气候变化引起的极端天气和突发事件增多，对人类社会造成的风险越来越大。
本文从澳大利亚森林大火引起的环境污染、美国得克萨斯州暴风雪引起的大面积停电和能源供应链断裂、地震和海啸引起的日本福岛核电站核泄漏事故而产生的能源短缺等事件入手，分析由极端天气等引发的环境危机和能源安全问题，探讨后疫情时期如何应对气候危机和突发事件，建立安全稳定的能源系统，实现碳达峰和碳中和目标下的能源结构调整。
本文的主要观点：应当加强对气候风险和突发事件对环境影响和能源安全的研究，特别是对核电和可再生能源安全性的研究，强化能源系统应对气候风险与突发事件的能力；随着可再生能源的快速发展和渗透率的提高，由此引起电网波动风险增大，应当加强尽早研究传统能源向可再生能源转轨及其可能出现的新问题，积极推进分布式能源和电力数字化，灵活应对和减缓突发事件对能源供应链的冲击；中国要实现碳达峰和碳中和的目标，必将把能源结构从煤炭为主转变为以可再生能源为主，应当充分认识这次颠覆性的能源革命的艰巨性、复杂性和风险性，并在保证能源安全的前提下，制定切实可行的能源转型路线图。
■文 / 薛进军气候变化与二氧化碳排放动态哥本哈根气候变化大会、特别是《巴黎协定》签署以后，气候变化成为国际共识。
科学家们对温室气体排放和气温上升的长期关系进行了情景分析，并设定了21世纪内将把气温上升幅度控制在2℃以内、并力争实现1.5℃的目标和路线图，许多国家和地区也相继承诺了自主减排目标并制定了实现这些目标的路线图和支持政策，政府、企业、社会组织和个人都在采取积极行动应对气候变化。
近年来，全球层面的碳减排取得了一定的成绩。
国际能源署的碳排放报告显示[1]，自2009年以来，全球碳排放增长一度出现平稳甚至微弱下降的趋势。
在2020年这一特殊年份，受新冠肺炎疫情以及由此引发的经济危机的影响，化石燃料消费下降，一次能源需求下降了近4%，特别是对石油的需求下降了8.6%，煤炭下降了4%，导致全球与能源有关的碳排放下降了5.8%，碳排放量减少了近20亿吨[2]。
同时，低碳燃料和低碳技术，特别太阳能、光伏、水能等可再生能源在全球能源结构中达到了有史以来最高的年度份额（20%以上）。
然而遗憾的是，气候变化仍在加剧，碳排放经过疫情期间短期的下降后强劲反弹。
我们的一项研究显示[3]，与2019年同期相比，2020年1月1日—5月31日全球二氧化碳排放量史无前例地减少了9.1%。
其中碳排放量减少最多的国家是美国（－13.0%，2.79亿吨），其次是中国（－5.4%，2.27亿吨），第三位和第四位分别是欧盟27国和英国（－14.6%，2.03亿吨）和印度（－15.8%，1.77亿吨）。
但是，如果不采取紧急行动和进一步的严格减排措施，随着世界经济的复苏，全球碳排放将在未来几年内迅速增长。
国际能源署最新发布的《全球能源评论2021》证明了这一观点[2]，数据显示，虽然受新冠肺炎疫情影响，2020年全球CO2排放量出现了有史以来最大的下降，但是由于与能源相关的全球CO2排放量仍保持在315亿吨，CO2在大气中的平均浓度达到412.5ppm，比工业革命开始时高了约50%。
2021年以来，随着全球经济开始复苏，对煤炭、石油和天然气的需求随即剧增，预计2021年全球CO2排放量将反弹近5%，接近2018—2019年的峰值。
极端天气和突发事件对环境的破坏和能源系统的冲击随着全球气候变化的推移，气候风险发生的概率日益增大，给人类社会带来的影响也越来越大。
世界经济论坛《全球风险报告2017》的调查结果显示[4]，2007—2017年，在30个风险选项中，极端气候风险发生的概率首次位居榜首，影响力从2007年的前十位以下升高到第二位。
澳大利亚森林大火引起的环境污染及其对环境的影响21世纪以来，极端气候变得更加频繁，影响也越来越大。
2019年，俄罗斯西伯利亚地区发生持续月余的森林大火，焚毁2.6万千米2的原始森林。
2019年，南美洲亚马孙森林大火损毁了数万平方千米热带雨林，刚果原始森林也发生了类似的巨大火灾。
2019年9月—2020年1月，澳大利亚出现连续破纪录的高温和严重旱灾，引发了大面积森林大火，大火持续了四个多月，造成多人死亡，超过10亿只野生动物被波及，10万千米2的林地被焚化，大火还摧毁了近6000座建筑物，致使烟雾笼罩许多城市，PM2.5和一些污染物剧增，造成严重的大气、饮用水、土壤等环境污染。
关于这场大火的起因，科学界普遍的共识是其跟气候变化紧密相关，即气候变化导致地球升温，而澳大利亚在过去的几十年里气温持续上升，2019年12月平均最高气温达41.9℃。
牛津大学环境变化研究所的弗里德里克—奥托（Friederike Otto）等人在一项研究中提出了“火灾天气指数”（Fire Weather Index, FWI），把可能导致丛林大火的高温、干旱、潮湿和风力等条件综合起来分析发生森林火灾的概率，结果发现：人为引起的气候变化，导致澳大利亚毁灭性森林大火的极端“火灾天气”的发生率要比通常高出30%。
世界天气归因小组（the World Weather Attribution Group）的研究表明，森林大火与气候变化是互相影响的关系，如果全球温度升高2℃，气候变化将使火灾天气情况发生的可能性增加4倍，反过来，森林火灾又会影响气候变化，使得极端气候出现频度增加。
福岛核电站事故对环境和能源安全的影响与澳大利亚等相类似，日本近年来极端气候也在增多，超高温天气频繁出现，但气候变化带来的后果是暴雨、台风和洪水剧增，地震频率也在增加。
据日本气象局数据显示，2020年，日本的高温天气多达40余天，一些城市8月的最高气温达到创历史纪录的41.1℃，与此同时，暴雨天气大幅度增加，降水量超过一天400毫升的次数超过10次，其中创纪录的熊本县大雨灾害造成球磨川泛滥，洪水浸泡熊本市区。
2019年10月，日本发生60年来罕见的台风，导致新干线列车全面停摆，其中台风引起的暴雨淹没北陆新干线，E7系列高速列车全部报废，损失额高达418亿日元。
据日本经济产业省统计，本次台风造成日本全国约52万户家庭停电，日本东京都和13个县共8.1万户家庭停水，140处河流出现泛滥。
极端事件对日本最大的灾难是2011年3月11日的东北大地震，这次日本历史上最大的9级地震引起的高达14米的海啸袭击了福岛核电站，随后的核电站放射物泄漏事故对日本的能源供应链产生了巨大影响，也粉碎了日本的“核电安全神话”，迫使核电站停运或接受安全检查。
2012年5月6日，54座核电机组全部停止运行，日本首次出现“无核电”状况。
日本核电遭地震海啸的打击受害惨重，核电停运造成电力短缺、经济血液供给不足。
据日本经济产业省测算，2012年夏天，日本的电力缺口高达20%～23%。
2011年，日本核电停运、火电成本增加导致9家电力公司严重亏损，影响GDP总额减少3.6%，造成约2×109万日元的损失，并导致了大批人员失业现象。
日本是一个依靠能源进口的大国，能源的98%需要进口，为了实现鸠山政权制定的在1990年基础上削减25%温室气体的目标，日本政府在2010年制定了新能源政策，计划到2020年新建9座核电机组，将核电发电比例从当时的30%提高到40%，核电站设备率达到80%；到2030年再新建5座核电机组，将核电比例进一步提高到50%，核电站设备利用率达到90%。
然而，这一事件造成日本电力供给危机，严重影响了日本的核能发展计划。
因此，这次核电站事故对日本本身的能源造成重大威胁，迫使日本暂时停止核电站运行，增加天然气和煤炭发电，这些能源政策的调整，从根本上改变了日本的能源结构（见图1）。
另外，日本的核电危机，也对世界能源安全产生影响。
为了应对这次事件所产生的能源安全问题，各国接受日本的教训，调整了本国的能源政策。
这次核电站事故还暴露了日本电力传送系统的一个大的问题，就是东部和西部电力体系的不一致，东部采用的是欧洲标准的50赫兹电力，西部则是美国标准的60赫兹，这样一来， 当东部因大地震损坏了能源供给系统时，西部的电力无法进入东部的电力系统将电力输送到东部来支援灾区，致使东部地区缺电数月，损失惨重。
关于这一点，下面论述的美国得克萨斯州的电网系统也有不兼容的问题引致有水也无法救火的局面。
美国得克萨斯州暴风雪引起的能源系统瘫痪及对能源供应链的冲击2021年2月10日，来自极地漩涡的寒流自加拿大进入美国，美国中部多地气温创下历史同期新低，随之暴风雪覆盖全美大部，给西北部、南部、中西部和东北部带来大量降雪，而位于美国西南的得克萨斯州经历了30年来最严寒天气，气温降至－18℃。
暴风雪导致美国多州出现停电，其中得克萨斯州最为严重，有430万户停电，全美有500多万人轮流陷入黑暗，大批航班停飞，给经济活动和人民生活带来巨大损失。
大面积的断电导致了石油和天然气管道冻结，每天有超过100万桶的石油和28000万米3的天然气无法运送，能源供应链中断，大型炼油厂停止汽油和柴油的生产。
大停电还导致医疗中心需要冰箱制冷的疫苗处于变质危险，影响了新冠病毒疫苗接种和防疫，从而演化为一场由极端天气变化引起的重大突发事件和能源危机，引发全球关注。
美国本土主要有三个互联的电网系统，分别是覆盖落基山脉以东地区的东部电网、覆盖落基山脉以西地区的西部电网以及覆盖得克萨斯州的独立的电网系统。
东部互联和西部互联是由多个电网运营商和几十个较小的网络组成的，这些网络通过持续的协调，在必要时跨越州界来满足电力需求。
得克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）是该州唯一的电网运营商，控制着数百个基础设施，并通过协调使其发挥作用。
得克萨斯州的电力系统服务区域覆盖其95%的地区，电网系统独立于全国其他地区的电网，因而不受联邦监管。
得克萨斯州独特的电力系统几十年来运行良好，但它的致命问题是：没有设计应对极端气候对电网系统冲击的风险机制，没有考虑可再生能源的快速发展和渗透率的提高可能改变传统的电网系统，引起电网波动风险增大的问题，因而遇到突发事件遭受严重损害。
另外，得克萨斯州独立的电网体系虽然保障了本地区的电力供给，但不能与东西部联网也造成了远处有水却不能救火的局面。
竞争性的电力批发市场使得电价竞争激烈，影响了为后备电源建设投资，从而无法迅速解决电力短缺问题。
气候变化引起的极端天气对能源体系的风险日益增大，能源体系的安全可靠性和稳定性遇到巨大挑战。
暴风雪和冰封天气只是一系列极端气候事件的最新例证，以前也有极端天气事件使电网中断的先例，但这次事件凸显了气候变化带来的不确定性增大以及不可预测的极端天气变化使得能源体系变得更加脆弱，并引发了对全球对能源体系和能源安全的严重关注。
对气候变化引发的能源体系风险性的认识澳大利亚的森林大火引起的人与动物生命损失以及烟雾造成的巨大环境污染，美国得克萨斯州暴风雪造成的能源系统损坏和可再生能源系统瘫痪，日本福岛核电站遭地震海啸袭击后产生的核泄漏以及由此产生的环境污染和能源系统破坏，既有自然因素的影响，也与人为引起的气候变化有关。
这些事件的一个共性问题就是能源系统的严重破坏，其中一个显著问题是可再生能源受极端天气影响的风险和电网系统的脆弱性。
对气候变化引发的能源体系风险的认识对核电的安全性、稳定性和经济性的再认识日本核电事故有天灾人祸两方面的原因，它宣告了核电“稳定、安全、经济、低碳”的“核电神话”的破灭。
核电同其他能源一样也会受到极端气候的影响，而且比其他电源系统反应迟缓，恢复能力差，恢复需要的时间长，特别是遇到大的突发事件时会导致电力危机，造成较长时期的能源安全隐患。
关于核电的经济性，立命馆大学教授大岛坚一根据他计入政府的研发和立地投入（给拥有核电站的当地政府的财政补贴）以及核废料处理费用的方法初步计算显示，核电每一度电的成本高达10.68日元，高于煤炭的9.9日元和小水电的7.26日元，与当时成本最高的太阳能的成本接近（大岛坚一“原子力依存能源政策的转换”《经济》杂志2011年第7期）。
如果再计算巨大的事故赔偿部分以及核电站停运的损失，核电的成本还会更高。
这一点很有启示，因为从全球范围看，传统核电成本一直在上涨，可再生能源成本一直在下降，因此，核电的经济性也要从核电的研究开发、科研投入、原料开采、设备制造和进口、建站、运营、维护、人才培养与使用、输电网路线路、核废料处理等各方面，用全生命周期的方法进行核算和评估。
核泄漏事故对能源安全和气候变化政策的严重挑战日本的核泄漏事故带来世界性的问题，对新能源特别是核能的发展、能源政策以及气候变化的对策产生了重大影响。
事故发生后，德国迫于绿党的攻势等政治压力，急促宣布全部废止核电，意大利公民投票停止核电发展计划，韩国也爆发了反核电游行，美国、荷兰、印度、中国都开始重新评估核能政策，暂停或推迟新的核电站计划，国际原子能机构准备制定新的核能安全标准，联合国也呼吁成员国审慎评估核能和发展核能。
这些反应说明国际社会对日本核泄漏事件的关注程度前所未有，并最终使得核电推进的步伐得以放慢。
与此同时，日本以核电站停运为理由，废除了之前制定的到2020年在1990年基础上温室气体排放量削减25%的减排目标，调整了气候变化政策，制定了较以前宽松的新的碳减排政策和目标，宣布要到2030年，在2013年基础上温室气体排放量削减26%1，甚至在美国退出《京都议定书》以后，也宣布不再参加第二期承诺，这些行动给一些国家的气候政策制定带来了负面影响，也给气候变化谈判和国际减排目标的实现带来新的困难。
对可再生能源的不能稳定性、脆弱性和风险性认识气候事件对可再生能源发展产生了重大的冲击并对其安全性提出了质疑。
以美国得克萨斯州为例，州政府推动绿色低碳发展的雄心和大力发展可再生能源的举措使得它的风力发电和各种可再生能源在全国处于领先地位，根据ERCOT的数据，2020年得克萨斯州燃煤电厂发电量占总发电量的20.3%，低于2018年其近25%的占比。
同时，风力发电份额由2018年的18.5%向上攀升，2019年风力发电占州用电量的20%（见表1），几乎超越煤炭成为该州第二大电力
