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構(gòu)建新型電力系統(tǒng)離不開氣象科技的有力支撐

作者:王亞偉 來源:中國能源報 發(fā)布時間:2021-08-04 瀏覽:

如期實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),不僅需要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),還要不斷增強自然生態(tài)系統(tǒng)固碳能力。對此,氣象部門應(yīng)該也能夠發(fā)揮更大作用、作出更大貢獻(xiàn)。

綠色能源發(fā)展布局

需要科學(xué)的氣候區(qū)劃

按照相關(guān)規(guī)劃,到2030年,我國非化石能源占一次能源消費的比重將達(dá)25%左右,風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)12億千瓦以上;碳中和目標(biāo)則要求我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)60億千瓦以上。

我國可再生能源開發(fā)潛力大,風(fēng)電、光伏裝機(jī)連續(xù)多年居世界第一。風(fēng)能、太陽能作為氣象能源,分布特征與氣候條件息息相關(guān)。因此,風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新能源開發(fā)利用和高質(zhì)量發(fā)展,不是簡單的增加基礎(chǔ)設(shè)施投入,而是需要提早開展氣候資源科學(xué)規(guī)劃。

只有通過詳實的氣候資源普查、科學(xué)分析氣象,才能優(yōu)化風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新型電力產(chǎn)業(yè)布局,最大限度提高風(fēng)光利用率,形成風(fēng)能、太陽能、水能等可再生能源與常規(guī)能源協(xié)同發(fā)展的格局。

新能源安全高效運行

需要精準(zhǔn)的氣象服務(wù)

風(fēng)、光等氣候資源具有間歇性、不穩(wěn)定性,導(dǎo)致風(fēng)電、太陽能發(fā)電具有波動性等特點。如大面積持續(xù)性陰天、雨天、靜風(fēng)天可能對以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)造成電力斷供風(fēng)險。因此,開展精準(zhǔn)的風(fēng)電、太陽能發(fā)電功率預(yù)報,對增強新能源并網(wǎng)調(diào)度水平、提高新能源裝機(jī)利用率將發(fā)揮重要作用。

同時,在全球氣候變化背景下,極端天氣增多增強,大范圍低溫雨雪冰凍、強風(fēng)、雷暴、沙塵暴等災(zāi)害性天氣可能損毀電力設(shè)施,影響能源安全。如2021年7月12日,山東強對流天氣導(dǎo)致121臺風(fēng)機(jī)停運,受影響風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)22.21萬千瓦。此外,高比例可再生能源開發(fā)意味著我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)量將大幅增長,這對我國氣候、生態(tài)和環(huán)境的影響尚未明晰,亟待開展前瞻性研究。

修復(fù)和保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)

需要高效的氣象保障

在自然生態(tài)系統(tǒng)中,氣候是最活躍的因素,是自然生態(tài)系統(tǒng)狀況的綜合反映,也是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),氣候變化是影響自然生態(tài)系統(tǒng)的最重要因素之一。

政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第5次評估報告指出,由于氣候變化影響,預(yù)計21世紀(jì)許多地區(qū)樹木的死亡率將上升,對碳存儲、生物多樣性和經(jīng)濟(jì)活動等方面將造成風(fēng)險。因此,加強生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和保護(hù),主動順應(yīng)氣候規(guī)律,迫切需要氣象在科學(xué)應(yīng)對氣候變化、統(tǒng)籌開發(fā)利用空中水資源、有效防御氣象災(zāi)害、合理利用氣候容量、著力改善氣候環(huán)境等方面發(fā)揮重要的支撐作用。

氣象工作將多維度服務(wù)

新型電力系統(tǒng)安全運行

由此可見,為服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)及其安全穩(wěn)定運行,增強自然生態(tài)系統(tǒng)固碳能力,氣象工作能在以下方面發(fā)揮重要作用:

開展精細(xì)化風(fēng)能、太陽能氣候區(qū)劃。在全國范圍開展太陽能氣候資源精細(xì)化評估,在地形復(fù)雜的中東部和海上開展100米高度以上的新一輪風(fēng)能資源詳查,從精細(xì)的時空分布、精準(zhǔn)的資源特性、精確的變化規(guī)律等多個維度摸清我國風(fēng)能、太陽能資源家底。同時,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),以精細(xì)化的風(fēng)能、太陽能資源評估結(jié)果為基礎(chǔ),對新增新能源裝機(jī)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和布局。

發(fā)展精準(zhǔn)化的風(fēng)能、太陽能預(yù)報。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,應(yīng)建立和完善風(fēng)能、太陽能資源預(yù)報業(yè)務(wù)體系,實現(xiàn)風(fēng)能、太陽能預(yù)報實時檢驗全覆蓋。其中,在電網(wǎng)端部署全國或區(qū)域性風(fēng)能、太陽能氣象預(yù)報服務(wù)產(chǎn)品,指導(dǎo)電力調(diào)度和消納;在發(fā)電端部署針對風(fēng)電場、太陽能電站所在位置的風(fēng)能、太陽能預(yù)報產(chǎn)品,指導(dǎo)電力實時交易和電站運維。

推進(jìn)新能源安全氣象防災(zāi)減災(zāi)工作。在全國范圍開展新能源開發(fā)利用氣象災(zāi)害風(fēng)險普查,發(fā)展風(fēng)電、太陽能發(fā)電氣象災(zāi)害預(yù)警技術(shù),為新能源發(fā)電安全運行提供防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)保障。同時,從科學(xué)技術(shù)、社會效益、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多維度評估大規(guī)模風(fēng)能、太陽能開發(fā)利用的氣候環(huán)境生態(tài)效應(yīng),弄清楚大規(guī)模風(fēng)能、太陽能開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會可能帶來的利弊影響。

健全二氧化碳等溫室氣體科學(xué)監(jiān)測體系。應(yīng)加強各部門現(xiàn)有溫室氣體觀測站的數(shù)據(jù)共享和統(tǒng)籌;在已有溫室氣體大氣本底站的基礎(chǔ)上,科學(xué)布局并建設(shè)省市聯(lián)動的溫室氣體監(jiān)測網(wǎng),盡快實現(xiàn)區(qū)域和城市尺度碳匯潛力監(jiān)測;強化基于衛(wèi)星的大氣溫室氣體高精度定量遙感觀測,加強相關(guān)處理技術(shù)研發(fā),逐步建成天地一體化、業(yè)務(wù)化和長期高精度的溫室氣體科學(xué)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

提升生態(tài)修復(fù)型人工增雨(雪)服務(wù)水平。要構(gòu)建高質(zhì)量的人工影響天氣作業(yè)技術(shù)體系,開發(fā)利用空中雨水資源,發(fā)揮人工增雨(雪)在水源涵養(yǎng)、水土保持、植被恢復(fù)、生物多樣性保護(hù)、森林草原滅火、水庫增蓄水等方面的特殊作用,重點提升青藏高原生態(tài)屏障區(qū)、黃河重點生態(tài)區(qū)、長江重點生態(tài)區(qū)、東北森林帶、北方防沙帶、南方丘陵山地帶等重點生態(tài)功能區(qū)的常態(tài)化生態(tài)修復(fù)能力。

  (作者供職于中國氣象局減災(zāi)司)

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