福建省能源领域适应气候变化战略研究
2020-12-13
(福建省华厦能源设计研究院有限公司 福建福州 350003)
0 引言
能源是支撑经济社会发展的物质基础,气候变化影响能源的利用和安全[1-2]。2008年,我国南方地区连续遭受了历史罕见的四次低温雨雪冰冻天气袭击,全国有20多个省市遭受了不同程度的灾害损失,冻雨导致高压线塔倒塌和道路结冰使煤炭运输受阻,造成了大范围的电力供应短缺和中断,给人们生活生产带来了巨大困难。
2019年末,伴随福建省经济较快增长,福建省能源消费总量1.37亿t标准煤,电力消费量2402.34 kWh,发电装机规模5 909.00万kW,煤炭消费量8814万t,原煤占能源消费总量比重47.3%[3]。福建省少煤且不产油气,处于北煤南运的终点;属于亚热带湿润季风气候,气候区域差异大,水热条件和垂直分带较明显,台风及极端天气频繁,气候变化及人为因素造成的生态环境问题对福建省水电、风电、火电、核电、太阳能等能源产业的持续健康发展都有较大的影响。为此,加强福建省能源与气候变化问题研究,分析、提出能源领域适应气候变化行动方案,对于构筑稳定安全的能源保障体系、促进高质量发展具有重要意义。
1 气候变化对福建省能源领域的影响和趋势
1.1 影响
福建省是气象灾害多发省份,雨季的暴雨洪涝、夏季的热带气旋(台风)和全年均可能产生的干旱、低温冻害是最主要的气象灾害。气候变化引起的极端气象灾害增多、增强,暴雨洪涝、低温冰冻、热带气旋等极端气候事件频发,对福建省的能源发展构成巨大的挑战,主要表现在极端气候事件的波及范围和灾害强度增加、能源产业的不稳定性增加、重大能源工程安全运行风险加大。
(1)核电。核电站需要大量水冷却反应堆,并需要稳定的电力供应驱动冷却水,对水的依赖导致核能发电容易受气候变化影响,如风暴、海平面上升将威胁到沿海地区核电站的安全。核能发电若缺水、水温升高将导致中断,核废料储存和废物及燃料的运输等各个方面也易受到气候变化的影响。
(2)水电。水电站是直接利用气候资源的基础设施,也容易直接受气候变化影响。降水的变化将加大水资源的不确定性和供需矛盾,如暴雨、干旱等在严重影响水量的同时,将大大影响水库的正常运行和发电。在特大暴雨、洪水、地震等极端灾害情况下,可能造成山体塌滑,薄弱坝段可能失稳破坏产生局部溃决,对闸坝工程及下游人民生命财产安全造成危害。
(3)煤矿。煤矿开采与气象条件特别是气体成分、气温、降水和通风状况密不可分,局部强降水灾害、严重暴雨洪涝灾害、高温热浪灾害、雷电及局地强对流灾害等极端气象灾害,将导致煤矿事故灾难不断出现,如强降雨导致淹井事故、风速小使瓦斯堆积产生爆炸等,极易造成生产事故和人员伤亡。
(4)风电。气候变化会造成不同区域的太阳辐射、风速发生改变,将对发电量造成影响。热带气旋、龙卷风、爆发性温带气旋、低温、风暴潮、潮汐等恶劣气候环境会严重影响风电场的安全运营。台风带来的狂风暴雨对输电线路的破坏非常严重,给风力发电机组带来很大危害。雷击在自然界中对风电安全运行危害最大,可能导致风力发电机组叶片损坏、绝缘击穿、控制元器件烧毁等。福建省地处我国东南沿海,是风能资源丰富的地区,但该地区地形复杂,雷暴日较多,应充分重视雷击给风电运行机组和运行人员带来的巨大威胁。
(5)火电。极端天气事件的频率增加,加大了煤炭运输的风险和火电机组安全运行的风险。超强台风的登陆,会造成电力基础设施遭受重大破坏。暴雨时因冲刷堤坝、灰坝水位暴涨,可能导致溃坝事故。因异常大雾、大雪天气引起的污闪事故,将造成机组停运和重大设备事故的损失。
(6)能源基础设施。气候变化可能引起热浪频率和强度的增加,使城市热岛效应加剧,对城市供电、供热、供气等基础设施建设与运行产生显著影响。闽西北海拔较高地区降雪气温下降,可能导致高压电路、塔架结冰,断线倒架,引起大面积断电等事故。气候变化与极端事件还将对能源工程设计标准与施工造成影响。
1.2 趋势
在气候变暖的背景下,热浪、强降水的发生频率、强度可能会进一步增加。福建省少煤且不产油气,人均能源资源拥有量低于全国平均水平,油气资源全部依靠省外、国外调入,水电开发利用程度已接近饱和,潜力有限,开发难度越来越大。随着经济社会快速发展,能源自给严重不足对福建经济社会发展的制约将进一步凸显,极端气候对福建省能源安全的不利影响也将进一步加剧,造成的灾害损失将更为严重。同时,随着城市化进程加快及人民生活水平不断提高,电力需求增长加速,加之气温升高,城市电力供应屡创新高,高电力负荷造成用电安全风险增大。
2 福建省能源领域适应气候变化战略
2.1 强化能源规划引导作用
能源产业关联度大,系统性强,适应气候变化特别是极端气候变化的重大能源建设布局,是关系到能源生产供应安全可靠和能源利用率等问题,必须加强规划引导[2]。要以《国家适应气候变化战略》出台的契机,加快福建省应对气候变化立法进程,制定出台福建省适应气候变化规划,细化能源领域的适应目标任务等,为福建省全面构建包括适应目标、机制安排和治理模式等要素在内的能源领域适应气候变化长效机制奠定基础。一旦法律、规划出台实施,各级各部门决策者要协调联动、带头实施,全面统筹全局和局部、区域和局地以及远期和近期的适应工作。发展规划实行滚动制,使之更好地反映动态发展趋势。
2.2 优化能源结构和布局
(1)优化能源结构。贯彻落实福建省适应气候变化方案、能源发展相关规划等,加快推进宁德核电、福清核电、漳州核电等和仙游、厦门、永泰、周宁等抽水蓄能电站建设,推动核电与抽水蓄能电站一体化规划建设,有序推进风电发展,因地制宜发展林业和农业剩余物、垃圾直(混)燃和气化发电、大型沼气发电等生物质发电项目,逐步提升清洁能源比重。
(2)适当调整能源布局。更科学研究分析气候变化对福建省水能、风能、太阳能资源的影响,科学制订新能源、可再生能源发展规划,调整风能、太阳能利用工程的规划布局并修订相关设施施工和运行标准,保障可再生能源的合理开发利用。
(3)科学调度电力供给。加强气象和能源消费相关数据的收集整理、跟踪分析,依据气温与用电量的关系建立电力安全应急机制,合理预测评估用电量变化,加强电量销售预报,科学指导电力部门调配电力资源,提高整个社会的能源利用效率。
2.3 提高能源和建筑工程建设标准
(1)加强风险管理。加快建立能源领域的极端气候事件的影响研究和风险评估机制,开展重大能源工程建设的气候可行性论证。在能源项目申请报告、规划中,应对气候变化影响和风险进行充分分析和评估,不断提高风险管理水平。
(2)提高建设标准。要严格执行国家核电、风电、输电线路和设施等根据气候变化修订的设计建设、运行调度和养护维修技术标准,条件成熟时可结合福建省气候条件变化进行进一步修订完善,保障能源基础设施安全运行。如由于气候变化引起的极端事件使输电高压线塔的负荷明显增大,要相应提高高压线塔的抗风、抗压等标准,高温会使电线拉长下垂,塔间距离进行适当调整;城市规划建设要提高供电、供水、燃气、通信等系统建造、运行和维护技术标准。
(3)修订建筑工程设计标准。由于建筑材料和设计的不合理,福建省单位建筑能耗要比欧美国家高,全省建筑能耗占整个社会能耗的很大比例。要进一步修订完善建筑设施的结构、功能、建材以及居室环境的技术标准与建设规范,推广节能环保型建筑,增强建材隔热保温性能与建筑结构通风性能,有效降低建筑能耗。要充分考虑气候变化因素,合理规划建设城市供电、供水、燃气、通信等系统,优化城市绿地和水体布局,有效缓解城市热岛效应。
2.4 持续增强监测预警和应急处置能力
(1)是建立科学评估体系。科学分析气候变化趋势、系统收集气候变化影响数据、准确评估气候变化风险以及能源领域气候适应性变化情况,从风险管理、监管体系、科研、示范项目等方面,建立有关方法学的开发以及科学评估能力和专业化队伍,为能源领域适应气候变化领域科学决策机制奠定基础。
(2)增强气象保障服务。完善气候系统观测网,加强我省气象监测预警体系、城乡气象防灾服务工程、气象防灾中心及高空探测站等项目建设。完善气候灾害预警信息发布机制,加快建立省、市、县三级突发公共事件预警信息平台,及时向能源工程及输电系统提供高温、冰雪、山洪、滑坡、泥石流等灾害的预警,加强闽西北冰冻多发地区的电线积冰观测,开展电网安全运行的气象保障服务。加快建立台湾海峡及毗邻海洋动力环境立体的实时监测网,加强对油气管道沿线的生态保护以及进口石油、天然气储运的气象导航。
(3)提升应急处置能力。严格执行《福建省气象灾害应急预案》,完善灾害应急系统,开发针对能源危机的应急服务技术,建立应急设备与物质储备制度,完善易灾频灾地区救灾能源基础物质储备库,加强电力、能源抢险机械设备和救灾专用车辆等救灾技术储备,全面提升能源领域应对极端气候灾害的应急处置能力。
(4)加强跨区域跨部门合作。加快建立跨部门的联合监测预警机制,实现部门间信息共享及应急联动机制,提高气象灾害预警预报能力。加强两岸气象监测和预警系统建设,在汛期联防、台风联防和海峡天气预报上与台湾合作,构建两岸技术交流中心,推动两岸产业技术交流与联合研发与推广,增强两岸能源领域适应气候变化的能力。
2.5 进一步加强保障措施
(1)强化组织领导。参照国家能源管理体制设置的方案,设立省级能源综合管理机构,对能源全领域、全过程适应气候变化进行统筹规划和管理,提高职能部门责任感。要在明确归口单位的基础上,实行全面负责行业发展职能。
(2)加强能力建设。鼓励和支持高等院校、科研院所开展能源领域适应气候变化研究,加大国际先进的度日分析法等在能源领域的应用,将气象因子与能源消费类指数结合起来,互相防范风险。充分发挥各类创新平台服务功能,建立一批技术孵化器、中介服务机构,促进适应气候变化技术成果与需求的对接。加快编制能源领域适应技术清单并定期发布,积极推广高效适应技术。
(3)加大资金投入。发挥财政资金引导作用,加大财政在能源领域适应能力建设、重大技术创新等方面的支持力度;增加财政投入,确保能源领域适应任务的完成;完善、落实各项税收优惠政策,鼓励各类主体参与适应行动;推动气候金融市场建设,探索发行巨灾债券等创新性融资手段,建立健全风险分担机制等。
(4)加强宣传引导。利用现代信息传播手段,通过多种方式,大力普及气候变化方面的相关知识,积极宣传能源领域适应气候变化的政策制度;鼓励能源企业采用先进技术,提升适应气候变化能力;进一步拓宽公众参与渠道,创新参与形式,不断提升公众适应意识和能力。