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風(fēng)能、太陽能等新能源出力受到氣象條件的影響較大。隨著氣象條件變化，風(fēng)電、太陽能發(fā)電存在較大波動(dòng)性、隨機(jī)性。而氣象條件又受到地形影響，新能源發(fā)電場(chǎng)站選址地蘊(yùn)藏資源的高低，需要盡可能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)評(píng)估。氣象服務(wù)可快速評(píng)估指定區(qū)域風(fēng)能和太陽能資源條件，提供新能源功率預(yù)測(cè)所需的風(fēng)速、風(fēng)向、輻照度、云量等預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)精度、準(zhǔn)確性、時(shí)效性越高，給能源調(diào)配的準(zhǔn)備時(shí)間越充裕，氣象信息的價(jià)值就越大，越有利于新能源與其他電力資源的銜接配合。

近期，氣象服務(wù)頻頻登上能源圈熱搜。2021年12月，國(guó)家能源局宣布和中國(guó)氣象局簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，資源互補(bǔ)，提高能源生產(chǎn)和供應(yīng)水平，隨后河南、河北、海南等省份的氣象部門，也相繼發(fā)布了最新陸上及海上風(fēng)電、光伏發(fā)電氣象服務(wù)支持措施。

新能源電力在供給系統(tǒng)中占比日益提升，氣象服務(wù)入局，能否讓新能源變得更“靠譜”？

跨界牽手提升預(yù)測(cè)精度

2021年10月，中國(guó)氣象局印發(fā)了《風(fēng)能太陽能資源氣象業(yè)務(wù)能力提升行動(dòng)計(jì)劃（2021-2025年）》，明確提出到2025年，我國(guó)將大幅提升風(fēng)能太陽能氣象業(yè)務(wù)的核心科技支撐能力和新技術(shù)應(yīng)用能力，初步建成以“監(jiān)測(cè)精密、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)”為目標(biāo)的風(fēng)能太陽能氣象業(yè)務(wù)體系和服務(wù)布局，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)提供支撐。

2021年12月，國(guó)家能源局與中國(guó)氣象局簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方將聯(lián)合開展風(fēng)能太陽能資源普查工作，健全監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)與預(yù)警服務(wù)保障機(jī)制，深化電力安全與氣象服務(wù)合作，并共建“國(guó)家能源氣象資源開發(fā)中心”，建立更加順暢、高效的工作交流機(jī)制。

氣象服務(wù)與能源領(lǐng)域的“跨界”聯(lián)手動(dòng)作頻頻，一時(shí)引發(fā)了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。實(shí)際上，天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用由來已久，而且我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)在總?cè)萘恐姓急仍诓粩嗵嵘?。?guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2021年10月底，我國(guó)可再生能源發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到10.02億千瓦，正式突破10億千瓦大關(guān)，較2015年底實(shí)現(xiàn)翻番，在全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量中的比重達(dá)到43.5%，較2015年底提高10.2個(gè)百分點(diǎn)。而2021年1-11月份期間，全國(guó)發(fā)電設(shè)備風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)達(dá)到了2031小時(shí)，比上年同期增加了119小時(shí)，這意味著一向“靠天吃飯”的風(fēng)電和光伏發(fā)電對(duì)于氣象預(yù)測(cè)的需求進(jìn)一步增加。

助力電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)度調(diào)峰

“風(fēng)暴、結(jié)冰、降雪和沙塵暴等天氣，都能影響風(fēng)電、光伏發(fā)電，造成波動(dòng)。”一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士在接受記者采訪時(shí)說，“在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的過程中，可再生能源占比勢(shì)必會(huì)不斷提升，天氣變化對(duì)于能源行業(yè)的沖擊可能變得越來越大。”

在業(yè)內(nèi)人士看來，傳統(tǒng)條件下新能源發(fā)電輸出功率具有隨機(jī)性、波動(dòng)性的特征，大規(guī)模并網(wǎng)可能對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡帶來巨大挑戰(zhàn)。2021年，歐洲就因長(zhǎng)時(shí)間低風(fēng)速而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電出力遠(yuǎn)不及預(yù)期，一時(shí)間歐洲風(fēng)電開發(fā)商收益大幅下降，同時(shí)也加劇了歐洲能源供應(yīng)危機(jī)。

一位從事新能源領(lǐng)域氣象服務(wù)的專業(yè)人士向記者介紹稱，按照國(guó)家政策要求，目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電和光伏項(xiàng)目基本都具有一套基于天氣預(yù)測(cè)的功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)可再生能源發(fā)電功率做出預(yù)測(cè)。同時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)投入運(yùn)營(yíng)后，氣象預(yù)測(cè)、功率預(yù)測(cè)實(shí)際上有專門的運(yùn)維公司提供服務(wù)。早在十多年前，我國(guó)就建立了完善的風(fēng)電、光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，各地氣象部門也開始將天氣數(shù)據(jù)應(yīng)用于新能源場(chǎng)站業(yè)務(wù)之中。

從實(shí)際操作層面來看，光伏、風(fēng)電仍存在較大的波動(dòng)性，如何利用天氣數(shù)據(jù)和合理的天氣模型降低功率預(yù)測(cè)的誤差和風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化數(shù)據(jù)模型、利用機(jī)器學(xué)習(xí)新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)平穩(wěn)調(diào)度調(diào)峰，正是目前亟待解決的問題。

產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到千億級(jí)

“在降碳目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)于交通、農(nóng)業(yè)、能源、保險(xiǎn)、零售等領(lǐng)域來說，氣象服務(wù)都具有較大的市場(chǎng)價(jià)值，針對(duì)國(guó)內(nèi)能源的氣象服務(wù)市場(chǎng)空間是目前商業(yè)氣象服務(wù)市場(chǎng)中空間最大的一個(gè)領(lǐng)域。”上述氣象專業(yè)人士表示。

記者在采訪中了解到，在歐洲國(guó)家，利用天氣數(shù)據(jù)對(duì)可再生能源發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測(cè)的應(yīng)用已十分廣泛，隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)光發(fā)電占比不斷提升，新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)的重要性也日益凸顯，進(jìn)而催生了一片巨大的市場(chǎng)藍(lán)海。根據(jù)中國(guó)氣象服務(wù)協(xié)會(huì)發(fā)布的報(bào)告，到2025年我國(guó)氣象服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到3000億元，而據(jù)業(yè)內(nèi)估計(jì)，針對(duì)能源領(lǐng)域的氣象服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比有望達(dá)到1/3左右。

“雖然國(guó)內(nèi)針對(duì)能源領(lǐng)域的商業(yè)氣象服務(wù)尚在起步階段，但經(jīng)過不斷優(yōu)化、打磨，最終也會(huì)達(dá)到足夠的實(shí)力水平。同時(shí)氣象數(shù)據(jù)、風(fēng)電數(shù)據(jù)本身也相對(duì)較為敏感，本土化的能源氣象服務(wù)變得更為重要。”上述氣象專業(yè)人士指出。

在業(yè)內(nèi)人士看來，隨著我國(guó)電力交易市場(chǎng)發(fā)展不斷深入，基于合理的天氣預(yù)測(cè)模型做出合理的交易策略，也有望成為驅(qū)動(dòng)新能源氣象服務(wù)發(fā)展的重要推動(dòng)力。

原標(biāo)題:“氣象+新能源” 讓風(fēng)光更“靠譜”