中国风光装机容量虽居全球首位，但日益频发的极端天气正对其电力系统构成严峻威胁。一项开创性研究首次量化了极端天气对新能源造成的双向风险——不仅引发电力短缺，更导致大规模弃电，为中国实现碳中和目标的路径提供了关键的决策参考。
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研究首创“充足性双向指标”，量化了电力短缺与过剩的双重风险。
2020年极端天气已造成318亿度新能源损失，预计2050年将飙升至2636亿度。
沙尘、寒潮易致电力过剩，而热浪、暴雨则易引发电力短缺。
中国电力系统呈现明显地域差异：西北省份更怕电力过剩，南方省份更怕短缺。
实现碳中和需依赖跨省电力互济和传统能源的灵活调节。
暴雨天对光伏发电打击巨大，辐射量下降81W/m²，而风光同时出力不足。
精华内容
面对日益频发的极端天气，中国庞大的新能源系统正经历“缺电”与“弃电”的反复考验。一项深度研究揭示了这场挑战的具体规模与复杂性，为我们指明了未来的应对方向。
双向风险的量化
传统评估多聚焦于电力短缺，但该研究首次提出了“充足性双向指标”，同时关注短缺与过剩。极端天气既可能导致大范围停电，也可能造成新能源大规模弃电。数据显示，仅2020年，极端天气就已导致318亿度新能源电量损失，这一数字相当于1.5个三峡电站的年发电量，揭示了问题的严重性。
研究团队整合了108万条县级天气警报、NASA气象数据及省级电力数据，构建了精细化的评估模型。模型不仅分析了寒潮、热浪、大风、暴雨等七类极端天气，还考虑了未来碳中和情景下的45种负荷条件，其结论具备高度的前瞻性与参考价值。
天气的差异化影响
不同类型的极端天气对电力系统的影响截然不同。研究发现，沙尘暴、寒潮和大风天气最容易导致电力过剩。例如，一场寒潮可能让44%的风电机组因低温保护而停机，但当天气好转后，风力又可能过猛，超出电网消纳能力。
相比之下，热浪、暴雨和台风则更容易引发电力短缺。热浪期间，空调负荷急剧攀升，而光伏发电在傍晚会急剧下降，造成严重的供需缺口。暴雨天对光伏的打击尤为致命，研究发现其可使太阳辐射量下降81W/m²，而风速仅微增0.25m/s，导致风光同时“摆烂”。
南北电网的困局
研究通过时空耦合评估，揭示了中国电力系统的显著地域差异。北方省份，特别是西北地区，由于风光资源丰富但本地负荷较低，更容易出现电力过剩。大风天风机“疯狂”发电，若无法外送，只能无奈弃风。
而南方省份则更面临电力短缺的挑战。这些地区经济发达，用电负荷高，尤其在热浪天气下，空调用电需求激增，而本地新能源（如光伏）在晚高峰时段出力不足，导致供电紧张。这种“北有余，南不足”的格局，凸显了跨省电力互济的极端重要性。
未来的解方
研究预测，到2050年，极端天气造成的新能源损失可能高达2636亿度，相当于北京与上海全年的用电总和。面对这一惊人前景，研究提出了核心解决方案。
首先，必须构建具备“双向调节”能力的电力系统，既能应对短缺，也能消纳过剩。其次，“跨省互济”是破解地域困局的关键，需加强特高压等输电通道建设。最后，在新能源完全成熟前，传统能源作为稳定器和调节器的作用不可或缺，不能“一刀切”地退出，而应作为保障电网安全的压舱石。
