我国风电、太阳能发电装机总量已提前完成2030年国家自主贡献目标。这是生态环境部副部长李高近日在国新办发布会上透露的信息。而即将来袭的超强台风“桦加沙”等极端天气，正考验着可再生能源体系的“可靠性”。
国际能源署今年7月底发布的《2025年电力市场年中更新报告》显示，预计最早在2025年、最迟在2026年，可再生能源将超越煤炭成为全球最大电力来源。
在当前可再生能源规模持续扩大、极端气候事件频发的背景下，如何提升能源系统的气候适应性与供电可靠性，已成为一项紧迫的课题。
气候变化或影响可再生能源度电成本
全球能源互联网发展合作组织驻会副主席刘泽洪在第四届气象经济论坛上表示，当前全球风电光伏装机占比已达31%。在极端天气现象频发背景下，气象条件已成为影响电力系统稳定运行的关键因素。研究表明，最高气温每升高1℃将导致电力最高负荷增加4.5%。
清华大学副教授同丹指出，在气候变化背景下，系统评估电力供需失衡风险并构建韧性提升策略，是当前亟待解决的重要科学问题。“气候变化可能导致未来电力系统成本负担增加，极端情景下的成本负担尤为突出。”同丹告诉中青报*中青网记者。
同丹团队的一项研究发现，气候变化背景下，1980-2022年，全球极端电力短缺事件持续增加。长时极端短缺事件的出现频次、持续时长和强度分别以每年0.026次、0.340小时和14.7%的速度增长；低可靠性极端短缺事件的出现频次、持续时长和强度分别以每年0.069次、0.392小时和13.1%的速度增长。以20年时间为尺度，2000年之后全球极端电力短缺事件显著高于2000年以前。
该研究进一步揭示，极低风速和极低太阳辐射的增加推动了极端电力短缺事件的增长。与1980-2000年相比，2001-2022年全球1%的平均风速和太阳辐射变化带来了超过10%极低风速-极低太阳辐射复合事件变化，且复合事件的年小时数呈增长趋势，并进一步引发了约30%的极端电力短缺事件变化。
“因此，即使在未来温和气候变化情景下，高比例风光系统极端电力短缺事件仍可能大幅增加。”同丹表示，风光电力系统的度电成本也会显著增加，部分国家极端度电成本增幅甚至超过20%。度电成本增加将导致巨大的GDP损失。
美国劳伦斯伯克利国家实验室的阿马拉辛赫*佩里尔等学者同样表明，可再生能源的发电能力高度依赖天气，极端气候事件导致新型电力系统供应的可靠性下降16%。
同丹还提到，全球主要国家将面临风光极低出力事件持续时间更长、电力负荷波动性增强的风险，这在地表风速降幅更大、气温增幅更高的中高纬度国家尤为突出。
极端天气对能源供给影响不可忽视
扰动风光稳定出力的变量不仅仅是台风、暴雪等极端天气，阴天、梅雨、沙尘、高温等长期性频繁性的气象事件，对电力系统供需平衡的影响也不容忽视。
国家气候中心正高级工程师王阳此前在受访时表示，“双碳”目标下，低碳能源转型使得清洁能源的生产、传输、调度、运行等对天气、气候的依赖度越来越高。诸如沙尘暴、雾霾等长时间少风少光的天气，都可能导致发电的“黑暗低谷”。
在持续高温天气下，光伏组件功率输出呈负温度系数关系。温度越高，输出功率越低，发电量也相应减少，而此时生活和工业用电需求却急剧攀升，导致电力供需矛盾进一步突出。
2022年7-8月，我国水电第一大省四川限电事件，正是由于历史同期最高极端高温、最少降雨量、最高电力负荷多重因素叠加所致，电力保供面临巨大挑战。
近年来，我国电力负荷呈现“冬夏双高峰”特征，温度变化加剧了季节性供需矛盾。夏季空调负荷与冬季取暖负荷的刚性增长，往往超出电力系统现有调节能力。供需失衡风险持续凸显。
构建韧性、适应的新型电力系统
风电和光伏在时空分布上具备较强的互补性：太阳能发电通常在中午达到峰值，黄昏时急剧下降；风力发电则往往在夜间达到高点。同丹认为，风光容量配比设计对电力系统可靠性影响显著。解决能源供需矛盾还需要在供给侧推动跨区域电力互联，在需求侧以分时电价等机制引导需求响应。
近日，国家发展改革委、国家能源局印发《新型储能规模化建设专项行动方案（2025—2027年）》，明确到2027年，全国新型储能装机规模达到1.8亿千瓦以上，带动项目直接投资约2500亿元。
这份方案特别强调，提高新型储能调度适应能力。推动沙漠、戈壁、荒漠等新能源基地合理规划建设新型储能。建设一批系统友好型新能源电站，促进新能源电站与配建新型储能联合运行，平滑新能源出力曲线，提高可靠出力水平，提供电网稳定支撑能力。
同丹表示，提升储能效率在极端气象时段效果突出，而增强火电灵活性在高火电占比地区效果明显。各地应基于资源禀赋差异化制定策略，优化技术组合，以实现成本效益最大化。
面对“能源干旱”，四川一方面在电源端“多能互补”，拟到2025年，水电、火电、风电、光伏发电占比从2021年的77.8%、15.9%、4.6%、1.7%调整为64.1%、16.6%、6.0%、13.3%；另一方面，在电网端“互联互济”，新增供电能力2000万千瓦以上，谋划超过7600亿元的电源电网项目，旨在补齐电力系统短板，“确保未来几十年四川不再有这样的缺电之痛”。
多地正在探索新型电力系统的“韧性”解法。《成都市虚拟电厂建设实施方案（2023—2025年）》提出，“2025年，虚拟电厂可调节能力130万千瓦以上，达到成都电网最大用电负荷的5%，形成以虚拟电厂为主导的新型电力系统”。
在全国首个农村能源革命试点县河南兰考，当地推动光、储、充、柔性负荷及微电网全面发展，以实现区域半自治为目标，建设农村新型电力系统。
在安徽黄山深渡镇，依托自主开发的微电网协同管理平台，国网黄山供电公司能够实时监测电网运行，一旦发生故障，自动切换为分布式光伏和储能供电，整个过程仅需3-5毫秒。
此外，气象预测技术在能源领域的应用不断深化。中国气象局已发布国家级风能太阳能气候预测产品，市场上也涌现出多种高精度气象风险预测预警服务。阳光电源光储集团利用AI仿生热控以及电化学储能技术，在极寒地区黑龙江建设的首个风电配储的储能项目，实现了零下40摄氏度低温平稳运行，有效地提升了风电输出可靠性。
同丹表示，考虑更极端的成本增长事件，制定更加强有力的风光电力系统韧性提升策略十分必要，仍需各方合力破局。
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