深层脱碳欧洲电力系统中空间公平性与去中心化之间的权衡

标准的欧盟能源系统建模方法通常针对最低成本进行优化，导致高度集中的系统，这与政治可行性和物理安全 concern 相冲突。本文在欧洲能源系统模型中将去中心化作为约束条件，采用一种新颖的线性负荷加权可再生容量约束——K 参数，该参数随系统总可再生容量进行比例缩放，以避免干扰脱碳目标。该模型基于 PyPSA-EUR 框架，构建了一个包含 37 个节点的电力-only 旧电网系统，考虑到预测的 2050 年负荷和技术成本。分析了 105 个优化情景，涵盖 14 个脱碳水平和 8 个去中心化水平。完全脱碳导致成本增加 80%，其中之一是能源发电容量增加 78%。在无去中心化约束的情况下，系统公平性在初始阶段会有所改善，但在高脱碳水平时会因在拥有最优可再生资源区域的集中而崩溃。K=7 的适度去中心化可实现 76% 的公平性收益，仅比 K=1 时的成本增加 9%。这表明，适度的去中心化是平衡欧洲能源转型中社会偏好与成本效益的可行策略。