可持续能源获取是实现全球气候目标和可持续发展目标面临的最关键挑战之一，全球有超过26亿人缺乏清洁烹饪解决方案，约6.75亿人没有电力供应[1]，[2]。在发展中国家向可再生能源和可持续能源系统转型过程中，不仅需要了解单个家庭的特征，还需要理解影响清洁能源采纳模式和可持续能源系统部署的复杂网络关系。传统的能源获取分析方法主要依赖于家庭层面的回归模型，这些模型研究人口特征、收入水平与能源获取结果之间的线性关系[3]，[4]，[5]，[6]，从根本上忽略了发展中国家可持续能源转型的结构性依赖性。
当研究可再生能源技术的集群采纳模式以及看似同质的人群中传统能源使用的持续性时，传统能源获取分析的局限性尤为明显。线性回归模型将家庭/观测值视为独立个体[7]，[8]，未能捕捉到网络效应、同伴影响和空间依赖性，而这些因素塑造了清洁能源的采纳决策和可持续能源系统的表现。这种分析盲点对可再生能源政策设计和气候缓解策略具有重要意义，因为仅基于个体特征的干预措施可能会错过加速向可持续能源系统转型的关键切入点。
当代可持续能源研究越来越多地认识到清洁能源获取的多维度特性，除了传统的获取指标外，还纳入了可再生能源的可用性、可负担性、可靠性和环境可持续性的衡量标准[9]，[10]，[11]。开发综合指数以同时捕捉能源获取和可持续性维度，加深了对能源贫困与气候目标之间复杂关系的理解[12]，[13]。然而，方法论仍主要基于单个家庭的分析，未能充分解决社会和经济网络如何影响可再生能源采纳模式和可持续能源系统发展的根本问题。
清洁能源采纳中的地理和社会聚类效应为可持续能源转型的网络性质提供了有力证据。由于共享的基础设施限制和集体决策过程，农村社区往往表现出相似的可再生能源采纳模式，而城市地区则根据收入水平和邻里特征表现出不同的聚类模式，这些因素影响了清洁烹饪技术的采用[14]，[15]，[16]。这些模式表明，可持续能源的结果不仅受单个家庭特征的影响，还受到连接家庭的内部和跨地理边界的网络关系和相似性的影响，为基于网络的可再生能源部署和清洁能源项目设计提供了机会。
可持续能源系统本身的复杂性要求分析框架能够捕捉系统层面的特性和新兴行为。清洁能源获取依赖于相互连接的基础设施网络、政策环境、市场条件以及表现出复杂适应性系统特征的非线性关系和反馈效应的社会系统[17]，[18]，[19]。社区层面采用清洁烹饪技术通过改善供应链、降低成本和示范效应创造了积极的外部性，从而加速了可持续能源转型[20]，[21]，[22]，而分布式可再生能源系统通过同伴学习和基础设施共享在邻近社区产生了网络溢出效应[23]，[24]，[25]。这些网络现象需要专门设计的分析工具来研究支配可持续能源系统发展的结构关系和系统层面模式。
尽管越来越多的人认识到可持续能源的系统性以及网络效应在可再生能源采纳中的关键作用，但清洁能源文献中缺乏基于网络的方法来分析能源获取。虽然网络科学在研究技术采纳、创新扩散和社会影响过程方面展示了显著的价值[26]，[27]，[28]，但其应用于可持续能源研究仍然有限。这一方法论上的空白代表了理解可再生能源采纳模式的结构特征和制定更有效策略以加速发展中国家清洁能源转型的重大机会。
图挖掘技术在揭示可持续能源采纳数据中的隐藏模式方面的潜力超出了传统统计分析的能力。网络构建可以识别超越传统人口统计类别的家庭之间的相似性关系，揭示可能需要差异化清洁能源干预措施的可再生能源采纳类型。区域网络可以暴露可持续能源扩散的地理模式，并识别可作为可再生能源项目部署枢纽的有影响力区域。变量相关网络可以突出不同能源获取维度与家庭特征之间的系统关系，为理解因果路径和支持可持续能源转型的干预机制提供见解。
本研究开发了一个全面的网络分析框架，将传统的家庭调查数据转换为基于图的表示形式，能够揭示支配可持续能源采纳过程的结构模式和关系。该框架包括多种网络构建方法，每种方法都旨在捕捉可再生能源系统发展和清洁能源转型动态的不同方面。家庭相似性网络揭示了可持续能源采纳者之间的同质性和聚类模式，而区域网络则暴露了可再生能源集中和扩散的地理模式。变量相关网络阐明了能源获取维度与家庭特征之间的系统关系，为理解支持可持续能源转型的因果路径和干预机制提供了见解。
分析方法采用先进的社区检测算法来识别需要差异化可再生能源干预措施的不同可持续能源类型。这种分析超越了传统的人口统计分类，基于清洁能源采纳模式、可再生能源偏好以及影响可持续能源系统参与的社会经济特征，识别出自然形成的家庭群体。社区检测结果通过识别具有相似可再生能源采纳特征和可能对特定清洁能源政策干预措施有类似反应的连贯家庭群体，为有针对性的干预设计提供了信息。
这项研究解决了关于可持续能源采纳结构性质的基本问题，同时开发了实用的工具用于可再生能源政策分析和干预设计。网络分析方法表明，可持续能源转型表现出传统分析方法无法看到的模式，并为发展实践者和政策制定者提供了可行的见解，以通过改善能源获取来应对气候缓解挑战。该框架有助于理解网络效应如何加速向可持续能源系统的转型，同时支持实现国际气候承诺和可持续发展目标。
