搜索
伴隨新能源在電力系統(tǒng)中的占比不斷提升，能源與氣候問(wèn)題深度耦合，已成為全球科學(xué)研究和工程實(shí)踐的前沿?zé)狳c(diǎn)。當(dāng)前，對(duì)新能源發(fā)電能力的預(yù)測(cè)更多集中于數(shù)日之內(nèi)，月度、年度預(yù)測(cè)有所不足，成為困擾電力市場(chǎng)和電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要問(wèn)題。
近期，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“合作組織”）和國(guó)家氣候中心舉行《全球新能源發(fā)電年景預(yù)測(cè)2025》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《年景預(yù)測(cè)》）成果發(fā)布會(huì)。相關(guān)成果有望為研判新能源發(fā)電能力年際變化、開(kāi)展年度能源平衡分析提供依據(jù)，為中遠(yuǎn)期能源戰(zhàn)略決策、能源系統(tǒng)規(guī)劃、風(fēng)險(xiǎn)管理控制提供新視角。
補(bǔ)全長(zhǎng)期預(yù)測(cè)空白
2024年，全球風(fēng)電與光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到約30億千瓦，超過(guò)全球電力總裝機(jī)的30%。但受多種氣候因素影響，2024年全球風(fēng)電光伏發(fā)電能力有所下降。去年德國(guó)風(fēng)電裝機(jī)同比增長(zhǎng)了4%，而發(fā)電量卻下降了2%。由于季風(fēng)季節(jié)降雨量偏多，去年印度大部分地區(qū)的太陽(yáng)能輻射量下降了3%—10%，影響了光伏發(fā)電效率。
合作組織駐會(huì)副主席劉澤洪表示，氣候?qū)﹄娏ο到y(tǒng)源、網(wǎng)、荷等各環(huán)節(jié)影響顯著。隨著新能源占比不斷提高，電力系統(tǒng)平衡難度與日俱增，迫切需要在電力系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行中充分考慮氣候因素，加強(qiáng)電力氣象預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，提高電力系統(tǒng)氣候彈性和安全韌性，更好適應(yīng)氣候變化帶來(lái)的影響?！澳壳埃蛐履茉窗l(fā)電預(yù)測(cè)主要集中在短期和超短期，但對(duì)于更長(zhǎng)時(shí)間尺度，尤其是以月度、年度為周期的預(yù)測(cè)還處于空白?！?/p>
要把握新能源發(fā)電長(zhǎng)期趨勢(shì)，需破解多方面難題。首先，需要將全球劃分為多個(gè)區(qū)塊，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)每個(gè)位置未來(lái)一年的風(fēng)、光、溫度和氣象等要素演變。還需要準(zhǔn)確定位全球每一座風(fēng)電、光伏場(chǎng)站的位置和規(guī)模。此外，還要研究建立從大氣脈動(dòng)到電力輸出的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換模型。
中國(guó)氣象局副局長(zhǎng)熊紹員指出，新型電力系統(tǒng)對(duì)氣候資源評(píng)估預(yù)報(bào)和極端氣象災(zāi)害預(yù)警的需求日益迫切。中國(guó)氣象局正加快構(gòu)建能源氣象服務(wù)業(yè)務(wù)體系、拓展能源氣象服務(wù)領(lǐng)域以及深化行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，不斷提升能源氣象服務(wù)能力。
當(dāng)前，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織和國(guó)家氣候中心聯(lián)合發(fā)起技術(shù)攻關(guān)，從能源和氣象視角出發(fā)，開(kāi)展新能源發(fā)電能力中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)研究。相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)建立氣象要素預(yù)報(bào)、風(fēng)光場(chǎng)站識(shí)別、發(fā)電出力預(yù)測(cè)框架，提出覆蓋全球范圍，空間分辨率28公里，時(shí)間分辨率為月度的新能源發(fā)電能力年度預(yù)測(cè)。
發(fā)電能力預(yù)計(jì)提升
據(jù)《年景預(yù)測(cè)》，2025年全球新能源發(fā)電將呈現(xiàn)兩大趨勢(shì)。首先，總體發(fā)電能力相比2024年將略有提高，相關(guān)大氣響應(yīng)與以往存在差異，將影響全球風(fēng)電光伏的發(fā)電能力。預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，今年全球風(fēng)電發(fā)電能力將與去年基本持平，平均可利用2300小時(shí)左右；光伏發(fā)電能力將有所提升，平均可利用1350小時(shí)左右。
今年新能源發(fā)電的區(qū)域性差異將更加顯著。全球變暖背景下，大氣系統(tǒng)變化更具復(fù)雜性和不穩(wěn)定性，受到多種氣候因素影響，不同國(guó)家和地區(qū)的新能源發(fā)電能力變化差異顯著。預(yù)計(jì)今年南部非洲地區(qū)降水將異常偏多，風(fēng)電光伏的發(fā)電能力等都將有所下降；南北部分地區(qū)在海陸溫差變化，亞熱帶季風(fēng)系統(tǒng)階段性增強(qiáng)等氣候因素的加持下，風(fēng)電發(fā)電能力將顯著提升。
合作組織經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)楊方表示：“預(yù)計(jì)今年我國(guó)風(fēng)電平均可發(fā)電小時(shí)數(shù)將較去年下降約2%，考慮新能源發(fā)展，發(fā)電能力將增長(zhǎng)20%左右。”今年全國(guó)風(fēng)電平均發(fā)電時(shí)長(zhǎng)預(yù)計(jì)約2100小時(shí)，并呈現(xiàn)“冬春高、夏秋低”的特點(diǎn)，6月、7月和9月可能出現(xiàn)明顯下降?！皩幭?、山東等省份的風(fēng)電發(fā)電小時(shí)數(shù)有望同比增加2%—8%，河南、新疆、河北等省份預(yù)計(jì)下降5%—9%。”
楊方進(jìn)一步表示，我國(guó)光伏平均可發(fā)電小時(shí)數(shù)預(yù)計(jì)較去年增加2.5%左右，發(fā)電能力將增長(zhǎng)約40%。今年全國(guó)光伏平均可發(fā)電1300小時(shí)左右，下半年可能會(huì)高于去年同期水平。“主要原因在于去年秋季我國(guó)北方多地、東部和南部沿海地區(qū)降水明顯增多，導(dǎo)致該時(shí)段光伏發(fā)電小時(shí)數(shù)低于往年年水平。”而光伏裝機(jī)較多地區(qū)中，今年浙江、河北的光伏可發(fā)電小時(shí)數(shù)將有望增加約8%、6%，而貴州、山東可能下降2%和1%。
預(yù)測(cè)價(jià)值正在顯現(xiàn)
“在新能源年景預(yù)測(cè)領(lǐng)域首次詳細(xì)納入氣候預(yù)測(cè)信息，對(duì)能源行業(yè)提供穩(wěn)定可靠的氣候服務(wù)意義重大。”國(guó)家氣候中心副主任肖潺指出，氣候預(yù)測(cè)更好的服務(wù)新能源發(fā)展，還需結(jié)合傳統(tǒng)數(shù)值預(yù)報(bào)模式與人工智能預(yù)測(cè)技術(shù)，提升氣象要素預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率與時(shí)效性，未來(lái)持續(xù)推出月、季、年等不同時(shí)間尺度的預(yù)測(cè)產(chǎn)品，匹配電力市場(chǎng)年度交易、月內(nèi)調(diào)度等需求。
“新能源參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，長(zhǎng)周期層面的不確定性、難以預(yù)測(cè)性，是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題?！北本╇娏灰字行男履茉床恐魅蝿⒋T指出，“當(dāng)前新能源發(fā)電預(yù)測(cè)主要以7天—3天為尺度，在市場(chǎng)設(shè)計(jì)方面，月度和年度數(shù)據(jù)的不完善，市場(chǎng)邊界不夠清晰，新能源發(fā)電年景預(yù)測(cè)為明確邊界提供了更加準(zhǔn)確的信息?！比臧l(fā)電能力預(yù)測(cè)也有助于提升新能源企業(yè)、市場(chǎng)主體參與市場(chǎng)的能力，完善長(zhǎng)周期層面決策?？紤]到當(dāng)前電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)周期，年度交易一般在年底附近組織開(kāi)展，建議年度預(yù)測(cè)結(jié)果在每年10月左右發(fā)布，更好指導(dǎo)下一年的新能源發(fā)電計(jì)劃制定。
“月度、季度再到年度，預(yù)測(cè)的時(shí)間尺度越長(zhǎng)，電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)的準(zhǔn)備時(shí)間就越充足?！鼻迦A大學(xué)教授、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院常務(wù)副院長(zhǎng)魯宗相指出，伴隨新能源接入比例提升，氣象成為電力系統(tǒng)災(zāi)變的重要影響因素，如果能夠在年度計(jì)劃層面做好規(guī)劃，提前備足資源，電網(wǎng)的防災(zāi)減災(zāi)能力將顯著提升。同時(shí)，預(yù)測(cè)能力從短期擴(kuò)展到長(zhǎng)期，新能源電源的可控能力將顯著提升，可以更好匹配電力系統(tǒng)需求。他也指出：“氣象和電力的學(xué)科交叉是當(dāng)下的熱點(diǎn)，但兩個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)體系、話語(yǔ)體系、技術(shù)體系間的相互溝通仍缺乏，進(jìn)一步交叉融合仍需構(gòu)建一個(gè)全新、全方位的機(jī)制。需要學(xué)科交叉、數(shù)據(jù)融合、技術(shù)方法創(chuàng)新同步推進(jìn)，才能形成有效的跨行業(yè)的合作模式?！?/p>
