《Energy and Buildings》：Pathways to net zero: Scenario analyses of urban building stocks in Jakarta
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本研究提出了一种结合进化博弈论与Prophet预测模型的多利益相关者方法，用于制定雅加达至2050年的碳中和路径。通过分析七个建筑类型中财政、能源、地方政府的策略互动，并应用三种衰减模型进行回溯预测，确定运营和嵌入排放的关键节点。±10%敏感性测试显示合作策略需外部支持，而积极情景下2050年排放可能回落至2010年水平。
Hanif Hanif、Ahmed Z. Khan、Muhammad Idrus Alhamid、Yohei Yamaguchi
比利时布鲁塞尔自由大学建筑、城市规划与建筑系（BATir）
摘要
为了在2050年前实现雅加达的净零排放目标，需要一个明确设计的路径。为此，本研究探讨了针对城市建筑存量的预测和回溯分析方法。研究旨在利用创新方法制定净零路径，这些方法结合了利益相关者的各种情景，并考虑了运营排放和隐含排放。模型模拟了五个关键参与者之间的战略互动：财政部（MoF）、能源与矿产资源部（MEMR）、雅加达政府（GovJ）、建筑所有者/使用者（OCC）以及开发商（DEV）。分析的建筑类型包括公寓、办公楼、购物中心、酒店、教育设施和独立住宅。研究将Prophet预测模型（PFM）与进化博弈论（EGT）相结合，并进行了±10%的敏感性测试，同时应用了三种衰减模型（逻辑斯蒂、幂函数和Gompertz）进行回溯分析。评估了2030年、2040年和2050年的能源使用强度（EUI）及其组成部分（如冷却系统、照明、设备、家电）、参数（如总热传递值（OTTV）和性能系数（CoP）以及电力、材料和燃料的排放因子。在±10%的敏感性假设下，预测精度更高，表明合作策略可能需要外部支持（如国际金融机构）来改善结果。此外，在+10%的敏感性假设下，预计2050年的排放量可能会回到2010年的水平。
引言
雅加达承诺在2050年前实现净零排放[1]。为实现这一目标，必须针对主要排放源（尤其是建筑，它们占城市排放量的约三分之一[2]）采取行动。尽管有净零排放的承诺，但由于利益相关者之间的激励机制不同，进展仍然缓慢[3]，这凸显了如果没有战略性和协调性的建筑行业行动，雄心勃勃的目标可能会落空。本研究通过分析建筑行业的战略互动来探讨雅加达的净零路径。它将进化博弈论（EGT）与Prophet预测方法（PFM）相结合，以研究利益相关者的策略如何影响最终结果。模型涵盖了七种建筑类型：公寓、办公楼、酒店、购物中心、医院和教育设施，以符合现有的监管框架[4]、[5]。
鉴于利益相关者策略、能源系统和材料排放之间的相互作用，实现雅加达建筑的脱碳具有挑战性。在EGT-PFM框架内进行准确预测受到高分辨率数据有限、策略不确定性以及占用率波动的影响。本研究通过整合情景、预测和回溯分析，为净零路径的设计做出了贡献，以验证短期和长期的发展轨迹。
制定城市规模的减排情景具有挑战性，因为多个利益相关者追求不同的策略和激励措施。越来越多的文献[6]、[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]、[21]、[22]（见表1）表明，这些互动可以通过博弈论（GT）和EGT来建模，后者能够捕捉策略的演变。例如，GT已被用于评估气候政策的有效性及其与国际投资的互动[21]。然而，其在建筑排放领域的应用仍然有限。在我们的ScienceDirect和MDPI文献库中，大多数研究仅关注隐含排放或运营排放，很少有研究同时考虑两者；这表明现有文献存在显著缺口。许多EGT研究[6]、[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]主要关注政府的作用，例如碳税[7]、绿色激励[7]、执行力度[7]，但这些政策如何影响业主和开发商的行为仍很复杂且依赖于具体情境。
预测业主和开发商的行为如何与政府的绿色政策互动非常复杂。将EGT与预测（FC）相结合可以为多年预测提供更稳健的框架，但相关证据不足。先前的研究[22]虽然结合了GT和FC，但依赖于线性预测，假设能源消耗和人口持续增长，这可能无法完全反映城市地区的持续脱碳努力。
除了城市排放情景外，更广泛的能源系统研究表明，可以使用EGT来模拟战略互动，包括通过复制动态进行实施，并结合政策分析的补充建模层[23]。这些证据支持了我们研究中通过EGT模拟参与者之间战略互动的框架，然后将其与预测系统相结合。
选择最佳的预测方法至关重要。PFM能够处理缺失或不规则的数据序列以及长期预测，而指数三重平滑（ETS）适用于短期趋势，ARIMA难以处理突然的变化，循环神经网络（RNN）则需要大型数据集，而这在城市排放研究中并不常见[24]、[25]。比较研究[26]、[27]显示PFM的预测精度更高。此外，仅靠预测不足以实现净零目标；回溯层可以量化差距和所需行动。本研究采用了三种简单有效的回溯方法（幂函数、逻辑斯蒂、Gompertz[28]、[29]、[30]），并将其与预测框架相结合。
如文献综述部分所解释的，现有研究提供了通过GT理解减排策略的见解。然而，这些研究大多忽略了将其与预测模型、特定建筑类型的分析以及隐含排放和运营排放类型的全面考虑相结合。这些差距限制了现实且与政策相关的脱碳路径的发展，尤其是在建筑类型多样化和制度动态复杂的城市地区。
解决这些限制需要一种将利益相关者行为与长期排放轨迹联系起来的方法。在这方面，本研究旨在通过整合利益相关者互动动态与基于情景的预测，为主要城市建筑类型制定2050年的净零路径。同时，还纳入了回溯分析，以评估其与长期气候目标的契合度。目标是生成特定类型的路径，使预测的排放趋势与长期气候目标保持一致，并明确战略行为如何促进或阻碍进展。
本研究通过将利益相关者互动动态与长期排放轨迹联系起来，并开发特定类型的路径，从而在概念上做出了贡献，这些路径使预测的趋势与净零目标保持一致。这种视角阐明了战略行为如何支持或阻碍不同类型城市建筑的脱碳进程。
方法论
先前的研究已将预测-回溯方法与明确模型相结合：气候适应性资产管理[31]；通过去趋势交叉相关分析（DCCA）处理非平稳序列[32]；以及ARIMA和时空分解[33]。在此基础上，我们使用了一个统一的情景框架（见图1）。预测层结合了EGT和PFM，以模拟对城市脱碳负有责任的五个参与者：财政部（MoF）、能源与...
结果
结果从第3.1节开始，该节分析了不同建筑类型的能源使用强度（EUI）和特定能源需求（冷却、照明等）。接下来，第3.2节讨论了冷却系统的总热传递值（OTTV）和性能系数（CoP），展示了建筑围护结构效率和冷却技术的进步趋势。第3.3节探讨了电力、柴油燃料、水泥和钢铁的排放因子，强调了政策和技术转型对碳强度的影响。
讨论
雅加达在印度尼西亚批准《巴黎协定》[156]的四年前就颁布了《绿色建筑条例》[4]，成为第一个在全国框架之前正式制定低碳建筑政策的省份。该条例实施后，建筑物的排放强度有所下降[34]，表明省级层面的政策协调和合规已经开始发挥作用。这一观察结果证明了在模型中纳入合作动态的合理性。
结论与未来工作
本研究使用预测和回溯方法设计了2050年的净零路径。预测结合了EGT和PFM来捕捉利益相关者的动态，并考虑了±10%的悲观和乐观情景。回溯分析采用了幂函数、逻辑斯蒂和Gompertz衰减模型。在两个阶段都对模型性能进行了评估，所有模型在统计上都是有效的。研究涵盖了隐含排放和运营排放。运营输出包括预测的EUI、冷却、照明和设备的最终用途。
作者贡献声明
Hanif Hanif：撰写——原始草案、可视化、验证、方法论、概念化。Ahmed Z. Khan：撰写——审稿与编辑、监督、方法论、概念化。Muhammad Idrus Alhamid：撰写——审稿与编辑、验证、监督、方法论、概念化。Yohei Yamaguchi：撰写——审稿与编辑、监督、方法论。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
