碳捕获、转换、储存与移除策略的近最优解
物理与社会
2026-03-25 v1
摘要
实现欧洲的气候中和需要快速电气化，同时针对残余排放采取碳管理策略。现有欧洲能源系统分析常关注集中式碳捕获与地质封存，较少关注碳捕获与利用、运输、封存以及多样化碳 dioxide 移除（CDR）选项之间的相互作用。此外，既有文献聚焦讨论最优解，忽略了近最优解可能在轻微更高成本下提供截然不同的系统配置。本文将植被恢复、生物炭、增强岩石风化和永久作物整合到一个聚类为39个节点、包含750个汇总时间步骤的欧洲能源系统模型（PyPSA-Eur）中。我们采用建模生成备选方案（MGA）方法探索其贡献。该方法结合最小化、最大化和随机向量，以探索总系统成本提高至5%的近最优解空间。我们的结果表明，在碳中和系统中，碳管理选项的多种配置都能在仅轻微成本增加的情况下实现净零排放。我们发现，5%的总系统成本增加足以容纳从零到完全部署单个CDR选项的完整范围，以及不同燃料类型的合成燃料使用的广泛范围。增加对CDR选项的依赖相对于更大程度地利用合成燃料没有明确的成本优势。
引用
@article{arxiv.2603.23409,
title = {Near-optimal solutions for carbon capture, conversion, storage, and removal strategies},
author = {Sina Kalweit and Ricardo Fernandes and Alberto Alamia and Marta Victoria},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.23409},
year = {2026}
}