北理工团队在电力系统稳定性与交通电气化领域取得研究成果

近日，北京理工大学王兆华教授团队的研究成果 “Power supply disruptions deter electric vehicle adoption in cities in China”以研究长文（Research article）的形式发表于《自然》杂志子刊《自然·通讯》（Nature Communications）。北京理工大学王兆华教授、王博教授为论文的共同通讯作者，美国马里兰大学邱月明教授和北京理工大学邓娜娜博士后是论文的共同第一作者。合作者还包括来自耶鲁大学、美国弗吉尼亚理工大学、中国科学院深圳先进技术研究院等的多位学者。

随着“双碳”战略持续推进，终端能源电气化转型已逐步成为社会各界共识。交通电气化是全球应对气候变化、推动绿色低碳发展的重要方面。在以往的研究中，学者们广泛探讨了电池技术的进步和充电桩的部署等对于推动交通电气化发展的重要性。然而，学术界与政策制定者往往忽视了电力供应稳定性在交通电气化进程中的基础性作用，对于电力供应中断及其对交通电气化影响的考虑尚不充分。尤其是随着新能源发电比例的持续上升和极端天气事件的频繁发生，电力供应体系的稳定性与可靠性面临严峻挑战，进而影响我国电气化进程。

为此，王兆华教授团队以交通领域新能源汽车推广为例，实证研究分析了电力系统稳定性对交通电气化的影响及其带来的碳减排收益损失，为优化电力系统管理、增强电网韧性、推动新能源汽车产业健康发展提供科学指导和决策支持。

研究发现，电力系统稳定性是制约交通领域电气化的重要因素，电力供应中断显著影响了新能源汽车的推广。具体的，电力供应中断导致纯电动汽车和插电式混动动力汽车的销量（滞后1到2期）出现了明显的下降（见表1）。在此基础上，该研究进一步预测了由于电力供应中断引起的未来新能源汽车市场份额变动及其对碳减排效益的潜在影响（见图1）。

研究进一步深入分析了电力供应中断对不同类型、不同地理位置及不同经济水平地区的新能源汽车销量的影响（见图2）。结果表明，电力中断对私家车的采购产生了显著的负面影响，而对出租车和公务用车的销售影响不大。这可能是因为租赁车辆的采购决策更多地受到政策导向的影响。此外，北方城市及GDP较低的城市受到电力中断对电动汽车采购的负面影响更为严重，这可能与这些地区对电动汽车的接受程度及电力基础设施的可靠性有关。

气候变化及其减缓措施所带来的电力中断已成为阻碍低碳电气化进程的关键因素，进而延迟环境、健康及碳减排效益的实现。本研究深入探讨了应对这些挑战的多种措施和策略，包括强化电网韧性建设、对发电能力进行系统性优化、推动智能需求侧管理的发展以及广泛推广储能技术等方案。

该研究工作是国家自然科学基金创新群体项目、国家自然科学基金重点专项项目和教育部哲学社会科学重大研究项目等的阶段性工作成果。