煤电的高用水强度给环境水资源带来了相当程度的压力，但考虑到其在近中期内仍是中国的支撑性发电电源，有必要深入分析煤电的用水结构和其在供应链中的流动方式，探究水压力来源和相应的节水策略，为缓和煤电与水的紧张关系做出贡献。
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本研究通过混合生命周期方法（Hybrid Life Cycle Assessment），将原有的电力部门进行了分电源类型拆分，基于全生命周期思想研究了涉及燃煤发电的部门用水。文章将用水结构明确划分为取水和水消耗两类，并在水消耗的概念下讨论蓝水足迹和灰水足迹。评估了各类水足迹的水压力指数以探究煤电用水造成的水供应压力和环境污水处理压力。
©作者文章|图 电力部门用水结构（每发电量）和水压力指数（符号“_”前面的“c”和“d”分别表示总体和直接水足迹；“w”、“b”和“g”分别表示取水，蓝色水足迹和灰色水足迹）
更重要的是，通过转移矩阵和结构路径分析方法（Structural path analysis）探究煤电部门与其他部门间的用水关系探究压力来源，提出可能的节水策略。
©作者文章| 图 跨部门水足迹转移方向和规模，煤炭开采过程：（a）取水，（b）蓝色水足迹，（c）灰色水足迹；发电过程：（d）取水，（e）蓝色水足迹，（g）灰色水足迹
研究结果表明，煤炭开采（部门02）作为发电的重要上游行业，在燃煤发电水足迹中占比很高。燃煤发电的间接用水受到农业（部门01）、建筑（部门31）、化工（部门12）和非金属矿物开采和产品（部门13）行业的显著影响。发现煤电部门各类水足迹与其他部门联系密切，且在部门间接水足迹流动路径存在差异。取水和蓝水足迹主要来自工业部门，灰水足迹还有相当一部分来自第三产业。
©作者文章|图 (a) 2023年12月月平均海洋温度距平空间分布（相对于2013-2022）；(b) 2023年12月月平均海冰密集度距平空间分布
此外，对各种转型情景的分析表明，燃煤发电的用水量在短期内仍将保持较高水平，节水措施的实施是一个渐进的过程。
©作者文章|图 前四层的部门间间接水足迹流动桑基图，（a）取水，（b）蓝色水足迹和（c）灰色水足迹（每层中的节点根据水足迹规模按降序列出，每个节点编号代表对应部门）
这项工作对用水结构进行了详细的论述，涵盖的部门分类更加细致，促进了对燃煤发电部门在供应链中的跨部门用水动态分析。同时，为在持续的能源转型过程中制定有效的针对性节水策略提供思路，并为未来探索区域水足迹流动奠定了基础。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674927824001436
袁家海 教授
单位：华北电力大学经济与管理学院；新能源电力与低碳发展研究北京市重点实验室
研究方向：电力规划、能源经济与政策等。
张浩楠 讲师
单位：华北电力大学经济与管理系
研究方向：电力转型与电力规划
华北电力大学经济与管理学院袁家海教授团队长期从事资源环境经济、电力低碳规划与转型领域的科研与教学工作。在能源系统低碳转型及其管理、碳减排和碳交易管理、电力综合资源战略规划、可再生能源产业与政策等领域发表论文200余篇，其中ESI高被引论文8篇。团队成员作为负责人主持国家自然科学基金面上项目2项，国家自然科学基金青年基金项目2项，国家社科基金重大项目子课题1项，国家教育部、北京市等省部级课题20余项，出版专著教材8部。团队关于煤电转型与政策的系列研究成果在学术界和政策层面广受关注，2015年以来接受央视财经、CGTN英文频道、人民网、新华网等30余家媒体报道，发表多篇被高度关注的媒体文章，多次应邀在国内外政策研讨交流会议发言，多项研究成果观点被China Daily、Carbon Brief、FT中文网等国外媒体网站报道，持续向国际社会发表能源转型的中国观点并形成国际影响力。
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