能源生産與氣象條件密切相關。氣象服務不僅能評估指定區域風能和太陽能資源條件,還能預測風能、太陽能等新能源出力和負荷,氣象預測預報則關系到煤電油氣運供需、供電供熱平穩安全。
黨的十八大以來,氣象部門緊跟能源轉型趨勢,夯實監測預報預警能力,細化服務手段,探索建立氣象數據和産品共享服務機制,推動氣象與能源的深度融合、持續創新、合作共赢。
摸清家底 助力國家新能源開發利用
随着綠色發展理念深入人心,新能源開發利用駛入快車道。我國哪些地方适合發展風電,那些地方适合發展太陽能,潛力有多大?在指定地方能否建光伏電站或風電場?針對以上問題,氣象部門充分發揮科技優勢,深入開展風、光資源詳查,助力新能源開發利用的科學布局及建設。
中國氣象局通過建設測風塔、太陽輻射觀測站等,形成專業化風能太陽能觀測網,開展了風能太陽能資源動态監測業務。進行全國風能太陽能資源詳查,形成全國高分辨率風能太陽能資源圖譜,摸清了我國風能太陽能資源家底。同時結合資源、土地用途、生态保護、國土空間規劃等數據,以縣級行政區域為基本單元,全面開展了全國風能太陽能資源詳細勘查和綜合評價。組織國省兩級協同的風能太陽能預報服務業務調整,實現風能太陽能預報系統業務化,為約全國2000餘個風電場太陽能電站提供服務;先行省份開展了風能太陽能發電功率預報能力建設,并在風電場開展了業務試運行服務。
針對大悟仙居頂風能開發,大悟縣氣象局主動對接需求,組建風力發電保障團隊,提供各類實時氣象資料,及時發布天氣預報、預警信号等,為新能源産業發展提供重要支撐。圖/楊豔
在遼甯,氣象部門為電力企業提供200多個風場選址,完成200多次風電項目和太陽能發電項目資源評估,形成全省精細化陸地、海上風能資源普查結果;在新疆,氣象部門開展風能資源評估20餘項、太陽能資源評估30餘項,為新能源項目選址和建設提供技術支撐;在山西,省氣象局與國家能源集團山西公司簽署協議,圍繞安全生産和風電場、光伏電站建設選址等内容全面開展合作;在河南,氣象部門成立風能太陽能氣象工程研究中心,深入開展風能太陽能等氣象業務服務關鍵核心技術研發;在湖北,氣象部門承擔400餘項風能資源評價項目和50餘項太陽能評價項目,為包括長江三峽總公司在内的多家能源公司提供新能源氣象服務……
聚焦風資源,氣象部門可探測全國1公裡分辨率、重點地區100米分辨率任意高度層的風能資源量;針對太陽能資源,氣象部門開展了基于衛星遙感資料的全國1公裡分辨率太陽能光伏和光熱資源評估,繪制了全國精細化太陽能資源圖譜。
在脫貧攻堅期間,氣象部門對全國832個國家級貧困縣、近13萬個建檔立卡和1.7萬個非建檔立卡貧困村的太陽能資源數據進行科學精細分析,提出“75%的貧困縣太陽能資源比較豐富,适合開展光伏發電”的結論,推動氣象資源變能源。
“每戶每天獲得5度免費供電量,我家每天省下3度并入電網,多掙1塊多錢,還省下了燒煤、養馬拉煤的錢。”貴州省盤州市滑石鄉岩腳村老鴨塘組村民許英寶說。2015年,當地102戶村民在自家屋頂安裝了太陽能闆,許英寶等人成為光伏扶貧受益者。
氣象資源的挖掘将自然風光“升級”為能源,精準的氣象預報讓這些能源轉換效率邁上新台階。
2022年,中國氣象局正式面向全國氣象部門下發風能太陽能短期預報産品。産品涵蓋開展風功率、光伏發電功率預報所需的氣象要素,如邊界層分層溫、濕、風場以及到達地表短波輻射、地面氣壓、降水量等,時間分辨率為15分鐘,空間分辨率為9公裡,涵蓋整個中國陸地區域,預報頻次為每天1次,預報時效達126小時。在内蒙古,風能精細化數值模式預報系統、太陽能精細化數值模式預報系統的預報時效由8小時、72小時延伸至100小時。吉林省氣象局完成吉林電網評估項目,并将項目推廣至縣級,為能源部門和發電企業提供預報服務。
從2014年起,中國氣象局還連續8年發布《中國風能太陽能資源年景公報》,從2018年開始,每年編制年度《光伏扶貧太陽能資源年景評估報告》,為各地能源部門及企業選址提供氣象支撐。2021年,中國氣象局完成風能太陽能中心改革,成立風能太陽能中心專家指導委員會,更專業精細的新能源團隊不斷開拓着氣象服務方向。
優化服務 守護能源保供“生命線”
能源保供氣象服務是中國氣象局高度重視的“三保”(保糧食安全、保能源供應、保物流通暢)工作之一。中國氣象局先後與國家能源投資集團有限責任公司、國家電網有限公司、中國南方電網有限責任公司、中國長江三峽集團有限公司、中國國能集團有限公司、中國華能集團有限公司等央企開展合作。氣象服務能源安全保供能力不斷加強,各地氣象部門全力為能源生産、運輸、管理等提供全鍊條、針對性保障服務。
重大天氣過程來臨前,氣象部門“未雨綢缪”,提供決策依據。
今年夏天,一場持續時間長、範圍廣、強度大、極端性強的高溫熱浪席卷我國。對此,中國氣象局組建迎峰度夏氣象服務專班,制作《迎峰度夏能源保供氣象服務周報》。應國家能源局的要求,為華北、東北等能源局派出機構、水電總院和大壩中心共22家國家能源局下屬單位提供保障支撐,使能源用戶應對高影響天氣工作由事後被動應急處置向事前主動幹預轉變。
在湖北,氣象部門提前向省委、省政府報送決策服務信息,指出梅雨期降水偏少,謹防後期高溫幹旱。全省各級電力保供單位提早部署跨省購電、蓄水儲備等長期供電策略,再依據季度、月、旬等中短期氣候預測有效調整電力儲備方案,打了一場迎峰度夏的“有準備之仗”。
梅汛期過去,南方多地轉入高溫伏旱,各大水庫抓住高溫伏旱前的最後一場“黃金雨”盡量蓄水,保障抗旱供水。2018年7月,安徽省合肥市出現汛期最後一場較大規模降雨。針對這輪降雨過程,氣象、水務部門密切合作,為水庫提前做好蓄水工作提供決策支撐。2018年,董鋪水庫通過自行蓄水減少購水量約0.8億立方米(水庫總蓄水量的三分之一),節約源水購置費185.6萬元。
雷雨、大風、降雪、冰凍等天氣會影響能源保供。氣象部門不斷優化專業服務,守護能源保供“生命線”。
針對冬季安全穩定供熱的服務需求,北京市氣象局對接城管委、燃氣、電力、熱力能源部門,提供分區15天逐日、10天逐15分鐘精細化預報産品和技術支撐,提供變電站、輸電線路、杆塔位置的降水、風力、雷電風險及輸電線路積冰、舞動風險預報服務産品。精準及時的服務,讓風險應急處置時間由120分鐘縮減到30分鐘。
新疆維吾爾自治區面積廣闊、地形多變,氣候複雜多樣。這裡擁有長12400多公裡的輸氣管道,是東部天然氣供應的命脈之一。新疆氣象部門與中國石油西部管道公司合作,搭建石油管道專業氣象服務系統,提前監測研判、及時預報預警突發性、災害性天氣對煤電油氣運供應的影響。
未來,中國氣象局能源保供氣象服務專班将持續發力,保障能源電力安全運行,助力實現“雙碳”目标。
中國氣象局宣科中心(中國氣象報社) 出品
作者:李悅
編輯:楊勝藍 文科 趙曉妮
審核:段昊書
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