研究报告：需求侧策略对建筑和交通部门碳减排的作用研究

第一部分：研究作者和发表期刊

本文的主要作者包括Rik van Heerden、Oreane Y. Edelenbosch、Vassilis Daioglou等人，涉及来自多所研究机构的合作，包括PBL Netherlands Environmental Assessment Agency、Utrecht University、Fondazione Eni Enrico Mattei等。本研究发表于《Nature Energy》，相关DOI为https://doi.org/10.1038/s41560-025-01703-1。

第二部分：研究背景与研究目标

这项研究主要涉及全球气候变化领域，特别关注建筑和交通部门的减排潜力。在气候变化的背景下，脱碳（decarbonization）被认为是应对全球变暖的核心策略。然而，现有的许多研究集中于能源供应侧的脱碳，而这忽略了需求侧干预（demand-side interventions）的作用。在第六次气候变化评估报告（AR6）中，IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）首次专门为需求侧减排设立了章节，显示需求侧在实现《巴黎协定》目标中的重要性。

研究的核心目标是通过综合模型的策略模拟，评估需求侧在促进建筑和交通部门减排的潜能，并验证三种主要干预策略（减少或改变活动需求、技术效率改善和能源终端使用电气化）的效果及其相互作用。这一研究旨在揭示需求侧减排的具体方案和其全局系统中的潜在贡献，最终助力低碳政策的制定。

第三部分：研究流程和方法

研究流程分为两大板块：干预策略情景建模与综合评估分析。

1. 策略设计和建模场景：

   • 活动焦点策略（Activity-Focused Strategy, Act）： 涉及通过服务方式的重新设计和活动需求的转移来减少能耗。例如，在建筑部门，提倡减少人均居住面积、采用共享建筑和灵活使用的办公环境；在交通部门，推广步行、自行车和公共交通等活跃模式，限制私人化使用，如推出拥堵费、减少短途航班使用等。
   • 技术优化策略（Technology-Optimizing Strategy, Tec）： 关注现有技术效率的提升，包括提高建筑中的隔热水平、空调和暖通空调系统（HVAC）的效率，以及严格执行车辆、飞机和航运的能效标准。
   • 电气化策略（Electrification Strategy, Ele）： 以广泛采用电驱动技术为核心，例如在建筑中推广热泵，在交通中加速电动车的发展，并在航运和航空中逐步使用生物燃料和电子燃料等替代能源。
   • 全策略组合（All Interventions, All）： 综合应用上述三种策略。

2. 综合模型与情景建模： 本研究基于七款集成评估模型（Integrated Assessment Models, IAMs），例如MESSAGEix-Buildings、REMIND、IMAGE以及IMACLIM-R等。这些模型涵盖能量系统、经济、技术及政策间的相互作用，通过不同的模拟情景分别评估减排策略在当前政策（National Policy Implementation, NPI）及深度减排目标（1.5℃气候雄心）下的影响。

   模型输入包括GDP、人口结构、气候政策和脱碳程度的假设，并通过系统动态模拟各类替代干预策略在建筑和交通领域中对最终能源需求、碳排放以及整体能量系统的影响。

3. 实验和数据处理：

   • 研究重点在于评估三种干预策略的独立效果以及其互动效应。为此，作者采用了叠加计算法（no-interaction estimate）评估相应的减排潜力，并对建筑和交通领域在不同场景下的最终能耗和电力需求进行分解分析（Decomposition Analysis）。
   • 对于结果的不确定性，本研究通过跨领域模型使用“中间道路”社会技术情景路径（SSP2）来管理不同情景中可能导致的误差和结构偏差。

第四部分：主要研究结果

1. 碳减排潜力：

   • 在建筑部门，三种策略分别可在2050年实现51%-85%的CO2直接减排，与当前政策情景相比，电气化策略潜力最大，贡献达45%-77%。
   • 在交通部门，三种策略分别实现37%-91%的减排，其中电气化带来的直接减排潜力突出，可达22%-86%。

2. 模型间的不确定性：

   • 作者发现在建筑和交通部门，模型的减排潜力评估存在广泛的差异，特别是电气化策略对建筑的间接排放和交通的模式改变适应性上，存在显著的不确定性。

3. 互动效应评估：

   • 在全策略组合中，各种策略的相互作用效应表现出适度的叠加影响。例如，电气化导致能源需求激增，这可能会削弱改善燃料效率的效果，而全策略组合通过均衡需求波动和技术选择的灵活性，提高了减排效率。

4. 附加电力需求压力：

   • 电气化在建筑与交通领域中大幅增长的需求，预示对能源供给方提出了更高的投资和基础设施部署要求。

第五部分：研究结论与价值

研究显示，需求侧干预措施是实现未来碳中和不可或缺的组成部分，且在不同情景的模拟下，全面集成策略能够有效缓解供应侧投资压力。值得注意的是，仅单一依赖技术解决方案（如电气化）不足以完全应对此间复杂的系统动态，而需求侧不同策略的协同应用能在排放减量和经济可持续性中达成平衡。

此外，这项研究强调了行为转变（如减少过度消费、改变交通习惯等）与政策支持对转型成功的决定性作用。

第六部分：研究亮点

1. 本文首次通过大规模综合研究框架，系统性地比较了需求侧三大策略（Act、Tec和Ele）的独特效用及其相互关系。
2. 运用了多模型评估，揭示出低碳路径中需求动态的重要作用，并清晰说明了各策略对电力需求及减排效果的长期影响。
3. 提出了系统性需求侧规划的新方法，为政策制定提供定量依据。

第七部分：总结

总体而言，这项研究不仅揭示了需求侧干预对于全球气候目标实现的重要性，还说明多种策略的互补应用有助于提高减排效率，为跨界政策协作和技术开发提供了新思路。同时，它反映了IPCC相关报告底层假设的一致性，其结果可信且具有较大应用前景。