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报告概述

本报告为WMO与IRENA联合发布的第三期年度回顾，聚焦2024年气候变率对全球可再生能源性能与电力需求的影响。分析框架基于四个核心指标：风电容量因子、太阳能光伏容量因子、降水衍生的水电代理指标，以及温度衍生的能源需求代理指标（能量度日）。报告以1991–2020年为气候基准期，计算全球及区域尺度的年度、月度异常，并结合2022–2023年对比，揭示厄尔尼诺等气候驱动因子的作用。此外，首次系统评估了欧洲中期天气预报中心（ECMWF）季节预报对能源指标的预测能力，以非洲为例展示其应用潜力。报告旨在为政府、监管机构、投资者和电网运营商提供气候智能型能源规划的科学依据。

报告的核心结论

气候变率应被纳入国家能源规划

2024年，所有大洲均观测到可测量的气候异常对太阳能、风能和水电性能的影响，例如南部非洲风能太阳能增益显著，而南亚和南欧风能出现赤字。报告强调政策制定者需将气候智能性融入基础设施投资与能源系统规划。

极端高温驱动全球能源需求激增

受空前高温影响，2024年全球能源需求代理指标（能量度日）较1991–2020年基线上升4%，远超往年。西非、中非、东南亚和南美洲大部分地区年异常超过20%，凸显气候敏感区域建设需求响应型弹性电网和扩大发电容量的紧迫性。

区域气候差异加剧可再生能源组合波动

尽管全球风电和太阳能容量因子异常微弱正值（+1%和+0.2%），但区域性差异显著：南部非洲风电增益8%–16%、太阳能2%–6%，而印度和东非出现亏损。在全球装机容量大幅增长的背景下，区域气候变化的权重日益增加。

季节性预报对能源运行决策具有实用价值

报告首次评估了季节预报对能源指标的预测技巧。以2024年7月为例，ECMWF预报成功捕捉了非洲大部分地区能源需求偏高和太阳能产出偏低的大尺度格局。将季节预报纳入负荷管理、水库调度和跨境电力交易可显著增强系统韧性。

气候数据与观测体系缺口亟待填补

许多地区缺乏涡轮机轮毂高度风速、太阳辐射等关键数据，且可再生能源装机容量统计不一。报告呼吁通过统一开放的数据共享平台填补空白，以提升预报技巧、系统建模能力和气候导向型能源投资决策。

报告回答的关键问题

2024年气候如何影响全球风能和太阳能发电潜力？

2024年全球风电容量因子较1991–2020年平均偏高约1%，太阳能容量因子偏高约0.2%，但区域性差异巨大。南部非洲风电异常增益达8%–16%，而印度和东非出现亏损。厄尔尼诺衰退与中性ENSO条件共同驱动了这些模式，表明气候变率对可再生能源产出的年度波动具有显著影响。

能源需求为何在2024年大幅上升？

2024年是有记录以来最暖年份，全球平均温度较工业化前高1.55°C。极端高温事件导致冷却需求飙升，能源需求代理指标（能量度日）全球平均上升4%，在西非、中非和东南亚部分国家甚至超过20%。这意味着电网面临巨大压力，尤其是在制冷基础设施薄弱的热带地区。

季节性气候预测能帮助可再生能源规划吗？

能。报告以非洲为例，显示ECMWF的季节预报在预测能源需求（温度驱动）方面技巧较高，对太阳能容量因子的区域模式也展现出合理技巧。例如2024年7月预报正确预期了非洲多数地区太阳能损失和能源需求激增。将此类预报整合到电网调度和容量规划中可提前应对风险。

水电在2024年表现出怎样的气候敏感性？

水电代理指标（加权降水）全球年异常为+1.6%，较2023年的-5.2%大幅回升。但东非和欧洲正向异常突出，而南部非洲和南美东部受干旱影响持续亏损。厄尔尼诺年份的降水变异性凸显了改进降水预报和水资源管理、以及能源多元化以降低水电依赖的必要性。

报告中的代表性数据

+1%

全球风电容量因子年异常（2024年 vs 1991–2020）

2024年，基于ERA5再分析数据，采用GE 2.5-103型风机功率曲线计算，代表气候驱动下的潜在出力变化，不包括装机容量变化。

+0.2%

全球太阳能光伏容量因子年异常（2024年 vs 1991–2020）

2024年，基于ERA5向下短波辐射和2米气温，采用C3S能源服务物理统计模型计算，反映云量和温度对光电转换效率的影响。

+4%

全球能源需求代理（能量度日）年异常（2024年 vs 1991–2020）

2024年，由冷却度日（参考21°C，阈值24°C）和加热度日（参考18°C，阈值15°C）求和，并按人口加权平均得到。表征温度驱动的理论能源需求变化。

以上数据根据报告摘要整理，具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。

完整报告包含什么

  • 全球2024年气候观测综述：包含创纪录温度、海冰、冰川等极端事件，以及与能源相关的海洋热浪、厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和印度洋偶极子（IOD）影响分析。
  • 风电、太阳能、水电代理及能源需求四大指标的全球年度、2月、7月异常分布图，以0.25°分辨率显示国家层面偏差。
  • 2022–2023年对比分析：展示同一指标在三年的变化，揭示从拉尼娜到厄尔尼诺再到ENSO中性的气候转型对能源的累计影响。
  • 三个重点区域的月度小提琴图分析：非洲（加纳、科特迪瓦、几内亚、尼日利亚）、亚洲（巴基斯坦、阿富汗、伊朗、塔吉克斯坦）、中美洲及南美洲（多米尼加、古巴、委内瑞拉、哥斯达黎加），展示每个指标每月的异常分布与极端值。
  • 季节性预报评估：首次以CRPSS技巧评分系统评估ECMWF System 5预报对风电、太阳能、水电代理和能源需求在1993–2016年回算期的表现，并对2024年7月非洲预报与观测进行对比。
  • 跨区域能源补偿策略讨论：结合2024年区域异常，分析通过跨境电力贸易平衡供给的潜在机会及现有基础设施限制。
  • 政策与操作建议：四项关键优先行动——改善数据与观测系统、发展区域气候服务（尤其非洲）、系统整合季节预报、将气候风险纳入国家自主贡献（NDC 3.0）。
  • 附录含完整方法论：包括风电容量因子计算公式（GE 2.5-103型涡轮机功率曲线）、太阳能模型（地面固定倾角光伏）、水电代理（装机容量加权降水）和能源需求代理（能量度日定义与人口加权）。

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