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浙江锻造能源电力韧性

一句“白露种高山,秋分种平川”道出了物候之变。而能源与气候间,也存在着某种明显且愈加复杂的互动。

能源与气候的双向塑造

回看今夏,全国一度陷入“蒸笼模式”。浙江也“不甘示弱”,特别是8月,平均最高气温35.8摄氏度、高温日数22天,相比常年偏高2.9摄氏度、偏多13天。

浙北、浙中温度尤高,杭州地区更是从8月3日至31日连续29天高温,打破了8月最多、连续最长高温天数等多项纪录。

夏季全社会负荷也维持高位。除经济增长等因素外,最直接的影响就是高温。入夏以来,截至8月底,浙江省地两级负荷合计59次创新高,全省全社会最高用电负荷有74天破亿、4次刷新纪录、冲至1.31亿千瓦的历史峰值。

与此同时,全球性热浪也变得愈加剧烈且频繁。世界最大冰山解体;极端高温加剧火灾风险,欧美多地野火肆虐。9月1日,英、日、韩气象机构表明,过去3个月,三国各自经历了有记录以来的“最热夏天”。

气候变暖导致极端天气频发,也直接影响了能源的需求与供应。

从需求看,以浙江为例,夏冬“双峰”特点日益凸显,极寒极热带来调温负荷激增,加大供需平衡难度,今夏空调负荷最大为4484万千瓦,占同时刻全社会负荷的34.7%。

据测算,气温在35~38摄氏度,每上升1摄氏度,负荷将增加250万~450万千瓦。天气情况较大程度上影响了电力平衡的形势。

从供给看,气候变暖带来“暖湿化”“暖干化”等现象,从而改变降水的强度和范围。

如青藏高原区域,近年来已深受其害,冰川、冻土面临消融退化。青海的居民感叹今夏雨水增多。

而局部地区高温干旱加剧。干旱会削减水电出力,今年7月至8月上旬,受高温影响,西南水电就偏少。

新型的气候风险也在涌现。近年来,随着新型电力系统的深入构建,电力系统与气象气候更加深度耦合。高新能源占比,让电力供给的气象敏感度明显提升。

极端天气频发会让本不稳定的风光发电加剧波动,“极热无风”“极寒少光”“阴雨无光”等问题成为能源系统的“非传统灾害”。

气候变化也在威胁能源基础设施安全,物理损毁风险上升。如2024年11月,美国和加拿大西海岸多地遭到“炸弹气旋”袭击,造成大规模断电和水陆交通受阻。

这些气候变化的背后,既有自然的气候振荡,也有人类活动的叠加影响。

据了解,在源于人类活动的温室气体排放量占比中,包括水泥、钢铁、塑料等工业生产和制造,占比约31%。涉及电力生产及储存环节,占比约27%。可见,工业与能源领域的低碳转型是气候治理的必答题。

眼下,气候与能源也正在相互影响与塑造。据国际能源署(IEA)预测,气候变暖还将持续推升全球能源需求。能源危机促使部分国家加大对传统化石能源的依赖与开采,进一步加剧气候恶化。气候变化又倒逼全球能源转型,以减缓变暖速度。

而新能源与生俱来的波动性,又让供应稳定性存疑。化石能源目前仍是电网稳定的“压舱石”。安全、绿色、经济,形成复杂的博弈关系。提升能源系统的气候适应性与安全韧性,刻不容缓。

锻造适应气候的能源韧性

坐拥能源资源小省、消费大省的双重身份,对外依存度高,又兼具“高温+台风”等极端天气威胁的浙江,在构建更有韧性的能源体系方面,堪称典型样板。

从今夏成功应对高温大负荷考验的实践看,浙江探索气候适应型能源系统的路径,也逐渐清晰。

让盘子更大更稳。强化机组和燃料管理,度夏统调火电机组出力达5843万千瓦,其中统调煤电出力达4879万千瓦,均创历史新高。积极争取省外来电,今夏外来电力最大达4780万千瓦。宾金、灵绍、白浙三回特高压直流在晚峰关键时段也实现同时满功率运行。

让供给更低碳。浙江传统能源清洁化加速,新能源出力不断增加,度夏前完成1250万千瓦风光储资源投产发挥实效。今夏高温高辐照天气下,光伏发电条件较好,浙江光伏最大出力达3785万千瓦,比去年同期增加出力超过1200万千瓦。7~8月,光伏日均最大出力超3000万千瓦,成为午峰保供的关键,有效避免了“午峰晚峰电力双缺”的严重局面。

让调节器更灵活。加强网侧储能、抽蓄灵活调用,夏季储能最大充、放电功率均超过220万千瓦,创历史新高;抽蓄最大充、放电功率均超过900万千瓦,有力提升系统“顶峰填谷”的能力。

还有更多看不见的“清洁电厂”——虚拟电厂“拔地而起”。不同于传统电厂靠煤发电,虚拟电厂通过聚合各类分布式资源,整合为统一调度的“城市电力调节池”,让“发电”更绿色、经济。

今夏,浙江累计吸引30家虚拟电厂参与,最大响应负荷达92万千瓦,相当于瞬时“唤醒”一座中小型火电厂的供电能力,累计响应电量约1000万千瓦时。

用能习惯也经引导而改变。这从今夏负荷曲线的特点中就能发现,午峰最大负荷大幅增长,但晚峰最大负荷增量略偏小。从7~8月统计数据看,晚峰最高负荷占全天最高值比例平均值为86.14%,较去年下降约2个百分点。

国网浙江省电力有限公司(以下简称“浙江电力”)调度控制中心调度计划处副处长沈绍斐表示,其中有一个重要原因,就是用户侧储能、电动汽车等负荷快速发展,受分时电价政策、省内电力现货市场价格等方面引导,部分灵活负荷从晚峰转移至午间低谷时段。

围绕“双碳”目标,浙江企业已把绿色低碳发展归于常态。今夏还有1600余户工业企业把32天的集中检修放在尖峰期,助力电网调节负荷。

此外,电力输配侧致力于提升基础设施强度,浙江电力气象中心依托AI技术持续进行预警研判,尽可能减弱台风等气象灾害对电网的影响。

“源网荷储”互动升级,多能互补与柔性调节日臻完善。电力系统越来越贴近气候特性,电网韧性得以锻造。

修炼“与天共生”的“气候洞察力”

当前,能源与气象气候的融合态势已前所未有。在浙江打造全要素综合型新型电力系统省域示范的过程中,电力供给结构、消费形态、运行机理均发生深刻变化。以往面向公众的气象预报已难以适应电力系统的精细化运维和风险预判。

正如“蝴蝶效应”,一场新增的人工降雨,也会影响到负荷和光伏出力,从而影响到电力供需平衡安排。

观察近年来系列现象可知,气候风险已从外部变量渐次跃升为能源安全的内核参数。未来能源系统的韧性,取决于能否将“气候洞察力”深刻植入能源生产、传输、消费的全链条,构建“与天和解共生”的新生态。

在新能源和负荷预测方面,浙江电力正计划推动深化“电力+气象”合作,获取时间尺度更长、颗粒度更细、精准度更高的辐照度、风速、气温等预测信息,提前预判高温、极寒等气候风险,提前预判节假日气象条件,获取高精度的未来14天网格化数值气象预报。

值得注意的是,在全国统一电力市场建设提速下,气候带来的关联性影响也在增强。

随着特高压电网互联互通,“靠天吃饭”不仅看本地的“天气”情况,还要看区域内及送端地区的“天气”,省内平衡还受华东区域内不同省份、西南西北等送端区域平衡形势影响,全网一体化影响趋势明显。

因此,浙江要应对气候挑战,除了获取本省气温、水文等气象信息,重要外来电来源省份的水文等气象信息也同等重要。从而通过各类资源的互补,减少季节性用电高峰影响。

今夏遇上了好的一面。据沈绍斐介绍,今年华东、西南负荷创新高时间完美错开,区域内浙江同安徽、江苏创新高的时间也错开,背后的核心原因是没有同热,这给省间互济资源的优化配置奠定了较好的基础。

电力气象的“资源共享”也很关键。放眼浙江,新能源分布广,大量分布式光伏分散在宁波、嘉兴和杭州地区,集中式光伏在浙西南偏远山区,风电富集在沿海。未来,浙江将继续深化气象电力协同联动机制,强化站点数据共享与信息化建设。

在深化电力气象“防灾减灾”方面,浙江也正在努力加强对强风、暴雨、冰冻等灾害的微尺度精细化预测预警。

与此同时,浙江也将不断增强供需两侧基础,合理规划构建浙江“强交强直”主网架,加强新能源高占比、源荷高度不确定性和极端气象等多场景研究,用好电力现货市场带来的系统增量,融合人工智能等先进技术,提高虚拟电厂等灵活资源参与电网互动能力,科学配置储能,增强多时间尺度、多应用场景的调节能力。

“低碳”,治理气候。“韧性”,适应气候。浙江以自身实践走出了一条更加安全绿色经济的能源发展之路,也为应对全球性气候挑战给出了“浙江方案”,更展现了与气候短兵相接并持续周旋的勇气以及“顺应天时”的智慧。

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