
今夏极端热浪席卷欧洲,多地气温突破40摄氏度,但欧洲家庭空调普及率仅为20%左右,降温需求催生了中国移动式空调的热销。极端高温从供需两侧挤压欧洲能源系统,核电、气电、风电均受影响,而数百万台空调集中启动也使得制冷负荷激增,屋顶光伏系统成为唯一逆势增长的电源。本期专题聚焦高温对欧洲电力系统的冲击,分析光伏与储能的缓冲潜力,探讨分布式能源替代化石能源发电的可行路径。
据路透社报道,近期创纪录的热浪席卷欧洲,多地气温突破40摄氏度。酷暑之下,欧洲民众争相购置空调,但高昂电费使得普通家庭难以承担。世界卫生组织数据显示,截至7月13日,欧洲已有超1万人因高温死亡。
极端高温对欧洲能源系统形成了供给与需求的双重挤压。在发电侧,核电因河水温度过高被迫降低功率甚至停运,燃气发电因冷却效率下降而减产,风电因热穹顶导致的静风影响发电量骤降。在需求侧,数百万台空调集中启动推高了制冷电力负荷。在传统电力来源均受影响、用电负荷飙升的情况下,正午阳光最强、光伏发电高频期,恰恰也是空调需求最大的时段,因此屋顶光伏系统能以低成本绿电填补电力缺口,成为替代化石能源发电的关键变量。
极端高温下,欧洲对空调的需求不断增长。国际能源署(IEA)数据显示,2025年全球空间制冷(主要是空调和风扇)用电量约占全球用电总量的15%以上。预计到2050年,全球空调安装量可能增加两倍,达到55亿台。虽然欧盟目前空调普及率较低,但预计到2050年空调保有量将超过2.75亿台。
空调不仅耗电量大,其使用的制冷剂氢氟碳化合物还是强效温室气体,具有比二氧化碳更高的全球变暖潜值(GWP)。空调在降低室内温度的同时,却在升高室外温度,它将热量从室内抽走并排放到外部环境,加剧了城市热岛效应。欧洲哥白尼气候变化服务中心数据显示,伦敦、巴黎市中心夜间气温通常比周边农村地区高出约4摄氏度。英国伯明翰大学研究人员称,在全球温室气体高排放情境下,到2030年,仅空调产生的碳排放量就可能超过美国目前全年的碳排放总量。
空调需求激增的后果已在本次热浪中的欧洲电网显现。据德国弗劳恩霍夫研究所数据,6月中旬以来,法国电力需求增长了15%,西班牙上涨10%,意大利更是飙升37%。
法国政府表示,由于极端高温引发两台变压器爆炸,导致法国西南部菲尼斯泰尔省约6.8万户家庭断电。另外,法国电力公司(EDF)证实,因加龙河河水温度过高,南部戈尔费什核电站二号机组6月22日被迫关闭。河水温度当时达到28摄氏度,而法国法规对核电站排放后的冷却水温度有严格限制。
燃气电厂也受到影响。高温降低了冷却系统效率,加重了设备负荷。能源咨询公司LCP Delta数据显示,英国已有5座燃气电厂因高温天气被迫减少发电量,总计损失2.5吉瓦时的电力供应,相当于250万英国家庭的用电量。与此同时,带来热浪的高压天气还使风速明显下降,其他可再生能源发电也受到影响。6月24日,英国风电占比仅为13%~15%。
欧洲电力需求不断增长,发电量却在下降,导致市场价格攀升至多年来的最高水平。为了满足英国的用电高峰需求,英国能源系统运营商不得不以6倍价格,即每兆瓦时470英镑(约合4279元人民币),从欧洲其他国家进口电力。紧随其后的是德国和法国,6月25日,德国电价一度触及每兆瓦时868欧元(约合6750元人民币),法国电价飙升至每兆瓦时414欧元。英国国家能源系统运营商(NESO)罕见发布了夏季电力供应安全预警,称可能出现1.4吉瓦的供应缺口。虽然预警随后取消,但信号已足够明确:欧洲的电力系统在高温下逼近运行极限。
太阳能的蓬勃发展可能阻止这种情况的发生——用清洁能源发电取代化石燃料发电。全球能源智库Ember最新分析表明,未来真正可持续的降温方案,是将光伏、储能、高效空调、绿色建筑、城市绿化和智能电网结合起来,构建一个更加低碳、更具韧性的城市制冷体系。其中,最简单可行的办法就是安装屋顶光伏和储能系统。
Ember强调,太阳能发电与空调制冷在时间上天然契合,屋顶光伏系统在午后用电高峰时段可提供大量低成本电力,满足空调负荷需求。Ember数据显示,6月高温天气期间,英国一户普通家庭屋顶光伏系统的日发电量足以支撑空调运行5小时;全英国所有安装屋顶光伏系统的家庭在热浪期间每日可产生相当于1000万个“太阳能空调小时”(即足以让1000万台空调同时运行1小时)的电量。
光伏发电还在热浪期间为家庭带来了切实的经济回报。英国比价网研究显示,此轮持续晴朗天气为英国约188万户安装屋顶光伏系统的家庭带来约4000万英镑的“意外收益”——发电量约为普通天气条件下的两倍。热浪期间,普通家庭屋顶光伏系统日均发电15.2千瓦时,其中约10千瓦时自用,日均节省电费2.49英镑;剩余约5千瓦时的电力通过智能上网电价保障计划(SEG)出售给英国国家电网,按照12便士/千瓦时的电价计算,每日可额外增收60便士。
经济性的凸显正显著提升屋顶光伏系统的安装意愿。比价网此前调查显示,约10%的英国家庭(约300万户)计划未来5年安装屋顶光伏系统。Ember分析师弗兰基·梅奥指出,随着气候变暖推高空调需求,屋顶光伏系统正好形成互补,既能有效控制电费,又能减少化石燃料用量,而未来插电式屋顶和阳台太阳能设备——即插即用型的小型光伏系统,无须专业安装即可接入家庭电路,将使更多家庭受益。
光伏在电网层面的缓冲作用也日益彰显。去年夏季热浪期间,德国太阳能发电功率达到50吉瓦以上,占全国电力供应的33%~39%,配合电池储能与抽水蓄能系统,实现了午间过剩绿电的跨时段调配。英国的情况相似:虽然高温导致光伏电池板效率略有下降,但持续晴朗的天气弥补了效率损失,太阳能瞬时发电功率稳定在14吉瓦左右,占全国发电总量的35%。相比之下,受高压系统影响,同期风电占比从去年6月的约30%降至13%~15%,太阳能发电成为填补缺口的关键力量。
英国过去几年的光伏系统安装热潮为此奠定了基础。2024年~2025年,英国每年新增光伏发电装机容量均超过2.5吉瓦,而2017年~2021年,英国光伏发电装机总容量也不过2.5吉瓦。此轮爆发式增长并未依赖政府补贴,与2010年~2016年靠上网电价补贴驱动的首轮安装热潮截然不同。这意味着,英国市场本身已认可光伏发电的经济性。
然而,光伏发电的贡献仍受制于时间因素。比利时的案例最具警示意义:光伏发电目前占该国发电量的15%,是5年前的3倍,但阳光充足的白天现货电价接近零,太阳落山后却立刻反弹。德国弗劳恩霍夫研究所能源系统专家莱昂哈德·甘地表示,欧洲必须加速建设储能设施,当前储能的发展速度远远跟不上光伏发电的扩张步伐。
在电网承压的同时,英国电网运营商已推行需求灵活性服务,在可再生能源充裕的时段向用户发出信号,鼓励增加用电量(包括启动空调、给电动汽车充电或为家用电池蓄电),并给予经济奖励。今年高温期间,该计划降低了约115兆瓦时的电力负荷。
更深远的变化在于家庭角色的根本转变,已从被动消费者转变为“产消者”——既能发电、储电,也可在电网需要时反向供电。数以百万计的家庭聚合起来就是一座庞大的虚拟电厂。Ember报告指出,在190万户安装屋顶光伏系统的英国家庭中,这种分散式资源已在热浪期间发挥了实质性的缓冲作用。
与此同时,欧盟正逐步淘汰含氟气体,2032年将禁止在小型独立空调中使用氟化气体,2035年将扩展至其他系统,2050年将彻底淘汰所有氢氟碳化合物。更环保的天然制冷剂正取代强效温室气体,但丙烷的易燃性使安装变得更复杂。在消费者端,据国际能源署估计,全球消费者购买的空调能效只有市面上最佳产品的一半。这源于前期成本差异,英国普通家庭安装空调的费用约2500英镑。如何在低收入群体中推广高效制冷,仍是亟待解决的社会公平问题。
核电被迫减产、气电难以为继、风电因高压系统而疲软——在这场对电力系统的压力测试中,唯一逆势增长的电力来源是太阳能。
这次热浪将进一步推动欧洲家庭能源独立的意愿。案例显示,对于安装屋顶光伏和储能系统的家庭而言,热浪反而成为“能源红利”。阳光越充足、发电越多,不仅能覆盖家庭用电,还可以通过剩余电力上网获得收入。
这也反映出一个越来越明显的趋势,随着气候风险加剧,家庭能源成本开始分化。没有分布式能源的家庭可能面临更高的空调用电支出和更昂贵的电价;而拥有屋顶光伏和储能系统的家庭则有机会减少用电支出,甚至从极端天气中获得经济收益。

近日,欧洲多国遭遇持续高温天气。受气候环境、建筑条件和环保观念影响,欧洲家庭空调普及率普遍不高。面对骤然攀升的降温需求,中国企业研发的移动式空调因无须安装、即买即用而广受欢迎。除移动式空调外,中国多家企业的常规空调在欧洲销量也大幅增长。图为法国民众安装空调应对高温天气。视觉中国 供图
近日,美国PJM电网(东部最大区域输电调度机构)负荷逼近历史极值,背后推手是数据中心持续扩张带来的用电增量。
路透社消息称,PJM电网覆盖13个州及华盛顿特区,服务6700万人口。受极端高温高压气团影响,华盛顿至纽约等地区的体感温度突破110华氏度(43.33摄氏度),7月2日全网用电峰值冲高至16.3万兆瓦,略低于2006年的历史最高纪录,此前机构预测当日负荷或将突破16.6万兆瓦。美国国家气象局预警称:危险高温将持续,中大西洋部分区域体感温度最高可达115华氏度(46.11摄氏度)。
美国能源部6月30日出台今年第三份电力应急指令,授权PJM电网放宽电厂常规污染物排放限值;作为最后应急手段,电网可要求大型数据中心在用电高峰期投用自备发电机。该应急指令规定,任何峰值负荷不低于50兆瓦的用电主体,在收到应急通知后15分钟内必须切换至自备电源,腾出电网电力供给居民住宅与医院。1月寒潮、5月高温叠加机组检修双重承压时期,美国能源部也曾下发类似应急指令。美国能源部部长克里斯·莱特在声明中表示:“保障PJM供电区域电力平价、可靠、安全供应是底线,没有协商余地。”
电力市场数据公司Yes Energy数据显示,7月2日PJM电网部分区域电价突破2000美元/兆瓦时,西部枢纽基准电价为1222.75美元/兆瓦时,较去年同期高温峰值价格上涨近3倍。同日,PJM电网可调运行备用容量从前一日的1.0996万兆瓦大幅下滑至5091兆瓦,一旦有机组意外跳闸停机,电网将缺少充足缓冲空间。美国能源信息署(EIA)数据显示,6月下旬用电高峰时段,PJM电网电力来源结构中燃气发电占44%、燃煤发电占19%、核电占20%、光伏发电仅占6%。
能源媒体Canary Media引用PJM电网的官方预测称,2024年~2030年,全网峰值负荷将新增32吉瓦,其中仅2吉瓦增量来自普通居民与工商业用户,其余全部由数据中心拉动。海量数据中心投建推高了PJM电网的容量市场价格。独立市场监管机构Monitoring Analytics测算,本轮容量成本上涨的63%由数据中心用电需求导致,新增成本合计约93亿美元,最终全部由电力用户承担。
公用事业公司呼吁用户错峰用电缓解供电缺口,建议居民调高空调温度、户外烧烤替代室内烹饪,将烘干机、洗碗机等大功率电器推迟至晚间使用。有机构预测,无论是否遭遇极端热浪,PJM电网很快就会刷新用电峰值纪录。