供給和需求的關(guān)系，是促使市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核心力量，國民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)發(fā)展取決于供給與需求的相對平衡。促進(jìn)供給側(cè)與需求側(cè)相互配合、協(xié)調(diào)推進(jìn)，是供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革深入推進(jìn)、實(shí)現(xiàn)突破的必要條件。
在電力領(lǐng)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(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都更為嚴(yán)苛的要求。在這樣的剛性約束下，需求側(cè)管理的重要性便不言而喻。需求側(cè)管理這一概念于上世紀(jì)90年代引進(jìn)中國，是調(diào)節(jié)供需關(guān)系、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(jié)構(gòu)優(yōu)化，電力需求側(cè)管理都發(fā)揮了重要的作用，是系統(tǒng)運(yùn)行中不可或缺的資源。
需求側(cè)管理在中國落地生根的30年中，是中國經(jīng)濟(jì)激變的30年，也是中國電力工業(yè)飛躍的30年。當(dāng)前，“十四五”規(guī)劃即將開啟，回顧需求側(cè)管理的變革之路、審視需求側(cè)管理所面臨的外部形勢變化、剖析需求側(cè)管理的當(dāng)前新定位，有助于我們更好地理解能源轉(zhuǎn)型所面臨的矛盾與痛點(diǎn)。中國電力企業(yè)聯(lián)合會專職副理事長王志軒認(rèn)為，電力需求側(cè)管理變革的根本動力來自應(yīng)對氣候變化、實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)型的內(nèi)在驅(qū)動力是一致的，需求側(cè)管理變革的本質(zhì)是能源轉(zhuǎn)型中管理手段的變化。
認(rèn)識需求側(cè)管理新定位 推動能源電力低碳發(fā)展
傳統(tǒng)的需求側(cè)管理初入中國時，恰逢國內(nèi)電力消費(fèi)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(cè)管理通過能效管理、負(fù)荷管理、有序用電等來轉(zhuǎn)移負(fù)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(cè)和用電側(cè)之間界限分明，潮流單向傳播，需求側(cè)只能根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況被動地調(diào)整負(fù)荷。“引入需求側(cè)管理最初主要是為了解決電力短缺問題，通過對需求側(cè)進(jìn)行管理減少峰谷差，被削減下來的電力需求在電源建設(shè)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(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，用電增速放緩，電力供需形勢逐漸逆轉(zhuǎn)。2018年，天津、江蘇、上海等地多次實(shí)施“填谷”需求響應(yīng)，由此可見需求響應(yīng)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(yīng)的首要目標(biāo)。同時，能源電力進(jìn)入低碳戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，無論是宏觀經(jīng)濟(jì)還是行業(yè)發(fā)展都呈現(xiàn)出新的態(tài)勢。秉承“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，能源電力轉(zhuǎn)型步伐加快，可再生能源大規(guī)模發(fā)展，這為電力需求側(cè)管理賦予了新的機(jī)遇和使命，電力需求側(cè)管理的工作重心從保障供需平衡向多元化目標(biāo)轉(zhuǎn)變。
當(dāng)前，電力需求響應(yīng)更多承擔(dān)著推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推動能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、促進(jìn)可再生能源消納、提高智能用電水平的任務(wù)，這一轉(zhuǎn)變深刻地反映了當(dāng)前我國生產(chǎn)關(guān)系與生產(chǎn)力的發(fā)展水平，可有效對應(yīng)我國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展特點(diǎn)。“在這種情況之下，‘電力需求側(cè)管理’這個名稱對于描述當(dāng)前需求側(cè)資源發(fā)揮作用的方式已經(jīng)不夠準(zhǔn)確，應(yīng)稱其為‘電力需求響應(yīng)’。‘電力需求響應(yīng)’和‘電力需求側(cè)管理’在管理上的本質(zhì)已發(fā)生了變化，‘電力需求響應(yīng)’亦可看作是廣義上的‘管理’范疇，但其管理的主要特點(diǎn)非強(qiáng)制性的行政手段，而是通過釋放市場信號驅(qū)動用戶自愿響應(yīng)。”王志軒說。
《需求側(cè)管理變革》一書中對通常意義上的需求響應(yīng)作出了定義：需求響應(yīng)是以智能電網(wǎng)為技術(shù)支撐，電力用戶根據(jù)電力市場動態(tài)價格信號和激勵機(jī)制，以及供電方對負(fù)荷調(diào)整的需求所自愿做出的響應(yīng)，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(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)整的需求，達(dá)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(yùn)行的目的。由以上定義可看出，需求響應(yīng)既要滿足負(fù)荷側(cè)需求，又要適應(yīng)供給側(cè)的特點(diǎn)，還要保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。隨著需求響應(yīng)所發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用越來越大，可緩解供應(yīng)側(cè)容量資源的壓力，減少供應(yīng)側(cè)、電網(wǎng)側(cè)尖峰的資源建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、推動能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。
“在每年迎峰度夏等負(fù)荷高峰期，通過開展需求響應(yīng)來實(shí)現(xiàn)削峰填谷、轉(zhuǎn)移負(fù)荷是既經(jīng)濟(jì)又高效的調(diào)節(jié)手段，有時候系統(tǒng)容量離尖峰負(fù)荷只差2%～3%，如果在規(guī)劃中需要供應(yīng)側(cè)、電網(wǎng)側(cè)根據(jù)最大負(fù)荷來配套建設(shè)相應(yīng)的機(jī)組、輸電線路和變電站容量，顯然邊際經(jīng)濟(jì)成本過高，效率水平過低。開展需求響應(yīng)，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(shè) 合理體現(xiàn)需求響應(yīng)價值
電力市場化改革的推進(jìn)、智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、需求響應(yīng)技術(shù)的革新，是推動需求側(cè)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(cè)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(fù)荷3%左右的需求側(cè)機(jī)動調(diào)峰能力”。從電力體制改革和能源轉(zhuǎn)型的趨勢來看，我國需求側(cè)資源可挖掘的潛力是相當(dāng)可觀的。
良好的市場機(jī)制是需求側(cè)資源逐步進(jìn)入市場、和其它供應(yīng)側(cè)的調(diào)節(jié)性資源共同參與競爭的基礎(chǔ)。但目前我國尚處于電力市場建設(shè)的初期，需求響應(yīng)參與市場的有效渠道相對有限，需求響應(yīng)的開展主要集中在分時電價、尖峰電價、可中斷負(fù)荷等方面，尚未形成多元化的終端能源消費(fèi)模式，用戶參與度不高，缺少有效的市場機(jī)制來充分挖掘需求側(cè)資源，并對需求響應(yīng)的價值予以合理體現(xiàn)。
王志軒認(rèn)為，我國電力市場正在加快建設(shè)之中，其中相應(yīng)的體制機(jī)制尚未成熟，在“十四五”期間，需求響應(yīng)需要配合電力市場建設(shè)進(jìn)程，探索建立常態(tài)化機(jī)制，完善價格和激勵機(jī)制，制定需求響應(yīng)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(cè)資源發(fā)揮作用。電力需求響應(yīng)要實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的價值，應(yīng)在價格機(jī)制、市場主體、平臺建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新等方面重點(diǎn)發(fā)力。
王志軒表示，在價格機(jī)制上，需求響應(yīng)電價應(yīng)是具有多樣性的電價機(jī)制，以體現(xiàn)公平為原則，在適應(yīng)市場需求的前提下，讓用戶有選擇供應(yīng)商、選擇價格的權(quán)利，同時兼顧電力企業(yè)的利益。我國目前需求響應(yīng)電價設(shè)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(shè)計上，這符合我國當(dāng)前的國情，等條件成熟后可以考慮向?qū)崟r電價過渡。
在市場主體方面，目前，電力需求響應(yīng)參與主體范圍小、互動性不強(qiáng)，實(shí)施主體主要是電網(wǎng)公司，響應(yīng)對象主要是工業(yè)用戶，在“十四五”期間，在充分發(fā)揮電網(wǎng)實(shí)施主體的作用，以及電網(wǎng)企業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、管理優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，需引入更多第三方的市場主體參與需求響應(yīng)，形成電網(wǎng)企業(yè)、電能服務(wù)機(jī)構(gòu)、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(shè)方面，需利用大數(shù)據(jù)、云計算、智能化、自動化等先進(jìn)技術(shù)，加快實(shí)現(xiàn)信息的交互與共享，一方面加強(qiáng)用戶用電的實(shí)時監(jiān)測，及時掌握負(fù)荷變化;另一方面通過大數(shù)據(jù)對用戶用電特性和行為進(jìn)行深度分析，為用戶優(yōu)化用電、參與系統(tǒng)運(yùn)行和市場競爭提供決策支持。
在技術(shù)創(chuàng)新方面，需重點(diǎn)關(guān)注與需求響應(yīng)相關(guān)的分布式技術(shù)、儲能技術(shù)、虛擬電廠等技術(shù)。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(cè)參與能源生產(chǎn)的重要支撐。分布式技術(shù)將用戶與電力生產(chǎn)、輸配環(huán)節(jié)有效銜接，改變了傳統(tǒng)電力供應(yīng)關(guān)系，為緩解需求側(cè)日益增長的電力負(fù)荷需求壓力，解決能源供需可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在矛盾提供了平臺;儲能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，可改變電能生產(chǎn)、輸送與消費(fèi)必須同步完成的傳統(tǒng)模式，在需求響應(yīng)中，除了各類通常意義上的儲能設(shè)備外，還應(yīng)充分調(diào)動蓄冷空調(diào)、儲熱式電熱水器、電動汽車、可暫時中斷用能的電力設(shè)備等具有儲能性質(zhì)的負(fù)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(xiàn)，主要用于需求側(cè)的有效節(jié)電，實(shí)際上，虛擬電廠技術(shù)可應(yīng)用于電源側(cè)的有效分配和管理分布式發(fā)電、儲能充放電與可控負(fù)荷。王志軒認(rèn)為，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在初期離不開政策支持，對于創(chuàng)新技術(shù)的突破、創(chuàng)新試驗(yàn)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(cè)資源 建設(shè)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(wǎng)的時代里，“靈活性”成為一個在電力系統(tǒng)中需要單獨(dú)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?xì)廨啓C(jī)占比較高，能夠更加有效地解決系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和可再生能源的大規(guī)模入網(wǎng)。
和國外能源轉(zhuǎn)型的歷程不一樣，西方發(fā)達(dá)國家步入工業(yè)化早于我國數(shù)百年，有足夠的時間讓社會發(fā)展平穩(wěn)進(jìn)階，讓發(fā)展中的問題逐一解決，因此，西方國家在能源轉(zhuǎn)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(diǎn)，使得我國需要在短期內(nèi)集中面對多重矛盾疊加的局面。我國目前的能源結(jié)構(gòu)仍然具有明顯的高碳特征，隨著應(yīng)對氣候變化壓力的日漸增強(qiáng)，低碳發(fā)展的急迫性和當(dāng)前高碳能源結(jié)構(gòu)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(yīng)對氣候變化的任務(wù)，在同一時期既要解決短缺問題，又要解決結(jié)構(gòu)問題，”王志軒說，“與此同時，我國能源電力經(jīng)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(jìn)行轉(zhuǎn)型，面臨的現(xiàn)實(shí)約束更大，這也是我國能源轉(zhuǎn)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(jìn)程開始較早，燃煤發(fā)電機(jī)組普遍老舊，即將退役，由可再生能源接替燃煤機(jī)組是一個既順應(yīng)低碳清潔大勢，又經(jīng)濟(jì)合理的發(fā)展路徑。而中國的煤電機(jī)組普遍服役時間僅為十多年，擁有一個非常年輕的煤電機(jī)組編制，但目前利用小時數(shù)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(jī)迅猛增長，發(fā)電成本持續(xù)下降，電源側(cè)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(jī)占比僅為6%，無論是比照發(fā)達(dá)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(yùn)行的需求，這一比例都是明顯偏低的。王志軒認(rèn)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(shù)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(yīng)側(cè)的靈活性電源建設(shè)成本，需求側(cè)資源要廉價得多，因此需求側(cè)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(wù)市場建立后，在調(diào)峰方面能夠發(fā)揮作用最快的是需求響應(yīng)。在需求側(cè)資源挖掘方面，我國目前做得還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠”，王志軒說，“但需要注意的是，即便是相對廉價的需求側(cè)資源，也要適度發(fā)展，合理把握需求響應(yīng)的調(diào)節(jié)幅度。無論是電力體制改革，還是能源轉(zhuǎn)型，都要根據(jù)國情來推進(jìn)，并兼顧轉(zhuǎn)型中的經(jīng)濟(jì)性和社會承受力。同時還要客觀認(rèn)識到，從系統(tǒng)對靈活性資源的需求來看，需求響應(yīng)所發(fā)揮的作用是相對有限的，需要同時推進(jìn)多種調(diào)節(jié)電源、調(diào)節(jié)方式的建設(shè)。”
目前，能源行業(yè)正處于急劇變革的階段，新技術(shù)、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，新的行業(yè)格局一觸即發(fā)。因此，王志軒認(rèn)為，對于需求響應(yīng)如何繼續(xù)推進(jìn)，需要將此命題放在一個動態(tài)的能源環(huán)境中進(jìn)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(cè)資源不可只基于眼前的發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)統(tǒng)籌全局、放眼長遠(yuǎn)，充分考慮到發(fā)展中的變量因素。隨著新基建的強(qiáng)勢起飛和“云、大、物、移、智”等新技術(shù)與電力系統(tǒng)不斷融合，將促使電力需求側(cè)管理逐步過渡到需求響應(yīng)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(gòu)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(yīng)已經(jīng)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(diǎn)的狀態(tài)，而是一個不斷實(shí)現(xiàn)的過程。供需耦合階段是否到來，取決于以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、以可再生能源為主體的能源互聯(lián)網(wǎng)是否進(jìn)入成熟階段。”
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