中科院城市环境研究所在能源系统与农业生态交叉耦合研究方面取得进展

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该研究成功实现能源+农业+环境跨学科的交叉，提供针对能源与农业耦合系统的辅助决策工具，为工业部门的进一步减排提供新思路。

来源：中科院城市环境研究所网站（2021年3月19日）

工业部门能耗约占全球30%，其通常被视作减排的难点，需采用系统性的思维（system thinking）和综合的方法实现减排。本研究提出一种生态型工业综合能源系统的理念，充分利用工业厂房屋顶进行种植并与综合能源系统耦合，提供一种基于数学优化的生态型工业能源系统评估框架，实现农业与能源耦合系统（Food-Energy-Nexus）的协同优化与最优决策。现阶段能源系统与农业生态系统研究之间尚缺少足够的关联，而本研究亮点在于实现了两个领域的交叉耦合，通过生物地球化学模拟工具（DNDC）模拟7种作物在10种种植方式下的生长过程，构建详细的屋顶农业生产数据库，再将模拟结果输入生态型工业能源系统优化模型进行协同优化。通过一个生态型综合能源系统在工业园区的应用案例研究可知：与空置屋顶相比，在工业园区屋顶种植蔬菜可节约5.6%综合成本，并减排16.3%。这意味着屋顶种植是一种具有经济与环保潜力的屋顶利用选项。

该研究成功实现能源+农业+环境跨学科的交叉，提供针对能源与农业耦合系统的辅助决策工具，为工业部门的进一步减排提供新思路。研究成果以Coupling biogeochemical simulation and mathematical optimisation towards eco-industrial energy systems design为题，发表在能源领域顶级期刊Applied Energy，影响因子9.6。该研究由城市环境研究所、英国Kings College、英国Imperial College以及同济大学共同完成。景锐（特别研究助理）为第一作者，林剑艺研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（71573242）以及英国EPSRC项目（EP/N034740/1）的资助。

论文链接 

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0306261921002798

耦合生物地球化学模拟与能源系统优化的“生态型”综合能源系统模型开发流程图  

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