衡量电力部门的气候适应能力：协调而非同质化

衡量电力部门的气候韧性：协调一致，而非同质化 尽管气候韧性在其本质上是永远无法完全“标准化”的，底线。气候韧性指标的开发和普及可以受益于在关键议题上达成更大共识。通过监管者、公用事业公司和其他利益相关者之间的协调努力，指标类别、方法以及报告框架等领域可以保持一致，从而在各个领域实现更一致、更有效和更可扩展的韧性规划。关键在于协调一致而非同质化。 气候变化正在对电力系统造成损害。其后果已经挑战了系统的每个部分，从燃料供应到发电和配电——对商业生产力、关键服务的交付和就业产生直接影响。然而，当今的许多电力系统在设计时对气候变化的考虑有限。考虑到它将在未来几十年发挥关键作用——由许多部门电气化需求增长、空调和数据中心用电需求快速增长以及能源接入扩大的驱动——电力系统对日益增长的气候和灾害风险的韧性变得日益关键。 报告一直不断发出警报，指出在政策制定、技术能力和各行业气候韧性投资方面存在不足，尽管气候风险日益加剧。在低收入和中等收入国家，每增加一年对加固基础设施以抵御气候风险（包括电力部门）的不足关注，可能导致额外的1000亿美元本可避免的损害（CDRI 2024）。 鉴于挑战的严重性，为什么气候风险尚未被纳入电力部门规划？ 一个主要障碍是缺乏衡量、监测和管理气候相关风险的指标 然而，根据国际能源署（2022年）的数据，经济合作与发展组织的四分之一国家缺乏一个专注于能源系统气候韧性的国家计划，尽管它们中有一半面临着重大的气候风险。世界银行集团的“国家气候与发展” 是一个能源专家塞蕾娜·李志勋世界银行能源与矿产全球实践部全球能源知识与专长单位。 作者 受高强度、低频次事件影响，例如由气候变化驱动的极端天气事件。电力系统可靠性标准旨在最小化停电风险和设备故障的影响，通常关注“n–1”准则，该准则确保系统在其中一个或其一部分元件停用时仍能继续正常运行——例如，一条关键的输电线路或最大发电机组。许多国家使用指标，例如系统平均停电频率/持续时间指数。SAIFI和SAIDI分别衡量客户在指定时期内（通常为一年）经历的平均停电次数和典型客户在给定时期内经历的平均停电总持续时间。这些指标用于评估电力公司绩效、确保符合监管要求，并有助于确定升级优先级。 随着可靠性指标和标准的演变，必须进行平行——且互补——的努力，以制定专门用于捕捉和提升气候适应性的指标和标准。 虽然许多公用事业正在利用现成的可靠性指标组合作为衡量韧性的第一步，但这些并未涵盖韧性的全部维度，韧性包含为不断变化的环境做好准备并适应变化，以及承受并快速从极端天气事件造成的破坏中恢复，这些极端天气事件可能会使多条输电线路中断或关闭大量发电资产。世界银行能源与矿产全球实践部门在电力部门推广韧性的方法将在框1中讨论。 然而，这些标准并未完全捕捉到通常由极端天气和气候变化导致的事件所引发的事故的内在本质。SAIDI和SAIFI被配电公司用来衡量供电性能。它们并未捕捉到极端天气事件可能产生的“共模故障”，包括整个供应链中的级联故障。 随着可靠性指标和标准的不断发展，必须采取平行且互补的努力，开发专门用于捕捉和提升气候韧性的指标和标准。传统的、广泛使用的可靠性指标——尤其是在孤立使用时——对于准确测量韧性是不够的。表1概述了可靠性和韧性在主要目标、基本概念和操作功能方面的关键区别。虽然可靠性是韧性的重要组成部分——如果一个系统从根本上不可靠，那么它就不可能具有韧性——但这两个概念是互补的，而不是同义的。与能源来源多样性、冗余和储存能力相关的某些指标既适用于可靠性也适用于韧性，但并非在所有情况下都适用。通过最小化故障来实现高可靠性可能代价高昂。在这种情况下，替代策略——例如投资备用系统或确保快速服务恢复——可能提供更具成本效益的韧性提升途径。 目前尚无公认的框架来衡量为应对由气候变化驱动的高影响、低频事件（如极端天气事件）所提出的独特韧性挑战而取得的进展。 多指标方法正在被探索和采用，以制定更稳健的可靠性标准，这些标准能够在停机的多个维度上定义可接受的风险。对电力系统可靠性的评估采用多指标方法，使用多个指标——而不仅仅是单一传统指标，如负荷损失期望或预期未供电能量——以提供对系统性能更全面和细致的理解（IEA 2025；EPRI 2025；Chatterji等人 2021）。 一、世界银行在电力部门主流化韧性的方法 在世界银行的能源与矿产全球实践处（EEX）内，将气候和灾害韧性纳入主流已成为其所有工作内容（从融资到能力建设和政策对话）的优先事项。为了以对EEX电力部门项目实用的方式支持气候韧性工作的系统规模化和发展跟踪，开发了M-A-R-C框架（见图B1.1）。M-A-R-C提供了一种结构化的方法，用于在危机前、中、后评估和增强韧性，确保能源系统能够最大限度地降低脆弱性、吸收冲击并有效恢复。除了恢复之外，这些努力还必须在危机前和后加强能源部门和社区的整体韧性。该框架还借鉴了世界银行的气候韧性方法，包括韧性评级系统，通过分析韧性和的融资的基础设施和系统增强的韧性实现通过干预。 M-A-R-C框架可以帮助能源运营单位设计有针对性的活动，以增强项目发展影响力和可持续性。制定与框架一致的全面行动和指标集可以加深对电力部门气候适应力的理解，并促进系统性思考。它还可以提供实用指导，帮助项目团队根据每个国家和项目的具体背景整合适应力，从而增强项目的可持续性和发展影响力，并通过行动的复制和扩大来推动更大的气候适应力工作。 来源：世界银行2021a, 2021b；世界银行及其他机构2023。 一个全面且有效的治理结构对于提升电力部门的气候韧性指标至关重要，关键利益相关者现在 readily acknowledge 了这一点。他们越来越多地将气候韧性指标纳入电力系统规划，以实现目标行动、高效投资以及改进业务连续性和可持续性。将利益相关者——公用事业公司、监管机构、部门和科研机构——聚集在一起，可以确保优先事项的协调、努力的协调以及专业知识的整合。这种合作对于制定强大的气候韧性指标、起草一致的标准、做出充分知情决策以及通常加强该部门承受和适应气候影响的能力至关重要。 为什么专业的气候韧性指标如此重要——我们又如何制定它们？ 气候韧性指标可以为衡量、监测和管理电力系统对抗不断加剧的气候和灾害风险的韧性奠定基础 指标不仅使公用事业公司和监管机构能够识别和衡量最脆弱的资产和服务；而且它们还有助于跨地区或系统比较脆弱性，同时追踪随时间的进展，从而为基准测试和问责制提供基础。良好的指标通过提供一个框架来支持明智的决策，该框架允许比较选项、确定行动优先级并吸引投资，因为保险公司和融资者可以使用它们来评估风险和回报。随着越来越多的公用事业公司和监管机构制定和应用指标，解决气候风险的努力将变得更加协调和集中，从而有可能在整个电力系统中管理风险。 关键利益相关者越来越多地承认— 和正在作用的—重要性 将气候韧性指标整合到 电力系统规划。 作为电力部门的负责人，工具正在制定和测试新的气候韧性指标（世界银行 2024 年）。他们处于独特的地位，可以评估、衡量和随着时间的推移增强气候韧性，并做出战略和具有成本效益的投资。为了规划和收回这些投资，他们需要数据、建模工具和分析能力。韧性标准帮助公用事业公司向监管机构做出有力的论据，证明韧性投资的合理性，并在之后展示合规性。 利益相关方，为提升电力系统韧性，建立一套综合指导方针，其中包括风险评估方法和将风险纳入规划的方法（CDRI 2025）。 构建韧性指标的第一步是通过稳健、数据驱动的分析，清晰地了解电力部门的脆弱性。这个过程可以分阶段进行。它始于收集过去重大破坏事件的歷史数据，并将这些数据整合到前瞻性的气候预测中。一个核心挑战在于理解特定的气候灾害（单独或结合）如何导致系统故障。这在电力系统中尤其复杂，因为其包含多个组件：发电、输电、配电和终端使用（包括储能）。但可以通过识别不同类型灾害之间的因果联系、其发生的可能性和强度，以及它们对电力系统不同组件（或整个系统）的影响来完成整合，但这相当漫长且成本高昂。人工智能驱动的分析在审慎分析大量数据和识别核心脆弱性方面可以非常有帮助。 3监管机构和系统运营商它们还在制定最佳实践和为更多设备提供通用框架方面发挥着关键作用，从而推动气候韧性指标在电力行业的普及。监管机构和系统运营商还可以定期更新其要求，提高准备水平和快速响应能力，鼓励透明度，并审查设备投资，以确保其具有成本效益并着眼未来。在美国，包括加利福尼亚州、德克萨斯州和纽约州在内的14个州的监管机构强制推行受监管设备的韧性规划，并与它们紧密合作以增强韧性（Schellenberg和Schwartz 2024）。 在低收入和中等收入国家，即使是收集可靠的基线数据也常常是提升韧性工作的一项基本挑战，包括指标发展。 3因为气候变化和变率将对电力系统规划产生越来越大的影响，能源部（以及监管机构）将不得不使其综合资源规划工具保持一致并更新。由一个中央灾害风险管理机构领导的多机构协调似乎对于确保结构化和连贯的方法至关重要。 在低收入和中等收入国家，就连收集可靠的基线数据往往都是一个重大挑战——在应对统计建模和情景分析的复杂性之前就如此。因此，借助强大的网络安全保障改进数据管理，是一个关键基础。并且，即使这些国家存在显著的数据差距，启动评估也可以通过持续的监测和验证（例如故障记录和设备测试）为更全面的数据集奠定基础，并允许随着新证据的出现而完善假设。 研究机构与协会正在提供技术支持以推进高质量气候韧性指标的发展。例如，国际大电力系统委员会（CIGRE）的韧性工作组以及由电力研究 institut (EPRI) 通过其气候 READi 项目开发的电力框架反映了电力公司、国家实验室、监管机构和气候科学家之间的合作努力 (EPRI 2025)。灾害韧性基础设施联盟 (CDRI) 与印度奥里萨邦政府以及相关 密苏里州的州政府), 正在开发开放获取平台以跟踪中断并实时估计恢复情况。性能方法的一个局限性是风险缓解措施的成本影响。随着气候变化导致更频繁和更严重的电力中断，了解维护和快速恢复电力服务的成本——以及所需的前期投资——变得越来越重要。 今天气候韧性指标的状态是什么？ 当今的韧性度量框架在方法上各不相同，但共享一个共同的目标：捕捉韧性的全部范围——在干扰之前、期间和之后 当今存在三种主要方法。它们将在下文中进行回顾。 基于影响的方法（其已集成到表2中的基于绩效的方法）的特点在于，它不仅考虑了灾害对电力系统的直接效应，也考虑了更广泛的社会社区后果，这些后果通常被归类为经济、环境和社會维度，从而阐明其成本影响。一个例子可能是“大型成本事件的预期年频率”，作为一个指标，其中“大型成本事件”被定义为成本（不一定是货币成本）超过定义的阈值的事件。这些指标不仅可作为公用事业部门评估可接受风险水平的基准，也可供金融界和保险界使用。 基于绩效的方法评估系统核心功能的变化，这有助于将灾害影响与基线进行比较（表2）。例如，通过测量中断的频率和持续时间，以及恢复电力所需的时间和成本，这些指标有助于评估事件的影响，这也是它们经常用于绩效合同的原因。如果指标透明且易于公众获取，它们可以特别有力。监管机构和公用事业公司，例如巴西的电力监管机构Aneel（Agência Nacional de Energia Elétrica）和美国的一家电力公用事业公司Ameren，越来越多地使用这种方法。 基于属性的方法侧重于系统属性的鲁棒性，例如备用发电机、系统冗余、将某些资产升级以应对预期的气候灾害，以及应急响应机制。遵循这些属性简化了测量和跟踪。属性方法的例子是欧洲配电系统运营商关于气候韧性指标的观点文件，该文件为网络运营商和管理人员提供了基于四个关键韧性特征：冗余、鲁棒性、可靠性和响应与恢复（E.DSO 2024）的一套指标来衡量其网络的韧性。表3展示了E.DSO提出的气候韧性指标的部分概述。 基于绩效的指标量化了公用事业系统相对于其暴露的天气威胁类型和幅度