随着全球能源结构加速调整,风电、光电等新能源装机规模不断扩大,但其固有的波动性和不稳定性对电力系统运行提出了新的挑战。
如何通过科学手段精准预测这些"靠天吃饭"的能源,成为推进能源绿色低碳转型的关键课题。
日前,中国气象局与国家能源局联合制定的《关于推进能源气象服务体系建设的指导意见》正式印发,为这一问题提供了系统性解决方案。
该指导意见明确了能源气象服务的发展目标:到2027年,基本建立覆盖能源规划选址及供应保障、资源监测预报、防灾减灾、气候生态效应评估、电力市场交易等全场景和短临至月季年尺度无缝隙的一体化能源气象服务体系;到2030年,水风光储等气象服务关键技术达到国际先进水平,高质效气象服务助力实现"碳达峰"阶段目标。
在气候变化背景下,新型电力系统对气象资源评估预报和极端气象灾害监测预警的依赖程度不断提高。
国家气象信息中心数据应用室能源气象服务组相关负责人表示,通过将气象数据与能源、电力行业应用进行深度融合,可在能源调度、电场运维等方面发挥积极作用,有效支持能源行业的降本增效。
当前,我国新能源发展成效显著。
2025年,各地气象部门已为2075个新能源场站提供发电预报服务,同比增长54%;为近2700个场站提供防雷、预警等服务;为659个水电站提供气象保障。
这些数据充分说明气象服务在新能源产业中的重要作用日益凸显。
然而,传统的风电测风方式存在明显局限。
建设风电场需先建造实体测风塔,不仅成本高昂、周期长,还容易因复杂地形导致观测数据出现偏差。
这种状况正在被新技术打破。
在甘肃张掖风电场,一种名为"虚拟测风塔"的创新装置已投入应用。
与传统测风塔相比,虚拟测风塔仅需三个月即可部署完成,能实现连续稳定的气象数据采集,数据获取率超过99%,可为风电场选址等提供精准支撑。
该装置可从近地面40米开始到350米高空,设置24个不同的层高,采集不同层高的风速和风向数据,测量层次比物理测风塔更加丰富。
虚拟测风塔的核心技术是激光雷达测风装置。
这套系统通过激光发生器向上空发射激光,大气中的气溶胶遇到激光后发生反射,反射信号回到测风设备,通过激光反射频率的变化来测量不同高度的风速和风向。
激光发射频率为每秒一次,能够实时采集雷达上空40至350米之间24个不同高度的气象数据。
这种高频率、多层次的数据采集能力,使虚拟测风塔在精准性和稳定性上实现了对传统测风塔的超越。
虚拟测风塔技术的推广应用,代表了气象服务与新能源产业融合发展的新方向。
通过激光雷达等先进技术手段,气象部门能够为风电场提供更加精准的风资源评估,为光伏电站提供更加可靠的光照预报,为储能设施提供更加科学的调度建议。
这些创新应用不仅降低了新能源企业的前期投资成本,还提高了能源利用效率,为实现"碳达峰、碳中和"目标提供了有力支撑。
从更深层次看,建立一体化能源气象服务体系,是推进能源绿色低碳转型的必然要求。
随着新能源在电力系统中占比不断上升,气象服务的重要性将进一步凸显。
通过超算、算法、激光雷达等先进技术的综合应用,气象部门正在为新型电力系统的安全稳定运行提供越来越强有力的保障。
从戈壁滩上的激光雷达到国家层面的制度设计,中国正以科技创新重构能源与气候的对话方式。
这场跨越气象学、能源学与信息技术的协同攻坚,不仅关乎"双碳"目标的实现路径,更折射出高质量发展背景下,如何通过系统性思维破解自然约束的智慧。
当虚拟测风塔的激光穿透350米高空时,照亮的或许是整个能源革命的未来图景。