新能源遭遇气候变化“回旋镖”：生于减缓，困于适应

今年7月上旬的一天，在中国东部沿海的浙江省温州市，一位张先生主动拆除了屋顶大约一千平方米的光伏板，以防范马上到来的台风。

他显然很有经验。两日过后，强台风“巴威”登陆浙江，许多地方的屋顶光伏被狂风横扫，碎裂的光伏板和支架散落一地。几乎同时，中国西南的广西出现强降雨，贵港市一座光伏电站的光伏组件、逆变器等设备遭受水浸。

 再早几日，位于内陆的湖北省遭遇龙卷风、强降雨和雷暴叠加的极端天气，区域内的供电线路受损，风电场、光伏站的设备、线路和排水系统也受到严重冲击。

极端天气造成风电、光伏和电网严重受损，不仅发生在这个夏天的中国各地，也不仅限于新能源设施。高温干旱导致水电站发电量减少、核电站由于水位低及河水温度过高而被迫关闭，或者海水温度上升、富营养化导致水母入侵核电站取水口的事件增多，近年在中国乃至全球都反复出现。

本来是为了减缓气候变化而发展的新能源设施，自身也面临极端天气的冲击，不得不去适应气候变化带来的后果。而日益频繁的极端天气带来的短期影响，却只是冰山一角。专家表示，气候变化更长期的后果会带来意料之外的威胁。他们建议， 可再生能源设施以及电网的材料、设计、选址和运维，都需要把气候变化的短期和长期后果纳入标准和规划。

短期事件冲击：极端天气及其复合灾害

根据中国气象局今年7月发布的《气候变化蓝皮书》，中国的极端天气事件“多发强发”。具体表现为，极端高温、强降水事件增多，台风强度波动增强。

这些短期事件从许多方面都对可再生能源设施产生影响。2025年的一项全球研究显示，持续极端高温会使得光伏组件效率下降，超过基准温度25℃后每升高1℃，效率降低0.4%-0.5%；积雪会遮挡光伏面板同样影响发电效率，而野火、冰雹等也会破坏光伏设施。另有研究指出，极端降水事件会导致光伏发电量下降，在提高水力发电量的同时，却增加电网等基础设施的风险。

大风和台风天气对于这些设施的损害更显而易见。2024年9月，台风“摩羯”袭击海南，当地一风电项目多台风机倒塌，经济损失高达数亿元。有回顾性研究显示，全球范围内约有一半以上的风力涡轮机故障是强风引发的，故障带来的损失可以从几十万到数百万美元不等，相当于总投资的10%。

在中国，光伏支架需要按照《建筑结构荷载规范》的要求，根据当地“50年一遇”的风压进行抗风刚度和强度设计。中国光伏行业最常采用的技术参数为光伏支架最大能抵抗216公里/小时的超强台风、即最高等级的17级台风。但是，狂风依然是光伏的大敌之一。2025年4月，中国的北方和中部地区发生持续大风天气，各地屋顶光伏电站被吹翻或者受损严重。比经济损失更惨痛的是生命安全威胁。同年6月，山东省德州的一所小学，楼顶光伏板和其他重物被大风吹落，造成三名学生一死二伤。

而根据气候保险公司KWh Analytics发布的2025年度《太阳能风险评估》（Solar Risk Assessment），给光伏带来最大经济损失的，却不是风，而是冰雹。今年8月发表的一份研究也显示，冰雹和大风是中国的光伏系统最常遭遇的威胁，它们导致的潜在经济损失可能达到数千万元人民币。

比这些单一极端天气事件更可怕的是，灾害往往携手而来。例如， 2022年夏季，中国西南地区出现历史罕见的复合极端高温干旱事件。高温使得四川省的用电高峰同比上升了25%，但是干旱则使水力发电量下降了约一半。电力短缺使得许多企业被迫停工，以保障居民用电。

两种或三种以上的多灾种复合极端气象灾害，例如极热无风、极寒少光、极端低温雨雪冰冻等，对于电力系统从发电、输送到需求及基础设施都产生更复杂的冲击。2025年4月发生的一次大风、沙尘、寒潮、暴雨、暴雪共同组成的多灾种复合极端事件中，中国大面积国土遭受气象灾害：北方被暴雪和沙尘暴肆虐，南方则被暴雨和强对流天气横扫。根据中国气象部门和电网的研究人员在今年6月发表的研究，这次事件破坏了多地的光伏设施和1100条输电线路，导致超过135万户居民停电。大风使风力发电量提高了超过4成，而沙尘暴、暴雨和积雪使得光伏发电量下降了约20%。

广西省柳州市的工人们正在维修一条输电线路。图片来源：Sipa US / Alamy

中国科学院大气物理研究所研究员魏科说：“气候变化背景下，极端天气日益频繁，给可再生能源设施及电力系统带来的损害和威胁是全方面的。比如电网本身需要稳定的电力来源、需求和输送环境，现在却需要考虑如何在不稳定的气候环境中运行。”

长期趋势的影响：日照、风速、降水……都在变化

相比极端天气事件带来的短期威胁，气候变化带来的气候和气象条件的长期变化趋势，却更隐蔽，更持久，影响范围也更广。

清华大学能源环境经济研究所副研究员王宇告诉对话地球，全球气候变化引起的近地面风速、太阳辐射和气温等气象要素变化，将影响风光资源潜力及其空间分布。她表示：“由于现行可再生能源电力并网成本测算与电网规划多基于历史气象数据，未来资源特性的改变可能使实际并网成本偏离当前测算结果；叠加极端天气事件增多，可能对电网的安全稳定运行构成挑战。”

按照中国气象局的统计，1961年到2025年，中国平均年降水日数显著减少、降水量增加，但是降水变化有地区差异，本来是水电基地的西南地区年均降水量在减少。

对于光伏发电可能造成显著冲击的，还有一种太阳能干旱（solar drought）事件，就是天气原因导致日照资源持续异常偏少，从而影响光伏产生电力。它本质上是短期的事件，但是受气候变化影响呈现长期性的趋势。中国太阳能干旱事件原本主要集中在四川盆地和云贵高原东部，根据2025年发表的研究，1981到2020年间，中国太阳能干旱事件增多，长江中下游地区和华北平原呈现明显增加趋势。

与太阳能干旱类似的，还有风速下降导致风力发电不足的“风旱”（wind drought）。1970年代到2010年前后，可能由于气候变化带来的大气环流变化，全球陆地平均近地表（大约离地面10米左右）风速持续显著下降，由此出现“全球地表静化”（global terrestrial stilling）现象，而北半球中纬度地区包括中国所在的东亚下降最明显。虽然有研究表明2010年后风速减弱趋势出现逆转，但国家气候中心的研究人员在2026年发表研究称，2005到2024年中国近地表风速还是下降了0.12米/秒。

2025年发表的一项研究显示，气候变化导致的风速和太阳辐射等变化可能会降低中国低成本可再生能源发电的潜力。论文的第一作者、清华大学硕士生朱湘融向对话地球解释说，未来气候变化对我国风能和太阳能资源潜力总体呈轻微负面影响，但存在显著的空间与技术差异。“资源丰富的新疆、青海、内蒙古等北方省份降幅明显，而资源相对较少的南方省份普遍提升。不过，南方资源提升幅度远小于南北既有的禀赋差距。”她说。

除了上述对发电侧带来的程度不一、甚至偏负面的影响，王宇还提醒，在供需匹配方面，气候变化可能加剧电力系统供需错配。例如，高温热浪期间，冷负荷快速增长，而部分地区同期风电、光伏出力可能下降；持续干旱往往与高温相伴，既削减水电出力并限制火电、核电机组的冷却水供应，又会推高电力需求。上述变化从供需两端同时施压，进一步增加电力系统运行压力。

已经准备的和尚需准备的

电力系统和可再生能源设施的布局都是基于历史上的供需数据和气候条件，而气候变化背景下，极端事件频发、可再生能源出力不确定甚至资源潜力有下降的趋势，这些短期和长期影响都对可再生能源设施的材料、技术、预警、选址等提出了新的要求。

中国以及世界上许多沿海地区，根据历史数据来选定的海上风电场面临极端风速增强的风险，需要部署更高等级的风机，在设计上也应采用“强柱弱梁”的理念，以保护塔架和机舱等更昂贵的部件。一项对冰雹和强风对中国光伏风险的研究称，华东地区面临极端天气风险最为严峻，而且预计到2060年，高风险区域将向扩展至华中地区。未来光伏新设施选址和布局需要考虑灾害性天气风险，现有的高风险地区光伏可以采用调整光伏板角度、加固支架等措施减少损失。

对于极端天气常态化的趋势，有研究建议，新能源占比高的未来电力系统不能只看“容量”，而是要把持续极端天气风险纳入规划，考虑设施建在哪里、应对哪些风险、持续多长时间等。

魏科建议，要构建“技术革新、系统重构与社会协同的三维防御体系”：设备升级和智能调控，提升电力系统安全；发展柔性电网和多元储能以平抑负荷波动；地区间跨时空的协同管理，实现用电负荷转移。

近年来，中国从国家政策层面到具体行业技术标准，都对气候变化带来的影响有所准备。中国的适应气候变化战略（2035）中专门提到要“提高能源行业气候韧性”。2024年颁布的《光伏发电站设计标准》，要求在极端低温、高湿、高热、沙尘多发、沿海滩涂和大气污染严重地区，对设施有防护安排。对于光伏组件和支架的材料，以及气候条件、温度、风、雪、腐蚀等，也有相关规定。无论是陆地风电还是海上风电，对于可能面临的各种气候和天气灾害都有专门规定；针对东南沿海台风多发地区，海上风电设计标准也规定了极端风速、巨浪和风暴潮等特殊情况。

清华大学的王宇还提醒说，风电、光伏设备的使用寿命通常达到20年，运行期内气候条件将持续演变，当前选址决策实际上决定了未来数十年的资源暴露水平。因此，在重大能源基地规划中，应将未来气候情景下的资源潜力变化纳入评估。