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该综述聚焦智能岛村(SIV)框架下的可再生能源(RES)应用,通过分析 2015-2023 年 105 篇 Scopus 文献,提出影响 SIV 发展的基础设施、可及性、可持续性(A-I-S)三要素,将 RES 方案分为可行性、农村电气化、生计、社会生态考量四类,侧重风能与沼气并阐释依据。
摘要
岛屿因基础设施不足、能源资源有限、远离大陆及政府限制等独特特征,加剧了居民本就不稳定的经济状况。本研究围绕智能岛村(SIV)概念框架内的可再生能源(RES)选择展开全面文献综述,旨在为可持续经济发展贡献力量。通过运用扩展 PRISMA(e-PRISMA)协议,系统分析 2015 至 2023 年间发表的 105 篇 Scopus 索引文章,识别出推动 SIV 发展的关键因素,将其归类为基础设施、可及性和可持续性。此外,把基于 RES 的解决方案分为可行性、农村电气化、生计、社会生态考量四个不同子主题。研究强调这些因素之间的相互依赖关系,着重指出它们共同为可及性、基础设施和可持续性(A-I-S)的提升做出贡献,而 A-I-S 是 SIV 的基本关键要素。与以往综述不同,本文仅考察风能和沼气,根据当地可获得性排除其他能源,并为这一重点提供详细依据。
引言
岛屿经济体面临独特挑战,需基于可再生能源(RES)的技术干预以实现可持续发展。其地理隔离、基础设施有限及对进口化石燃料的依赖,使能源安全成为紧迫问题。缺乏广泛可及且负担得起的能源,难以克服经济限制和改善生活条件。此外,对进口燃料的依赖,加上海底传输线路的高成本,限制了岛屿社区的电力连接。因此,RES 成为可行解决方案,带来能源独立、环境效益和经济稳定。全球向可持续能源解决方案的转型已获得显著动力,许多欧洲国家成功将 RES 纳入其能源结构。但由于基础设施限制和环境约束,岛屿经济体需要因地制宜的方法。研究表明,基于化石燃料的能源扩张显著导致全球温室气体排放,某些地区化石燃料消耗增加 22% 后,排放量增加高达 42%。在岛屿经济体中,气候变化对海洋和沿海生态系统的影响尤其令人担忧,进一步强化了对风能和沼气等可持续替代能源的需求。
尽管 RES 具有潜力,但缺乏关于不同 RES 如何促进智能岛村(SIV)发展的系统分析,SIV 概念整合了可及性、基础设施和可持续性(A-I-S),以创建自给自足的岛屿经济体。以往研究虽探讨了 RES 在农业、经济增长和能源安全等方面的应用,但未能在岛屿特定背景下全面考察这些因素之间的相互依赖关系。此外,喜马拉雅和沿海地区向 RES 的转变已有充分记录,但需要聚焦利用风能和沼气等当地资源的基于岛屿的策略。
以往研究还强调了采用 RES 的经济和工业影响,尤其是在创造就业、投资和基础设施发展方面。然而,在岛屿上,由于网络连接有限和燃料运输成本高,通过分布式电气化实现自给自足是主要考虑因素。研究还强调,关于 RES 如何促进长期工业增长和社会福祉的指导有限,强调需要一个全面框架来构建岛屿特定的能源转型。为解决这些差距,本文对岛屿采用 RES 进行系统文献综述,特别关注风能和沼气,因其可靠性、可获得性和可持续性效益。研究分析了 2015 至 2023 年间发表的 105 篇 Scopus 索引文章,将基于 RES 的关键解决方案分为可行性、农村电气化、生计、社会生态考量四个子主题。与以往综述不同,本文引入结构化的 A-I-S 框架,强调能源、基础设施和经济发展的相互关联,作为实现可持续 SIV 的途径。
本文其余部分概述了用于文献综述的方法,介绍了在 A-I-S 框架下分类的研究结果,并提出了推进 SIV 发展的政策建议。表 1 总结了先前关于 RES 及其对岛屿经济体影响的研究,根据所涵盖的要素(如替代能源、农村电气化和能源转型政策)对这些研究进行分类。该表的纳入有助于识别现有文献中的差距,强调对 SIV 进行全面综述的必要性。与以往关注 RES 孤立方面的研究不同,本综述整合了可行性、可持续性和可及性等多个维度。
智能岛屿及其挑战
岛屿面临独特的经济和基础设施挑战,包括能源资源有限、地理隔离和政府限制。解决这些问题需要在 SIV 框架内整合 RES 解决方案。智能岛屿的概念在文献中已被广泛讨论,作为岛屿经济体的可持续发展模式。智能岛屿利用 RES、数字技术和可持续实践来应对这些挑战。
文献综述方法
本研究采用 PRISMA(系统评价和元分析的首选报告项目)协议,以确保相关文献选择的透明度、严谨性和系统性。PRISMA 框架遵循识别、筛选、资格评估和最终纳入等关键阶段。这种结构化方法最大限度地减少偏差,提高可重复性,并为选择有助于 SIV 框架的研究提供清晰路线图。使用了 PRISMA 清单。
岛屿经济体中 RES 的主题分析
研究结果对 RES 如何促进 SIV 发展进行了广泛分析。本节介绍了从文献综述中得出的关键主题领域的见解,包括可及性、基础设施和可持续性。对研究差距的评估以及将研究分类为风能、沼气和其他 RES,突出了现有文献与研究目标的一致性。本节系统地梳理了重要发现。
文献综述结果
基于第 4 节的主题发现,本节介绍了系统文献综述和数据综合的结果。讨论遵循先前建立的主题结构,确保理论分析和实证结果之间的无缝衔接。最初,对关于岛屿的文献进行分析,确定了三个主要的发展领域,这些领域后来可能通向 SIV。从综述中发现,基础设施、可及性和可持续性(A-I-S)是关键因素,相互依赖以促进 SIV 发展。基于 RES 的解决方案可分为可行性、农村电气化、生计、社会生态考量四个子主题,每个子主题都有相关研究支持。
结论
本研究系统地回顾了基于 RES 的可持续 SIV,强调了 A-I-S 框架。通过对 105 篇 Scopus 索引文章的回顾,在可行性、农村电气化、生计和社会生态考量下确定了关键的基于 RES 的解决方案。先前的研究也强调了这些方面,如 Kallis 等人(2021)和 He 等人(2021)强调混合可再生系统用于能源安全,而 Pombo 等人(2023)和 Barney 等人(2022)讨论了综合能源系统。本研究通过关注风能和沼气并引入 A-I-S 框架,为该领域做出了贡献,为岛屿经济体的可持续发展提供了全面的视角。
未被引用的参考文献
[列出未被引用的参考文献作者及年份,如 Abate, 2018;Afsharzade 等人,2016 等,此处按原文罗列]
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。