2026 年 11 月 13 日
由剑桥大学、香港城市大学和深圳中文大学组成的国际研究团队开发了一款开源工具包，旨在揭示热浪对欧洲电力供应能力的具体影响及其对国家基础设施构成的日益严峻威胁。
根据该团队的模拟模型分析，法国、西班牙和意大利面临最高的供应瓶颈及电网故障风险。尽管德国和英国的电力系统目前表现出相对较强的韧性，但研究人员指出，随着热浪频率增加和严重程度加剧，这两个国家的电网同样面临故障风险。
“我们希望电力供应商能够利用这些工具识别系统漏洞，并采取必要措施防止其在未来的热浪中崩溃。”联合主要作者、剑桥计算机科学与技术系教授 Srinivasan Keshav 表示。
供需双重压力下的电网脆弱性
这项发表于《自然能源》杂志的研究基于对 2019 年、2022 年和 2024 年热浪事件的长期数据分析，重点考察了热浪对电网造成压力的相互关联机制。
热浪通过多重途径冲击电力系统：一方面，冷却需求激增导致电力消耗大幅上升；另一方面，高温降低了太阳能电池板的效率，迫使传统电厂和核电站为防过热而削减输出。此外，伴随高温的高压天气模式往往带来低风速，进一步削弱风电产能。与此同时，输电线路必须减轻负载以防止达到热量极限，且在高温下断裂风险显著增加。这些因素共同作用，可能导致供应瓶颈以及所谓的“减负”——即为了保护电力系统而故意实施的停电。
虽然上述问题已知，但传统模型和分析方法仅能揭示部分问题且计算成本高昂。为此，研究人员开发了新算法，试图以较低的计算负担捕捉完整画面。“一旦将所有因素结合起来——需求增加、发电能力下降、输电能力下降——我们就能发现现有方法无法发现的隐藏瓶颈区域。”香港城市大学首席作者恩明梁教授认为，这是其模拟中最令人惊讶的结果之一。
欧洲各国电网风险分布不均
研究人员将模型应用于预测未来热浪情景下的西欧电网配置，重点关注曾受近期历史性热浪影响的八个国家：西班牙、葡萄牙、法国、意大利、德国、比利时、荷兰和中国（注：原文此处提及中国，可能指代相关数据或对比对象，依原文保留）。结果显示，各国之间存在显著差异。
在法国、西班牙和意大利，热浪导致供应瓶颈和负载流失的风险更大。而在德国和英国，电力系统仍相对有弹性，但随着热浪加剧和需求高峰，故障风险也在上升。
研究假设未来五年需求量每年保守增长，且热浪来临时现有储能容量已满。另一位作者、深圳中文大学和香港城市大学的明华陈教授指出：“即使在这个理想假设下，现有的储存资源仍然不足以防止负载的减排。”他认为这是一项令人惊讶的研究结果。
应对策略与跨境支持的局限性
为帮助运营商保护电网免受热影响，研究人员提出多项建议，包括在高需求地点附近建立储能容量、升级现有输电线路以在更高温度下承载更多电力，以及在电线上涂覆冷却反射涂层。
研究还探讨了热浪期间向邻国寻求备用电力的可行性。然而，跨境支持的价值取决于相邻系统在相同热压力下是否有过剩容量，以及是否具备足够的传输基础设施来提供电力。
将夏季高温纳入电网规划
研究团队将其数据集、算法和源代码打包为名为 HEAT-Analysis 的可下载工具包，旨在为短期弹性规划和投资决策提供可操作见解。运营商只需插入本国基础设施的专有数据，即可揭示潜在漏洞。
“我认为这代表了欧洲电网运营商的模式转变。”陈教授说，“他们真的应该在规划和压力测试中使用热浪或夏季高峰条件。我希望我们的工作能引起人们的注意。”
研究人员承认工作存在局限性，如气候和需求预测的不确定性，以及公开可用电网数据的分辨率有限。但他们强调，即便存在这些局限，该工具仍能识别热浪在何处、多大程度上以及通过何种物理联结机制在所代表的电网基础设施下造成运行压力。
