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中电联王志轩:电力需求侧管理起源及在中国的变革

北极星输配电网  来源:中国电力企业管理  作者:王志轩  2018/7/12 16:58:11  我要投稿  

由于深化改革需要一个过程,受传统体制的影响,能源电力转型在法规、政策、规划、标准间仍然存在不协调、交叉、重复甚至矛盾的情况。综合分析,一方面,生产关系的变革推动了电力供给侧、需求侧都朝着清洁、低碳、高效、节约以及市场化方向加快发展,同时,使DSM向DR加快过渡;另一方面,中国特色的DR市场机制作用还难以发挥主导性作用。

第三,从全社会用电水平看,虽然增速有所减缓,但绝对增量很大,全社会用电水平提高较快。在本世纪初中国还有近4100万无电人口,在2015年全部解决了最后20多万无电人口用电问题。全社会用电量由2012年的4.96万亿千瓦时,增加到2017年的6.36万亿千瓦时,5年共增加用电量1.4万亿千瓦时。2017年,全国人均用电量为4589千瓦时,比2012年的3676千瓦时,增加了913千瓦时,人均用电量已经超过世界平均水平。2017年人均生活用电量628千瓦时与世界平均水平比仍然偏低(据世界能源理事会2014年的统计,世界人均年生活用电量为739千瓦时)。

第四,从电力供需特点看,电力供需除在个别地域、个别时段有短缺外,整体平衡、富余,在供给侧表现出新能源电量消纳不足、煤电利用小时整体降低的特点。此阶段供需矛盾的变化是由供与需两方面共同造成,其中用电需求减少与经济新常态下经济增速降低和经济结构向低能耗方向调整的双重作用有关,而供应能力增强与体量巨大的火电发展惯性和新能源发电超高速增长的双重作用有关。从发电设备利用小时的变化可以明显看出,此阶段的电力设备利用率处于历史上低水平时期。2017年7月,16个政府部门联合颁布了《关于推进供给侧结构性改革防范化解煤电产能过剩风险的意见》,提出了从严淘汰落后产能、清理整顿违规项目、严控新增产能规模、加快机组改造提升、规范自备电厂管理、保障电力安全供应6项主要任务。

第五,从电源、电网特点看,电源结构向清洁化发展和智能电网发展为DR提供了客观需求和支撑平台。5年间,中国非化石能源发电比重提高很快,但消纳困难、补贴不足;煤电污染控制水平达世界先进,但亏损严重;电网输送能力有很大提升、技术水平部分领域世界领先,智能电网加快建设,微电网及分布式发电突起。针对弃风、弃光率严重问题,政府、电网、电源及用户共同努力加大解决力度,2017年,全国弃风率12%、同比下降5.2个百分点,弃光率6%、同比下降4.3个百分点。但是可再生能源补贴缺口仍然很大,据国家能源局数据,截至2017年底,累计可再生能源发电补贴缺口总计达到1127亿元,其中光伏补贴缺口455亿元(占比约40%)。由于中国电网调峰主力主要靠煤电,频繁的调峰使先进的煤电机组难以运行在合理工况下,不仅降低了能源效率,而且由于减少了利用小时数,也降低了经济效益,双重作用进一步增大了亏损。由于煤电在中国电力系统中起着重要的调峰作用,对于支持可再生能源转型具有重大作用,因此,解决好中国煤电发展和运行问题是中国DR机制设计中必须要解决的特殊性问题。

可再生能源消纳、智能电网、DR之间具有高度的关联性。2015年7月,国家发展改革委、国家能源局发布了《关于促进智能电网发展的指导意见》,对中国智能电网的范围、技术特性、应用目的、作用等进行了外延式定义;在指导思想、基本原则、发展目标方面提出了总体要求;明确了主要任务是网源协调、技术支撑、消纳新能源、多能互补、电网安全、强化DSM、电能替代、多元化用电、装备研发、标准国际化等;提出了组织协调、投资支持、电价机制、商业模式等保障措施。提出了智能电网的目标是:“到2020年,初步建成安全可靠、开放兼容、双向互动、高效经济、清洁环保的智能电网体系,满足电源开发和用户需求,全面支撑现代能源体系建设,推动中国能源生产和消费革命;带动战略性新兴产业发展,形成有国际竞争力的智能电网装备体系。”不难看出,中国特色的智能电网发展基本上包含了人们对能源电力转型的所有期望。《意见》明确,智能电网要促进“满足并引导用户多元化负荷需求。建立并推广供需互动用电系统,实施需求侧管理,引导用户能源消费新观念,实现电力节约和移峰填谷;适应分布式电源、电动汽车、储能等多元化负荷接入需求,打造清洁、安全、便捷、有序的互动用电服务平台。”可以说,智能电网就是实施DR的平台。

第六,从需求侧用电特点看,大数据、物联网、云计算、移动通讯、电动汽车、电能替代及能耗双控,使需求侧电力结构发生新变化。5年间,供电结构持续向第二产业用电减少的方向转变,第二产业、第三产业和城乡居民用电比重分别为70.6%、13.9%和13.7%;比2012年分别下降3.3个百分点、提高2.5个百分点和提高1.1个百分点。

中国特色的DR就是由以上6个要素的变化和互相影响,顺时而生、因地而行、因势而变。在实践中形成了在电力供应富余情况下、具有显著供给侧改革特点的DR政策体系。2012年10月,财政部、国家发展改革委联合发布了《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》,提出了财政补贴主要是促进解决电力短缺(平衡)和节能减排问题,将“能效电厂”等技术的“永久性”节约与“需求响应”的“临时性减少”区分开来,区别了不同地区的奖励水平等3个方面的要求,体现了初期“需求响应”作用和部分内涵。这个政策出台,表明了政府在电力负荷管理上,由行政型手段向DR所需要引导型、激励型政策工具转变。

随着情况的不断变化,DR在探索实践中不断发展,据媒体报道,上海于2014年夏季开展了中国首个需求响应城市试点项目。共有64个用户参与了试点项目,包括31家工业用户和33家楼宇用户。参与用户经过核查,每削减1千瓦的用电能够获得2元钱的电费扣除补偿。此外,黄浦区政府还额外提供了每千瓦2块钱的补贴。参与用户在谷电时的用电量由30%增长到了47%。同时,用电高峰时段从晚上7时到9时错后至了10时以后的谷电时间。2015年6月江苏省经济和信息化委员会联合江苏省物价局制定了《江苏省电力需求响实施细则(试行)》,体现出实施负荷管理由行政手段向市场化转变。据《中国电力报》报道,2015年 8月4日,江苏省成功实施了首次全省范围的电力需求响应,约定负荷162.74万千瓦,实际减少负荷165.77万千瓦。但是总体来看,上海、江苏的DR基本上虽然是电力供应相对不足时的措施,但是在智能化技术的支撑下,加大了市场机制的作用,更多体现了用户的自愿性和经济激励手段,与DR的基本内涵是相通的。通过电力需求侧管理城市综合试点,2015年4月,国家发改委、财政部印发了《关于完善电力应急机制做好电力需求侧管理城市综合试点工作的通知》,文件中明确提出了采用电力需求侧管理有利于消纳可再生能源的作用,明确了“以更加市场化的方式保障电力供需平衡为吸引用户主动减少高峰用电负荷并自愿参与需求响应,可以制定、完善尖峰电价或季节电价”的政策。据国家发改委文件(发改运行规〔2017〕1690号)显示,在2012~2016年,电网企业积极采取措施促进自身节电和开展社会节电,累计节约电量553亿千瓦时,节约电力1268万千瓦,比目标任务分别超额完成131亿千瓦时和359万千瓦。

2017年9月20日,国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、住房城乡建设部、国务院国资委、国家能源局等六部委联合印发了《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》(发改运行规〔2017〕1690号),同时发布了《电力需求侧管理办法(修订版)》。通知中明确提出,电力供大于求的形势越发明显,DSM的工作重心需从保障供需平衡向多元化目标转变;DSM是供给侧结构性改革的重要内容;在重点工作中提出,要推进电力体制改革实施电能替代,促进可再生能源消纳,提高智能用电水平等。修订后的《电力需求侧管理办法》与修订前相比,对DSM进行了重大的改革。

从文件内容看,DSM增加了“促进可再生能源电力消费、减少污染物和温室气体排放,实现节约用电、环保用电、绿色用电、智能用电、有序用电”的内涵。在实施主体上,将电网为主体扩大到“电网企业、电能服务机构、售电企业、电力用户是电力需求侧管理的重要实施主体”。从外延上看,DSM扩展到“支持电网企业会同电力用户探索建设大规模源网荷友好互动系统,有效平抑可再生能源带来的波动,提升电网‘源’‘荷’互补能力,助力可再生能源大规模替代化石能源。”从DSM的进一步发展看,提出了通过智能用电创新用电管理模式,培育电能服务新业态,提升电力需求侧管理智能化水平的要求。由上可见,变化了内涵的DSM虽然仍然保留了DSM名称,但实际内容已经发展了很大变化,标志着中国DSM进入了DR发展阶段。

但是,中国离国际上通行意义的DR机制还有一段距离。由以上分析可知,中国DR的应用在2012年之后已有萌芽,这主要得益于中国智能电网的建设、电力市场化改革的推进以及从解决可再生能源消纳问题的具体实践。可以看到,在电力体制改革方案中和一系列解决可再生能源的政策文件中都有不同程度的DR的影子。但是,与发达国家比,DR在中国也只能说在是初步发展阶段。一是,相关项目试点工程的实施主要是立足国内现状,基于电网企业相关业务应用系统建设需求响应平台,通过招募负荷集合商(load aggregator,LA)等对电力用户侧负荷资源进行统一调控。二是,中国需求响应机制和项目设计,多数情况下由政府主导,参与用户以工商业用户为主。可以说中国离国际上通行意义的DR机制还有很大一段距离。主要原因是中国的市场机制还很不完善,使建立在市场机制之上的DR难以施展全部本领。因此,从问题导向来看,DR仍然是当前和未来数年解决中国电力发展中重要矛盾的重要手段(上篇完,未完待续)。本文刊载于《中国电力企业管理》2018年06期,作者系中国电力企业联合会专职副理事长)

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