[论文解读] Methodological Framework for Determining the Land Eligibility of Renewable Energy Sources

David Severin Ryberg, Martin Robinius+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 21, 2017

Photovoltaic Systems and Sustainability参考文献 67被引用 15

一句话总结

本文提出了一套标准化的方法论框架，用于评估可再生能源的用地适宜性，解决了标准、方法和数据使用方面的不一致问题。通过与文献结果高度一致地复现，验证了该框架的有效性，并将其应用于欧洲范围的用地适宜性评估，展示了其在今后能源建模和政策规划中的实用性。

ABSTRACT

The quantity and distribution of land which is eligible for renewable energy sources is fundamental to the role these technologies will play in future energy systems. As it stands, however, the current state of land eligibility investigation is found to be insufficient to meet the demands of the future energy modelling community. Three key areas are identified as the predominate causes of this; inconsistent criteria definitions, inconsistent or unclear methodologies, and inconsistent dataset usage. To combat these issues, a land eligibility framework is developed and described in detail. The validity of this framework is then shown via the recreation of land eligibility results found in the literature, showing strong agreement in the majority of cases. Following this, the framework is used to perform an evaluation of land eligibility criteria within the European context whereby the relative importance of commonly considered criteria are compared.

研究动机与目标

• 解决可再生能源用地适宜性评估中缺乏标准化的问题。
• 识别并解决标准定义、方法和数据集使用方面的关键不一致之处。
• 开发一种可重复、透明的框架，以支持可靠的用地适宜性分析。
• 通过高精度复现现有文献结果，验证该框架。
• 将该框架应用于欧洲范围的用地适宜性评估，比较各类常见标准的相对重要性。

提出的方法

• 开发一个整合空间、环境和政策相关标准的综合用地适宜性框架。
• 定义标准化的用地适宜性标准，包括土地利用限制、坡度、土壤质量以及与基础设施的距离。
• 采用多准则决策分析（MCDA）方法，对不同区域的土地适宜性进行排序。
• 以GLAES（基于GIS的能源系统用地评估）模型为核心分析引擎，进行空间评估。
• 在所有数据集上应用一致的数据处理与归一化技术，确保方法透明。
• 通过将框架输出与已发表的用地适宜性结果进行比较，验证其有效性，在大多数情况下达成高度一致。

实验结果

研究问题

• RQ1 在可再生能源规划中，如何系统性地解决用地适宜性标准、方法和数据使用方面的不一致？
• RQ2 所提出的框架在多大程度上能够复现文献中已有的用地适宜性结果？
• RQ3 在欧洲背景下，不同用地适宜性标准的相对重要性如何？
• RQ4 该框架如何实现用地适宜性评估的可重复性与透明性？
• RQ5 该框架能否有效应用于大规模区域评估，例如在欧洲？

主要发现

• 所提出的框架能够以高度一致性复现文献中的用地适宜性结果，验证了其可靠性。
• 标准定义不一致、方法不清晰以及数据集使用差异，是现有评估不可靠的主要原因。
• 该框架可在多样化的地理和监管背景下，实现一致且透明的用地适宜性评估。
• 在欧洲的应用中，该框架揭示出土地利用限制和坡度是决定用地适宜性的最关键因素之一。
• GLAES模型的集成使得可扩展、空间明确的用地适宜性分析成为可能，且具有高度可重复性。
• 该框架通过在研究间标准化用地适宜性评估，为改进能源系统建模奠定了基础。