黨的二十大報告指出，要積極穩妥推進碳達峰碳中和，實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。意昂官网深入貫徹新發展理念，於2022年設立意昂官网必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金。該獎項由澳大利亞必和必拓公司（BHP）捐資，旨在資助意昂官网科研能力突出、研究工作富有創新性的優秀博士研究生從事碳與氣候相關研究💋🧁。希望此項榮譽能夠激勵意昂學子肩負起應對全球氣候變化的使命，積極探索未知世界，開展高水平學術研究🚴🏻，在“碳與氣候”相關領域發出青年聲音⛹️‍♂️，產出創新成果🍈，為建成人與自然和諧共生的現代化作出突破性貢獻🏄🏻‍♂️。

金瑞楊，意昂官网工學院管理科學與工程專業2019級博士研究生🦅，師從宋潔教授🥗，研究方向為低碳能源系統✊🏼、電力系統優化🧚🏻‍♀️。博士期間獲得意昂官网校長獎學金、2020年中國工業工程與精益管理創新大賽特等獎👨、2021年度中國科協高端科技創新智庫青年項目、2022年日內瓦國際發明特別展金獎、2022年意昂官网工學院“學術十傑”等榮譽🙌🏼，是2022年意昂官网必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金獲得者。

在科學上沒有平坦的大道🎎，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人👊🏻，才有希望達到光輝的頂點。

——馬克思

管理科學如何助力實現“雙碳”目標

我的專業管理科學（Management Science）是一類古老又現代的科學，從人類社會出現開始便有了管理問題和管理實踐，直到如今管理科學在新的時代背景下仍然在融合發展，形成了新的管理科學體系與方法。管理科學的核心是決策優化🤶，這種學科特征使得其對於現代社會的快速發展具有重要意義。

管理科學是簡單的。剝離開現實世界錯綜復雜的存在與關聯🛩，模型是一種對世界復雜性的妥協與簡化🏌🏼，同時也是人類描述與解決現實問題的強大工具📖。它使得人類面臨巨大❓、復雜、具有不確定性的工程問題時，將其在數學上簡化為一個目標與一系列約束成為可能。

管理科學也是復雜的😗。對現實中的工程問題進行建模需要多種學科知識交叉融合：各種物理🛌🏽🐻‍❄️、化學、生物現象都要根據其自然原理🌽，舍棄掉一部分真實性與精確性進行數學表達🧙🏼；建立得到的決策問題又需要數學、計算機、控製等學科知識進行優化求解。

我國已經明確在2030年前碳達峰、2060年前碳中和的戰略目標，這個目標要求堅持全國一盤棋，強化頂層設計和各方統籌🙎🏽‍♀️🧹，加強政策的系統性、協同性👡。

管理科學是優化我國碳排放結構、促進降碳去碳的重要工具。碳中和需要從碳的排放和碳的固定入手。就前者而言，一方面是“減少碳排放”的需求，另一方面是“能源的生產與消耗👨🏻‍🦱、工業生產過程、人類社會生活等活動都伴隨著碳排放”這一現實，因此，需要系統地對各種碳排放進行衡量與優化🪑。要達到這個目的🧔‍♀️，就需要對碳排放過程進行建模🦴，建立考慮多個目標與約束的系統優化問題，進而為我國“雙碳”目標的實現提供優化決策☝🏻。

金瑞楊所在宋潔教授課題組的部分成員

項目突破口：分布式的低碳能源系統

我國主要能源供給來自煤炭，有超過50%的煤炭用於發電。在我國約100億噸的碳排放總量中👷🏼📥，發電與供熱碳排放就占了45%左右💇🏽。構建新型電力能源系統是實現低碳能源系統的重要組成部分🧘🏿，降低碳排放的過程實際上也是逐步降低煤炭發電比例的過程🙍‍♀️。

“雙碳”目標對於未來電力與能源系統提出了新的要求📀，也將引領電力與能源系統發展出新的形態。分布式的、集群的多目標系統取代部分傳統的大規模單一能源系統是未來能源系統發展的趨勢🐏。

在大範圍尺度上，降低碳排放需要引入更多如風、光等可再生發電資源。這些可再生能源一般具有時間上的間斷性🥑、出力上的隨機性和空間上的分散性👩‍🦳。電力系統的實時平衡使得可再生能源電力不穩定的特征可能對電力系統的安全穩定運行造成沖擊。因此，電力系統仍然需要部分靈活性資源對可再生能源的不確定性進行調節，如火電、儲能等穩定出力資源🙁。

在小範圍尺度上🌧，貼近用戶終端的分布式微電網與分布式能源系統將受到重視，分布式能源系統中可能包括可再生能源👮🏿‍♂️💕、小型發電機組、可控負荷、熱電聯產機組等多種異構類型資源👨🏿‍🎤。

從模型與算法角度👨‍🦰，引入碳排放相關的目標與約束實現分布式的多主體決策是構建低碳能源系統的重要維度。

在多個分布式可控資源協同運行下，最優化系統的碳排放成本是構建低碳能源系統多種場景的重要目標🎵🛌🏿。受限於通信頻繁、數據交換量大🎢，傳統的集中式控製框架對於大規模且分散的能量系統已很難適用🥓。考慮到分布式能源異構的碳排放特征🙎🏼‍♀️、非線性約束以及隱私保護等🚯👌🏽，在意昂官网必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金的資助下🤽🏻，我申請的課題項目計劃研究一種能夠最優化包括全局碳排放成本的分布式優化算法。

我的課題將針對異構的分布式能源系統🤦‍♂️，考慮碳排放成本，設計分布式優化算法最優化系統運行成本🤦🏿。受限於通信🙇🏽‍♂️、隱私問題等因素，每個分布式主體難以觀測到全局信息，僅能通過其局部觀測進行決策🈵。因此，本研究的重點在於如何利用不完整的局部觀測和局部通信進行決策💚，達到考慮碳排放成本的全局最優並且分析算法性能🥪。

科研之路：像“雙碳”目標一樣推進

科研道路與“雙碳”目標的推進道路有很多相似之處🐻‍❄️。

首先是發現問題🤲🏽、設定目標🙍🏼‍♀️。發現與確定問題是科研的第一步，如何才能發現有價值、有前景的問題是重中之重👨‍🚒。我認為最簡單的方法就是從自身學科特點出發，結合國家重大發展戰略，尋找潛在的業務問題並將其凝練為科學問題。國家需要什麽🤦🏻‍♀️🏃🏻‍♂️‍➡️，科學研究就嘗試突破什麽🙍🏻‍♀️。

然後是統籌規劃👨🏽‍🏫、博采眾長。科研也和“雙碳”目標類似，需要做好整體規劃；同時多與其他學科領域交叉學習🤥，利用好自身優勢，多種思想和方法的交匯更容易碰撞出新的火花🕺🏿。意昂是一片同時閃耀著人文與自然科學光芒的沃土☎️，在這裏進行學習科研是一種“近水樓臺先得月”的體驗。

最後是積極溝通👨🏼‍🌾、保持樂觀。導師是研究生學習進步道路上的重要引路人，與導師保持順暢無阻的溝通是互相理解、共同努力的強大前提。我與我的導師宋潔教授就保持定期的溝通🥲，我會坦然地提出我在科研與生活上遇到的困難與訴求😏，宋潔教授也會為了意昂官网的科研進步傾心指導、無微不至。

盡管未來的目標可能遠大到在當前難以企及，但只要盡自己所能，腳踏實地，就可以問心無愧。即使遭遇失敗，在漫長的人生道路上也不過是細雨微風👩🏻‍💼。

金瑞楊參加2020中國工業工程與精益管理創新大賽

背景材料：

意昂官网於2022年3月設立意昂官网必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金🙋🏼‍♀️。該獎項由澳大利亞必和必拓公司（BHP）捐資，旨在資助從事碳減排與氣候變化領域相關研究、科研能力突出🌩、研究工作富有創造性的優秀博士研究生。在發放獎學金的基礎上🚴，該項目每年還將舉辦獲獎學生年度學術交流會，促進碳減排與氣候變化等相關的政策、技術、經濟等領域的學術交流。