“當前我國的氣象預測更多是針對公眾的公益性預報，但不同領域所需的氣象服務其實有很大差別。戶外冰雪賽事需要專門的氣象服務，同樣，在海上安裝一臺風機也應該有更為專業的氣象觀測和預報。”中國氣象科學研究院研究員宋麗莉坦言，當前，在能源生產領域，特別是以風電、光伏為代表的新能源領域，仍缺乏針對性強的專業氣象服務。
國家發改委、國家能源局日前聯合印發的《關于完善能源綠色低碳轉型體制機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氣象觀測、資源評價以及預測預報技術能力，為可再生能源資源普查、項目開發和電力系統運行提供支撐。
資源普查需與時俱進
宋麗莉指出，針對新能源的氣象服務，涵蓋資源普查與評價、氣象觀測預測和預報等多個方面。在資源普查方面，早在10年前，我國就開始進行風資源和光照資源的詳細普查。目前，全國范圍內已經形成了“1公里×1公里”網格的風資源圖譜和“3公里×3公里”的輻照資源圖譜。“部分重點地區的風資源普查數據已經精確到‘200米×200米’網格。”宋麗莉表示，新能源的相關“十四五”規劃，正是以這些普查數據作為基礎。
據記者了解，在公共普查數據的基礎上，很多新能源領域的開發商、制造商等都會參與到更進一步的資源勘查中。一方面提升大范圍普查數據的精度，另一方面通過具體項目的落地，利用測風塔、輻照儀等設備有針對性地獲取資源數據。
宋麗莉認為，隨著新能源產業開發能力和裝備制造水平的發展進步，相關的資源普查也應該與時俱進。“例如，目前風資源普查數據主要針對的是150米高度區域的資源情況。后續，隨著風機塔筒越來越高，特別是在海上風電不斷發展的背景下，對風資源的普查可能要繼續延伸到200米甚至是300米的高度才能滿足產業發展的需求。”
專業氣象服務缺乏
遠景智能風電產品總監趙清聲則認為，當前全球氣象觀測和預測的水平尚無法滿足新能源發展的需要。“以風力預報為例，我們經常聽到天氣預報里說幾級風，實際上，每相差一級風速的差距就達到2米/秒，但風電的出力對0.1米/秒的風速變化都是非常敏感的。”趙清聲透露，縱觀全球絕大部分權威國家氣象機構和商業氣象機構的預報數據，當前風速預測誤差普遍在2米/秒左右。“這意味著風機功率預測的絕對誤差會在40%左右。這樣的準確度不僅很難滿足電力系統調度運行的需要，而且在電力市場的現貨交易中，風電企業也很容易虧損。”
“在新能源生產的許多場景下，參照的仍是公益性的面向大眾生活的氣象數據，缺乏有針對性的精準能源氣象服務。”據宋麗莉介紹，以海上風機安裝為例，“有些安裝商在施工時就是簡單在手機上隨便下載一個天氣預報的APP，看到有預警就趕緊通知工人停工。事實上，常規的天氣預報提供的風速都是來自高度10米左右的風力觀測和預測，海上風電的安裝則至少要提升到100米的高度。而且常規預報考慮到公眾出行，預警中往往還包含了下雨的情況，所以即便是風速很小的情況也可能是預警狀態。如果一看到手機APP里的天氣預警就盲目停工，很容易錯過施工的窗口期。”趙清聲還表示，目前，常規的天氣預報主要以城市為對象，“但風電、光伏等新能源發電項目恰恰多集中在相對偏遠的山區、農村甚至海上，這些地區的氣象服務反而更為缺乏”。
趙清聲指出，受制于觀測能力不足、基礎科學瓶頸、市場規模偏小等一系列因素，新能源相關的氣象預測一直處于精確度不高、誤差較大的狀態。
有必要建立聯合應對機制
那么，在現有條件下，如何有效提升能源氣象服務的專業性和準確性呢？
趙清聲認為，一方面，AI技術的應用可以在一定程度上彌補物理模型在準確性方面的短板。同時，針對諸如風速預測等具體環節而言，特別是4小時以內的超短期預測，還可以采用發射衛星、資料同化、GPS感應等手段提升觀測和預測精度。另一方面，要充分應用現有基礎設施提升預報的準確度。“我們公司在國家超算中心為每一個風電場和光伏電站定制數值氣象預報，風速預測誤差降低到了1.6米/秒，準確度提升了8%-12%。”
就各類技術手段的實際落地，趙清聲也坦言，當前，我國的能源氣象服務市場還缺乏成熟的商業模式。“不賺錢，幾乎沒有企業愿意大規模投資。”對此，趙清聲表示，綜合分析各電力現貨交易試點地區近一年的運行情況可以發現，新能源發電領域的風速和輻照變化是影響供求關系波動和現貨價格變化的最大因素。“只要電力市場能夠健康發展，新能源氣象預報就有望找到更大的商業價值。”
在宋麗莉看來，能源氣象服務涉及多領域、多學科的技術發展。“各方都參與的預測和預警才是最有針對性的。尤其是建立極端天氣的聯合應對機制，非常有必要。”宋麗莉介紹，以去年冬季的能源保供為為例，中國氣象局和國家能源局已經就此形成了天氣會商機制。“在新能源發展的過程中，需要能源、應急、氣象、水利、地質等更多部門參與進來，聯合會商，共同提供專業性更強的服務。”
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