我院教師在能源系統氣候變化脆弱性和適應性研究方面取得成果
近日，我院與亞利桑那州立大學合作開展的研究“Vulnerability of power distribution networks to local temperature changes induced by global climate change”在自然子刊《自然·通訊》上正式發表。
該研究攻克了“多因素同時改變條件下的配電網安全運行邊界準確刻畫”難題，從而第一次完整刻畫了全球氣候變化對配電網可靠性的漸進改變過程。研究完整和細致的建模了全球氣候變化對局地自然、經濟、基礎設施的改變，并分析了這些變化觸發配電網設備和電力潮流改變的機制。研究指出，在氣候變化脆弱地區，氣候變化會漸進但顯著的推高配電網發生大停電的概率。到2050年，脆弱地區配電網大停電風險有機會上漲5%左右、達到11%以上，高風險小時將激增30%。
在能源系統的氣候變化脆弱性和適應性研究領域，這項研究拓展了研究外延、創新了研究范式。現有的相關前沿研究大多聚焦于氣候變化對能源系統單一因素、單一環節的影響，關注因為單一設備損壞或單一風險事件引發的災害。而這項研究聚焦的是被忽視的兩個關鍵機制：一是氣候變化多重綜合影響誘發的漸進式風險變化、二是從氣候變化到能源系統崩潰風險變化的復雜鏈式反饋。通過融合風險管理、氣候科學、經濟學和電力工程等多學科研究方法和模型，這項研究提出了一整套基于多學科交叉的新研究范式（如圖所示），為后續研究、評估和管理能源系統的氣候變化脆弱性和適應性提供了基本框架和相關工具。
范式創新使得這項研究揭示了一系列之前未被發現的能源系統氣候變化脆弱性機制和適應性策略。通過對氣候變化綜合效應、能源系統鏈式反饋的刻畫，本研究發現了節點脆弱性和異質性，由此提出了脆弱節點與敏感人群的優化匹配這一全新的配電網能源適應性策略。同時，通過對鏈式反應的分析，本研究發現了氣候變化的漸進影響存在緩慢累計-突變惡化的反復交替過程，由此造成了配電網脆弱性的發展是非線性的，存在著斷崖式惡化的關鍵時間窗口。
這項研究還提出了多尺度配電網氣候變化脆弱性風險評估的工具體系。這一工具體系既可以被電網規劃主體、電網運營企業用于配電網系統的氣候變化風險管理，也可以被各國政府用于宏觀的大區域尺度的能源氣候變化脆弱性評估和管理。運用這一工具體系，該研究識別出了美國和歐洲的配電網氣候變化脆弱區域，發現配電網脆弱區域與傳統認知的氣候變化直接災害脆弱區域有較大差異。
一經發表就引起了媒體關注，知名科研類新聞平臺《SCIENMAG》專門撰寫長文詳細介紹了這一研究、并給予高度評價。報道評價本研究是“開創性的”（groundbreaking），在氣候變化對配電網復雜作用的研究方面取得了關鍵性進展。報道進一步評價本研究的發現從科學性來說是“獨特而引人關注”（striking findings）的，對政策設計和制定而言也提供了深刻的啟示。并指出“研究結果發出有力的行動呼吁，促使科學家、工程師、政策制定者以及公眾攜手合作，共同守護現代生活賴以維系的電力生命線。”
作者簡介：本研究的共同通訊作者是中國石油大學（北京）經管學院的于洋副教授和亞利桑那州立大學翁陽副教授。本研究的兩位共同第一作者Kishan Prudhvi Guddanti、陳琳分別是翁陽和于洋指導的博士研究生。
研究全文免費開放閱讀和下載：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59749-4
SCINMAG介紹性文章：https://scienmag.com/power-grid-risks-from-climate-driven-local-warming/