觀察丨為全球新能源裝上“氣候體溫計”：首份年景報告揭秘2025全球風光發電“健康指數”
來源：中國能源新聞網 時間：2025-04-25 09:35
見習記者 王可 中國能源新聞網記者 白宇
隨著全球氣候變化問題日益突出，能源與氣候問題深度耦合已成為全球科學研究和工程實踐的前沿熱點。
在此背景下，全球能源互聯網發展合作組織（GEIDCO，以下簡稱“合作組織”）和國家氣候中心（NCC）聯合開展技術攻關，創新研發新能源發電年景預測方法，于4月22日發布《全球新能源發電年景預測2025》報告（以下簡稱《報告》）。
合作組織駐會副主席劉澤洪指出，當前氣候變化正顯著影響電力系統各環節。隨著新能源占比提升，電力系統平衡難度加劇，亟需在規劃運行中納入氣候因素，強化電力氣象預測能力，提升系統的氣候適應能力和安全韌性。
“靠天吃飯”難題尋得“良方”
當前，全球新能源發電裝機規模正經歷爆發式增長。
數據顯示，2024年全球風電與光伏裝機總量已成功突破29億千瓦大關，占據全球總裝機容量的31%。中國能源轉型速度與力度全球領先，截至2024年底，風電與光伏裝機容量高達14.1億千瓦，占全國總裝機42%，年新增裝機量（3.6億千瓦）已超越全美新能源累計裝機規模（約3.5億千瓦）。
新能源發電“靠天吃飯”的天然隨機性特征日益凸顯。國家電網監測數據顯示，其經營區域內風電發電的日最大波動率高達23%，光伏發電更是達到54%，極端天氣下的出力驟變對電力系統實時供需平衡構成重大威脅。
然而，在技術層面，全球新能源預測長期停留在短期調度層面，針對月度、年度尺度的中長期預測存在關鍵技術空白。長期預測面臨三大科學難題，包括氣候變化對預測基準的持續擾動、時空分辨率的顯著差異，以及氣象與電力跨界耦合技術的復雜性。這使得此前全球范圍內尚未形成覆蓋新能源發電能力的年度系統性預測體系。
“新型電力系統對氣候資源評估與極端災害預警的需求已迫在眉睫。”中國氣象局副局長熊紹員表示，為破解這一困境，中國氣象局將能源氣象服務列為重點發展方向，通過搭建“氣象+能源”跨行業協同平臺，推動數值天氣預報模型與新能源發電模型深度融合，為新型電力系統規劃建設提供精準氣候解決方案。
“氣象+AI+電力”三位一體破局
針對全球新能源發電中長期預測的技術空白，報告研究團隊創新構建“氣象要素預報-風光場站識別-新能源發電能力預測”三位一體框架。
在氣象要素預報環節，團隊依托中國氣象局全球氣候模式CPSv2，通過引入多源觀測資料與集合預報技術，對全球范圍內的氣溫、降水、風速以及輻射等關鍵氣象要素進行未來一整年的逐月精細化預測，為后續發電能力預測提供了堅實的氣象數據基礎。
風光場站識別方面，研究團隊基于高分辨率的多光譜遙感影像，訓練出具備高效目標檢測與圖像分割能力的人工智能模型。該模型能夠自動、精準地識別出風機和光伏板的具體位置，進而構建出一套結構化、可更新且可追溯的全球風光場站數據庫，為發電能力預測提供了準確的場站信息。
新能源發電能力預測則依據每臺風機及光伏板所對應的未來氣象要素數據，結合標準功率曲線模型，能夠將氣象數據精準地轉換為對應的時序發電出力數據，實現了氣象數據與發電能力的有效銜接。
“通過耦合高精度氣象模型與電力系統數據，研究團隊首次發布覆蓋全球的新能源發電年景預測，科學研判2025年全球及主要國家新能源發電能力，開創了氣象與能源協同新范式?！焙献鹘M織副秘書長周原冰介紹。
根據報告預測，在裝機規模增長與氣象條件綜合作用下，2025年全球風電平均利用小時數將達2300小時，光伏則將達到1350小時。考慮新增裝機因素，風光發電能力較2024年預計將分別實現超過10%和30%的增長。
報告還呈現出顯著的地域差異性特征：在研究的132個國家和地區中，巴西等26個國家的風電可發電小時預計將有所提升，而西班牙等50個國家則可能出現下降，其余國家則基本保持穩定；在光伏方面，德國等48個國家的光伏可發電小時預計將有所提升，而美國等23個國家則可能出現下降，其余國家同樣基本保持穩定。
據悉，今年1至3月對于德國的預測數據與實際運行情況展現出了高度的趨勢一致性，充分驗證了該預測模型的可靠性與準確性。
“戰略-運營-市場”三維助力
報告提出，該技術的應用價值集中體現在對電力系統“戰略-運營-市場”的全周期賦能：
其一，助力戰略決策。通過預測，在開展全年綜合能源平衡分析的過程中，可優化區域內化石燃料的儲備策略。
其二，優化電力系統運營?；谀甓阮A測結果，發電企業可優化中長期與現貨電量分配，提高發電企業收益；年景預測成果可為電網企業的年度運行方式分析提供量化支撐。
其三，穩定電力市場秩序。新能源發電中長期預測能夠為市場參與者提供更準確的信息，穩定電價預期，減少市場波動。
劉澤洪強調，合作組織愿與中國氣象局在常態化開展全球新能源發電年景預測研究及發布工作基礎上，深入研究極端天氣影響、災害風險評估、基礎設施適應能力等能源氣象融合領域重大問題，在數據、模型、標準、國際交流等方面深化合作。
作為首個覆蓋全球的新能源年景預測體系，該報告不僅填補技術空白，構建了“觀測-預測-應用”的閉環生態，更揭示了氣候約束下新能源發展的深層矛盾。
當“靠天吃飯”的新能源遇到加速變異的氣候系統，人類需要的不僅是預測工具，更是對能源-氣候-經濟耦合系統的全新認知與理解。
責任編輯：沈馨蕊
