2022年回顾：气候驱动的全球可再生能源潜在资源和能源需求

封面照片：环保安装的光伏电站和风力涡轮机农场位于垃圾填埋场。太阳能电池板农场建在废物堆和风力涡轮机农场。可再生能源，Adobe Stock。 ©世界气象组织，2023年 WMO保留以印刷，电子和任何其他形式以及任何语言发布的权利。WMO出版物的简短摘录可以未经授权复制，但必须明确指出完整的来源。编辑信件和部分或全部出版，复制或翻译本出版物的要求应寄至： 出版物委员会主席世界气象组织(气象组织)7之二，Paix大道电话：41（0）22 730 84 03P. O. Box 2300电子邮件：publications @ wmo. int CH - 1211瑞士日内瓦2 NOTE Contents 前言4 执行摘要6 12022年可再生能源资源和需求的全球视角9 1.1导言91.2风力发电容量系数101.3太阳能容量系数131.4水电代理指标151.5能源需求代理指标18 22022年可再生能源资源和需求的区域视角21 2.1非洲212.2亚洲242.3南美洲26 3可再生能源和需求的潜在未来气候风险28 3.1风力发电283.2太阳能光伏发电283.3水电293.4需求31 4结论32 4.1关于预警系统重要性的讨论324.1.1检测、观察、监测、分析和预测324.1.2备灾和响应能力33 4.2可再生能源潜在增长政策气候变异性334.3关键信息34 参考文献36 Annex. Methodology 38风电容量系数计算38太阳能光伏发电容量因子计算40水电代理41能源需求代理42 前言 本报告中的数据和分析是履行世界气象组织（WMO）和国际可再生能源机构（IRENA）共同承诺的重要里程碑，以促进对可再生能源潜力及其与气候变化和变化的复杂关系的理解。 可再生能源主要由太阳辐射、风和水的动态力量推动，已经飙升到全球发电的最前沿。这种全球能源转型是减缓气候变化、保护我们的星球和确保子孙后代繁荣未来的强大催化剂。 数字为自己说话。2022年，83%的新发电能力来自可再生能源。这种强劲的扩张代表了在实现《巴黎协定》目标方面取得的重大进展，该目标将全球地表温度上升限制在工业化前水平以上1.5 ° C，并在2030年前大幅减少与能源相关的温室气体排放。为了实现1.5 ° C的目标，到2030年，全球可再生能源容量必须增加三倍，而能源效率的提高必须增加一倍。 本报告强调了可再生能源与天气和气候条件之间的内在联系。气候变化与可再生能源之间的关键联系需要全面了解气象变量如何影响风能，太阳能和水力发电的潜在容量。气候不仅会影响能源供应，还会影响需求，特别是在供暖和制冷方面。 本出版物通过考虑2022年发生的能源指标（陆上风电，太阳能光伏（PV）电力，水电和能源需求代理-称为“能源度日”）的异常行为，在全球和区域层面上详细探讨了这些复杂的联系，并将其与当前的30年标准气候参考期（1991 - 2020年）进行比较。与30年气候平均值相比，2022年这些指标的变化为气候在可再生能源供需中的作用提供了宝贵的见解。 除了气候趋势之外，该分析还强调了在可再生能源运营，管理，规划和投资的背景下考虑气候变化的重要性。本报告的主要信息代表了对政策制定者，科学家和利益相关者的邀请，以解决气象学与可再生能源之间的协同作用。正是在这个交叉点，IRENA和WMO的专业知识为严格的评估奠定了基础，该评估将使决策者，能源规划者，资源管理者和电网运营商能够掌握观察到的清洁能源供应和需求变化的幅度和模式。 这项努力还支持将电力系统重组为“双重采购”结构，该结构可有效优化高价值可变可再生资源的获取和资源的灵活部署。它还与WMO共同领导的“所有人的早期警告”倡议中正在开展的活动保持一致。通过帮助了解相关的气候驱动因素及其相关的大规模大气模式，利益相关者可以更好地预测气候对可再生能源发电和需求的影响。 我们感谢和赞赏这两个组织的主要作者为编写本报告所做的非凡努力，并感谢所有专家和撰稿人的坚定支持和宝贵投入。我们希望这份报告将标志着今后几年一系列此类出版物的首版。 Petteri Taalas秘书长世界气象组织(气象组织) 执行摘要 在太阳能和风能的推动下，可再生能源(RE)主导着新的产能增加。在过去的二十年中，全球可再生能源的总装机容量及其在电网中的份额一直在稳步增长。今天，约有30％1由于过去十年的快速部署，全球发电的电力是可再生的。仅在2022年，就有83％的新产能是可再生的，其中太阳能和风能占了大部分新增产能。这种增长是到2050年实现脱碳能源系统的关键，伴随着化石燃料消耗的急剧和决定性下降。 需要采取更果断的行动，以进一步加快能源系统的过渡，以按照1.5 ° C的途径，到2030年大幅减少能源部门的温室气体排放为了实现《巴黎协定》中最雄心勃勃的气候目标，到2030年，全球可再生能源产能需要增加两倍，能源效率提高速度需要增加一倍。 本报告中涉及的可再生能源发电，如太阳能、风能和水力发电，既受到气候因素的驱动，也受到气候因素的影响。这些资源在全球能源转型中起着至关重要的作用。但是这些可再生能源资源在很大程度上是由气候因素驱动的，因此了解气候变化和相关变量的变化对可再生能源产生的影响至关重要。另一方面，气候也影响能源需求，特别是与加热和冷却有关的能源需求。 本报告分析了2022年与30年气候学数据的比较，以提供有关气候变化和变化对选定技术和能源需求的影响的见解。通过评估四个能源指标的变化，即风力发电容量因子（CF），太阳能光伏（PV）CF，水电代理和能源需求代理（称为能源度日，EDD）的变化，提出了气候变化和变化的影响2022年，与1991 - 2020年的标准30年平均值相比。这种比较使我们能够确定2022年发生的具体年际特征，相对于“平均”条件。考虑的主要指标是百分比异常（2022年与1991 - 2020年相比）。 这项评估是朝着更严格地评估气候对可再生能源供应和需求的作用迈出的第一步。这些信息既可以用作回顾性分析，也可以帮助未来的决策。最终，决策者，能源规划者和资源管理者以及电网运营商将需要全面的数据和分析，以充分了解所观察到的资源和需求变化的幅度和模式。 已确定关键见解： (i)所有评估的指标都显示出由于气候变化和变化的影响而引起的明显变化，尽管技术和国家有所不同。评估的四个能源指标（风力发电CF，太阳能光伏CF，水电代理和能源需求代理EDD）以国家平均值表示，显示了年度和月度平均值的明显百分比异常。除了太阳能光伏(其显示出每年平均小于10%的有限变化)之外,年际和年际的总体变化是显著的;例如,对于许多国家,风力发电CF大于15%。 (ii)提高我们对气候驱动因素及其与可再生资源的相互作用的理解对于能源系统的弹性和效率及其过渡至关重要考虑诸如厄尔尼诺南方涛动（ENSO）之类的关键气候驱动因素至关重要，因为这些因素通常可以解释观测到的大部分 2022年回顾：气候驱动的全球可再生能源7潜在资源和能源需求 可变性；准确地预测它们可以比没有这些知识的情况下更有效地管理能源。 (iii)除气候变化外，将气候多变性纳入主流应成为改善能源运营、管理和规划的优先事项。这可能导致建立预警系统，以帮助更好地管理能源负荷，资源和维护。此外，这可以为能源基础设施的现代化和扩展提供信息，并引发跨技术，市场和政策的必要创新。 (iv)适应市场结构对于在从集中式到分散式电力系统的过渡阶段提供必要的灵活性至关重要。电力系统组织结构允许采购最高价值的可变可再生资源集和部署灵活性资源是必要的。“双重采购”系统可以是这方面的有效途径。 (v)发展中国家，特别是在能源获取仍然是一个关键优先事项的非洲，可以调整其系统，利用关于气候多变性的知识来利用可再生潜力。可再生能源在非洲特别不发达，尽管其潜力巨大，但仅占全球产能的2％。可再生能源对于支持非洲大陆的发展和工业化至关重要。为了有效地实施和利用可再生能源，重要的是要结合潜在资源和现有基础设施的知识，以及这里讨论的气候变化。 (vi)全面和系统的能源数据收集和共享对于提高对气候多变性和变化对能源供需影响的认识和理解至关重要。此处介绍的能源指标相对于实际的，更具代表性的指标进行了简化。计算更准确的指标需要对能源数据进行更广泛和系统的共享，包括装机容量和实际发电量。 Acknowledgments 以下人员感谢他们对本出版物的贡献： 主要作者：Alberto Troccoli (世界能源与气象委员会(WEMC))、Roberta Boscolo (WMO)、Hamid Bastani (WMO)、Imen Gherboudj (IRENA)、Amjad Abdulla (IRENA)、Ellipse Rath (IRENA) 其他贡献者：Emaele Biaco (IRENA), Pey Boorma (WEMC), Chiara Cagazzo (欧洲中距离天气预报中心(ECMWF)),Beatriz Cotreras (WEMC), Kamlesh Dooaya (IRENA),Laret Dbs (R é sea de Trasport d 'Electricit é (RTE)), TobiasFchs (Detscher Weterdiest (DWD)), Christia Hewitt (WMO), Kristia Horvath (Dr. avi hidrometerolo š i zavod(DHZ)), Fra Kaar 平面设计师：ElenaRestivo，GiovanniAldrigo，StefanoCampostrini（内部气候服务） 12022年可再生能源资源和需求的全球视角 1.1Introduction 根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）的说法，到2050年，脱碳能源系统将需要化石燃料消耗的急剧下降和决定性下降。在近期内（2030年时间范围）需要采取具体行动，将我们的能源系统从碳密集型转变为可再生的清洁来源。为了实现《巴黎协定》中最雄心勃勃的气候目标，到2030年，全球可再生能源（RE）容量需要增加两倍，能源效率提高速度增加一倍（IRENA，2023c）。 可再生能源发电（特别是风能，太阳能和水力发电）在符合1.5 ° C能源途径的全球转型中发挥着至关重要的作用。由于这些可再生能源资源在很大程度上是由气候因素驱动的，因此了解相关气候变量的变化对可再生能源发电的影响至关重要。气候更普遍地影响电力需求和能源消耗，特别是在加热和冷却方面；这就是为什么这里也考虑需求的原因。 考虑到气候因素，如气候多变性，更加重要，因为全球风能和太阳能发电的总装机容量及其在电网中的份额在过去二十年中一直在稳步增长。2022年风电达到近900吉瓦的容量，与2021年相比增长了9%（与十年前的2013年相比增长了200%）。太阳能发电的增长速度一直快于风电，2022年装机容量达到1 055吉瓦，与2021年相比增长了22%（与2013年相比增长了650%）（IRENA，2023a）。水电目前的装机容量大于风能或太阳能，2022年约为1 400吉瓦，与2021年相比增长了2％（与2013年相比增长了22％）。到2030年，风力发电装机容量预计将达到约3 000吉瓦（2050年8000吉瓦），太阳能发电约5 400吉瓦（2050年18 000吉瓦）。 水电1 500 GW（到2050年2 500 GW）（IRENA，2023c）。值得注意的是，从2010年到2019年，太阳能（- 85％）和风能（- 55％）的单位成本持续下降（IPCC，2022b）。 实际发电量取决于容量系数（CF）-即电力系统产生的平均电量与其标称额定（或最大）功率之间的比率。因此，就发电量而言，2021年（最新数据）水力发电4 400 TWh，风力发电1 840 TWh和太阳能发电1 030 TWh（IRENA，2023b）。 2022年，包括可再生能源在内的所有