申彥波：光伏投資運營和氣候的關(guān)系

天氣和氣候，這兩個詞其實是不一樣的，氣候主要是氣象要素的長期變化，它主要是指旱澇、冬冷夏熱，影響的主要是電站投資安全。天氣則是氣象要素的短期變化，比如說晴陰、沙塵臺風(fēng)，這主要影響到運營安全。 這是中國的全國平均太陽輻射從60年代到2014年底50多年的情況。總的來說，太陽輻射是下降非常明顯的趨勢。但是從最近20年的情況來看，它的下降趨勢并不顯得那么明顯了。這當中最主要的因素就是氣候變化的影響。這部分對投資來說，它的年際會帶來比較大的不確定性。我們電站的投資是長期的，氣候的影響將會對投資收益產(chǎn)生非常大的影響。剛剛講到的是全國平均的情況，而實際上太陽輻射的長期變化又分地域性的特征。一些地方下降的比較明顯，有一些地方則下降的不是很明顯。黑點部分是10年下降10%左右的區(qū)域。這樣的區(qū)域?qū)ξ磥黼娬就顿Y運營就會影響比較大?？傮w來說，氣候變化是自然變化和人類活動的共同后果，它是客觀存在，也是不可避免的，屬于光伏電站投資風(fēng)險中的“不可抗力”，這是要在投資錢充分考慮的。 第二個方面的投資風(fēng)險就在于數(shù)據(jù)誤差帶來的不確定性。上午的時候，很多老總提到的數(shù)據(jù)誤差的問題。從氣象專業(yè)的角度來看，數(shù)據(jù)誤差實際上和氣候的年代變化也有非常明顯的關(guān)系。這個是我們江蘇太陽輻射30多年的變化。最近15年平均值1277，前15年則是1388。那么是用哪一個數(shù)字來評估這就有學(xué)問了，這當中差了100個小時。究竟用哪一個值合適一定要經(jīng)過嚴密的分析才可以做。2013年的時候，我們看到他的輻射值恢復(fù)到1362年，接近于前15年的值，最近10年又是緩慢增長的趨勢?？傮w來說，這地方30年的平均值是1330，這是更加接近客觀實際的情況。但是這也要給出正負偏差范圍。也就是說最大的時候比這個值高過11%，最小的時候比這個值低過11%。也就是說你的太陽能資源是存在這樣一個正負偏差范圍的。這就是投資面臨的風(fēng)險。 單位對于一個電站你做前期評估的時候究竟是用15年的值，還是前面15年的值，或者是用哪一段的值有一些學(xué)問，要做科學(xué)的分析，不能做其中某一年或者是某一段的時間的數(shù)字，這樣做的結(jié)果是可能戶對未來的投資、運營產(chǎn)生很大影響的。這是NASA數(shù)據(jù)在中國的偏差范圍。前幾年我們在電站建設(shè)的時候廣泛的應(yīng)用這個數(shù)據(jù)，而這個數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)比起來相差是比較大的。中間這條線的東部會偏過10%-20%的水平。西部的偏差是有正有負。所以僅僅是利用一些免費的共享的衛(wèi)星數(shù)據(jù)對整個電站的誤差影響還是比較大的。前面講到我們的氣候變化是不可避免的。而數(shù)據(jù)誤差完全是人為造成的，是可以避免的。采用系科學(xué)一方法和準確的數(shù)據(jù)可以使光伏電站投資風(fēng)險控制在比較低的水平。我認為“壞的數(shù)據(jù)可能比沒有數(shù)據(jù)更壞”，拿到一套壞的數(shù)據(jù)認為它是好的，在這個基礎(chǔ)上做很多的判斷，這對電站投資的影響可能會是致命的。 第二個層面是天氣變化對電站運營的影響，主要是兩個大的方面。運營風(fēng)險之一就是發(fā)電不穩(wěn)定對電網(wǎng)的影響，最終回影響到電網(wǎng)對光伏、風(fēng)電產(chǎn)生限電的情況。上面兩張圖是比較標準的多年平均的變化情況。實際上我們應(yīng)該看的是下面兩張圖就是日變化和小時變化，他的波動性是非常強的。所有的天氣變化最終會反映到發(fā)電的變化，使得光伏發(fā)電對電網(wǎng)來說并不是那么的友好。 第二方面的影響就是其他的氣象因素。比如說持續(xù)的陰雨天氣的影響。陰雨天氣下的太陽能輻射只有通常情況下的20%，對強沙塵暴天氣來說也是如此，太陽輻射要削弱80%，浮沉天氣削弱25%。另外還有高溫天氣的影響。左邊是全國極端高溫分布的情況，右邊是我們基于對極端高溫對光伏發(fā)電的影響情況，極端情況影響14%、15%，甚至有一些地方影響到20%，前一段時間，吐魯番的表面溫度都是七八十度，這對光伏的影響非常大。所有這些影響最終都反映到光伏發(fā)電功率的曲線上。導(dǎo)致他的發(fā)電非常不穩(wěn)定，使得電網(wǎng)限電，影響投資收益。 運營風(fēng)險的第二個方面就是一些災(zāi)害性天氣的發(fā)生，前面講的陰雨、沙塵、高溫等都不會電站產(chǎn)生破壞的影響。而像臺風(fēng)、沙塵暴、雷暴、泥石流會對電站產(chǎn)生毀滅性的影響，直接毀壞電站。這兩年時不時會發(fā)生一些超強臺風(fēng)。東部沿海地區(qū)的電站包括風(fēng)機都會產(chǎn)生巨大的影響。以上是從天氣和氣候兩個層面對光伏電站的投資運營安全的影響。那么對于這些影響，氣象部門可以做什么呢? 首先是歷史數(shù)據(jù)的評估，基于大量的氣象站的數(shù)據(jù)，我們擁有2400多個氣象站還有風(fēng)能方面的一些專業(yè)觀測網(wǎng)，包括我們自己建的太陽能資源實時監(jiān)控系統(tǒng)，基于大量的數(shù)據(jù)，我們來做風(fēng)能、太陽能資源的評估。這是我們目前給的風(fēng)能方面全國1km的分布。對于太陽能主要是兩個數(shù)據(jù)，一個是基于衛(wèi)星搖桿和地面校準的太陽能資源數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)相對NASA數(shù)據(jù)來說我們引入了地面校準的過程。我們擁有98個輻射站，我們把這些數(shù)據(jù)引進來，對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行校準，獲得全國10km的太陽輻射值，總體來說這套數(shù)據(jù)的年總量誤差在10%之內(nèi)。第二類數(shù)據(jù)是基于氣象站日照觀測的太陽能資源推算數(shù)據(jù)譜。這套數(shù)據(jù)基于實測數(shù)據(jù)推算而來，這套數(shù)據(jù)準確性比較高，年總量誤差在5%。我們還會發(fā)布《中國風(fēng)能太陽能資源年景公報》，這是2014年的情況，我們看到中國大部分地區(qū)太陽能是減少的情況，風(fēng)能也是存在類似的情況。除了對歷史數(shù)據(jù)的評估之外，我們還可以做未來3-7天的風(fēng)能太陽能發(fā)電功率預(yù)報和災(zāi)害性抬起的預(yù)警。通過這些預(yù)報我們可以提供風(fēng)和輻射等要素的匯報，為行業(yè)提供一些參考。 總體來說，太陽能開發(fā)利用是“靠天吃飯”，氣象條件的影響貫穿前期設(shè)計、中期建設(shè)和后期運行，充分考慮，低投入可以換取高收益?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的準確與否直接影響到太陽能工程的效益評估，還是應(yīng)該以科學(xué)態(tài)度對待太陽能資源的測量、評價和預(yù)報。標準的缺失或者是有標準但執(zhí)行布里是造成各種投資和運營風(fēng)險的重要原因。我想無論是電站投資也好，運營開發(fā)也好，都應(yīng)該更加重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準確性。