隨著5月高溫天氣的到來，國內(nèi)不少地方已經(jīng)記錄到了接近甚至超過40攝氏度的高溫。華東、華中、新疆等地高溫日數(shù)較常年同期偏多，可能出現(xiàn)階段性高溫熱浪，對能源供應提出更高需求，中國氣象局日前已正式啟動迎峰度夏能源保供氣象服務。

(相關資料圖)

與此同時，高溫也導致了電力供應緊張，用電高峰期的電力短缺問題不容忽視。今年以來，云南受連續(xù)高溫少雨天氣影響，水電出力大幅減少，電解鋁企業(yè)已先后多次遭遇限電減產(chǎn)。

干旱、缺水、限電的惡性循環(huán)警示，極端天氣事件頻發(fā)、多發(fā)、并發(fā)，對我國局部地區(qū)電力系統(tǒng)安全的影響日益嚴重。面對極端天氣事件風險不斷加劇的趨勢，統(tǒng)籌發(fā)展和安全，加強開展氣候風險預警與評估，加快構建“多類型互補、大范圍互濟、一二次能源聯(lián)動”的能源保障體系，提升氣候適應力。

極端天氣引發(fā)電力安全危機呈現(xiàn)頻發(fā)態(tài)勢

1.寒潮低溫推動負荷沖高

2020年12月，湖南因入冬早、降溫快且持續(xù)低溫天氣影響，全省用電負荷突破了冬季歷史最高記錄，達3093萬千瓦（日最大用電量6.06億千瓦時），造成全省發(fā)電機組馬力全開仍難以招架。2021年初，受寒潮天氣影響，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)的華北、華中、東北、西北等4個區(qū)域電網(wǎng)和北京、天津、上海、江蘇、安徽、江西、遼寧、吉林、黑龍江、陜西、寧夏等11個省級電網(wǎng)負荷均創(chuàng)歷史新高。

2.高溫干旱加劇供應緊張

2022年夏季，我國出現(xiàn)歷史罕見的極端高溫天氣。長江流域來水歷史極枯，導致水力發(fā)電量減少，對電力系統(tǒng)的支撐作用下降，電力供應壓力加大。以川渝地區(qū)為例，四川省降水量歷史同期最少，電力缺口超過1000萬千瓦；重慶市最高峰需求2800萬千瓦，缺口400萬千瓦。2023年初，云南氣象干旱發(fā)展迅速。截至2月13日，全省有90%的區(qū)域（113個站）出現(xiàn)氣象干旱，大部地區(qū)以中等及以上氣象干旱為主，加劇了水電供給不足的問題。

3.強風暴雨破壞電力設施

沿海地區(qū)電力設施安全易受臺風、海嘯等影響，內(nèi)陸地區(qū)電力設施安全主要受暴雨洪災影響。2019年8月，臺風“利奇馬”登陸后，造成浙江、福建、上海、江蘇等十多地電網(wǎng)共72座35千伏以上變電站、4823條10千伏及以上線路受損或故障，772萬戶停電。2021年7月，河南遭遇強降雨天氣，全省近3成供電設施受到較大影響，374萬用戶停電。2022年9月，四次登陸的臺風“梅花”，對浙江、上海、江蘇、山東電網(wǎng)造成破壞性影響。

4.風光出力“看天吃飯”

在極寒天氣下，缺少光照會限制光伏發(fā)電，冰凍會影響風機正常運行；在極熱天氣下，因大范圍的靜風環(huán)境，風力發(fā)電幾無可能，高溫導致光伏發(fā)電效率折損。2021年7月，受副熱帶高壓帶來多日高溫無風影響，東北地區(qū)風力發(fā)電創(chuàng)歷史新低，不足風電裝機容量的0.1%。2022年2月，南方區(qū)域風機發(fā)生凝凍，最大凝凍受限容量達到裝機容量的42%，部分地區(qū)受限甚至超過90%。

誘發(fā)極端天氣威脅電力安全的重要原因

1.氣候變化正在改變水風光資源分布

一是“北澇南旱”趨勢顯現(xiàn)。

近年來，國內(nèi)降水變化區(qū)域間差異明顯，其中西南地區(qū)東部和南部年降水量呈減少趨勢，主要雨帶可能出現(xiàn)了向北移動的現(xiàn)象。如，2022年全國六大區(qū)域中，東北和華北降水量分別較常年偏多24%和8%，而長江中下游和西南地區(qū)則分別偏少14%和11%。

以近期河南麥收季節(jié)遭遇近10多年來最為嚴重的“爛場雨”天氣為例，呈現(xiàn)出以下特點：一是持續(xù)時間長，從5月25日開始降雨，到5月30日基本結束，歷時6天時間；二是影響范圍廣，降雨覆蓋河南省17個省轄市和濟源示范區(qū)，特別是對河南南部的駐馬店、南陽等地影響最大；三是過程雨量大，截至5月29日，全省平均降雨量達到35毫米，有11個省轄市降雨量超過30毫米，其中商丘81.3毫米、周口55毫米、駐馬店48.8毫米。

二是極端高溫事件增多。

最近發(fā)布的《中國氣候公報（2022年）》顯示，2022年全國極端高溫事件站次比為1.51，較常年偏多1.39，較2021年偏多1.37，為1961年以來歷史最多。同期極端連續(xù)高溫時間站次比為1.05，較常年偏多0.79，較2021年偏多0.79，為歷史最多。

據(jù)國家氣候中心預測，預計2023年夏季，除黑龍江中部和北部氣溫較常年同期略偏低外，全國大部地區(qū)氣溫接近常年同期到偏高，其中河南南部、安徽西部、江西西北部、湖南北部、湖北、重慶大部、四川東部、陜西南部、甘肅西部、新疆大部等地偏高1～2℃，上述地區(qū)高溫（日最高氣溫≥35℃）日數(shù)較常年同期偏多，可能出現(xiàn)階段性高溫熱浪。受此影響，預計湖北大部、湖南北部、重慶北部、四川東北部等地降水將偏少2～5成，去年的區(qū)域性氣象干旱極可能再次出現(xiàn)，引發(fā)上述地區(qū)水電供應偏緊。

三是寒潮帶來低溫寡照。

國家氣象局數(shù)據(jù)顯示，2022年我國共發(fā)生11次寒潮過程，較常年偏多6次。受寒潮影響，2月份南方地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)低溫雨雪寡照天氣，其中浙江、江西南部、湖南南部、廣東、廣西和海南等日照時數(shù)偏少4至8成，局部偏少8成以上。

2023年，1月12日8時至1月16日8時，首場寒潮天氣自西向東襲擊我國西北地區(qū)和中東部地區(qū)。其中，新疆沿天山以北、甘肅西部和中南部、內(nèi)蒙古中東部、東北地區(qū)、江漢東部、江淮、江南、華南北部、貴州等地降溫14～18℃，內(nèi)蒙古中東部、黑龍江東部、吉林東部、遼寧東北部等地的部分地區(qū)降溫超過20℃。

2.能源供應安全充裕度不足造成應對天氣波動能力短缺

一是煤電“托底”作用被忽視加重風險隱患。

從湖南2020年冬供電緊張的緣由來看，在負荷增長帶來“硬缺電”的情況下，火電裝機容量多年未有新增且隨小機組淘汰而下降，造成外來電互濟偏緊極限情況下，自身電力供求緊缺矛盾凸顯。

2020年火電裝機容量較2016年減少8.5%，裝機容量占比為42.6%，低于全國水平14個百分點。從全國來看，與2015年全國煤電裝機容量占比59.0%的水平相比，2021年該比例已下降至46.7%，降幅高達12.3個百分點。煤電發(fā)電量占比由2015年的67.9%降至2021年的60%，而同期非化石能源發(fā)電量占比僅提升7.4個百分點，低于煤電發(fā)電量占比下降幅度。

二是可再生能源裝機大增但出力不穩(wěn)定。

2022年，我國可再生能源新增裝機達1.52億千瓦，占全國新增發(fā)電裝機的76.2%，已成為電力新增裝機的主體。然而，由于可再生能源“看天吃飯”特征明顯，很難匹配負荷的增長。

以浙江為例，“十三五”期間，浙江省新增電力裝機1980萬千瓦，累計增長24.3%，遠低于用電負荷47%的增速，并且以風電、光伏等可再生能源為主，穩(wěn)定性不足，高峰負荷時期對外來電的依賴度大幅提升。

從云南情況來看，截至2022年底，云南水電等清潔能源裝機占比已高達86%，在干旱造成水電出力不足50%的情況下，即使火電裝機能以100%的比例發(fā)電，也難以滿足全省用電負荷。

三是制冷制熱造成短時尖峰負荷規(guī)模持續(xù)增加。

我國長三角、珠三角、川渝等地區(qū)的制冷、制熱負荷占比已超過40%，總用電負荷峰谷差不斷拉大，氣溫變化對用電負荷影響愈發(fā)明顯。2022年夏季高溫的7、8兩月，城鄉(xiāng)居民用電量同比分別增長26.83%、33.5%，較全社會用電量分別高出20.6和22.8個百分點。

3.區(qū)域互濟電量的不確定性加大電力平衡難度

一是全國用電緊張面呈現(xiàn)擴大趨勢。

2022年，全國全社會用電量8.64萬億千瓦時，年環(huán)比增長3.6%。全年共有27個省份用電量實現(xiàn)正增長，東、中、西部和東北地區(qū)全社會用電量年環(huán)比分別增長2.4%、6.7%、4.2%和0.8%。

二是電網(wǎng)區(qū)域互濟能力有限。

如，四川溪洛渡、向家壩等大型水電站發(fā)電量線路直接送出至華中、華東、華南等負荷中心，受線路設計等制約，限電期間只能將電力繼續(xù)送出，出現(xiàn)“一邊缺電、另一邊送電”的現(xiàn)象。

三是外送電力遭遇“里外都是外”的困境。

一方面，外送專用配套電源無法參與省內(nèi)平衡。2022年四川大規(guī)模有序用電的供應緊張時期，大約1/3的外送電力作為地方政府間協(xié)議以點對網(wǎng)、網(wǎng)對網(wǎng)方式被送出。

另一方面，跨省電力面臨省間壁壘的掣肘。隨著受端省份新能源裝機規(guī)模增長、火電利用小時數(shù)下降，以及減排降碳趨勢不可逆，對外來電要求是“綠電”且“高峰多要”“低谷不要”的歧視性交易日益突出。

提升電力系統(tǒng)抵御極端天氣能力的對策建議

1.加強氣象監(jiān)測預警，主動提升電力系統(tǒng)適應力

統(tǒng)籌發(fā)展與安全，更加重視極端天氣事件帶給電力系統(tǒng)的破壞性效應，積極把增強氣候適應力納入到電力安全治理體系中，著力加快電力系統(tǒng)內(nèi)部自然災難預警機制建立。云南、四川等水電大省，應加強氣象干旱監(jiān)測預警，積極推動電力企業(yè)與氣象、地質、水利等相關部門的開展專業(yè)合作，推動電力運行數(shù)據(jù)與風光熱等氣象的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、共享共用，前瞻性提高應對氣象災害能力水平。以補齊電力安全技術領域短板弱項為目標導向，加快推進電力抗災技術研發(fā)創(chuàng)新，增強抵御自然災害電力設施新產(chǎn)品的供給能力。

2.重視煤電“兜底”作用，加快多能互補能源保障體系建設

在順應減煤、去煤勢不可逆的基礎上，結合夏冬季節(jié)我國用電負荷“雙高峰”、新能源出力下降的特征，更加重視煤電托底作用的發(fā)揮。重點結合雨帶北移等氣候變化新趨向，適當在水電為主、同時負荷密度比較高、電力需求總量比較大的西南川滇兩省、“兩湖一江”、華中東四省等地區(qū)，提升傳統(tǒng)清潔煤電供應量，打造多元化能源供應體系。

著力提升電力系統(tǒng)靈活性，以電力市場體系建設為契機，加快完善電力輔助服務市場，研究建立容量補償機制，為煤電等資源參與靈活性調節(jié)提供合理的經(jīng)濟回報，保障發(fā)電容量充裕度。

著力打破省間壁壘，更好發(fā)揮我國大電網(wǎng)資源配置作用，充分利用不同省區(qū)用電負荷、可再生能源發(fā)電的錯峰特性，挖掘跨省區(qū)調節(jié)潛力，適時擴大受端市場范圍，不斷提高電力互濟互保的經(jīng)濟性和安全性。

3.優(yōu)化調整能源供求格局，增強區(qū)域生產(chǎn)力布局與能源堅強韌性供應的適配性

一是積極推進東部負荷中心源網(wǎng)荷儲一體化。積極應對負荷峰谷差持續(xù)拉大挑戰(zhàn)，依托省級電力輔助服務、中長期和現(xiàn)貨市場等體系建設，公平無歧視引入電源側、負荷側、獨立電儲能等市場主體，全面放開市場化交易，通過價格信號引導各類市場主體靈活調節(jié)、多向互動。順應居民制冷制熱負荷增長趨勢，加快建立健全需求側響應機制。

二是著力提升內(nèi)陸地區(qū)電力供應韌性。統(tǒng)籌區(qū)域能源綠色轉型和經(jīng)濟高質量發(fā)展，圍繞沿海產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能轉移、城市化進程加快和區(qū)域中心城市崛起等帶來負荷增長新趨向，積極應對雨帶北移、洪澇災害頻發(fā)等加劇電力供應不穩(wěn)定性新挑戰(zhàn)，適時推動內(nèi)陸地區(qū)核電站建設，改善過于依賴水光風“看天吃飯”的被動局面。

（圖片來源：veer圖庫）

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