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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

《煤炭经济研究》2025年第1期 | 戴瀚程编委:建筑能源服务需求对温度变化的响应研究综述

2025-02-25




创新点



     本文旨在梳理和深入分析现有研究中气候变化对建筑能源服务需求的影响,重点聚焦于温度变化对建筑能源服务需求的影响因素、研究方法的应用以及未来研究的方向。通过对现有文献的综合梳理与评述,期望为相关领域的学者和政策制定者提供参考,有力推动气候变化适应和能源管理的研究进程。



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建筑能源服务需求对温度变化的响应研究综述


作者:周子乔,刘永哲,王 鑫,戴瀚程

单位:北京大学 环境科学与工程学院



摘要与关键词

     摘要:在气候变化的大背景下,居民为了维持自身健康与舒适,会对建筑能源服务需求做出改变,以应对全球温度的上升。尽管在温度变化与建筑能源服务需求领域已有不少研究,但针对相关研究的系统性综述依旧不足。重点聚焦综述温度变化对建筑能源服务需求的影响因素、影响机制及方法应用。研究发现,在影响因素及机制方面,气候变化对建筑能源服务需求的影响在区域气候方面呈现出多样性,社会经济方面体现出复杂性,这就要求建模时应充分考虑不同地区以及不同收入群体之间的差异。在研究方法方面,工程核算法与计量回归模型是最为常见的2种建模方式,二者各有其优势与不足。此外,建筑能源服务需求的增加极有可能恶化城市热岛效应,而城市热岛所导致的区域温度升高又会反过来影响建筑能源服务需求,从而引发适应不良的现象。进一步讨论了研究方法的延伸和研究区域范围的拓展,并展望了未来多角度评估气候变化对能源服务需求影响的可能性,旨在帮助政策制定者和公共事业主体充分规划未来投资、保障地区和国家的能源安全,以实现减缓和适应的双赢。

     关键词:气候变化;建筑能源服务需求;温度变化响应;工程核算法;计量回归模型;城市热岛效应


结论

     气候变化带来的全球变暖使得居民和商业部门的能源服务需求发生变化。本文基于已发表文献,梳理并总结了文献中气候变化下的能源服务需求变化的4类关键影响因素,即区域气候、消费部门、能源结构和社会经济因素。主流的研究方法包括工程核算法和计量回归模型。近年来,相关研究文献逐渐开始关注建筑能源服务需求变化对气候环境的互馈作用,例如城市热岛现象的恶化。

     随着数据精度和可获得性的提升,以及研究地区范围的增加,在气候变化下温度引起的能源服务需求变化相关研究中已经取得了较为丰硕的成果。然而,针对这一研究问题的应用上应该还能有进一步的延伸,包括但不仅限于以下2点。首先,构建响应方程时,可以进一步将经历和认知等心理因素考虑在内。既有研究已经指出由于预估偏差和凸显效应的共同影响,极端天气事件的经历会改变人群选择购置额外设备的可能性,心理因素可能导致气象变量违反了工具变量选择的排他性约束假设。其次,未来研究可以使用综合评估模型(Integrated Assessment Models,IAMs)作为估算能源需求后的分析工具,通过考虑技术选择和区域交易等因素,从而发现单一的传统研究方法无法得出的结论,比如回弹效应等。

     考虑到目前发展中国家多位于热带和亚热带,例如印度、墨西哥、尼日利亚等,常年高温,平均每年要经历的高温天数排名全球前列。假设其他情况不变,在全球减少化石能源使用的趋势下,发展中国家和地区被迫使用有限的能源来满足人群热环境控制类的能源服务需求,以减少人群在全球变暖的环境中的脆弱性,增强人群在极端温度事件中的抵抗性,拖慢了经济发展的速度,加剧了全球地区之间的经济发展的不平等,阻碍了由联合国提出的17个可持续发展目标中减少国家之间和国家内差距的目标的达成。构建温度-能源响应方程,使用综合评估模型进行能源-环境-社会经济的多维评估或许将更好地服务于可持续发展的目标。


部分图表

图1 温度变化对能源服务需求的影响相关关键词变化趋势


图2 建筑物能源性能改善与全球和当地气候变化之间的因果关系


表1 研究方法汇总


参考文献

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基金项目



     科技部国家重点研发计划资助项目(2023YFC3709300);四川省天府永兴实验室有组织科研资助项目(2024KJGG18);科技部国家重点研发计划资助项目(YS2023YFF0800058);国家科技重大专项项目(2024ZD0802900)



作者简介



     周子乔,女,广东广州人,博士研究生,主要研究方向为极端气候与健康经济影响。



通讯作者




戴瀚程



《煤炭经济研究》编委


     戴瀚程,博士,北京大学环境科学与工程学院长聘副教授,博士生导师,北京大学环境管理系主任,能源环境经济与政策研究室(LEEEP)负责人,燕京学堂学术导师,北京大学碳中和研究院研究员,北京大学驻全球综合评估联盟(IAMC)首席代表,全球前2%高被引科学家。

     长期围绕气候环境政策分析与综合决策评估,坚持复杂系统底层建模理论创新与应用创新,以自主创新开发的能源—环境—经济复杂系统综合评估模型(IMED)为手段开展系统性研究。研究工作受到国家自然科学基金面上项目、优青项目以及国家重点研发计划课题等资助。

     领衔开发的IMED模型入选2014—2024北京大学学科建设成就展,受国际IAMC联盟邀请加入欧盟多模型比较地平线项目,并作为我国代表性模型被联合国环境署列为支撑《全球环境展望7》的旗舰模型,百余篇学术成果发表于 Nature Food、One Earth等期刊,ESI高被引论文17篇,被IPCC AR6报告引用20余次。



引用来源



     周子乔, 刘永哲, 王鑫, 等.建筑能源服务需求对温度变化的响应研究综述[J].煤炭经济研究,2025,45(1):132-141.



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