供給和需求的關系，是促使市場經濟運行的核心力量，國民經濟的平穩(wěn)發(fā)展取決于供給與需求的相對平衡。促進供給側與需求側相互配合、協(xié)調推進，是供給側結構性改革深入推進、實現突破的必要條件。
在電力領域，供需平衡是一項剛性約束，電力系統(tǒng)對于“平衡”有著比任何其他經濟領域都更為嚴苛的要求。在這樣的剛性約束下，需求側管理的重要性便不言而喻。需求側管理這一概念于上世紀90年代引進中國，是調節(jié)供需關系、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要手段。無論是電力緊張時期保平衡、提能效，還是電力寬松時期促電力結構優(yōu)化，電力需求側管理都發(fā)揮了重要的作用，是系統(tǒng)運行中不可或缺的資源。
需求側管理在中國落地生根的30年中，是中國經濟激變的30年，也是中國電力工業(yè)飛躍的30年。當前，“十四五”規(guī)劃即將開啟，回顧需求側管理的變革之路、審視需求側管理所面臨的外部形勢變化、剖析需求側管理的當前新定位，有助于我們更好地理解能源轉型所面臨的矛盾與痛點。中國電力企業(yè)聯(lián)合會專職副理事長王志軒認為，電力需求側管理變革的根本動力來自應對氣候變化、實現低碳發(fā)展、追求效益最大化等能源系統(tǒng)自我創(chuàng)新與發(fā)展的需求，這與能源轉型的內在驅動力是一致的，需求側管理變革的本質是能源轉型中管理手段的變化。
認識需求側管理新定位 推動能源電力低碳發(fā)展
傳統(tǒng)的需求側管理初入中國時，恰逢國內電力消費需求旺盛但電力工業(yè)發(fā)展水平較低、電力投資不足、屢屢遭遇缺電之困。需求側管理通過能效管理、負荷管理、有序用電等來轉移負荷，削減峰谷差，其工作的定位是“提高電能使用效率、保障電力供需平衡”。
在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，發(fā)電側和用電側之間界限分明，潮流單向傳播，需求側只能根據系統(tǒng)運行情況被動地調整負荷。“引入需求側管理最初主要是為了解決電力短缺問題，通過對需求側進行管理減少峰谷差，被削減下來的電力需求在電源建設規(guī)劃時可作為一種資源被納入規(guī)劃的考量之中。”王志軒說。
隨著我國經濟發(fā)展進入新常態(tài)，用電增速放緩，電力供需形勢逐漸逆轉。2018年，天津、江蘇、上海等地多次實施“填谷”需求響應，由此可見需求響應的工作定位已發(fā)生明顯改變，解決電力短缺已不再是需求響應的首要目標。同時，能源電力進入低碳戰(zhàn)略轉型期，無論是宏觀經濟還是行業(yè)發(fā)展都呈現出新的態(tài)勢。秉承“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，能源電力轉型步伐加快，可再生能源大規(guī)模發(fā)展，這為電力需求側管理賦予了新的機遇和使命，電力需求側管理的工作重心從保障供需平衡向多元化目標轉變。
當前，電力需求響應更多承擔著推進供給側結構性改革、推動能源消費結構優(yōu)化、促進可再生能源消納、提高智能用電水平的任務，這一轉變深刻地反映了當前我國生產關系與生產力的發(fā)展水平，可有效對應我國現階段經濟社會發(fā)展特點。“在這種情況之下，‘電力需求側管理’這個名稱對于描述當前需求側資源發(fā)揮作用的方式已經不夠準確，應稱其為‘電力需求響應’。‘電力需求響應’和‘電力需求側管理’在管理上的本質已發(fā)生了變化，‘電力需求響應’亦可看作是廣義上的‘管理’范疇，但其管理的主要特點非強制性的行政手段，而是通過釋放市場信號驅動用戶自愿響應。”王志軒說。
《需求側管理變革》一書中對通常意義上的需求響應作出了定義：需求響應是以智能電網為技術支撐，電力用戶根據電力市場動態(tài)價格信號和激勵機制，以及供電方對負荷調整的需求所自愿做出的響應，在滿足用戶基本用電需求的前提下，通過改變原有的用電方式實現負荷調整的需求，達到提高系統(tǒng)消納可再生能源電量并保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行的目的。由以上定義可看出，需求響應既要滿足負荷側需求，又要適應供給側的特點，還要保障電力系統(tǒng)的安全運行。隨著需求響應所發(fā)揮的調節(jié)作用越來越大，可緩解供應側容量資源的壓力，減少供應側、電網側尖峰的資源建設，實現資源優(yōu)化配置，促進能源結構優(yōu)化、推動能源供給側結構性改革。
“在每年迎峰度夏等負荷高峰期，通過開展需求響應來實現削峰填谷、轉移負荷是既經濟又高效的調節(jié)手段，有時候系統(tǒng)容量離尖峰負荷只差2%～3%，如果在規(guī)劃中需要供應側、電網側根據最大負荷來配套建設相應的機組、輸電線路和變電站容量，顯然邊際經濟成本過高，效率水平過低。開展需求響應，提升的是全系統(tǒng)的效率、節(jié)約的是全社會的成本。”王志軒說。
完善電力市場建設 合理體現需求響應價值
電力市場化改革的推進、智能電網技術的發(fā)展、需求響應技術的革新，是推動需求側管理變革的外部條件。2017年，國家發(fā)改委發(fā)布《電力需求側管理辦法(修訂版)》，其中明確要求要“逐步形成占年度最大用電負荷3%左右的需求側機動調峰能力”。從電力體制改革和能源轉型的趨勢來看，我國需求側資源可挖掘的潛力是相當可觀的。
良好的市場機制是需求側資源逐步進入市場、和其它供應側的調節(jié)性資源共同參與競爭的基礎。但目前我國尚處于電力市場建設的初期，需求響應參與市場的有效渠道相對有限，需求響應的開展主要集中在分時電價、尖峰電價、可中斷負荷等方面，尚未形成多元化的終端能源消費模式，用戶參與度不高，缺少有效的市場機制來充分挖掘需求側資源，并對需求響應的價值予以合理體現。
王志軒認為，我國電力市場正在加快建設之中，其中相應的體制機制尚未成熟，在“十四五”期間，需求響應需要配合電力市場建設進程，探索建立常態(tài)化機制，完善價格和激勵機制，制定需求響應交易規(guī)范，完善市場監(jiān)管辦法。電力市場化程度越高，越有利于電力需求側資源發(fā)揮作用。電力需求響應要實現其應有的價值，應在價格機制、市場主體、平臺建設、技術創(chuàng)新等方面重點發(fā)力。
王志軒表示，在價格機制上，需求響應電價應是具有多樣性的電價機制，以體現公平為原則，在適應市場需求的前提下，讓用戶有選擇供應商、選擇價格的權利，同時兼顧電力企業(yè)的利益。我國目前需求響應電價設計主要集中在分時電價，而且主要集中在峰谷分時電價的設計上，這符合我國當前的國情，等條件成熟后可以考慮向實時電價過渡。
在市場主體方面，目前，電力需求響應參與主體范圍小、互動性不強，實施主體主要是電網公司，響應對象主要是工業(yè)用戶，在“十四五”期間，在充分發(fā)揮電網實施主體的作用，以及電網企業(yè)技術、經驗、管理優(yōu)勢的基礎上，需引入更多第三方的市場主體參與需求響應，形成電網企業(yè)、電能服務機構、售電企業(yè)、電力用戶等多主體參與、多方共贏的市場局面。
在平臺建設方面，需利用大數據、云計算、智能化、自動化等先進技術，加快實現信息的交互與共享，一方面加強用戶用電的實時監(jiān)測，及時掌握負荷變化;另一方面通過大數據對用戶用電特性和行為進行深度分析，為用戶優(yōu)化用電、參與系統(tǒng)運行和市場競爭提供決策支持。
在技術創(chuàng)新方面，需重點關注與需求響應相關的分布式技術、儲能技術、虛擬電廠等技術。新一輪電力體制改革提出要重視發(fā)展分布式能源，分布式電源的發(fā)展是電力需求側參與能源生產的重要支撐。分布式技術將用戶與電力生產、輸配環(huán)節(jié)有效銜接，改變了傳統(tǒng)電力供應關系，為緩解需求側日益增長的電力負荷需求壓力，解決能源供需可持續(xù)發(fā)展的內在矛盾提供了平臺;儲能技術應用于電力系統(tǒng)中，可改變電能生產、輸送與消費必須同步完成的傳統(tǒng)模式，在需求響應中，除了各類通常意義上的儲能設備外，還應充分調動蓄冷空調、儲熱式電熱水器、電動汽車、可暫時中斷用能的電力設備等具有儲能性質的負荷資源，通過合理的控制策略讓這些廣義上的儲能在不同場景下發(fā)揮更加廣泛的作用;虛擬電廠早年在中國主要以能效電廠的項目形式體現，主要用于需求側的有效節(jié)電，實際上，虛擬電廠技術可應用于電源側的有效分配和管理分布式發(fā)電、儲能充放電與可控負荷。王志軒認為，新技術、新產業(yè)的發(fā)展在初期離不開政策支持，對于創(chuàng)新技術的突破、創(chuàng)新試驗示范項目的開發(fā)和商業(yè)模式的孵化需要給予足夠的耐心，營造良好的政策環(huán)境，鼓勵創(chuàng)新和試錯。
適度發(fā)展需求側資源 建設多元化的新型電力系統(tǒng)
在可再生能源大規(guī)模發(fā)展和平價上網的時代里，“靈活性”成為一個在電力系統(tǒng)中需要單獨衡量的價值。
受制于資源條件，我國已探明的天然氣資源儲量相對不足，價格較高，有限的天然氣多以民用為主，可用于電力系統(tǒng)中的天然氣資源極為有限。而靈活性電源相對充裕的國家如美國，其燃氣輪機占比較高，能夠更加有效地解決系統(tǒng)穩(wěn)定運行和可再生能源的大規(guī)模入網。
和國外能源轉型的歷程不一樣，西方發(fā)達國家步入工業(yè)化早于我國數百年，有足夠的時間讓社會發(fā)展平穩(wěn)進階，讓發(fā)展中的問題逐一解決，因此，西方國家在能源轉型中所面臨的矛盾相對單一。而中國壓縮型工業(yè)化的特點，使得我國需要在短期內集中面對多重矛盾疊加的局面。我國目前的能源結構仍然具有明顯的高碳特征，隨著應對氣候變化壓力的日漸增強，低碳發(fā)展的急迫性和當前高碳能源結構之間的矛盾在“十四五”期間將更加顯著。“在我國尚未完全擺脫缺電之困時，便迎來了應對氣候變化的任務，在同一時期既要解決短缺問題，又要解決結構問題，”王志軒說，“與此同時，我國能源電力經過幾十年發(fā)展，形成了一個龐大的體系，在如此規(guī)模和體量的能源系統(tǒng)上進行轉型，面臨的現實約束更大，這也是我國能源轉型的特殊性所在。”
以煤電為例，王志軒表示，西方國家工業(yè)化進程開始較早，燃煤發(fā)電機組普遍老舊，即將退役，由可再生能源接替燃煤機組是一個既順應低碳清潔大勢，又經濟合理的發(fā)展路徑。而中國的煤電機組普遍服役時間僅為十多年，擁有一個非常年輕的煤電機組編制，但目前利用小時數僅為4000小時左右，能力和效益還有很大的空間未能發(fā)揮。與此同時，可再生能源裝機迅猛增長，發(fā)電成本持續(xù)下降，電源側的供給能力不斷提升，而電量增長需求放緩，在這樣的情形下，可再生能源的消納矛盾不斷加劇，這使得靈活性價值在系統(tǒng)中的重要性愈加凸顯。
目前，我國靈活性電源在系統(tǒng)中的裝機占比僅為6%，無論是比照發(fā)達國家靈活性資源占比30%～50%的水平，還是比照低碳發(fā)展趨勢下電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的需求，這一比例都是明顯偏低的。王志軒認為，在理想的情況下，“十四五”期間，我國靈活性資源需增長至30%。但從目前儲能的技術造價、天然氣價格及能源對外依存度等方面來看，靈活性資源的增長仍然存在一定的限制。相對于供應側的靈活性電源建設成本，需求側資源要廉價得多，因此需求側資源開發(fā)得越充分，未來整體資源優(yōu)化配置的效果就越好，既可降低電力成本，還能提升供電可靠性。“輔助服務市場建立后，在調峰方面能夠發(fā)揮作用最快的是需求響應。在需求側資源挖掘方面，我國目前做得還遠遠不夠”，王志軒說，“但需要注意的是，即便是相對廉價的需求側資源，也要適度發(fā)展，合理把握需求響應的調節(jié)幅度。無論是電力體制改革，還是能源轉型，都要根據國情來推進，并兼顧轉型中的經濟性和社會承受力。同時還要客觀認識到，從系統(tǒng)對靈活性資源的需求來看，需求響應所發(fā)揮的作用是相對有限的，需要同時推進多種調節(jié)電源、調節(jié)方式的建設。”
目前，能源行業(yè)正處于急劇變革的階段，新技術、新業(yè)態(tài)不斷涌現，新的行業(yè)格局一觸即發(fā)。因此，王志軒認為，對于需求響應如何繼續(xù)推進，需要將此命題放在一個動態(tài)的能源環(huán)境中進行考量。青山遮不住，畢竟東流去，能源的低碳發(fā)展是歷史的必然，但在這樣一個必然的大勢之下，變革的路徑仍然處于不確定之中。
正因如此，討論需求側資源不可只基于眼前的發(fā)展現狀，應統(tǒng)籌全局、放眼長遠，充分考慮到發(fā)展中的變量因素。隨著新基建的強勢起飛和“云、大、物、移、智”等新技術與電力系統(tǒng)不斷融合，將促使電力需求側管理逐步過渡到需求響應階段，再過渡到供需耦合的階段。在供需耦合階段，非水可再生能源發(fā)電將成為電力、電量的主體，且與核電、大型水電、氣電、煤電、分布式電源、儲能等將共同構成多元化的中國新型電力系統(tǒng)。“在供需耦合的階段，需求響應已經變成電力系統(tǒng)中的常規(guī)操作和電力用戶的用電常態(tài)”，王志軒說，“但供需耦合不是一個節(jié)點的狀態(tài)，而是一個不斷實現的過程。供需耦合階段是否到來，取決于以智能電網為基礎、以可再生能源為主體的能源互聯(lián)網是否進入成熟階段。”
作者： 翁爽
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