《能源與水關係的最佳化與協同管理研究》是依託清華大學，由顧阿倫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：能源與水關係的最佳化與協同管理研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：顧阿倫
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
能源與水關係及其協同管理研究是實現我國可持續發展研究中的熱點問題。本課題擬提出度量能源-水關係的概括性指標，並度量和分析不同省份及區域能源-水關係的變化趨勢，識別地區差異；分析我國重點能源和電力基地的水資源分布，識別分區域或省份的水資源開發利用的承載力；分析比較不同發電技術的溫室氣體排放特點，並基於典型技術測算生產一度電全生命周期的耗水量，重點調研分析火力發電的冷卻技術特點以及耗水差異；基於IPCC AR5和IEA最新的排放情景，以現有TIMES-China模型為基礎，對未來我國不同能源以及電力供應技術情景進行模擬，分析不同能源以及電力供應技術情景下的水消耗；結合未來電力需求的不確定性，建立多目標最佳化模型，綜合研究與分析我國未來能源和電力發展與控制二氧化碳和節約用水目標之間的權衡；研究我國在能源-水管理協同管理的可行性，提出應對氣候變化以及全國控制用水形勢下我國能源-水協同管理的政策建議。
結題摘要
能源與水是社會經濟可持續發展的重要保障，能源與水的耦合及協調分析、評價、管理也一直是資源管理領域的重要熱點議題。本研究利用計量方法度量和分析不同省份及區域的用水規律，識別地區差異；識別主要電力技術的用水特點，分析基於技術的用水差異；研究了地理信息系統的數據特點，結合分地區的能源和電力數據，按照格線尺度匹配相關數據，開發利用LEAP-WEAP模型工具，分析分流域、分地區以及全國層面的能源-水關係；結合China-Maple模型與京津冀地區的生態環境容量，分析京津冀地區能源-水關係，分析能源-水協同管理的可行性與相關政策。通過本研究的分析得到的主要結論包括：（1）中國及北部沿海、東部沿海以及長江中游地區在統計期內其經濟成長與用水關係之間都呈現出倒U的關係，而且北部沿海地區已經經歷了人均工業用水開始下降的階段；拐點處人均工業用水量的還存在一定的差異，處於100-240 m3之間。（2）在全球RCP4.5和RCP8.5的情景下，全國發電量在預測期內呈現先欠后豐、逐時間段提升的態勢，以及向西南省份、長江流域和大型水電站集中的特點。大部分地區在2020~2040階段面對發電量顯著減少的風險；2040~2060階段，大部分地區水電出力水平降低的風險有所緩解，但RCP 4.5情景下省份間發電水平偏離基準程度分化明顯，可能產生較大的電力調配壓力。在高排放情景下，更多省份表現出了更大的波動性風險，因此國家應重視大型水電站對增強水力發電出力的穩定性的作用。（3）在國家能源轉型戰略與京津冀地區生態環境整理政策的雙重作用下，在平等的水權規則和水資源分配格局下，京津冀電力部門未來面臨著較大的用水壓力，而結合全球RCP8.5的氣候模式情景下，電力部門可能要被迫與下游的居民生活和生態用水爭奪用水資源，要及時考慮技術進步的影響，可以在一定程度上緩解地區電力部門的用水壓力，但是這也無法根本逆轉地區缺水格局，因此增加地區的可再生能源裝機，同時合理利用地區的分配策略，可以促進地區在能源轉型與用水方面的協調發展。
