由唐葆君教授、余碧莹教授、吴郧博士、李茹博士、王翔宇博士合作的论文Co-current analysis among electricity-water-carbon for the power sector in China于2020年11月在跨学科环境领域国际期刊Science of The Total Environment发表。

该研究关注到电力部门每年消耗大量冷却用水，不仅增加用水压力，也将导致发电脆弱性。而目前电力部门规划集中在清洁低碳转型，对减排目标和节水目标的协调尚不明确。研究通过自下而上的技术优化模型模拟发现，在成本最优的减排技术部署下，电力部门实现碳达峰目标将显著增加用水量，主要由于核电技术和煤电冷却技术耗水，低碳转型将导致明显的水碳矛盾。文章进一步提出了实现中国电力行业水碳双重控制目标的最优技术发展路径。

本研究采用的NET-Power模型是一个考虑了未来电力需求、技术扩散、成本下降、政策规划、资源潜力等的成本最小优化模型，结合碳排放约束情景、耗水约束情景以及碳-水双重约束情景模拟进行对比分析，未来CO2排放和耗水量足迹以及相应结构的部分结果如下图所示。研究结果警示了未来发电缺水脆弱性加剧的可能性，提出以下建议：1）强调中国电力规划必须增加水资源限制，这对于燃煤发电已经或将会带来水资源短缺风险的国家、以及拟利用核电减排的发展中国家也是如此。2）推广干冷系统是节水的重要途径，同时考虑减排目标需对干冷系统的效率及其在核电厂中的推广应用提出更高要求。3）风电和太阳能具有减排和节水协同效益，可再生能源的成本快速下降和大规模部署将是实现低碳和节水发展的关键因素之一。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141005