“雙碳”目標下，氣候服務助風光資源“風生水起”

“在未來電氣化趨勢下，電力系統脫碳是全社會零碳發展的關鍵。這意味著現有能源體系要進行快速轉型，風電和光伏等可再生能源將發揮更大作用。”國家氣候中心高級工程師王陽在中國氣象局近日召開的“雙碳”目標下的能源氣候服務發布會上表示。

目前，我國的風能和太陽能開發利用仍處于起步階段，已經開發的風能、太陽能均不到技術可開發量的十分之一。我國擁有豐富的可再生能源資源稟賦，這對于我們應對氣候變化、實現“雙碳”目標具有積極意義。

“我國風電、光伏技術開發量沒有天花板”。他介紹，如果可以充分開發利用我國陸上和近海100米高度的風能資源以及陸上集中式和分布式的光伏資源，那么我國風電、光伏的潛在年發電量可達2020年全社會用電量的13倍。

為進一步提高風光資源的開發與利用的數字化和智能化水平，國家氣候中心開發了新能源大數據平臺。平臺可以實現風能太陽能資源評估、風電場和光伏電站宏觀選址、風能太陽能資源可開發量分析，以及風電場、光伏電站經濟性評價等。目前，該平臺已成為國家氣候中心對外開展新能源專業氣候服務的旗艦平臺。

與傳統化石能源電力相比，風電、光伏發電具有間歇性和波動性，其大規模、高比例并網會對電網的安全穩定運行帶來嚴重挑戰。然而，氣象觀測和研究發現，風能、太陽能資源具有時空互補性。

通俗地講，太陽能只有白天時可以用于光伏發電，而凌晨和晚上的風通常比白天的風大，所以在一天24小時以內，風能和太陽能存在互補關系。從季節的角度來看，太陽能在夏季和秋季比較豐富，而風能在冬季和春季比較豐富，所以風能和太陽能在季節尺度上也存在互補關系。此外，對于不同空間來說，西部（如內蒙）的風較大，華北或平原的風較小，因此在空間上也有互補關系。

此外，國家氣候中心團隊表示，連接更大區域的風電場、光伏電站，可以有效“平滑”風電、光伏的波動性。優化風電、光伏發電的組合方式，也可以提高耦合發電系統穩定性。基于不同區域的風光時空互補特性，國家氣候中心繪制了我國首套風光開發的最優配比地圖，用于指導“十四五”新能源大基地的開發建設。

為充分考慮不同地區風電和光伏發電的時空互補特性，國家氣候中心構建了“中國高比例風光電力系統仿真模型”，該模型以新能源消納利用率最大為目標，計算得到了2050年我國新能源開發的最優布局。結果表明，通過區域電網互聯，到2050年，如果風電裝機25億千瓦、光伏裝機26.7億千瓦，僅靠“風光”就可以提供全國約三分之二的電量需求。

“雙碳”目標下，低碳能源轉型使得清潔能源的生產、傳輸、調度、運行等對天氣氣候的依賴度越來越高。而在全球氣候變暖背景下，極端天氣氣候事件呈多發、頻發、強發、并發的態勢，對能源供給、需求等諸多環節都將帶來重大風險。

針對這些新問題、新需求，國家氣候中心研發了風光資源客觀化預測方法，目前已形成比較成熟的風光資源月度預測產品。近期，國家氣候中心專家還對中國過去幾十年發生的極端“無風無光”事件開展了深入分析，得到不同地區極端“無風無光”事件發生的程度、范圍、持續時間、頻次等重要參數。該項研究對于指導未來不同地區儲能的科學配置具有重要意義。