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新形势对电力需求侧管理的影响及政策创新探讨(全文)

北极星输配电网  来源:电力法律人茶座  作者:张素芳等  2019/10/18 10:52:31  我要投稿  

北极星输配电网讯:摘要:电力需求侧管理引入我国已近三十年,但发展效果并不理想,体现在:电力用户响应普遍不足,电网企业积极性不高,电能服务机构作用有限。2014年以来,我国电力需求侧管理外部环境发生了重大变化:国家推动能源革命、经济发展进入新常态、可再生能源和能源互联网快速发展以及新一轮电改启动。本文认为新形势下,我国电力需求侧管理应创新发展思路,应同时使用“无形的手”和“有形的手”,应完善对电力用户的电价政策和奖励政策,在提高对电力用户奖励力度的同时,强化约束性政策,倒逼企业参与电力需求侧管理,提高电力用户信息化水平,鼓励能源服务机构对需求侧管理技术的研发与创新。

(来源:微信公众号“电力法律人茶座”ID:dlflrcz 作者:张素芳等)

一、电力需求侧管理研究现状

电力需求侧管理最初由美国学者C. W. Gellings于1981年提出,它改变了传统规划中,单纯以供应满足需求的思路,将需求侧节约的电力和电量也视为一种资源,供给方与需求方两种资源综合比较,按最小费用的原则寻求优化方案,使其产生最大的社会效益及经济效益。国内外大量研究认为,由于供给侧发电设备及电网的构建相对于电力需求的增长总是存在相应的时滞,不能很好地满足大型电力企业的调度需求,因此为了维持电力供需平衡,不能仅从电力供给侧着手,更应从电力需求侧入手进行规划管理活动。

张茂群(2008)在国外需求侧管理的研究基础上,对我国的需求侧管理现状进行了研究,研究表明:我国电力需求在稳步增长的同时却也伴随着能源约束的不断增强,仅依靠传统供电模式不足以满足社会用电需求与电网运行的稳定性,所以需在国内发展电力需求侧管理。

杜滨(2011)经过实证研究后指出,电力公司可通过相应的电价激励政策引导用户进行合理的用电规划,从而确保电力基础设施建设在满足潜在用电需求的情况下效能最高。

胡兆光(2012)对我国电力企业需求侧管理的实施情况进行了调查,发现电力需求侧管理在削峰填谷与节能减排方面有重要作用。

王志轩(2018)对中国需求侧管理的变革做了定性研究,认为中国能源电力发展不平衡与不充分,供给侧与需求侧都需要深化改革,其中需求侧管理的变革不应退回到以前解决短缺为主的阶段,而是要向解决低碳化和供需双侧多样化需求平衡的方向发展。

来凤奎(2018)指出我国需求响应已取得了较大进展。但由于多种条件所限,我国需求响应实施在技术、机制等方面还存在一些问题和障碍,特别是在需求响应作为互动资源系统运行方面与发达国家还存在一定差距。

蔡建华(2019)对陕西省宝鸡市的电力需求侧管理研究后认为,我国现阶段的需求侧管理存在以下两方面问题,一是相关部门对开展电力需求侧管理的意义认识不够;二是需求侧管理技术支持及后续节电监测环节缺失。

现有文献为本文的研究提供了很好的参考。但是,这些文献对我国电力需求侧管理面临的新形势,以及新形势下我国电力需求侧管理如何进行政策创新的研究较为缺乏。本文拟对这两个问题进行较深入分析,以期填补现有研究的不足。

二、我国电力需求侧管理存在的主要问题及原因

自1990年代初以来,我国陆续出台了20余部电力需求侧管理相关法律法规。其中,最有代表性的是《关于加强电力需求侧管理工作的指导意见》(2004年),《电力需求侧管理办法》(2010年),《关于做好工业领域电力需求侧管理工作的指导意见》(2011年),以及《电力需求侧管理城市综合试点工作中央财政奖励资金管理暂行办法》(2012年),《工业领域电力需求侧管理专项行动计划(2016-2020年)》(2016年),《关于深入推进供给侧结构性改革做好新形势下电力需求侧管理工作的通知》(2017年),《关于提升电力系统调节能力的指导意见》(2018年)七部。

这些政策确立了我国电力需求侧管理的组织体系、奖励政策及资金来源。广东、河北及江苏等省开展的多种需求侧管理示范项目,北京、苏州、佛山、唐山等四城市开展的电力需求侧管理城市综合试点工作,都进行了有益探索,积累了一定经验,取得了一些成果。

但是,总体来看,我国电力需求侧管理工作效果不理想。表现在:

第一,电力用户响应普遍不足。主要原因是现有政策激励力度不足。由于电费在企业生产总成本中占比不高造成电力用户节电意识不强,以及电力用户信息技术能力较弱等;

第二,电网企业积极性不高。主要原因:电网企业赚取售电价与购电价差的盈利模式,近些年电力供需矛盾缓解甚至供过于求,电网企业高峰时段减少,电力负荷的压力减弱;

第三,电能服务机构作用受约束。主要原因:电能服务机构法律地位不明确、对电能服务机构支持不足、电能服务机构自身能力较弱。

可见,电力用户与电网企业两大主体参与电力需求侧管理的动力不足,造成对电力需求侧管理的内在需求缺乏,以及能源服务机构作用受限,是影响我国电力需求侧管理工作开展的主要原因。

三、新形势及其对电力需求侧管理的影响分析

(一)电力需求侧管理面临的新形势

2014年以来,我国电力需求侧管理外部环境发生了五个方面的重大变化:

一是,中央提出了推动能源革命,即能源消费革命(抑制不合理能源消费)、能源供给革命(建立多元供应体系)、能源技术革命(带动产业升级)和能源体制革命(打通能源发展快车道);

二是,我国经济发展进入了新常态,主要表现为:经济发展正从高速增长转向中高速增长,从规模速度型的粗放增长转向质量效率型的集约增长;

三是,以风电、太阳能为代表的可再生能源的发展,给基于传统能源生产构建的我国电力系统带来了严峻挑战;

四是,能源互联网的发展。可以充分、广泛并有效地利用分布式可再生能源的、满足用户多样化电力需求的能源互联网的发展,使各参与主体既是“生产者”,又是“消费者”,颠覆了传统的以生产顺应需求的能源供给模式;

五是,新一轮电力体制改革启动。以“三放开,一独立”(放开输配以外的经营性电价、放开公益性调节以外的发电计划、放开新增配售电市场以及交易机构相对独立)为主要内容的新一轮电力体制改革,将使我国电力体制向市场化方向推进。

(二)新形势对电力需求侧管理的主要影响分析

1.能源革命以及经济新常态

对电力需求侧管理的影响分析

能源是重要的环境污染源,我国既是“发展中的大国”,又是“人均资源拥有小国”,同时也是“资源利用低效国”。由于能源利用效率低和以煤、石油为主的能源结构,导致环境污染很严重。煤炭消费量大、使用方式不清洁,是我国大气污染的重要来源。2014年11月颁布的《关于国家应对气候变化规划(2014-2020年)》明确提出,到2020年实现单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40-45%、非化石能源占一次能源的比重达到15%;中国在中美关于应对气候变化联合声明中承诺,将在2030年左右使二氧化碳排放达到峰值,且非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。而目前我国能源转型的状况不尽如人意,能效水平与世界水平相距甚远。随着能源革命的推进以及经济进入新常态,以提高能源效率、改变用电方式为主要内容的电力需求侧管理的紧迫性凸显。国内外的实践经验表明,电力需求侧管理不仅是解决电力供需矛盾的重要途径,而且是节能减排工作以及应对环境污染和气候变化的关键措施。

2.可再生能源快速发展

对电力需求侧管理的影响分析

解决我国能源与环境的矛盾,要以开发清洁与可再生能源为最有效的解决出路。但是,大规模可再生能源接入给电力系统带来极大挑战,使潜力大、成本低的需求侧可控资源,在平抑可再生能源间歇性和维持系统功率平衡中的重要性陡增。可再生能源电力与传统化石能源电力有很大不同:一方面,可再生能源电力固有的间歇性、不稳定性,使其具有不可控性;另一方面可再生能源电力边际成本为零,即多发电成本并不会相应增加,或者说,少发电并不能相应地节能。弃风、弃光等于是白白浪费电力。

随着我国经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,可再生能源发电作为最理想的电能资源,其高效、便捷、清洁、安全等特点,使得可再生能源占终端能源消费的比重不断上升。从长远来看,经济、社会的发展对可再生能源的需求必将大幅增加。在发展可再生能源电力的情况下,化石能源电力在不断减少,能为可再生能源提供辅助服务的火电不断减少。因此,电力需求侧管理不再只是简单的削峰填谷,减少峰谷差,将日负荷曲线拉成一条直线,而是要让电力需求变为柔性需求,适应风电、光伏等可再生能源发电,即在风电、太阳能光伏发电时,使用电能,在风电、太阳能光伏不发电时停止用电。由此看出需求侧管理对解决可再生能源入网的内在缺陷大有裨益。

3.能源互联网以及电力市场化改革

对电力需求侧管理的影响分析

能源互联网以及电力市场化改革的推进,正在为能源服务机构带来新的商业机会,并改变电力需求侧管理运作条件和模式。随着能源互联网以及电力市场化改革的推进,我国正在借鉴美国、英国、德国等发达国家需求侧管理的发展经验,构建一个能充分表达电力市场各主体供给和需求信息,并通过各参与主体所提供的交易或服务信息,撮合包含需求侧资源在内的各方进行线上或线下能源交易或服务的能源互联网平台。电力需求侧管理将从传统的节能手段转化为新兴的发电资源,迸发出更大的活力。由此传统的以生产顺应需求的能源供给模式将被彻底颠覆,处于能源互联网中的各个参与主体都既是“生产者”,又是“消费者”,互联共享正在成为新型能源体系中的核心价值观。

四、新形势下电力需求侧管理思路及政策创新建议

解决电力用户和电网企业参与积极性的问题,是电力需求侧管理需要解决的最基本问题,没有这两个重要主体的参与,电力需求侧管理便失去了存在的基础。而解决这个问题的关键是改变将“电力需求侧管理”中的“管理”等同于“行政管理”的传统思维。事实上,电力需求侧管理一词的英文是"Demand-side Management",而不是"Demand-side Administration",前者的意思是电力需求侧(资源)的经营(管理),后者的意思是电力需求侧(资源)的行政管理。

因此,如同经营市场经济条件下其他资源,电力需求侧(资源)的经营也必须同时使用“有形的手”和“无形的手”两种管理手段。也就是说,既要通过政府运用财政政策、法律法规等行政手段,对电力需求侧(资源)的经营活动进行干预和调节,也要发挥价格、供求、竞争机制的作用,协调电力需求侧管理主体的利益关系,诱导其经济行为,使其在利益的驱使下按市场导向调整资源。为此,本文提出以下具体创新性政策建议。

(一)完善对电力用户的电价政策和奖励政策

1.完善电价政策

电价政策是改变电力用户用电行为的重要政策,是重要的市场手段。我国电力需求侧管理中虽然已使用了这种手段,但并未有效地发挥其作用,影响了电力用户参与电力需求侧管理的积极性,主要原因是我国现有电价政策不合理。例如,全国各省市的峰谷电价差偏小,基本在3:1到5:1之间,具体价差分布在1. 14元/千瓦时到0. 43元/千瓦时之间,其中北京市的峰谷价差最高,平均为1. 14元/千瓦时,其次分别是江苏省、广东省与浙江省,价差分别约为0. 86元/千瓦时、0. 82元/千瓦时与0. 81元/千瓦时,峰谷价差最小的三个地区是上海市、云南省(丰水期)及宁夏回族自治区,价差分别为0. 47元/千瓦时、0. 45元/千瓦时与0. 43元/千瓦时。由于用电价差偏小,用户参与电力需求侧管理的收益(即节省的电费)不足以补偿其成本(即用户调整作息时间而产生的成本)。在美国,峰谷电价之比高达10:1,极大地刺激了电力用户参与电力负荷管理、实施移峰填谷项目的积极性。

因此,建议拉大峰谷电价差,综合考虑包括电厂、电网、终端用户三方在内的成本与收益。在对发电侧的折旧费用、财务成本,电网侧的购电成本、供电成本、网损成本,用户侧的效用损失及各自收益进行深入分析的基础上,尽可能的寻找到一个使整体效用最大化的方案从而确定具体峰谷电价。

2.完善奖励政策,提高对电力用户的奖励力度

国家对北京、苏州、佛山、唐山等四城市实施采取的基于激励的需求侧响应政策规定“通过实施能效电厂和移峰填谷技术等实现的永久性节约电力负荷和转移高峰电力负荷,东部地区每千瓦奖励440元,中西部地区每千瓦奖励550元;对通过需求响应临时性减少的高峰电力负荷,每千瓦奖励100元。”根据我们对相关企业的调查,此奖励额难以弥补电力用户因实施电力需求侧管理,转移负荷或中断负荷的损失。

此外,试点城市对实施需求响应的用户的奖励标准也偏低。例如,北京市按照响应时间(24小时、4小时、30分钟)签订合同,奖励标准分为三档,分别为80元/千瓦、100/千瓦、120元/千瓦。据了解,用户认为奖励标准,尤其是80元/千瓦的奖励标准偏低,没有积极性。

建议未来建立市场化的奖励确定机制,采用市场化手段,如通过一定的需求侧竞价来确定奖励标准,使奖励标准确定达到资源优化配置的效果。为此,目前应着手改进信息化建设水平、提升电力用户参与意识、帮助电能服务机构(负荷集成商)提高运营能力。

(二)强化约束性政策,倒逼企业参与电力需求侧管理

我国电力需求侧管理相关政策文件中,几乎没有任何约束性政策,这是造成电力用户(尤其是电费在其生产总成本占比小的电力用户)缺乏参与电力需求侧管理积极性的另一重要原因。为此,我们建议大幅提高能耗超标企业的销售电价。近些年,我国出台了一系列激励政策,推动分布式太阳能光伏发电的发展,但政策实施效果却不尽如人意,其中一个重要原因是补贴政策对业主激励不足,业主缺乏积极性。比如,我们的调研发现,某大型工业企业向分布式光伏发电系统开发商提供厂房屋顶资源,获得9折电价优惠,全年节省电费为8万元。对于这个产值几百万元的企业而言,区区8万元微不足道,企业因此缺乏积极性。因此,建议实施强制性的约束政策,倒逼企业采用分布式光伏发电等新能源发电形式。

此外,应尽快制定“气候变化法”,将二氧化碳管理纳入国家法律体系,建立有效的奖惩制度。加快推进全国统一碳交易市场的建立,也是倒逼企业参与电力需求侧管理的有效办法。2017年12月,我国开始启动全国碳交易市场的建设工作。目前,应重点研究如何科学确定企业排放权数量。因为排放权数量过大,会使区域内碳排放超过环境容量,并使排放权交易价格偏低,甚至无价,交易无法开展;排放权数量过小,会使排污权交易价格过高,可能造成排污成本超过社会经济技术承受能力,导致排放者不购买排放权或出现偷排等行为。

(三)提高电力用户信息化水平,为需求侧管理提供良好技术基础

电力需求侧管理的主要经济手段,主要有制定峰谷分时电价、可中断负荷电价、季节电价等多种定价策略。这些策略可以引导用户转移或减少用电量,以达到负荷管理的目的。然而随着分布式电源、虚拟电厂与分布式能源互联网等新兴技术的发展,电力需求侧管理将不仅局限于负荷管理,而会更多的作为新兴发电侧资源参与电力市场竞价。但无论如何发展,需求侧管理的本质是立足于用户的需求之上,只有在用户信息化水平足够的情况下,相关部门才能通过技术手段了解用户的电力需求,从而有的放矢地引导用户进行需求响应。为此,电力需求侧管理主要应解决数据采集(数据挖掘)、数据处理、数据分类编码标识及指标体系及评价方法四大类问题,而解决这些问题的关键是提高电力用户的信息化水平。

在用户信息收集方面,相关机构至少需对电力用户种类、用户主要用电时段与峰谷电量需求进行基本的信息化识别。若想进一步提高用户信息化水平,电能服务机构则须通过用户安装的电力监控终端,对每个电力用户的实时电耗、整点电量、累计月耗电量、已购电费(电量)、剩余电费(电量)进行实时采集和监控,以准确掌握用户的用电信息,在系统上对相关信息整合处理,实现用户信息的资产化、可视化与共享化,从而为高水平的电能服务提供技术支撑。此外,电力用户也可通过智能计量随时了解自身的用电负荷、电量消费、剩余电量(电费)、峰谷电价时段及各时段的分时或实时电价,对需求侧管理实时反馈,合理转移与分配用电时间,节电降费,提高企业的经济效益。

因此,应采取政策和措施,加快电力用户信息化建设进程,提高电力用户信息化水平,为电力需求侧管理打下良好基础。为此建议:

第一,工信部对新建电力需求侧管理项目的信息化建设提出明确的政策性要求;

第二,首先加快高耗能企业信息化的改造和建设,加强对其用能设备的监控;

第三,规范电力需求侧管理平台相关技术标准;

第四,电能服务企业应协助用户企业提高信息化水平。

(四)建立对能源服务机构的奖励政策,鼓励科技研发和创新

随着电力市场化的推进,以及售电市场的放开,电力需求侧管理正在走向市场化。由此,能源服务机构将在电力需求侧管理中发挥重要作用。技术创新是能源服务机构壮大能力,提高实力的重要途径。而能源服务机构进行技术创新和平台建设,需要大量的资金投入。例如,我们的调查发现,为研发需求侧服务管理平台,某能源服务企业重金聘请高科技人员,所耗费用高达4000万—5000万元人民币。

因此,建议国家建立创新奖励制度。对研发投入比重大,且在需求侧管理技术(包括平台建设等)方面取得创新性成果的企业给予重奖,以此鼓励更多的企业加大研发投入,降低企业创新成本。奖励对象不能“撒胡椒面”,家家企业都有份,起不到真正的激励作用。应将资金用于扶持少数重点企业,要“稳、准、狠”。

(五)建立对电网企业的激励和约束政策

尽管新电改后电网企业的收入与售电量“脱钩”,电网企业不再受售电量的羁绊。但是,在电网企业收取“过网费”的盈利模式下,政府仍应创建有效的绩效奖励机制,鼓励电网企业开展电力需求侧管理。建议国家对电网企业在2011年提出的能效义务目标的现有基础上,预先规定电网企业能效指标,完成指标者将获得奖励。

另一方面,由于用户用电数据是电能服务机构(负荷集成商)实施需求侧管理工作的重要条件,而目前相关法律法规中缺乏对电网企业公开电力用户用电数据义务的规定。因此,建议在相关法律法规中,明确规定在不违背国家《保密法》的前提下,电网企业必须公开电力用户用电数据的义务。

(六)加强新能源与储能技术在电力需求侧管理中的应用

新能源与储能技术作为未来能源互联网的核心技术,将对调节电力负荷、节能减排发挥巨大作用。目前电力需求侧管理政策对其考虑不足,关键原因是传统需求响应只针对用户用电高峰期单向降低总用电负荷进行奖励。在激励政策中可考虑新能源与储能技术应用,在不降低用户用电负荷情况下降低对电网供应电力的需求,从而起到传统电力需求响应的作用,并促进新能源的发展。

五、结论

新形势将对我国电力需求侧管理产生影响。新形势下,我国电力需求侧管理应创新发展思路,加强政策创新,应采取“胡萝卜+大棒”手段,使相关主体从“政府要我参与”转变为“我必须参与”和“我要参与”电力需求侧管理。相关主体有了内生需求,电力需求侧资源经营有了需求方,需求资源管理才能有市场。为此,应强化“压力”和“激励”机制。应创新财政投入方式,提高财政资金绩效,对电力用户、电网企业以及能源服务机构参与电力需求侧管理活动提供有效的激励,科学确定激励内容和激励力度。

本文作者为:

张素芳,女,华北电力大学教授,研究方向:能源与经济政策;

陈文君,女,华北电力大学讲师,研究方向:电力工程管理;

黄韧,男,华北电力大学研究生。

文章来源:《华北电力大学学报(社会科学版)》2019年第3期。

原标题:新形势对电力需求侧管理的影响及政策创新探讨

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