畢競悅

國家能源集團(tuán)研究院戰(zhàn)略研究員、高級經(jīng)濟(jì)師，法學(xué)與管理學(xué)交叉學(xué)科博士，中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會青年專家。

10月13日，中國氣象局印發(fā)《風(fēng)能太陽能資源氣象業(yè)務(wù)能力提升行動計劃（2021-2025年）》，其中明確指出，到2025年，中國風(fēng)能、太陽能氣象業(yè)務(wù)的核心科技支撐能力和新技術(shù)應(yīng)用能力將大幅提升，將初步建成以“監(jiān)測精密、預(yù)報精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)”為目標(biāo)的風(fēng)能、太陽能氣象業(yè)務(wù)體系和服務(wù)布局，為碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)愿景的順利實現(xiàn)提供支撐。

筆者認(rèn)為，在能源保供壓力增大、“雙碳”目標(biāo)緊迫背景下，加強(qiáng)氣象精準(zhǔn)服務(wù)能源產(chǎn)業(yè)的能力，具有重大意義。氣象預(yù)測對新能源發(fā)展特別重要，尤其是在未來電價市場化之后。

全球極端天氣事件頻發(fā)

多年難遇的大暴雨，干旱沙漠里發(fā)生洪災(zāi)，熱帶地區(qū)飄起雪花......近年來，極端天氣氣候事件頻發(fā)，全球變暖加劇了氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。今年年初，美國得克薩斯州遭遇暴雪天氣襲擊，當(dāng)?shù)貧鉁伢E降20°C，導(dǎo)致覆蓋全美14個州電網(wǎng)出現(xiàn)故障，440萬人斷電并造成多人死亡。

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的第六次評估報告《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》指出，全球變暖正導(dǎo)致一些地區(qū)暴雨、洪澇、干旱、臺風(fēng)、高溫?zé)崂?、寒潮、沙塵暴等氣候事件頻繁發(fā)生，而且強(qiáng)度增大。過去“幾十年一遇”甚至“百年一遇”的極端天氣氣候事件，似乎變得越來越常見。該報告首次單獨設(shè)立了“氣候變化中的極端天氣事件”一章，并首度對復(fù)合型事件進(jìn)行分析。同時報告指出，人類影響可能增加了復(fù)合極端天氣事件的發(fā)生概率。而未來幾十年里，所有地區(qū)氣候變化都將加劇，極端高溫、降水事件等將越來越頻繁。

聯(lián)合國秘書長古特雷斯10月26日警告稱，各國在實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標(biāo)方面“全盤失敗”，全球“仍處于氣候災(zāi)難的軌道上”。他發(fā)表評論之際，正值聯(lián)合國氣候變化框架公約締約方大會第二十六次會議（COP26）召開前夕，如此悲觀的評估讓氣氛在大會舉辦前變得格外緊張。盡管許多國家緊急更新了氣候承諾，但這些承諾是針對2050年或2060年的目標(biāo)，“遠(yuǎn)水解不了近渴”。

在上述背景下，2021年諾貝爾物理學(xué)獎授予了氣象學(xué)家真鍋淑郎（Syukuro MANABE）與克勞斯·哈塞爾曼（Klaus HASSELMANN），獲獎原因是“用于地球氣候的物理建模，量化可變性和可靠地預(yù)測全球變暖”。雖然此前也有氣候?qū)W家獲得過其他諾貝爾獎項，但此次是諾貝爾物理學(xué)獎首次頒發(fā)給了氣侯學(xué)家。

精準(zhǔn)氣象服務(wù)指導(dǎo)性凸顯

天氣氣候，歷來是影響能源消費、清潔能源產(chǎn)出效率以及能源儲運的重要因素。面對極端天氣氣候事件的增多，相應(yīng)的氣象預(yù)報與氣候預(yù)測變得更具挑戰(zhàn)性。氣候異常還增加了能源需求，能源供應(yīng)相對短缺問題凸顯。因此，精細(xì)化程度更高的氣象服務(wù)對電力生產(chǎn)、設(shè)備維護(hù)、電力調(diào)度等具有重要指導(dǎo)作用。

首先，氣象服務(wù)在發(fā)展風(fēng)能資源和太陽能資源等方面具有重要價值，可為新能源項目選址和建設(shè)提供技術(shù)支撐，科學(xué)合理評估資源開發(fā)潛力。同時，精準(zhǔn)氣象預(yù)報還可以增強(qiáng)風(fēng)電場、光伏電站輸出功率預(yù)測精度，從而增加電網(wǎng)調(diào)峰容量、提高電網(wǎng)接納新能源發(fā)電能力、改善電力系統(tǒng)運行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

其次，氣象服務(wù)可為電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供保障。隨著智能電網(wǎng)快速發(fā)展及大規(guī)模高壓、特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，氣象條件與電網(wǎng)的運行關(guān)系越來越密切。據(jù)統(tǒng)計，我國電力系統(tǒng)運行事故70%以上由異常天氣引發(fā)，精細(xì)化的數(shù)值天氣預(yù)報可以應(yīng)用于風(fēng)偏、覆冰等電力氣象災(zāi)害預(yù)警，防范雨雪天氣導(dǎo)致輸電線路積冰、大風(fēng)天氣導(dǎo)致輸電線路舞動等風(fēng)險，降低電網(wǎng)故障率。

第三，氣象預(yù)測對于傳統(tǒng)化石能源生產(chǎn)具有重大意義。比如，長江水量不僅影響水力發(fā)電，也會波及火力發(fā)電。因為很多火電廠沿河而建，一方面需要冷卻水，另一方面需要通過水路運輸煤炭。如果河道缺水，很多地方不能通航，大型船進(jìn)不來，只能靠小型船運輸，火力發(fā)電廠就會受到很大影響。若可長期進(jìn)行氣象預(yù)報，就能夠采取應(yīng)對措施，提前儲煤或者以其他運輸方式補(bǔ)充煤炭，調(diào)整電力負(fù)荷。

最后，氣象預(yù)測可以成為個人用電決策的依據(jù)。隨著“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)，電力供應(yīng)緊張問題凸顯，需求側(cè)電力交易問題被提上議事日程。在電力市場改革大背景下，隨著未來分布式電源的發(fā)展，人們可以依據(jù)天氣情況作出買電、賣電或儲電的決策。

氣象服務(wù)是新型生產(chǎn)要素

2010年，世界氣象組織發(fā)布的《全球氣候服務(wù)框架》確定了農(nóng)業(yè)和糧食安全、減少災(zāi)害風(fēng)險、健康、水以及能源五個領(lǐng)域作為優(yōu)先重點領(lǐng)域，中國在規(guī)劃相關(guān)氣象服務(wù)時又增加了城鎮(zhèn)化作為優(yōu)先重點領(lǐng)域。然而，當(dāng)前國內(nèi)氣象服務(wù)在交通、旅游、電力等行業(yè)的產(chǎn)值服務(wù)貢獻(xiàn)僅為1%，相比發(fā)達(dá)國家氣象服務(wù)效益明顯偏低。要加強(qiáng)氣象服務(wù)、提升氣象服務(wù)對能源領(lǐng)域的貢獻(xiàn)度，筆者建議可從以下幾方面著手：

首先，完善氣象服務(wù)體制機(jī)制。目前國內(nèi)初步形成了國有、民營、國際專業(yè)氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)“三足鼎立”的局面。但國內(nèi)氣象部門科技支撐能力和服務(wù)能力整體偏弱，應(yīng)理順體制機(jī)制，加強(qiáng)氣象服務(wù)的核心科技能力、技術(shù)支撐水平和服務(wù)水平。

其次，探討氣象信息產(chǎn)品屬性，構(gòu)建氣象部門與能源部門的合作機(jī)制。氣象是影響能源行業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵要素。一直以來，氣象部門深度參與能源領(lǐng)域，為能源生產(chǎn)、運輸、管理等提供了極具針對性的服務(wù)保障，氣象服務(wù)不僅扮演著能源調(diào)度決策依據(jù)的角色，而且已成為一種不可或缺的新型生產(chǎn)要素，深度融入能源生產(chǎn)全鏈條中。用足氣象信息，可提高能源部門的效益。

第三，開展精細(xì)化風(fēng)能、太陽能氣象評估和預(yù)測。在全國范圍開展太陽能氣候資源精細(xì)化評估和風(fēng)能資源詳查，摸清我國風(fēng)能、太陽能資源家底。充分考慮生態(tài)保護(hù)紅線和區(qū)域消納因素，精算技術(shù)開發(fā)量，提出優(yōu)先開發(fā)區(qū)，對新增新能源裝機(jī)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和布局。同時，針對大規(guī)模風(fēng)電、太陽能發(fā)電并網(wǎng)運行和高比例可再生能源消納需求，建立和完善風(fēng)能、太陽能氣象預(yù)測體系，在電網(wǎng)端部署全國或區(qū)域性風(fēng)能、太陽能氣象預(yù)報產(chǎn)品，在發(fā)電端部署針對風(fēng)電場、太陽能電站所在位置的氣象預(yù)報產(chǎn)品，指導(dǎo)電力實時交易和電站運維。

第四，強(qiáng)化基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的氣象服務(wù)。有效使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)，開展包括衛(wèi)星云圖處理、快速輻射傳輸模式等在內(nèi)的技術(shù)研究，可使氣象預(yù)報更好地服務(wù)電力系統(tǒng)，提升氣象技術(shù)對電網(wǎng)安全、高效、可靠運行的支撐能力。中國氣象臺站分布從沿海向內(nèi)陸逐漸減少，而太陽能資源豐富的地區(qū)大都集中在西部。西部地區(qū)觀測資料的不足直接導(dǎo)致氣象預(yù)報精度較差，影響了新能源功率預(yù)測精度，并在一定程度上影響了電網(wǎng)接納可再生能源的能力。而氣象衛(wèi)星能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍、全天候觀測，通過衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，可顯著豐富西部地區(qū)的觀測資料，提高氣象預(yù)報精度。

面向碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，氣象服務(wù)需求越來越大，價值越來越明顯。精細(xì)化的氣象服務(wù)，可以在減緩和適應(yīng)氣候變化方面發(fā)揮重要價值，更為碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)保駕護(hù)航。

（責(zé)編 王茜 美編 劉曉瑩）