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NSR综述:在城市能源系统设计和运行中考虑气候恢复力,为极端事件做准备

已有 791 次阅读 2020-7-23 16:11 |个人分类:国家科学评论|系统分类:论文交流

近日,瑞典隆德大学副教授Vahid M. Nik、瑞士洛桑联邦理工学院A.T.D. Perera博士和瑞典哥德堡大学陈德亮教授等在《国家科学评论》(National Science Review, NSR)发表综述文章“Towards Climate Resilient Urban Energy Systems ”(建立具有气候恢复力的城市能源系统),系统总结了能源部门在适应气候变化方面取得的进展,并重点讨论了城市能源系中气候恢复力的评估方法。

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pixabay

在气候变化、城市人口增加的社会背景下,我们需要整合各种可再生能源技术,设计和建设更加低碳高效的城市能源系统,引导城市环境向更可持续性的方向发展。另一方面,在能源系统转型、基础设施设计和运行过程中,我们必须考虑未来可能发生的气候变化和极端天气气候事件,确保能源系统在这些情况下保持稳定的功能。

气候恢复力climate resilience)是一个新兴的概念,用于描述和评价一个系统适应气候变化、应对极端事件和气候灾害的能力。要将这一概念应用于城市能源系统,首先需要进一步阐明气候恢复力在能源领域中的定义,并努力使其定量化。

在这篇综述中,研究者对能源部门适应气候变化的进展进行了概述和评估,并重点讨论了城市能源系统中气候恢复力的评估方法。

研究者讨论了用于评估气候变化对能源系统影响的最新方法,并认为,现有的技术还不足以应对可能出现的极端气候事件。因此,在目前的城市能源系统设计、运行过程中,对气候变化、极端事件等的考虑都还十分有限。大多数相关研究都只关注能源供应方面,并且难以对城市这样的较小空间尺度进行精准的评估。

在技术上,要将气候模型和城市能源模型结合在一起,还需要面对两大难题:第一,气候模型具有很大的不确定性,而城市本身也非常复杂;第二,二者在时间和空间分辨率上不匹配,气候模型对更小时空尺度的模拟能力尚待提高。

综合考虑上述各种因素,研究者提出了一个评估城市能源系统气候适应能力的总体框架(如下图所示)。

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在实践中,需要根据案例的具体需求,对上述框架的细节和方法进行调整。还可以将框架与天气预报进行连接,用作预警系统。

按照这一框架,在收集和分析多来源相关数据的基础上,对即将发生的情况进行有效的表示,并不断更新城市能源系统(或其数字孪生模型)的模型,将有可能实现对于城市能源系统气候恢复力的定量评估,从而促进城市能源系统的改造,并避免可能发生的级联故障和停电事故。



文章信息:[点击下方链接可阅读原文]

Nik VM, Perera ATD, Chen D, 2020. Towards climate resilient urban energy systems: A review. National Science Review, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa134


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1 李方和

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