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应不断提升电力系统适应气候变化和灾害风险管理的水平
——《气候变化绿皮书:应对气候变化报告(2023)》指出
来源:气候变化绿皮书  作者:张雯鑫   发布时间:2023-12-29

  2023年12月29日,中国社会科学院-中国气象局气候变化经济学模拟联合实验室与社会科学文献出版社联合发布了气候变化绿皮书《应对气候变化报告(2023):积极稳妥推进碳达峰碳中和》。

  气候变化背景下,气候系统与能源电力系统之间的联系日益紧密。一方面,构建新型能源系统和新型电力系统、推动能源电力行业率先实现零碳转型是实现“双碳”目标的关键;另一方面,电力系统正由传统电力系统向新型电力系统转型,电力系统“源网荷储”各子系统、“发输配用”各个环节以及电力系统规划运行管理方式正在发生根本性的变革。与此同时,随着全球和我国气候变化加剧,极端天气气候事件频发,气候变化和极端天气气候事件对新型电力系统“源网荷储”的影响程度更深、范围更广、风险更大。因此,有必要加强研究气候变化和极端天气对新型电力系统的影响及未来风险,以不断提升电力系统适应气候变化和灾害风险管理的水平。

  新型电力系统具有“三高、双峰”特性。新型电力系统具有高比例可再生能源接入,电力系统高度电子化,未来跨省跨区电力输送比例更高,夏季和冬季的用电高峰趋势愈加显著的特点。气候变化和极端天气气候事件对新型电力系统“源网荷储”各子系统和“发输配用”各个环节的影响程度更深、范围更广、风险更强。1965年至今全球共发生191次大停电事故,其中天气因素诱发的大停电事故共88次,2000年以来,极端天气诱发的大停电事故频次显著增加。

  根据全球能源互联网发展合作组织及国内各机构对未来新型电力系统的预测,到2050年和2060年,我国一次能源消费中清洁能源占比将由2022年的17.5%分别提升到75%、90%,电能占能源消费比重由27%分别提升到63%、66%左右;电力系统中,清洁能源装机占比将由48%分别提升至92%、96%左右,其中风电和太阳能发电装机占比分别超过75%、80%;清洁能源发电量占比由34%分别提升至92%、96%左右。

  新型电力系统对天气气候系统的依赖性持续加深。可再生能源的波动性、随机性、不可控性等特点成为影响电力系统安全运行、可靠供应的突出问题。新能源(风光电源)“大装机小出力”特征明显,发电“靠天吃饭”属性突出,“极热无风”“极寒无光”等用电高峰期间新能源对系统顶峰作用贡献度较小,现阶段对电力的平衡支撑能力不足;新能源发电设备的低抗扰性、弱支撑性,对电网安全运行带来挑战。随着新能源大规模快速发展,极端天气发生频次和强度持续升高将导致电力系统的气候敏感性迅速上升,新型电力系统电力电量平衡、系统运行稳定、电力调控管理等面临新的挑战。

  面向新型电力系统,降低气候风险和提升适应气候变化能力,提出以下建议:

  一是建立新能源为主体的多元化电源结构,部署更多其他非气候要素型电源,加强规划运行中对新能源的功率预测;

  二是加强市场建设与需求侧管理,通过广泛协作关系实现有序用电,挖掘负荷侧可调配供电资源,通过完善电量市场,推动容量市场、辅助服务市场等协同,形成充分反映电力供求关系的价格机制;

  三是推动电力与气象协同发展。提高气象预测精度,推动气象预报精准服务电力运行,建立预警标准,推动气象预警深度服务电力应急体系;

  四是建立关键基础设施协同应灾体系,积极调动政府、企业、社区、公众各方资源,协同优化城市电网与天然气管网、供水系统、交通系统等关键基础设施。

  (参见《气候变化绿皮书:应对气候变化报告(2023)》p226-239,社会科学文献出版社2023年11月)

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