新能源急需精準(zhǔn)“天氣預(yù)報(bào)”

“當(dāng)前我國(guó)的氣象預(yù)測(cè)更多是針對(duì)公眾的公益性預(yù)報(bào)，但不同領(lǐng)域所需的氣象服務(wù)其實(shí)有很大差別。戶外冰雪賽事需要專門的氣象服務(wù)，同樣，在海上安裝一臺(tái)風(fēng)機(jī)也應(yīng)該有更為專業(yè)的氣象觀測(cè)和預(yù)報(bào)。”中國(guó)氣象科學(xué)研究院研究員宋麗莉坦言，當(dāng)前，在能源生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是以風(fēng)電、光伏為代表的新能源領(lǐng)域，仍缺乏針對(duì)性強(qiáng)的專業(yè)氣象服務(wù)。

國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局日前聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》中就明確提出，要提高可再生能源相關(guān)氣象觀測(cè)、資源評(píng)價(jià)以及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)能力，為可再生能源資源普查、項(xiàng)目開發(fā)和電力系統(tǒng)運(yùn)行提供支撐。

資源普查需與時(shí)俱進(jìn)

宋麗莉指出，針對(duì)新能源的氣象服務(wù)，涵蓋資源普查與評(píng)價(jià)、氣象觀測(cè)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)等多個(gè)方面。在資源普查方面，早在10年前，我國(guó)就開始進(jìn)行風(fēng)資源和光照資源的詳細(xì)普查。目前，全國(guó)范圍內(nèi)已經(jīng)形成了“1公里×1公里”網(wǎng)格的風(fēng)資源圖譜和“3公里×3公里”的輻照資源圖譜?！安糠种攸c(diǎn)地區(qū)的風(fēng)資源普查數(shù)據(jù)已經(jīng)精確到‘200米×200米’網(wǎng)格?！彼嘻惱虮硎?，新能源的相關(guān)“十四五”規(guī)劃，正是以這些普查數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。

據(jù)記者了解，在公共普查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，很多新能源領(lǐng)域的開發(fā)商、制造商等都會(huì)參與到更進(jìn)一步的資源勘查中。一方面提升大范圍普查數(shù)據(jù)的精度，另一方面通過具體項(xiàng)目的落地，利用測(cè)風(fēng)塔、輻照儀等設(shè)備有針對(duì)性地獲取資源數(shù)據(jù)。

宋麗莉認(rèn)為，隨著新能源產(chǎn)業(yè)開發(fā)能力和裝備制造水平的發(fā)展進(jìn)步，相關(guān)的資源普查也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)?！袄纾壳帮L(fēng)資源普查數(shù)據(jù)主要針對(duì)的是150米高度區(qū)域的資源情況。后續(xù)，隨著風(fēng)機(jī)塔筒越來越高，特別是在海上風(fēng)電不斷發(fā)展的背景下，對(duì)風(fēng)資源的普查可能要繼續(xù)延伸到200米甚至是300米的高度才能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。”

專業(yè)氣象服務(wù)缺乏

遠(yuǎn)景智能風(fēng)電產(chǎn)品總監(jiān)趙清聲則認(rèn)為，當(dāng)前全球氣象觀測(cè)和預(yù)測(cè)的水平尚無法滿足新能源發(fā)展的需要?！耙燥L(fēng)力預(yù)報(bào)為例，我們經(jīng)常聽到天氣預(yù)報(bào)里說幾級(jí)風(fēng)，實(shí)際上，每相差一級(jí)風(fēng)速的差距就達(dá)到2米/秒，但風(fēng)電的出力對(duì)0.1米/秒的風(fēng)速變化都是非常敏感的?！壁w清聲透露，縱觀全球絕大部分權(quán)威國(guó)家氣象機(jī)構(gòu)和商業(yè)氣象機(jī)構(gòu)的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差普遍在2米/秒左右?！斑@意味著風(fēng)機(jī)功率預(yù)測(cè)的絕對(duì)誤差會(huì)在40%左右。這樣的準(zhǔn)確度不僅很難滿足電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行的需要，而且在電力市場(chǎng)的現(xiàn)貨交易中，風(fēng)電企業(yè)也很容易虧損。”

“在新能源生產(chǎn)的許多場(chǎng)景下，參照的仍是公益性的面向大眾生活的氣象數(shù)據(jù)，缺乏有針對(duì)性的精準(zhǔn)能源氣象服務(wù)?！睋?jù)宋麗莉介紹，以海上風(fēng)機(jī)安裝為例，“有些安裝商在施工時(shí)就是簡(jiǎn)單在手機(jī)上隨便下載一個(gè)天氣預(yù)報(bào)的APP，看到有預(yù)警就趕緊通知工人停工。事實(shí)上，常規(guī)的天氣預(yù)報(bào)提供的風(fēng)速都是來自高度10米左右的風(fēng)力觀測(cè)和預(yù)測(cè)，海上風(fēng)電的安裝則至少要提升到100米的高度。而且常規(guī)預(yù)報(bào)考慮到公眾出行，預(yù)警中往往還包含了下雨的情況，所以即便是風(fēng)速很小的情況也可能是預(yù)警狀態(tài)。如果一看到手機(jī)APP里的天氣預(yù)警就盲目停工，很容易錯(cuò)過施工的窗口期?！壁w清聲還表示，目前，常規(guī)的天氣預(yù)報(bào)主要以城市為對(duì)象，“但風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電項(xiàng)目恰恰多集中在相對(duì)偏遠(yuǎn)的山區(qū)、農(nóng)村甚至海上，這些地區(qū)的氣象服務(wù)反而更為缺乏”。

趙清聲指出，受制于觀測(cè)能力不足、基礎(chǔ)科學(xué)瓶頸、市場(chǎng)規(guī)模偏小等一系列因素，新能源相關(guān)的氣象預(yù)測(cè)一直處于精確度不高、誤差較大的狀態(tài)。

有必要建立聯(lián)合應(yīng)對(duì)機(jī)制

那么，在現(xiàn)有條件下，如何有效提升能源氣象服務(wù)的專業(yè)性和準(zhǔn)確性呢？

趙清聲認(rèn)為，一方面，AI技術(shù)的應(yīng)用可以在一定程度上彌補(bǔ)物理模型在準(zhǔn)確性方面的短板。同時(shí)，針對(duì)諸如風(fēng)速預(yù)測(cè)等具體環(huán)節(jié)而言，特別是4小時(shí)以內(nèi)的超短期預(yù)測(cè)，還可以采用發(fā)射衛(wèi)星、資料同化、GPS感應(yīng)等手段提升觀測(cè)和預(yù)測(cè)精度。另一方面，要充分應(yīng)用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施提升預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度?！拔覀児驹趪?guó)家超算中心為每一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站定制數(shù)值氣象預(yù)報(bào)，風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差降低到了1.6米/秒，準(zhǔn)確度提升了8%-12%。”

就各類技術(shù)手段的實(shí)際落地，趙清聲也坦言，當(dāng)前，我國(guó)的能源氣象服務(wù)市場(chǎng)還缺乏成熟的商業(yè)模式。“不賺錢，幾乎沒有企業(yè)愿意大規(guī)模投資。”對(duì)此，趙清聲表示，綜合分析各電力現(xiàn)貨交易試點(diǎn)地區(qū)近一年的運(yùn)行情況可以發(fā)現(xiàn)，新能源發(fā)電領(lǐng)域的風(fēng)速和輻照變化是影響供求關(guān)系波動(dòng)和現(xiàn)貨價(jià)格變化的最大因素?！爸灰娏κ袌?chǎng)能夠健康發(fā)展，新能源氣象預(yù)報(bào)就有望找到更大的商業(yè)價(jià)值?！?/p>

在宋麗莉看來，能源氣象服務(wù)涉及多領(lǐng)域、多學(xué)科的技術(shù)發(fā)展?！案鞣蕉紖⑴c的預(yù)測(cè)和預(yù)警才是最有針對(duì)性的。尤其是建立極端天氣的聯(lián)合應(yīng)對(duì)機(jī)制，非常有必要?！彼嘻惱蚪榻B，以去年冬季的能源保供為為例，中國(guó)氣象局和國(guó)家能源局已經(jīng)就此形成了天氣會(huì)商機(jī)制。“在新能源發(fā)展的過程中，需要能源、應(yīng)急、氣象、水利、地質(zhì)等更多部門參與進(jìn)來，聯(lián)合會(huì)商，共同提供專業(yè)性更強(qiáng)的服務(wù)?！?/p>

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解讀|《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》