极端天气频发,如何守住电力保供底线?
2026-08-08 05:23:44 中环报记者方琬夷 阅读(71)
8月的重庆,气温表上的数字每往上跳1℃,电网就要多负担82万千瓦的负荷。千里之外的东南沿海,当台风登陆,海上风电场也可能成为电网的风险点。
气候变化究竟会给电力系统带来哪些风险?如何提升电力系统的气候韧性,在极端天气下守住保供底线?近日,在中国能源模型论坛第十届学术年会上,与会专家提出,将气候风险评估深度嵌入电力系统的规划与运行,已是当务之急。
气候风险加剧,电力系统双侧承压
不少人有疑问,近年来我国新能源装机规模持续扩大,为什么电力供需仍会紧张?这是因为过去电力系统的规划和运行主要依据历史气象数据,但在越来越频发的极端天气面前,这些数据已经不够用了。
与会专家指出,气候变化对电力系统的影响是供需双侧的,极端天气会同时冲击电力供给与需求。
从需求侧看,极端温湿度正在推高用电负荷峰值。例如,重庆作为高温高湿超大城市,电力负荷的气象敏感度位居全国前列。重庆市气象服务中心主任何军介绍,在25℃—30℃区间,气温每升高1℃,负荷增加82万千瓦;31℃—35℃区间和36℃—40℃区间,气温每升高1℃,对应的负荷增加则分别是127万千瓦和168万千瓦。
从供给侧看,极端天气则会直接影响电源出力。华中科技大学教授陈新宇指出,东南沿海大规模部署的海上风电,正面临越来越高的台风风险。“短周期的出力波动可以靠电化学等短时储能应对,而应对来水变化等长周期波动,则更多需要水电和氢能衍生物等长时储能技术配合。”陈新宇说道。
更值得警惕的是复合极端事件的放大效应。华北电力大学副教授张浩楠团队研究发现,高温、低风、少水同时发生的复合极端事件,对系统韧性的冲击远大于单一灾害,会显著放大电力供需缺口。“高排放高温升情景下,对华东、华北等受端地区的电力韧性冲击更为明显,多种极端天气叠加会让风险成倍增加。”张浩楠说。
北京理工大学助理教授吴郧团队的研究量化了气候变化带来的缺电风险。研究显示,在2℃温升情景下,我国持续性缺电风险显著上升,高风险年份全国全年累计缺电量可能相当于2024年全社会用电量的8%—16%。“区域互济可以缓解一部分风险,但尾部风险很难完全消除。”吴郧表示。
电力规划存在短板,难以适应新挑战
风险的背后,是传统电力建设思路与新形势的不匹配。
与会专家认为,过去电力规划对气候风险、生态影响的系统性考量不足,导致电力系统应对极端天气的能力存在短板。
国家气候中心研究员常蕊指出,当前三北地区大规模风光基地建设面临双重挑战,一方面极端气候威胁电站运维,另一方面电站建设会扰动局地生态。团队构建了气象-能源-生态一体化模型链,可定量评估不同风光布局方案的局地气候和生态影响。
研究发现,不同区域的最优布局方案差异明显,阿拉善生态脆弱,适合温和布局,减少生态扰动;哈密生态容错性较高,布局可以更灵活。“通过科学布局,可以实现发电、气候、生态三方协同,最大程度降低负面扰动。”常蕊表示。
技术路径的单一化是另一个重要原因。当前不少地区提升电力安全的思路,仍集中在扩大新能源装机、加装常规储能等单一方向,但实践证明,单靠某一类技术难以应对系统性气候风险。
中国21世纪议程管理中心首席科学家张贤团队的研究显示,不考虑省间电力互济的情况下,在相同的储能和输电条件下,化石能源发电量占16%且加装CCS(碳捕集和封存)技术的电力系统总成本最低,相比100%可再生能源系统可降低约2.5%成本,缺电率大幅下降,是兼顾成本和可靠性的最优方案。
储能领域也存在结构短板。陈新宇指出,目前主流的电化学储能放电时长通常仅为2—4小时,只能应对短时波动。他提出对现有水电站进行可逆式机组改造,可以省去上水库建设成本,单位改造成本约4000元/千瓦,远低于传统抽水蓄能的6000元/千瓦。“龙羊峡水电站改造后,弃光率降低10%,长时调节能力显著提升。”
真正的电力系统韧性,如何实现?
“十五五”时期是新型电力系统建设的关键窗口期,需要把气候韧性摆在重要位置,从规划、技术、机制等多维度协同发力,补上气候适应这一课。
规划层面的前置评估是第一道关口。专家建议,“十五五”时期,应将气候影响评估、生态环境评估纳入风光基地规划选址的前置条件,从源头降低气候风险,实现发电效益、气候适应与生态保护的协同共赢,避免“先建设后治理”。
技术层面要构建多元互补的支撑体系。中国人民大学副教授陈浩认为,不同地区要结合自身资源禀赋,构建适合本地的多元技术体系。“青海已经连续进行5次零碳电网运行试验,结果显示,在各类保供措施中,发电侧(如提前储备水电)对于保障零碳电网稳定运行的贡献最为显著。”陈浩说。
“长时储能是应对持续性极端天气的关键,未来需要重点发展。”吴郧测算,在2℃温升情景下,全国单日储能放电能力需达14太瓦时,以应对75%的缺电风险事件。
针对如何提升电力系统气候韧性,张浩楠提出,一是顶层设计气候韧性方案,把气候韧性纳入电力规划;二是充分调动需求侧响应潜力,挖掘用户侧调节能力;三是强化跨区互济能力,发挥大电网的调剂作用;四是建设多时长储能体系,兼顾短时调峰和长时备用。
随着“双碳”目标深入推进,将气候风险评估贯穿电力系统规划、建设、运行的全流程,已成为保障能源安全的核心议题。未来,需通过完善极端天气应对预案、发展长时储能等技术,构建更具韧性的新型电力系统,为能源安全筑牢气候防线。