中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：根據(jù)世界氣象組織（WMO）最新發(fā)布的數(shù)據(jù)，2023年為有記錄以來最熱的一年。全球平均氣溫比工業(yè)化前水平（1850～1900年）高出1.45攝氏度左右，遠(yuǎn)超此前最熱年份，并進(jìn)一步逼近《巴黎協(xié)定》所設(shè)立的1.5攝氏度控溫目標(biāo)。根據(jù)預(yù)測，未來5年中，至少有一年的全球年平均溫度比工業(yè)化前水平高出1.5攝氏度的可能性達(dá)到80%。
聯(lián)合國氣候變化專門委員會(huì)第六次評估報(bào)告（IPCC AR6）顯示，人類活動(dòng)引起的氣候變化導(dǎo)致全球極端天氣氣候事件快速增加。今年以來，亞洲、非洲、歐洲、南美洲、北美洲等地頻發(fā)暴雨洪澇和高溫?zé)崂颂鞖?，造成?yán)重人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。例如哈薩克斯坦遭遇近80年來最大規(guī)模的融雪性洪災(zāi)；阿聯(lián)酋遭遇75年來最強(qiáng)降雨；印度遭遇有記錄以來持續(xù)時(shí)間最長的高溫天氣，新德里連續(xù)多日最高氣溫超過45攝氏度。今年以來，我國平均氣溫為1961年以來歷史同期次高，全國平均高溫日數(shù)為1961年以來第三多；6月9日至15日的首次高溫過程較早出現(xiàn)，且范圍廣、極端性強(qiáng)，綜合強(qiáng)度為1961年以來歷史同期第五強(qiáng)。
從全球范圍看，盡管氣候變化對于環(huán)境的改變也能帶來正面影響，但總體上看，負(fù)面影響占據(jù)主導(dǎo)地位。例如，由于氣候變化，部分物種可能向高緯度遷移，而部分生態(tài)系統(tǒng)如冰凍圈和北極地區(qū)則遭到不可逆的破壞，從而加劇了全球氣候變暖。
未來能源系統(tǒng)的氣象屬性
越發(fā)顯著
隨著全球能源轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，氣象與能源電力的關(guān)系更加緊密。風(fēng)力、光照、降雨等天氣狀況直接決定了風(fēng)光水等可再生能源發(fā)電的出力情況，而臺(tái)風(fēng)、大風(fēng)、強(qiáng)對流、雨雪冰凍等災(zāi)害性天氣又對能源電力輸送和發(fā)電設(shè)備的安全運(yùn)行有較大影響。因此，當(dāng)前氣象對電力系統(tǒng)的影響呈現(xiàn)出電力全環(huán)節(jié)、時(shí)間全尺度、地域全覆蓋的特征。
從多年尺度看，風(fēng)光水等資源的年代際變化將影響能源規(guī)劃和戰(zhàn)略布局。從年內(nèi)尺度看，風(fēng)光水等資源的季節(jié)性波動(dòng)會(huì)帶來電力調(diào)度、儲(chǔ)能和火電等一系列需求變化。從月內(nèi)和日內(nèi)尺度看，光伏發(fā)電或風(fēng)電大發(fā)時(shí)可能并非需求峰值階段，這會(huì)對能源供需平衡產(chǎn)生較大影響。
從能源運(yùn)行角度看，跨區(qū)供電和可再生能源供應(yīng)與需求的波動(dòng)性，將帶來供需兩端的高度不確定性。此外，氣候變化還會(huì)對配電網(wǎng)產(chǎn)生一系列影響，特別是對基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)較為脆弱的欠發(fā)達(dá)地區(qū)的能源安全穩(wěn)定供應(yīng)，帶來嚴(yán)峻考驗(yàn)。
未來，在能源—電力—?dú)夂蛳到y(tǒng)深度融合背景下，全球氣候變化導(dǎo)致極端天氣氣候事件強(qiáng)發(fā)、頻發(fā)，極端天氣氣候事件作為“風(fēng)險(xiǎn)倍增器”，將給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來更多挑戰(zhàn)。
首先，極端天氣氣候事件導(dǎo)致風(fēng)電、光伏發(fā)電和水電出力的不確定性顯著增加。2021年7月28日，“極熱無風(fēng)”導(dǎo)致東北電網(wǎng)風(fēng)電出力僅為3.4萬千瓦，不足風(fēng)電裝機(jī)容量的0.1%；2018年12月至2019年2月，江淮南部、江漢、江南等地日照時(shí)數(shù)較常年同期偏少50%～80%，單日日照時(shí)數(shù)小于或等于3小時(shí)的天數(shù)普遍達(dá)55～70天；2022年夏季，受罕見高溫干旱天氣影響，四川部分主力水電站水庫相繼見底，水電發(fā)電能力斷崖式下降50%，造成全省供電支撐能力大幅下跌。
其次，高溫、寒潮、風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)、暴雨等極端天氣氣候事件會(huì)降低電網(wǎng)設(shè)備性能或直接導(dǎo)致設(shè)備損壞，危及電網(wǎng)安全運(yùn)行。2003年夏天，由于持續(xù)高溫，負(fù)荷飆升，美國東北部地區(qū)部分輸電線路發(fā)生過載跳閘，最終導(dǎo)致“8·14”美國、加拿大大停電，影響近5500萬人。2021年1月，受低氣壓及寒潮影響，日本海沿岸持續(xù)出現(xiàn)暴雪天氣，太陽能發(fā)電出力不足疊加風(fēng)電大規(guī)模停機(jī)，導(dǎo)致日本多地停電，影響戶數(shù)超過4.5萬戶。2022年2月中下旬，我國南方區(qū)域風(fēng)機(jī)發(fā)生凝凍，最大凝凍受限容量達(dá)到裝機(jī)容量的42%，部分地區(qū)甚至受限超過90%。2019年8月，臺(tái)風(fēng)“利奇馬”登陸我國后，造成浙江、福建、江蘇、上海等地的72座35千伏以上變電站、4823條10千伏及以上線路受損或故障。2021年7月中下旬，河南遭遇強(qiáng)降雨天氣，造成全省近1/3供電設(shè)施受到影響。
最后，極端天氣氣候事件的頻繁出現(xiàn)，導(dǎo)致部分時(shí)段用電量激增，尖峰負(fù)荷容量持續(xù)增加、單次持續(xù)時(shí)間短、電量比例小、峰谷差大。
隨著城鎮(zhèn)化水平及居民電氣化水平的提高，空調(diào)負(fù)荷占最高用電負(fù)荷比重大大增加，北京、長三角、珠三角等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)超過40%。度夏和度冬期間，氣溫對用電負(fù)荷的影響越來越顯著。2021年1月，南方電網(wǎng)首次連續(xù)五日出現(xiàn)冬季日用電負(fù)荷與夏季高峰時(shí)段相當(dāng)?shù)木置?，多省市同一時(shí)段出現(xiàn)負(fù)荷峰值，跨區(qū)調(diào)配、余缺互濟(jì)、錯(cuò)峰、避峰的可用資源顯著下降。2021年1月上旬，受寒潮影響，國家電網(wǎng)公司運(yùn)營區(qū)最高負(fù)荷達(dá)到了9.6億千瓦，日用電量達(dá)到了201.91億千瓦時(shí)，均創(chuàng)下歷史新高。2022年夏季，長時(shí)間大范圍的高溫天氣造成全國22個(gè)省用電負(fù)荷創(chuàng)新高。川渝等地先后出現(xiàn)兩次極端高溫，導(dǎo)致用電負(fù)荷激增，最大負(fù)荷比2021年同期增加25%。
根據(jù)國家氣候中心的最新研判，預(yù)計(jì)今年夏季（6月至8月）我國氣候狀況總體偏差，澇重于旱，東部季風(fēng)區(qū)降水總體偏多，區(qū)域性和階段性洪澇災(zāi)害明顯，極端天氣氣候事件偏多，局地發(fā)生極端性強(qiáng)降水的可能性較大。長江中下游、淮河流域、太湖流域、遼河流域降水較常年同期明顯偏多，可能有較重汛情；華北、華東北部和南部、華中南部、華南、新疆等地可能出現(xiàn)階段性高溫?zé)崂?；華南、西南地區(qū)南部、新疆等地降水偏少，可能出現(xiàn)階段性氣象干旱。夏季登陸我國的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)較常年同期偏少，主要影響廣東、福建等沿海地區(qū)，盛夏可能有較強(qiáng)臺(tái)風(fēng)北上影響東北地區(qū)，臺(tái)風(fēng)活動(dòng)路徑以西行和西北行為主。
國網(wǎng)能源研究院的最新研究顯示，預(yù)計(jì)今年夏季，我國電力供需總體平衡偏緊。局地高峰時(shí)段電力供需緊張，電力缺口主要分布于華東、西南電網(wǎng)等區(qū)域。遇大范圍極端天氣時(shí)，用電高峰時(shí)段電力缺口或?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大。
亟需共建能源氣象服務(wù)體系
當(dāng)前，氣象與能源電力呈現(xiàn)深度融合趨勢。為更好發(fā)揮氣象在新型電力系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)行中的支撐保障作用，氣象部門和能源電力部門亟需合作共建能源氣象服務(wù)體系，推動(dòng)“能源+氣象”信息深度融合，保障國家能源轉(zhuǎn)型的順利進(jìn)行。
一是增強(qiáng)我國能源氣候安全性。將氣候變化和極端天氣納入國家能源電力規(guī)劃，充分考慮氣候因素對能源電力安全保供的影響，提高能源電力系統(tǒng)的韌性，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，更好地適應(yīng)氣候變化。建立以國家能源電力主管部門、氣象部門和大型能源電力國企為主體的國家能源安全聯(lián)合“監(jiān)測—預(yù)警—協(xié)商—行動(dòng)”工作機(jī)制。
二是提升我國能源安全高效運(yùn)行保障水平。提高可再生能源的預(yù)測精度，延長預(yù)測周期，完善調(diào)度運(yùn)行輔助決策功能；完善能源氣象服務(wù)保障機(jī)制和應(yīng)對極端天氣的工作方案，制定分級分類應(yīng)急保供預(yù)案，做好各種極端天氣條件下的壓力測試；提升跨區(qū)域能源互調(diào)互濟(jì)水平，充分發(fā)揮“全國一盤棋”的優(yōu)勢，提升重大風(fēng)險(xiǎn)共同應(yīng)對能力。
三是完善構(gòu)建適應(yīng)能源高水平供需互動(dòng)的天氣氣候服務(wù)體系和極端天氣氣候事件早期預(yù)警系統(tǒng)。天氣氣候服務(wù)需覆蓋電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)等全鏈條全場景，為能源的供給、消費(fèi)和安全提供高質(zhì)量體系化氣象服務(wù)。極端天氣氣候事件預(yù)警系統(tǒng)對于能源供應(yīng)和需求產(chǎn)生重大影響的極端事件可提前半個(gè)月至一個(gè)月實(shí)現(xiàn)預(yù)警。例如，國家氣候中心和國網(wǎng)能源研究院正共同組建“迎峰度夏/冬”能源保供氣象服務(wù)專班，共同制作《迎峰度夏/冬能源保供氣象服務(wù)專報(bào)》，針對高溫?zé)崂?、暴雨、臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)對流、少風(fēng)少光等重大天氣過程及能源影響預(yù)報(bào)進(jìn)行聯(lián)合會(huì)商，共同繪制新型電力系統(tǒng)氣候風(fēng)險(xiǎn)圖譜。
四是加強(qiáng)氣象部門和能源電力部門的互動(dòng)及聯(lián)合技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)“能源+氣象”信息深度融合。通過共享專業(yè)知識和技術(shù)資源，開展聯(lián)合技術(shù)研發(fā)，打通雙方在數(shù)據(jù)—算法—模型—業(yè)務(wù)等領(lǐng)域的“孤島”，形成業(yè)務(wù)閉環(huán)，共同解決新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中面臨的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)難題。
（作者分別系國家氣候中心主任、國家氣候中心高級工程師。 ）
