摘要：随着能源系统转变为依靠可再生能源和电气化来缓解气候变化，它们遇到了能源供应和需求的年际变化性更强的问题。然而，大多数基础设施规划都依赖于单一天气年，可能缺乏稳健性。

随着能源系统转变为依靠可再生能源和电气化来缓解气候变化，它们遇到了能源供应和需求的年际变化性更强的问题。然而，大多数基础设施规划都依赖于单一天气年，可能缺乏稳健性。

2024年12月16日，丹麦奥胡斯大学Ebbe Kyhl Gøtske研究员在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Designing a sector-coupled European energy system robust to 60 years of historical weather data》的研究论文，Ebbe Kyhl Gøtske研究员为论文通讯作者兼第一作者。

Ebbe Kyhl Gøtske，丹麦奥胡斯大学研究员。其主要研究方向为能源系统、可再生能源、水力发电、气候变化等。

在本文中，作者优化了在62个不同天气年份二氧化碳（CO2）净零排放情况下，欧洲能源系统的容量布局。

作者每隔一个天气年份就修正布局并优化其运行，以评估资源充足性和CO2排放量。分析显示，不同天气年份的系统总成本存在±10%的变化。

事实证明，多年来针对复合天气事件而设计的布局更加稳健，与1990年的水平相比，实现了99.9%的资源充足率和每年-0.5%的净负CO2排放量。

受CO2税监管的CO2排放备用发电提供了一种经济的增强稳健性的措施。它仅略微增加排放量，使所有布局的平均排放量保持在1990年水平的1%以下。

作者的研究结果强调政策制定者和能源利益相关者需要在未来基础设施规划中考虑年际天气变化。

图1：每个设计年的总年系统成本

图2：未供电量和CO2排放量

图3：带有LOLE和资源充足度指标的未供电持续时间曲线

图4：每个运行年份的CO2排放量

图5：具有挑战性的运行年份的风能资源

图6：年未供电量的地理分布

图7：节点电力发电能力和H2基础设施

图8：水电站填充水平的季节性限制

综上，作者研究了在不同天气年份下，如何设计一个与多个能源部门耦合的、能够抵御历史天气数据中60年变化的欧洲能源系统，并优化其在净零CO2排放下的容量布局。

本研究强调了政策制定者和能源利益相关者在未来基础设施规划中考虑年际天气变化的必要性，并提供了一种方法来评估和优化能源系统在面对极端天气事件时的性能和排放。

这项研究为欧洲乃至全球的能源系统规划提供了一个框架，有助于决策者制定更具弹性和可持续性的能源政策，以应对气候变化和天气变异带来的挑战。

Gøtske, E.K., Andresen, G.B., Neumann, F. et al. Designing a sector-coupled European energy system robust to 60 years of historical weather data.Nat. Commun., (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54853-3.

来源：华算科技