我国科研团队揭示全球热力发电气象水文风险 为低碳转型提供科学支撑

在全球能源结构加速调整的时代背景下,如何科学应对气候变化对电力系统的冲击,成为各国能源转型的重要课题。

记者从国家自然科学基金委员会获悉,北京大学覃栎课题组联合国内外多个科研机构,在全球热力发电机组气象水文风险与低碳转型策略研究中取得重要进展。

相关研究成果已于2025年12月9日在国际顶级学术期刊《自然·可持续发展》在线发表。

热力发电对全球能源供应具有基础性地位。

当前,热力发电满足我国及全球约60至70%的用电需求,在向低碳能源体系转型的过程中,仍需发挥基础负荷与调峰容量的关键保障作用,承担"兜底能源"的战略功能。

然而,这一能源支柱正面临气候变化带来的新型挑战。

研究团队深入分析了气候变化对热力发电的复合型威胁机制。

气候变化引发的水压力问题日益凸显,主要表现为水资源短缺加剧、水温持续升高、生态需水矛盾激化等多个方面。

这些因素通过降低发电机组的冷却效率,进而削弱其可用发电容量,对国家能源安全构成潜在威胁。

在全球气候变暖的大背景下,这种风险呈现出逐年加剧的趋势,亟需系统性的应对策略。

为了准确量化和预测这些风险,研究团队自主研发了基于物理过程与机器学习相结合的机组尺度气象水文风险模拟与低碳退役模型,命名为"E-Risks"。

该模型创新性地整合了气象、水文、工程等多学科知识,系统揭示了气候变化与低碳转型并行背景下,发电机组面临的气象水文风险形成机制及其时空演变规律。

通过对全球热力发电机组的深入分析,研究团队发现了现行退役策略与机组级气象水文风险之间存在的明显错配问题。

研究的核心发现具有重要的实践指导意义。

当在退役规划中纳入气象水文约束条件时,可显著提升转型期内保留运行机组的平均可用容量因子,增幅达到26至37%。

这一成果表明,科学的规划策略能够有效增强电力系统的气候韧性,有助于实现"先立后破"的能源转型目标。

换言之,通过优化退役安排,可以在应对气候变化的同时,确保能源供应的稳定性和安全性。

该研究为我国低碳能源转型提供了重要的决策支持。

在水资源、水环境、水生态多重约束条件下,如何科学规划能源结构调整,是一个复杂的系统问题。

本研究通过识别关键风险点,提出了统筹协调的解决方案,为政策制定部门提供了有力的科学依据。

这不仅有利于保障国家能源安全,也有利于实现碳达峰、碳中和目标,体现了能源转型中的系统思维和科学决策。

能源转型是一场系统工程,既要算清减排账,也要算好安全账、资源账和生态账。

把气象水文约束前置到退役规划与电力布局之中,有助于在不确定性上升的气候背景下增强确定性供给能力。

坚持统筹发展和安全、统筹降碳与保供,才能在迈向低碳未来的道路上走得更稳、更远。