“不可能三角” 视角下城市能源系统转型研究：文献综述

创新点

以城市能源系统转型研究成果的文献计量分析为基础，从能源“不可能三角”视角出发，对能源绩效评估的方法及实证研究结果进行梳理，探讨能源转型的关键影响因素及差异化和动态影响机制，总结探索破解能源三难困境驱动路径的研究思路与成果，最后分析能源系统转型的经济环境影响，以期明确城市能源系统转型研究的未来发展方向。

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“不可能三角”视角下城市能源系统转型研究：文献综述

作者：王璐璐^1,2,3,4，唐葆君^1,2,3,4

单位：1. 北京理工大学管理学院 2. 北京理工大学能源与环境政策研究中心 3. 碳中和系统工程北京实验室 4. 能源经济与环境管理北京市重点实验室

摘要/关键词

摘要：构建统筹安全可靠、经济可行、绿色清洁的城市能源体系已成为重大战略需求。然而，由于受到技术、组织及宏观环境等因素制约，以上三大目标难以协同实现，被称为能源“不可能三角”。城市是社会经济活动的重要载体，也是能源消费和碳排放的主要来源。随着经济发展和城镇化进程的不断推进，我国城市将面临能源消费量快速增长、应对气候变化、环境治理与保护以及能源消费总量控制等挑战。因此，制定适宜的城市能源系统转型策略，对解决我国城市能源问题、促进经济绿色与高效发展具有重要意义。通过对本领域378篇学术论文的系统梳理，从时空角度定量分析了城市能源系统转型研究的发展规律和研究热点；并以此为基础，综述了：①“不可能三角”视角下能源系统绩效评估方法及其应用研究成果；②能源转型的关键影响因素及其影响机制；③破解能源三难困境的可能路径；④能源系统转型的经济环境影响。相关研究为构建适用于城市的能源绩效评估模型，明确城市能源系统向“安全—经济—绿色”协同发展目标转型的具体策略提供研究思路。

关键词：能源转型；能源不可能三角；城市能源系统；能源安全；驱动机制

启示与建议

城市能源系统转型问题已经受到学界的广泛关注。在国家和省级层面，现有文献通过以能源“不可能三角”为视角的能源系统绩效评估，研究能源系统的安全性、经济性和绿色性的排序与取舍，并从三要素耦合协调度的角度提出破解国家和地区能源三难困境的思路并定量分析了以发展清洁可再生能源为主的能源转型对经济和环境的影响，但现有研究还存在以下不足。第一，由于国家和城市层面能源系统的影响因素存在诸多不同，现有的以能源“不可能三角”为视角的评估体系对于城市能源系统绩效评估的适用性存在不足。以能源“不可能三角”为视角，从统筹安全可靠、经济可行及绿色清洁为目标，对城市能源系统转型驱动因素及路径识别的研究相对有限。因而难以准确制定符合城市特点的能源系统“安全—经济—绿色”协同发展驱动策略。第二，目前鲜有研究从定量角度明确能源系统在不同“安全—经济—绿色”耦合协调度水平之下，必须达到的条件及瓶颈值。关键驱动因素及影响机制在不同要素禀赋、地理位置和发展阶段的城市间的差异性也尚未厘清。因此，需在考虑城市差异的前提下，从充分性和必要性2个方面识别关键驱动因素，并对破解城市能源三难困境的驱动路径开展深入研究。第三，对于安全可靠、经济可行和绿色清洁多维协同发展的能源转型方案的经济和环境影响研究还较少，且研究多关注单一或若干主要的经济和环境影响，较少将多种经济和环境影响结合进行综合评估，因而难以量化其在经济和环境层面的协同效应。

为厘清城市能源“不可能三角”问题现状，识别破解城市能源三难困境的关键影响因素及驱动路径，系统评估各驱动路径的经济环境影响，本文认为需从以下3个方面展开进一步研究：

1）构建符合城市能源系统特征的能源“不可能三角”综合评估指标体系。建议以系统梳理现有研究成果和国家及地方能源转型政策为基础，通过现场调研、专家访谈、机器学习等形式，全面捕捉和量化城市能源转型面临的共性特征，构建符合城市能源系统特征的能源“不可能三角”综合评价指标体系，并用于实证研究。

2）从充分性和必要性两方面明确破解能源三难困境的关键影响因素及其非线性作用机理，并分析不同驱动因素间的交互作用路径。破解能源系统三难困境需要满足某些必要条件，即相关因素的缺失将导致城市无法突破能源三难困境，且其决定性作用无法被其他因素替代。因此，需明确城市能源系统达到不同“安全—经济—绿色”耦合协调水平所需满足的必要条件；进而在考虑城市差异的前提下，分析相关因素可能存在的非线性作用机理；最后明确破解城市能源系统三难困境的组态驱动路径。

3）开展考虑城市异质性的能源系统转型驱动路径经济环境影响评估。厘清并量化能源系统转型路径对经济发展及生态环境的异质性影响过程与机理，是制定合理城市能源转型策略的重要基础，也是提出具体政策建议的重要依据。因此，需对现有能源转型驱动路径的经济环境动态影响、空间溢出效应及城市异质性进行量化；并对不同驱动路径在不同作用强度下的经济环境影响进行模拟。相关研究将为不同驱动路径的经济环境成本效益比较分析提供数据支撑。

部分图表