2021年10月 专题报告 考虑气候风险的电力系统保供能 力提升路径与机制研究 报告摘要 中国电力圆桌项目课题组 2023年7月 电力圆桌项目 电力可持续发展圆桌 ( 简称电力圆桌 ) 项目于 2015 年 9 月启动，旨在紧扣应对气候变化、调 整能源结构的国家战略，邀请业内专家和各利益方参与，共同探讨中国电力部门低碳转型的路 径和策略。通过建立一个广泛听取各方意见的平台机制，电力圆桌将各方关心的、有争议的、 目前决策困难的关键问题提交到平台讨论，选出核心问题委托智库开展高质量研究，并将研究 成果和政策建议提交到平台征求意见，从而支持相关政策的制定和落地，推动中国电力行业的 改革和可持续发展，提高电力行业节能减排、应对气候变化的能力。 项目课题组 北京绿源碳和科技有限公司（Beijing Green Energy 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组 & Carbon Neutrality Technology Co., Ltd）是由华 织，成立于 1970 年。NRDC 拥有 700 多名员工，以 北电力大学国家大学科技园平台孵化的科技创新企 科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC 自上个 业。公司以“推动能源绿色发展，助力碳中和目标实 世纪九十年代起在中国开展环保工作，中国项目现有 现”为创新理念，服务于能源领域尤其是电力行业相 成员 40 多名。NRDC 主要通过开展政策研究，介绍 关科技需求，紧紧围绕我国碳达峰碳中和目标，致力 和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中 于能源技术创新研究和开发，创建了能源转型决策支 国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC 在北京 撑平台，为能源电力行业绿色低碳转型提供高质量技 市公安局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国 术支持和咨询服务。 家林业和草原局。更多信息，请访问： www.nrdc.cn。 考虑气候风险的电力系统保供能力提升 路径与机制研究 报告摘要 Enhancing Power System Adequacy Considering Climate Risk: Pathways and Mechanisms Executive Summary 课题负责人：袁家海 课题研究人员：张浩楠、张凯、牟琪林、彭可欣 2023 年 7 月 | i |  考虑气候风险的电力系统保供能力提升路径与机制研究报告摘要 目录 前言��������������������������������������������������������������������������������������������� 01 研究说明�������������������������������������������������������������������������������������� 03 电力系统气候风险识别与场景设定������������������������������������������������� 05 1. 典型气候场景下青海省电力系统可靠性分析�������������������������������� 09 1.1 青海省典型气候风险场景构建��������������������������������������������������������09 1.2 青海省 2025 年电力生产运行模拟与可靠性分析������������������������������12 1.3 极寒天气冲击下青海省电力保供组合措施���������������������������������������13 2. 典型气候场景下广东省电力系统可靠性分析�������������������������������� 15 2.1 广东省典型气候风险场景构建��������������������������������������������������������15 2.2 广东省 2025 年电力生产运行模拟与可靠性分析������������������������������18 2.3 极高温天气冲击下广东省电力保供组合措施������������������������������������19 3. 气候风险下电力系统保供能力提升路径�������������������������������������� 21 3.1 多元提升系统保供调节能力�����������������������������������������������������������21 3.2 深挖需求侧保供响应能力���������������������������������������������������������������22 3.3 充分挖掘区域资源互济能力�����������������������������������������������������������22 3.4 发挥可再生能源主体责任提升保供能力�������������������������������������������23 3.5 建立气候风险预警和事故响应机制�������������������������������������������������24 考虑气候风险的电力系统保供能力提升路径与机制研究报告摘要  | ii | 4. 提升电力系统保供能力的市场机制设计�������������������������������������� 25 4.1 辅助服务机制促进系统灵活性资源发展�������������������������������������������25 4.2 容量机制保障长期电力供给安全�����������������������������������������������������26 4.3 需求响应保供机制满足基础保供要求����������������������������������������������26 4.4 省间应急电力交易机制提供电力支援����������������������������������������������28 4.5 电力市场保供的综合价格机制��������������������������������������������������������28 研究结论�������������������������������������������������������������������������������������� 30 政策建议�������������������������������������������������������������������������������������� 32 参考文献�������������������������������������������������������������������������������������� 35 | 01 |  考虑气候风险的电力系统保供能力提升路径与机制研究报告摘要 前言 新型电力系统的建设是以电源侧可再生能源的高比例并网和需求侧多样化资源的大 规模接入为特征，电力安全保供面临着系统结构转型和气候风险事件频发的双重压力。从 2018 年的东部省市夏季结构性尖峰电力缺口、2020 年的湖南与江西寒潮大范围缺电，到 2022 年的四川高温干旱严重电力电量双缺，气候风险引发的电力安全事态不断升级，电 力安全保供的重要性被提升到了新的高度，业内开始重新审视和冷静思考气候风险下新型 电力系统的发展策略。 2022 年，生态环境部等 17 部门联合印发了《国家适应气候变化战略 2035》，提出 到 2035 年，全社会适应气候变化能力显著提升，气候适应型社会基本建成。为助力我国 新型电力系统适应气候风险、提升安全保供能力，自然资源保护协会（NRDC）联合北京 绿源碳和科技有限公司开展了气候风险下电力系统保供能力提升路径与机制的研究。 考虑到极端天气事件发生频率增多、波及范围增广、对新型电力系统的影响程度加深， 本报告将电力安全面临的气候风险界定为，在某地区出现的历史上较为罕见、发生概率逐 渐上升、引发电力供需严重失衡的高温、极寒、暴雨、干旱等极端天气状况。此类气候风 险通常会导致长时间无风、无光、无水、高负荷等非常规情况，而对电力系统造成物理性 不可逆损害、短时难以恢复的灾害性气候风险不在本课题的研究范畴内。 传统电力系统的火电占比高，依靠自身的稳定可靠、风险抗性高的优势，应对外部性 气候风险的不可抗力通常采取“抵御”的措施。相比之下，新型电力系统的源、荷两侧的 考虑气候风险的电力系统保供能力提升路径与机制研究报告摘要  | 02 | 气候敏感性和脆弱性特征逐渐显现，物理意义上的“抵御”能力明显不足，其应对策略需 转向“适应”气候风险。 基于上述背景，报告从新型电力系统气候适应性的视角，聚焦气候风险对中长期电能 量平衡的影响，探讨气候风险下新型电力系统平稳转型和高效保供的有效策略。 | 03 |  考虑气候风险的电力系统保供能力提升路径与机制研究报告摘要 研究说明 因无法大范围改变外部性环境状况，新型电力系统的安全保供要采取“适应”而非“对 抗”气候风险的理念，实现生物学中“适应性进化”的发展模式。基于此，本报告将采取 以下研究思路。 首先，分析电力系统源、荷资源与外部性气候环境的关系，例如雨雪、阴天、大风、 高温、严寒等对发电、用电环节造成负面影响的气候风险，识别与界定气候风险要素和典 型场景。 其次，选取我国西部和东部典型省份代表，青海省和广东省，根据地区自然气候特征， 模拟以极寒 / 高温为核心特征的多种气候场景，利用电力生产运行优化工具，量化不同气 候场景下青海省和广东省 2025 年电力系统的安全保供运行特性，从经济性的角度探讨电 力保供组合方案，并设计电力系统保供能力提升路径。 再次，在场景模拟结果的基础上，结合我国电力市场化改革和应急保障制度，探讨以 “价格”体系为核心的电力市场保供体系，形成“双层四极”的电力保供综合架构。 最后，从资源规划、保供理念、监测预警、区域发展、多主体协作等层面，为我国新 型电力系统提升气候适应性和安全保供能力提出政策建议。 考虑气候风险的电力系统保供能力提升路径与机制研究报告摘要  | 04 | 1 图 1 气候风险视角下新型电力系统安全保供能力评估框架 | 05 |  考虑气候风险的电力系统保供能力提升路径与机制研究报告摘要