城市尺度下考虑网络结构的公平住宅供暖脱碳

住宅供暖主要由天然气驱动，在世界许多地区占住宅部门能源消耗和碳排放的很大一部分。因此，各界推动通过转向由日益绿色且低碳强度的电网供电的高效热泵来实现住宅供暖脱碳。然而，这种转型将给电网增加额外负荷，引发基础设施升级，并随后侵蚀使用天然气分配网络的客户群。公用事业公司希望引导这些转型工作，以确保在实现碳减排目标的同时，分阶段退役天然气网络并推迟电网基础设施升级。为促进此类转型，我们提出一个考虑网络结构的城市尺度住宅供暖脱碳优化框架，目标是在预算约束下最大化碳减排。我们的方法基于天然气网络拓扑的图表示来计算转型成本并选择转型社区。我们进一步扩展该方法以明确纳入公平性，确保不同社会经济群体间受益的公平分配。我们将该框架应用于美国新英格兰地区的一个城市，使用真实的天然气使用、电力使用和电网基础设施数据。我们表明，在相同预算下，我们的网络感知策略比先前忽略网络的工作实现高55%的碳减排。我们的公平感知策略在保持网络感知策略碳减排效益的同时实现了公平结果。