一場由劍橋大學（University of Cambridge）、香港城市大學（City University of Hong Kong）及香港中文大學（深圳）（The Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)）組成的國際研究團隊，近期在權威期刊《自然能源》（Nature Energy）發表了一項針對歐洲電力供應的警訊。研究指出，頻繁的熱浪正在嚴重衝擊歐洲各國的發電與供電能力，對國家關鍵基礎設施構成日益嚴峻的威脅，也讓剛經歷有紀錄以來最熱八月的地球敲響能源警鐘。
高溫夾擊：電力需求暴增與發電效率驟降的雙重困境
極端高溫會直接推升民眾對冷氣空調的需求，導致電力消耗出現劇烈尖峰。然而諷刺的是，當氣溫飆高時，總體發電量反而會同步下降。研究顯示，當溫度過高時，太陽能板的轉換效率會跟著打折，而傳統發電廠與核能發電廠也必須被迫調降輸出，以防止設備過熱發生危險。同時，伴隨高溫高壓氣候而來的往往是微弱的風力，導致風力發電場產能大受影響，讓供電吃緊的問題雪上加霜。
除了發電端受阻，輸電網路同樣面臨考驗。為了避免輸電線路達到極限溫度，運營商必須降低輸電負載，而線路在酷熱中下垂也大幅提高了斷裂風險。來自香港城市大學的首席作者梁恩銘（Enming Liang）教授指出，當這些因素同時加總在一起時，就會暴露出傳統分析方法難以察覺的隱藏瓶頸區，進而引發供電瓶頸，甚至迫使電力系統必須採取刻意斷電（load shedding）來平衡負荷、保護整體電網。
南歐風險高於西歐：跨國支援並非萬靈丹
為了找出系統漏洞，研究團隊開發了首個開源工具包，並針對西歐八個深受歷史熱浪影響的國家（西班牙、葡萄牙、法國、意大利、德國、比利時、荷蘭及英國）進行模擬分析。結果發現，各國面臨的風險程度存在顯著差異。其中，法國、西班牙與義大利被評估為面臨最高風險，極易出現供應瓶頸與強制斷電；相較之下，德國與英國的電網表現出較高的韌性，但也同樣無法置身事外，隨著熱浪加劇，其電網崩潰的風險也持續攀升。
- 法國、西班牙與義大利：面臨最高的供應瓶頸與強制斷電風險。
- 德國與英國：電網相對具有韌性，但在高溫與尖峰需求下仍有故障隱憂。
- 跨國支援限制：鄰近國家若在同時間面臨相同的高溫壓力，往往無法提供可靠的剩餘電力支援。
從產業面來看，這項研究給了能源界一個當頭棒喝。過去的電網壓力測試多半著重於冬季尖峰需求，但氣候變遷已經徹底翻轉了遊戲規則。如果連基於保守需求增長假設、且預設儲能充足的模擬都顯示現有資源不足以防止斷電，那麼當資料中心等新興用電巨獸持續擴張時，電網運營商若不及早把夏季極端高溫納入規劃核心，大規模的能源危機將不再是「會不會發生」的問題，而是「何時發生」的問題。
建立抗熱電網：從基礎設施升級到思維典範轉移
針對這些潛在危機，研究團隊提出了多項具體建議，包括在高需求地點附近建立儲能容量、升級現有輸電線路以承載更高溫度，甚至在電線表面塗上具備冷卻與反射功能的塗層。來自香港中文大學（深圳）與香港城市大學的共同通訊作者陳明華（Minghua Chen）教授強調，這套名為「HEAT-Analysis」的開源工具將為歐洲電網運營商帶來典範轉移，促使業界在規劃與壓力測試時，必須將夏季尖峰條件與傳統冬季尖峰並重。
面對日益嚴峻的氣候挑戰，無論是能源從業人員還是政策制定者，都應立即檢視現有基礎設施在高溫下的脆弱點。建議相關產業應盡早導入氣候壓力測試模型，並重新評估儲能與輸電網路的配置，才能在未來的極端氣候考驗中守住供電命脈。
本文改寫整理自公開新聞來源，原始報導由Tech Xplore發布。
常見問題 FAQ
為什麼熱浪會導致發電量下降而不是上升？
高溫會使太陽能板的發電效率降低，同時傳統電廠與核電廠為了防止設備過熱而必須自主調降發電輸出；此外，高溫常伴隨低風速，導致風力發電產能銳減，進而使總體供電能力下滑。
為什麼跨國電力支援在熱浪期間不可靠？
因為熱浪通常會籠罩廣大區域，鄰近國家往往也承受著相同的高溫壓力與高漲的電力需求，本身可能就没有多餘的剩餘電力可以外送，加上跨國傳輸基礎設施的容量也可能受到高溫限制。
研究團隊開發的工具包有什麼用途？
研究團隊開發了名為「HEAT-Analysis」的開源工具包，讓國家電力運營商可以輸入自家的基礎設施數據，藉此找出系統在高溫下的隱藏脆弱點，並測試不同的解決方案與應對策略。
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