前所未有的热浪、风暴和野火正在将美国电网推向极限。为了在未来几年实现安全可靠的电力系统，公用事业公司需要将气候变化和极端气候变化驱动事件的潜在影响纳入其配电、发电容量和备用储能以及基础设施维修和更换计划。但是，考虑到气候变化可能影响“新常态”和极端天气事件的各种可能方式，你如何规划未来？
劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的两位科学家王立阳和安德鲁·琼斯是一个团队的成员，该团队致力于为网格规划者提供实用工具和指导中国建材网cnprofit.com。在本问答中，Wang和Jones分享了一项审查研究的结果，该研究确定了如何将不确定性规划的最佳实践应用于电力行业，并讨论了由加州能源委员会支持的一个即将开展的项目，该项目将在一系列气候未来下评估替代电网恢复策略。
他们的研究是能源部资助的HyperFACETS项目的一部分，该项目正在与利益相关者密切合作，开发评估和生成气候信息的新方法。王立阳是伯克利实验室能源技术领域建筑技术与城市系统部门的高级研究员。
安德鲁·琼斯是地球和环境科学领域气候和生态系统科学部门的一名职员科学家。这两家公司都隶属于加州大学伯克利分校的能源与资源集团。
Q、 到目前为止，电网规划中是否考虑到了气候变化？
琼斯：你不必深入研究最近的过去，就能找到极端天气事件对电网造成压力的生动例子。其中包括最近的野火、导致空调需求增加的极端热浪，以及风暴和洪水对基础设施的直接风险。火灾是一个特别棘手的问题，无论是电网驱动的点火还是电网本身的损坏。因此，了解气候变化是如何影响这些事件及其相关风险的，肯定有很大的兴趣。然而，以有效方式实际使用气候科学的技术障碍相当严重。
这并不是说电力规划师以前没有处理过不确定性，而是气候变化带来的不确定性不是一种你可以收集越来越多的观测数据，直到你理解不确定性。气候弹性规划涉及通过模型预测多种可能的未来条件。例如，我们不知道未来30年世界将排放多少温室气体，因此有多种不同的未来排放情景。还有许多不同的、同样可信的物理气候过程模型。这些都不是我们通过更多的气象站就能理解的。因此，网格规划中需要的一个重大变化是，从一个主要使用历史观测的框架到一个使用多个未来预测的框架。
王：是的，我想人们正在努力。我认为，特别是在经历了极端天气严重破坏的地区，公用事业公司及其监管机构正试图找出如何将气候变化纳入其规划过程。但这是一个非常困难的问题。首先，气候科学模型中反映了未来的一定程度的不确定性，但目前还不清楚这些不确定性中哪些足够大，足以对决策者产生影响。因此，人们有点犹豫不决，因为他们首先不完全确定如何使用数据。第二，我认为在如何应用决策科学原理方面也可能缺乏创新鈥攁 该领域致力于利用统计学、经济学、机器学习和心理学生成决策技术鈥攊n能源部门。大多数情况下，公用事业公司使用历史天气数据，而不是未来气候预测。很少有运营商开始使用预测，这在未来的场景范围内是有限的。他们没有考虑未来气候可能会是什么样子，或者它会如何影响电网，这是完全合理的。
这是非常具有挑战性的；我们目前的电网基础设施非常陈旧，它不是为我们所看到的前所未有的气候变化和同时降低碳排放的需要而设计的。在我们的论文中，我们讨论了很多关于人们正在使用的现有建模工具如何无法整合气候预测的许多固有的深层次不确定性，或者气候将如何影响消费者行为的问题。因此，这是缺乏工具，而且，我认为这是缺乏对气候变化的优先规划鈥攖这里没有一个正式的流程来指导公用事业公司如何规划气候变化。
Q、 那么，公用事业规划师可以使用哪些工具呢？
王：我们从决策科学文献中提炼出的主要概念是稳健性、适应性规划和多方利益相关者参与。稳健性的概念是，你试图从寻找一个优化的解决方案中解脱出来，而这正是传统决策方法所关注的。相反，稳健性解决方案是一个在广泛的未来场景中表现良好的解决方案。自适应规划的想法其实并不是什么新鲜事。人们在保护和水资源部门已经这样做了一段时间；但在能源领域，我们没有看到太多。自适应规划基本上需要更主动的规划，您可以监控当前环境中看到的变化。基于这些变化，您可以采取哪些后续步骤？同时，它还要求有一个正式的体制进程来制定这些行动和一个监测系统。
如今，适应性规划不是选择单一的战略，这可能意味着对纠正措施的过度投资或投资不足，而是针对一系列可能的情况确定一系列适当的行动，然后监测指示哪种情况确实正在发生的迹象。例如，气候变化对水电资源的影响程度和速度存在一些不确定性。如果水电保持稳定，那么在继续规划可能的下降时“观望”是可以接受的；如果水电明显快速下降，那么可能是时候投资额外发电了；如果水电每年的变化越来越大，那幺投资于额外的蓄水可能是合适的。现在就为每种可能性进行规划，并确定指示我们应该走哪条道路的“路标”，是适应性规划的标志。
那么，多方利益相关者参与概念也是一种行之有效的方法。这在许多不同的行业中都很常见。这里的想法是为了促进一系列具有不同优先级和专业知识的人之间的讨论。
琼斯：对，我对多方利益相关者部分的看法是，每个能源决策都有多个相互竞争的目标。例如，如果你考虑电力部门规划，你必须平衡成本与可靠性和可持续性。你必须考虑在极端条件下的表现，而不是正常情况下的表现。在以不同方式影响不同利益相关者的极端时期，您希望为恢复能力投资或支付多少资金？你知道，对于使用呼吸机的人来说，停电是致命的。这个人的视角将与处于不同情况的人截然不同。因此，多方利益相关者视角探索了这些不同的优先事项在不同场景下的表现，以使权衡更加清晰，并希望找到最广泛适用的解决方案。
王：我们强调的另一个问题是缺乏既懂气候科学又懂电力系统规划的训练有素的专业人员。这可能就是多方利益相关者参与的原因。它可以促进气候科学家以更有效的方式与电力系统工程师进行沟通的环境，并共同将最新的气候科学纳入规划过程。
Q、 你是如何将这些想法付诸行动的？
王：从明年开始，我们将与能源与环境经济学和Eagle Rock Analytics合作开展两个相关项目，重点是为加利福尼亚州规划一个气候适应性强的电力系统。这是一个由气候科学家、工程师、决策科学家和建模师组成的团队，我们将共同开发工具，让决策者能够解释气候变化中的不确定性。这是一项正在进行的工作，我们的设想是最终产品之一将是一个交互式在线建模工具。用户将能够选择他们关心的不同气候变量，并了解它们可能对特定区域产生的影响。可视化这些影响可能有助于长期电网规划。看看温度或降雨量等气候变量的不确定性如何影响能源需求或其他他们关心的因素。
琼斯：除此之外，在气候科学专家和电力行业从业人员之间进行更广泛的对话之前，我不知道我们能够或将确切知道什么是正确的解决方案。在我们正在进行的能源部支持的HyperFACETS项目中，我们正在与利益相关者密切合作，开发制作和评估气候科学的新基础方法。我们新的CEC支持的项目扩展了这一对话，将重点放在将科学转化为可用信息的实用工具上。该项目组合涵盖了所有领域鈥攆rom我们如何对气候驱动的极端事件建模，以及我们如何考虑各种可能结果的替代适应解决方案。
值得注意的是，电力行业的监管方式非常复杂，在不同的州和不同的地理位置，监管方式也非常不同。因此，我们需要找出某些元素，这些合作将解决这些元素。但我认为很明显，从技术角度来看，我们确实需要工具，让我们能够探索各种可能情景的影响，然后评估对多个目标的影响。我们的直觉是，如果你能以一种互动和直观的方式做到这一点，它将实现一种不同的规划，可以解释许多不同的未来结果。所以这可能是根本性的转变。
