观察丨为全球新能源装上“气候体温计”：首份年景报告揭秘2025全球风光发电“健康指数”

来源：中国能源新闻网 时间：2025-04-25 09:35

见习记者 王可 中国能源新闻网记者 白宇

　　随着全球气候变化问题日益突出，能源与气候问题深度耦合已成为全球科学研究和工程实践的前沿热点。

　　在此背景下，全球能源互联网发展合作组织（GEIDCO，以下简称“合作组织”）和国家气候中心（NCC）联合开展技术攻关，创新研发新能源发电年景预测方法，于4月22日发布《全球新能源发电年景预测2025》报告（以下简称《报告》）。

　　合作组织驻会副主席刘泽洪指出，当前气候变化正显著影响电力系统各环节。随着新能源占比提升，电力系统平衡难度加剧，亟需在规划运行中纳入气候因素，强化电力气象预测能力，提升系统的气候适应能力和安全韧性。

　　“靠天吃饭”难题寻得“良方”

　　当前，全球新能源发电装机规模正经历爆发式增长。

　　数据显示，2024年全球风电与光伏装机总量已成功突破29亿千瓦大关，占据全球总装机容量的31%。中国能源转型速度与力度全球领先，截至2024年底，风电与光伏装机容量高达14.1亿千瓦，占全国总装机42%，年新增装机量（3.6亿千瓦）已超越全美新能源累计装机规模（约3.5亿千瓦）。

　　新能源发电“靠天吃饭”的天然随机性特征日益凸显。国家电网监测数据显示，其经营区域内风电发电的日最大波动率高达23%，光伏发电更是达到54%，极端天气下的出力骤变对电力系统实时供需平衡构成重大威胁。

　　然而，在技术层面，全球新能源预测长期停留在短期调度层面，针对月度、年度尺度的中长期预测存在关键技术空白。长期预测面临三大科学难题，包括气候变化对预测基准的持续扰动、时空分辨率的显著差异，以及气象与电力跨界耦合技术的复杂性。这使得此前全球范围内尚未形成覆盖新能源发电能力的年度系统性预测体系。

　　“新型电力系统对气候资源评估与极端灾害预警的需求已迫在眉睫。”中国气象局副局长熊绍员表示，为破解这一困境，中国气象局将能源气象服务列为重点发展方向，通过搭建“气象+能源”跨行业协同平台，推动数值天气预报模型与新能源发电模型深度融合，为新型电力系统规划建设提供精准气候解决方案。

　“气象+AI+电力”三位一体破局

　　针对全球新能源发电中长期预测的技术空白，报告研究团队创新构建“气象要素预报-风光场站识别-新能源发电能力预测”三位一体框架。

　　在气象要素预报环节，团队依托中国气象局全球气候模式CPSv2，通过引入多源观测资料与集合预报技术，对全球范围内的气温、降水、风速以及辐射等关键气象要素进行未来一整年的逐月精细化预测，为后续发电能力预测提供了坚实的气象数据基础。

　　风光场站识别方面，研究团队基于高分辨率的多光谱遥感影像，训练出具备高效目标检测与图像分割能力的人工智能模型。该模型能够自动、精准地识别出风机和光伏板的具体位置，进而构建出一套结构化、可更新且可追溯的全球风光场站数据库，为发电能力预测提供了准确的场站信息。

　　新能源发电能力预测则依据每台风机及光伏板所对应的未来气象要素数据，结合标准功率曲线模型，能够将气象数据精准地转换为对应的时序发电出力数据，实现了气象数据与发电能力的有效衔接。

　　“通过耦合高精度气象模型与电力系统数据，研究团队首次发布覆盖全球的新能源发电年景预测，科学研判2025年全球及主要国家新能源发电能力，开创了气象与能源协同新范式。”合作组织副秘书长周原冰介绍。

　　根据报告预测，在装机规模增长与气象条件综合作用下，2025年全球风电平均利用小时数将达2300小时，光伏则将达到1350小时。考虑新增装机因素，风光发电能力较2024年预计将分别实现超过10%和30%的增长。

　　报告还呈现出显著的地域差异性特征：在研究的132个国家和地区中，巴西等26个国家的风电可发电小时预计将有所提升，而西班牙等50个国家则可能出现下降，其余国家则基本保持稳定；在光伏方面，德国等48个国家的光伏可发电小时预计将有所提升，而美国等23个国家则可能出现下降，其余国家同样基本保持稳定。

　　据悉，今年1至3月对于德国的预测数据与实际运行情况展现出了高度的趋势一致性，充分验证了该预测模型的可靠性与准确性。

　　“战略-运营-市场”三维助力

　　报告提出，该技术的应用价值集中体现在对电力系统“战略-运营-市场”的全周期赋能：

　　其一，助力战略决策。通过预测，在开展全年综合能源平衡分析的过程中，可优化区域内化石燃料的储备策略。

　　其二，优化电力系统运营。基于年度预测结果，发电企业可优化中长期与现货电量分配，提高发电企业收益；年景预测成果可为电网企业的年度运行方式分析提供量化支撑。

　　其三，稳定电力市场秩序。新能源发电中长期预测能够为市场参与者提供更准确的信息，稳定电价预期，减少市场波动。

　　刘泽洪强调，合作组织愿与中国气象局在常态化开展全球新能源发电年景预测研究及发布工作基础上，深入研究极端天气影响、灾害风险评估、基础设施适应能力等能源气象融合领域重大问题，在数据、模型、标准、国际交流等方面深化合作。

　　作为首个覆盖全球的新能源年景预测体系，该报告不仅填补技术空白，构建了“观测-预测-应用”的闭环生态，更揭示了气候约束下新能源发展的深层矛盾。

　　当“靠天吃饭”的新能源遇到加速变异的气候系统，人类需要的不仅是预测工具，更是对能源-气候-经济耦合系统的全新认知与理解。

　　责任编辑：沈馨蕊