讓氣象服務更精準

畢競悅

國家能源集團研究院戰(zhàn)略研究員、高級經(jīng)濟師，法學與管理學交叉學科博士，中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會青年專家。

10月13日，中國氣象局印發(fā)《風能太陽能資源氣象業(yè)務能力提升行動計劃（2021-2025年）》，其中明確指出，到2025年，中國風能、太陽能氣象業(yè)務的核心科技支撐能力和新技術應用能力將大幅提升，將初步建成以“監(jiān)測精密、預報精準、服務精細”為目標的風能、太陽能氣象業(yè)務體系和服務布局，為碳達峰、碳中和目標愿景的順利實現(xiàn)提供支撐。

筆者認為，在能源保供壓力增大、“雙碳”目標緊迫背景下，加強氣象精準服務能源產(chǎn)業(yè)的能力，具有重大意義。氣象預測對新能源發(fā)展特別重要，尤其是在未來電價市場化之后。

全球極端天氣事件頻發(fā)

多年難遇的大暴雨，干旱沙漠里發(fā)生洪災，熱帶地區(qū)飄起雪花......近年來，極端天氣氣候事件頻發(fā)，全球變暖加劇了氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。今年年初，美國得克薩斯州遭遇暴雪天氣襲擊，當?shù)貧鉁伢E降20°C，導致覆蓋全美14個州電網(wǎng)出現(xiàn)故障，440萬人斷電并造成多人死亡。

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的第六次評估報告《氣候變化2021：自然科學基礎》指出，全球變暖正導致一些地區(qū)暴雨、洪澇、干旱、臺風、高溫熱浪、寒潮、沙塵暴等氣候事件頻繁發(fā)生，而且強度增大。過去“幾十年一遇”甚至“百年一遇”的極端天氣氣候事件，似乎變得越來越常見。該報告首次單獨設立了“氣候變化中的極端天氣事件”一章，并首度對復合型事件進行分析。同時報告指出，人類影響可能增加了復合極端天氣事件的發(fā)生概率。而未來幾十年里，所有地區(qū)氣候變化都將加劇，極端高溫、降水事件等將越來越頻繁。

聯(lián)合國秘書長古特雷斯10月26日警告稱，各國在實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標方面“全盤失敗”，全球“仍處于氣候災難的軌道上”。他發(fā)表評論之際，正值聯(lián)合國氣候變化框架公約締約方大會第二十六次會議（COP26）召開前夕，如此悲觀的評估讓氣氛在大會舉辦前變得格外緊張。盡管許多國家緊急更新了氣候承諾，但這些承諾是針對2050年或2060年的目標，“遠水解不了近渴”。

在上述背景下，2021年諾貝爾物理學獎授予了氣象學家真鍋淑郎（Syukuro MANABE）與克勞斯·哈塞爾曼（Klaus HASSELMANN），獲獎原因是“用于地球氣候的物理建模，量化可變性和可靠地預測全球變暖”。雖然此前也有氣候學家獲得過其他諾貝爾獎項，但此次是諾貝爾物理學獎首次頒發(fā)給了氣侯學家。

精準氣象服務指導性凸顯

天氣氣候，歷來是影響能源消費、清潔能源產(chǎn)出效率以及能源儲運的重要因素。面對極端天氣氣候事件的增多，相應的氣象預報與氣候預測變得更具挑戰(zhàn)性。氣候異常還增加了能源需求，能源供應相對短缺問題凸顯。因此，精細化程度更高的氣象服務對電力生產(chǎn)、設備維護、電力調度等具有重要指導作用。

首先，氣象服務在發(fā)展風能資源和太陽能資源等方面具有重要價值，可為新能源項目選址和建設提供技術支撐，科學合理評估資源開發(fā)潛力。同時，精準氣象預報還可以增強風電場、光伏電站輸出功率預測精度，從而增加電網(wǎng)調峰容量、提高電網(wǎng)接納新能源發(fā)電能力、改善電力系統(tǒng)運行的安全性與經(jīng)濟性。

其次，氣象服務可為電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供保障。隨著智能電網(wǎng)快速發(fā)展及大規(guī)模高壓、特高壓電網(wǎng)的建設，氣象條件與電網(wǎng)的運行關系越來越密切。據(jù)統(tǒng)計，我國電力系統(tǒng)運行事故70%以上由異常天氣引發(fā)，精細化的數(shù)值天氣預報可以應用于風偏、覆冰等電力氣象災害預警，防范雨雪天氣導致輸電線路積冰、大風天氣導致輸電線路舞動等風險，降低電網(wǎng)故障率。

第三，氣象預測對于傳統(tǒng)化石能源生產(chǎn)具有重大意義。比如，長江水量不僅影響水力發(fā)電，也會波及火力發(fā)電。因為很多火電廠沿河而建，一方面需要冷卻水，另一方面需要通過水路運輸煤炭。如果河道缺水，很多地方不能通航，大型船進不來，只能靠小型船運輸，火力發(fā)電廠就會受到很大影響。若可長期進行氣象預報，就能夠采取應對措施，提前儲煤或者以其他運輸方式補充煤炭，調整電力負荷。

最后，氣象預測可以成為個人用電決策的依據(jù)。隨著“雙碳”目標推進，電力供應緊張問題凸顯，需求側電力交易問題被提上議事日程。在電力市場改革大背景下，隨著未來分布式電源的發(fā)展，人們可以依據(jù)天氣情況作出買電、賣電或儲電的決策。

氣象服務是新型生產(chǎn)要素

2010年，世界氣象組織發(fā)布的《全球氣候服務框架》確定了農(nóng)業(yè)和糧食安全、減少災害風險、健康、水以及能源五個領域作為優(yōu)先重點領域，中國在規(guī)劃相關氣象服務時又增加了城鎮(zhèn)化作為優(yōu)先重點領域。然而，當前國內(nèi)氣象服務在交通、旅游、電力等行業(yè)的產(chǎn)值服務貢獻僅為1%，相比發(fā)達國家氣象服務效益明顯偏低。要加強氣象服務、提升氣象服務對能源領域的貢獻度，筆者建議可從以下幾方面著手：

首先，完善氣象服務體制機制。目前國內(nèi)初步形成了國有、民營、國際專業(yè)氣象服務機構“三足鼎立”的局面。但國內(nèi)氣象部門科技支撐能力和服務能力整體偏弱，應理順體制機制，加強氣象服務的核心科技能力、技術支撐水平和服務水平。

其次，探討氣象信息產(chǎn)品屬性，構建氣象部門與能源部門的合作機制。氣象是影響能源行業(yè)生產(chǎn)的關鍵要素。一直以來，氣象部門深度參與能源領域，為能源生產(chǎn)、運輸、管理等提供了極具針對性的服務保障，氣象服務不僅扮演著能源調度決策依據(jù)的角色，而且已成為一種不可或缺的新型生產(chǎn)要素，深度融入能源生產(chǎn)全鏈條中。用足氣象信息，可提高能源部門的效益。

第三，開展精細化風能、太陽能氣象評估和預測。在全國范圍開展太陽能氣候資源精細化評估和風能資源詳查，摸清我國風能、太陽能資源家底。充分考慮生態(tài)保護紅線和區(qū)域消納因素，精算技術開發(fā)量，提出優(yōu)先開發(fā)區(qū)，對新增新能源裝機進行科學規(guī)劃和布局。同時，針對大規(guī)模風電、太陽能發(fā)電并網(wǎng)運行和高比例可再生能源消納需求，建立和完善風能、太陽能氣象預測體系，在電網(wǎng)端部署全國或區(qū)域性風能、太陽能氣象預報產(chǎn)品，在發(fā)電端部署針對風電場、太陽能電站所在位置的氣象預報產(chǎn)品，指導電力實時交易和電站運維。

第四，強化基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的氣象服務。有效使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)，開展包括衛(wèi)星云圖處理、快速輻射傳輸模式等在內(nèi)的技術研究，可使氣象預報更好地服務電力系統(tǒng)，提升氣象技術對電網(wǎng)安全、高效、可靠運行的支撐能力。中國氣象臺站分布從沿海向內(nèi)陸逐漸減少，而太陽能資源豐富的地區(qū)大都集中在西部。西部地區(qū)觀測資料的不足直接導致氣象預報精度較差，影響了新能源功率預測精度，并在一定程度上影響了電網(wǎng)接納可再生能源的能力。而氣象衛(wèi)星能夠實現(xiàn)大范圍、全天候觀測，通過衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，可顯著豐富西部地區(qū)的觀測資料，提高氣象預報精度。

面向碳達峰、碳中和目標，氣象服務需求越來越大，價值越來越明顯。精細化的氣象服務，可以在減緩和適應氣候變化方面發(fā)揮重要價值，更為碳達峰、碳中和目標的實現(xiàn)保駕護航。

（責編 王茜 美編 劉曉瑩）