供稿： 校长办公室 | 编辑：李晔 | 初审：李尚可 | 终审：樊要玲 日期：2025年12月16日

在当前全球约70%电力仍依赖火电的背景下，火力发电在能源转型中将继续承担基础负荷与调峰的关键角色。然而，气候变化带来的水资源短缺、水温升高等水文压力，可能通过限制机组冷却效率而威胁电力供应安全。现有火电退役策略多关注碳排放与成本，往往忽略机组在气候变化下面临的水文气候风险，这可能在转型过程中影响能源系统韧性。

为此，由北京大学覃栎课题组牵头，联合我校刘俊国教授等国内外课题组，构建了机组尺度的水文气候风险模拟与低碳退役模型（E-Risks）。该模型融合全球气候模式与水文模拟，结合热力学物理过程与数据驱动的机器学习算法，系统解析了气候水文变化与火电机组运行性能的耦合机制，评估了在退役规划中纳入气象水文约束的潜在效益与政策启示。

图1：水文气候风险与战略性退役路径。a. 全球火电机组历史可用容量比（UCR）。b. 基于机龄-容量比（ATC）策略所确定的优先保留与优先退役机组的可用容量比。c. 基于ATC策略与基于UCR策略下机组的对比。

研究发现，整体上，大型火电机组在历史与未来气候情景下面临的水文气候风险高于小型机组，主要原因是部分大型机组单位装机容量对应的可用冷却水资源量显著偏低。然而，现行退役策略往往优先保留效率较高的大型机组，形成了部分“高风险大机组被优先保留”的结构性矛盾，可能削弱低碳转型过程中电力系统的运行稳定性。若在退役决策中引入水文气候风险约束，可显著提升优先保留机组的可用容量因子（平均增幅达26–37个百分点），从而增强电力系统应对气候变化的韧性。各地区可根据实际情况灵活设定风险阈值，实现能源安全与环境影响的协同优化。需要指出的是，虽然放宽生态流量或热排放标准可在短期内缓解火电机组的运行压力，但过于宽松的环境监管可能对水生态环境造成长期损害，不利于水资源、水环境与水生态“三水统筹”目标的实现。因此，从长远来看，推动气候减缓与适应协同，加强能源规划与水资源管理的系统统筹，是保障低碳转型进程中电力系统安全与韧性的可持续路径。

该研究从机组尺度厘清了水文气候风险形成机制与退役策略间的错配问题，为统筹水—能约束的转型路径提供了科学依据，也为全球协同保障能源安全与气候治理提供了决策支持。

以上研究成果以“Global hydroclimatic risks and strategic decommissioning pathways for thermal power units（全球水文气候风险与火电机组战略性退役路径）”为题，发表于《自然·可持续发展》（Nature Sustainability）。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41893-025-01692-9

同步上线的政策简报（Policy Brief）：https://www.nature.com/articles/s41893-025-01711-9