隨著世界各國(guó)轉(zhuǎn)向更多的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電以及能源最終用途的電氣化，社會(huì)與天氣條件的關(guān)系變得越來越緊密。與此同時(shí)，氣候正在迅速變化，極端天氣事件成為“新常態(tài)”。
能源系統(tǒng)規(guī)劃者和運(yùn)營(yíng)商需要預(yù)測(cè)未來的詳細(xì)、高分辨率數(shù)據(jù)，以了解氣候變化將如何影響風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電、電力需求和其他與天氣相關(guān)的能源變量。現(xiàn)有數(shù)據(jù)顯示，氣候變化可能會(huì)增加能源需求，但很少有高分辨率資源來量化這些影響。
美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的數(shù)據(jù)科學(xué)家格蘭特·巴斯特(Grant Buster)表示：“我們?cè)O(shè)想未來所有或幾乎所有電力需求都由可再生能源滿足。” “我們需要了解風(fēng)能或太陽(yáng)能等可再生資源可能會(huì)受到氣候變化的影響，以及這些資源將如何滿足我們未來的能源需求。”
這正是 NREL 的 Grant Buster、Brandon Benton、Andrew Glaws 和 Ryan King 開發(fā)具有氣候變化影響的可再生能源資源數(shù)據(jù)超分辨率 (Super-Resolution for Renewable Energy Resource Data with Climate Change Impacts) 或 Sup3rCC(發(fā)音為“super-cc”)的原因，該技術(shù)在《自然·能源》雜志上得到了強(qiáng)調(diào)雜志文章。
Sup3rCC 是一個(gè)開源模型，它使用生成機(jī)器學(xué)習(xí)來生成最先進(jìn)的縮小規(guī)模的未來氣候數(shù)據(jù)集，并向公眾免費(fèi)提供。為了了解氣候變化對(duì)當(dāng)?shù)仫L(fēng)能和太陽(yáng)能資源以及能源需求的影響，需要縮小規(guī)模的氣候數(shù)據(jù)。
現(xiàn)有的降尺度方法有很多種，但它們都在分辨率、計(jì)算成本以及空間和時(shí)間的物理限制方面進(jìn)行權(quán)衡。 Sup3rCC 代表了生成機(jī)器學(xué)習(xí)方法的一個(gè)新領(lǐng)域，它可以比傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)縮小方法快 40 倍地生成物理真實(shí)的高分辨率數(shù)據(jù)。
NREL 戰(zhàn)略能源分析中心主任 Dan Bilello 表示：“Sup3rCC 將改變我們研究和規(guī)劃未來能源系統(tǒng)的方式。” “該工具生成的基礎(chǔ)氣候數(shù)據(jù)可以插入能源系統(tǒng)模型中，并為負(fù)責(zé)保持電力供應(yīng)的決策者提供急需的見解。”
克服能源與氣候脫節(jié)
由于多種原因，能源系統(tǒng)研究和氣候研究傳統(tǒng)上是孤立的。對(duì)于大多數(shù)能源系統(tǒng)模型來說，傳統(tǒng)全球氣候模型在時(shí)間和空間上的分辨率都過于粗糙，并且提高分辨率的計(jì)算成本很高。
全球氣候模型也并不總是生成或保存可再生能源發(fā)電模型所需的輸出。此外，現(xiàn)有的公開全球氣候模型數(shù)據(jù)集通常不與能源系統(tǒng)研究中使用的數(shù)據(jù)管道和軟件連接。
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