二氧化硫、氮氧化物和粉塵的低空排放，改善了我國北方的空氣質量。然而，目前我國以煤為基礎的能源格局難以适應農村地區能源終端大幅提升的電氣化水平，快速增長的采暖需求正在加劇我國電力系統源側的碳排放，一定程度影響了我國實施碳減排的應對氣候變化戰略。

研究方法和主要結論

該研究提出内嵌建築能耗精細模拟的電力系統運行排放分析方法，并搭建了相應的數值仿真平台。揭示了清潔采暖政策對于碳減排的影響，研判了釋放污染控制與碳減排雙重價值的發展路徑。相比國際上傳統電能替代的環境影響分析方法，該研究所提模型和系統能夠實現小時級高精度的電力系統運行模拟、源荷雙側能耗和碳排放分析，為綜合全面研究我國多元電能替代和能源終端電氣化技術路徑的可持續性提供了基礎理論和工具平台。

基于我國北方的實證分析表明，農村地區能源終端大幅提升的電氣化水平将顯著改變省級電網的負荷曲線，近年來河北省着力推進電代煤布局，某典型周的小時級負荷曲線如圖1所示。

該研究表明，持續快速增長的清潔采暖負荷将引起我國電力系統發電側的額外碳排放，2015年電采暖政策造成我國北方16個省、區、直轄市額外排放1.0169-1.6289億噸二氧化碳，大約相當于法國整個國家全年碳排放的1/3-1/2，如圖2所示。

此外，2020年該政策的環境影響可能進一步擴大，預計導緻碳排放增加至1.3003-1.9787億噸，對中國甚至全球的氣候變化産生影響。