全球極端天氣頻發(fā) 可再生能源如何應(yīng)對？
【UN News網(wǎng) 3月26日報道】
受全球氣候干旱的影響，水電發(fā)電量減少，此外，云層遮蔽致使太陽能發(fā)電量降低。專家指出，氣象學(xué)和氣候科學(xué)應(yīng)當(dāng)成為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)注焦點(diǎn)。
可再生能源競賽加速推進(jìn)。盡管氣候危機(jī)帶來了諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，可再生能源仍不斷發(fā)展，如太陽能電池板覆蓋沙漠，風(fēng)力渦輪機(jī)遍布海岸線，水電大壩利用奔騰的河流源源不斷地生產(chǎn)清潔電力。
在低技術(shù)成本以及高減排需求的雙重推動下，可再生能源發(fā)展勢頭愈發(fā)強(qiáng)勁。然而專家們卻紛紛對可再生能源的發(fā)展前景表示了擔(dān)憂：由于可再生能源依賴天氣條件，氣候變化影響甚至可能危及可再生能源生產(chǎn)。
世界氣象組織（WMO）氣候與能源專家哈米德·巴斯塔尼（Hamid Bastani）在接受聯(lián)合國新聞采訪時表示：“在蘇丹和納米比亞，由于降雨量異常稀少，水電發(fā)電量下降了50%以上?！?/p>
這些變化并不局限于水電。受多變的氣候條件影響，風(fēng)力發(fā)電量也呈下降趨勢。
中國的陸上風(fēng)電裝機(jī)容量占全球40%，但在2023年，由于風(fēng)力異常干擾了發(fā)電，發(fā)電量僅實(shí)現(xiàn)了4%至8%的小幅增長。在印度，季風(fēng)風(fēng)力減弱，風(fēng)力發(fā)電量也有所下降。而非洲一些地區(qū)遭受的損失更為嚴(yán)重，風(fēng)力發(fā)電量降幅高達(dá)20%至30%。
而南美洲的情況則正相反。晴朗的天空和強(qiáng)烈的太陽輻射提升了太陽能電池板的表現(xiàn)，該現(xiàn)象在巴西、哥倫比亞和玻利維亞等國家尤為明顯。
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可再生能源系統(tǒng)高度依賴氣候穩(wěn)定性
博斯科洛（Boscolo）是氣候科學(xué)與能源政策交叉領(lǐng)域的專家，她指出可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施極為脆弱。水壩、太陽能發(fā)電廠和風(fēng)力渦輪機(jī)都是基于過去的氣候模式設(shè)計(jì)建造的，這使得它們?nèi)菀资艿綒夂蜃兓挠绊憽?/p>
以水電為例。水壩依賴于可預(yù)測的季節(jié)性水流，而這些水流通常來自積雪融化或冰川融水。她表示：“隨著冰川融化，水電發(fā)電量在短期內(nèi)會有所增加。但一旦這些冰川消失，水源也會隨之消失。而對于我們而言，目前這一過程是不可逆轉(zhuǎn)的?！?/p>
這種情況已經(jīng)在安第斯山脈和喜馬拉雅山脈等地區(qū)出現(xiàn)。如果冰川融水消失，部分國家則需要改變發(fā)電方式，否則將面臨長期能源短缺問題。
例如，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）近期的一份報告指出，海平面上升和強(qiáng)勁的風(fēng)暴為能源生產(chǎn)設(shè)施帶來的風(fēng)險逐漸增加，其中就包括位于海岸線附近的太陽能發(fā)電廠。
同樣，日益頻繁且愈發(fā)猛烈的野火也會摧毀輸電線，導(dǎo)致整個區(qū)域停電。而人們對制冷的需求達(dá)到峰值時，極端高溫會降低太陽能電池板的效率，并給電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施帶來壓力。
在不斷變化的氣候條件下，核電站也面臨著風(fēng)險。
博斯科洛表示：“我們已經(jīng)看到一些核電站因?yàn)槿狈鋮s水而無法運(yùn)行。” 隨著熱浪更加頻繁，河流水位下降，一些老舊核設(shè)施在現(xiàn)有位置可能無法繼續(xù)運(yùn)營。
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應(yīng)對措施：數(shù)據(jù)共享、AI預(yù)測、科技創(chuàng)新
博斯科洛強(qiáng)調(diào)，有一點(diǎn)無疑：我們的地球正朝著一個以電力，尤其是以可再生能源電力為核心的方向發(fā)展。
“交通、烹飪及供暖都將實(shí)現(xiàn)電動化。所以，如果沒有可靠的電力系統(tǒng)，一切都將崩潰。開展“氣候智能”革命，是改變現(xiàn)有能源系統(tǒng)，增強(qiáng)未來能源系統(tǒng)的可靠性和韌性的有效措施?！?/p>
所謂的 “氣候智能”，即將氣候預(yù)測、數(shù)據(jù)共享和科技創(chuàng)新融入能源規(guī)劃的方方面面。
例如，2023年11月，智利由于降雨量充沛，水力發(fā)電量激增了80%。盡管增長由氣候因素導(dǎo)致，但專家們表示，先進(jìn)的季節(jié)性預(yù)測能夠幫助大壩運(yùn)營商更好地預(yù)測此類情況，并提高水庫管理效率，儲存水資源。
那么，如何優(yōu)化季節(jié)性預(yù)測，提升對大壩的管理水平呢？AI為我們提供了解決路徑。如今，利用氣候和能源數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，能夠以高分辨率和高精度預(yù)測資源的波動情況。這些工具可以幫助優(yōu)化電池儲能的配置時機(jī)，優(yōu)化區(qū)域間的能源調(diào)配，從而增加能源系統(tǒng)的靈活性和靈敏度。
此外，巴斯塔尼認(rèn)為，能源公司與氣候科學(xué)家之間有必要進(jìn)行全球數(shù)據(jù)共享。
“私營部門收集的數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著巨大的能源開發(fā)潛力…… 整合來自太陽能、風(fēng)能、水電甚至核電站等發(fā)電廠的歷史觀測數(shù)據(jù)和實(shí)時觀測數(shù)據(jù)，能夠顯著改進(jìn)天氣和氣候模型，實(shí)現(xiàn)雙贏局面?！?/p>
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實(shí)現(xiàn)能源多樣化以適應(yīng)氣候變化
為了確保清潔能源持續(xù)供應(yīng)，另一項(xiàng)關(guān)鍵舉措是實(shí)現(xiàn)能源多樣化。巴斯塔尼解釋說，若過度依賴單一可再生能源，各國將面臨氣候的季節(jié)性變化或長期改變帶來的風(fēng)險。
例如在歐洲，能源規(guī)劃者們越來越關(guān)注一種被稱為 “黑暗無風(fēng)期”（dunkelflaute） 的現(xiàn)象，即冬季出現(xiàn)的多云且無風(fēng)的天氣，這會對太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電造成不利影響。該現(xiàn)象與反氣旋陰霾的高壓系統(tǒng)有關(guān)，為應(yīng)對該天氣，人們應(yīng)增加儲能設(shè)備和備用電源。
巴斯塔尼表示：“將太陽能、風(fēng)能、水能、電池儲能，甚至包括地?zé)崮艿鹊吞寄茉丛趦?nèi)的多樣化能源進(jìn)行組合至關(guān)重要。尤其是在極端天氣變得愈發(fā)頻繁的情況下。”
編譯：陳明雪（新能源部）?
審校：崔 穎（新能源部）?
編輯：陳明雪（新能源部）?
Energy Transition
能源轉(zhuǎn)型與雙碳觀察
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