自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)(NRDC)高級(jí)政策研究分析師劉明明

　　2019年5月18-20日，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)”，自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)(NRDC)高級(jí)政策研究分析師劉明明在會(huì)議上發(fā)言。

　　以下為發(fā)言實(shí)錄：

　　自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)(NRDC)高級(jí)政策研究分析師劉明明：很榮幸能在這里跟大家分享一下近期研究成果和政策的梳理，剛才楊主任需求側(cè)響應(yīng)和需求側(cè)資源做了很詳細(xì)的介紹。剛才很多專家做了詳細(xì)技術(shù)的介紹，重點(diǎn)從宏觀政策的方面進(jìn)行一些梳理，很多結(jié)合國(guó)際的形勢(shì)，可能有一些內(nèi)容不太適合中國(guó)現(xiàn)有一個(gè)情況，只是說(shuō)跟大家分享一下我最近的一些心得。

　　我是來(lái)自自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)，我們是一個(gè)成立70年代公益環(huán)保組織，在中國(guó)是從上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)展工作，需求側(cè)管理項(xiàng)目第一個(gè)啟動(dòng)項(xiàng)目，跟蘇州一起啟動(dòng)項(xiàng)目，目前四個(gè)領(lǐng)域的工作，自然資源保護(hù)、野生生態(tài)環(huán)境保護(hù)，氣候變化與能源、環(huán)境治理和可持續(xù)發(fā)展。在2015年的時(shí)候結(jié)合國(guó)家推出需求側(cè)綜合管理試點(diǎn)項(xiàng)目，包括北京、蘇州、佛山、唐山開(kāi)展了需求側(cè)響應(yīng)的工作。在工作過(guò)程當(dāng)中，我們發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐的時(shí)候遇到很多的問(wèn)題，大家對(duì)這個(gè)市場(chǎng)充滿憧憬，但是面臨很多的困惑，下面做一些簡(jiǎn)單的介紹。分為四個(gè)內(nèi)容：

　　電力系統(tǒng)正在經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)型。這是昨天和今天的電網(wǎng)，可以看出電網(wǎng)從輸電、配電、居民用戶進(jìn)行消費(fèi)，可以看出電流是一個(gè)單向的流動(dòng)，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，可再生能源、儲(chǔ)能和用戶側(cè)電表的出現(xiàn)這個(gè)趨勢(shì)正在發(fā)生改變。電流不僅僅是一個(gè)單向的流動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)從一些用戶側(cè)、儲(chǔ)能側(cè)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行了一些反饋。所以說(shuō)電網(wǎng)正在經(jīng)歷的轉(zhuǎn)型，是從電流的單向流動(dòng)向雙向流動(dòng)的轉(zhuǎn)變。

　　最新的趨勢(shì)還有一個(gè)最顯著的特點(diǎn)大規(guī)模可再生能源接入電網(wǎng)，這個(gè)曲線得到很多人的關(guān)注。風(fēng)能和光伏的加速發(fā)展正在重塑電力系統(tǒng)發(fā)電潛力，我們可以看出這個(gè)圖上的藍(lán)色，凈負(fù)荷曲線就是說(shuō)用電負(fù)荷曲線減去風(fēng)光之后的出現(xiàn)負(fù)荷變化的情況，可以看出隨著可再生能源加入越多，本來(lái)下午的時(shí)段是用電高峰的時(shí)期，因?yàn)樘鞖獾囊蛩貙?dǎo)致可再生能源處理很高，出現(xiàn)下降的情況。下午的這個(gè)時(shí)段風(fēng)光逐漸退出電網(wǎng)，導(dǎo)致用電需求出現(xiàn)一個(gè)高峰，現(xiàn)有日負(fù)荷曲線雙峰雙谷的情況不太一致。預(yù)計(jì)電力系統(tǒng)可再生能源占比比例將當(dāng)前25%上升到40%左右，隨著比例的逐年的增加，這種現(xiàn)象更多的典型。可再生能源是一種間歇性特征，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　另外一個(gè)趨勢(shì)多樣化需求側(cè)資源正在接入配網(wǎng)，需求側(cè)資源呈現(xiàn)多樣化發(fā)展，包括提到儲(chǔ)能、分布式、需求響應(yīng)、電動(dòng)汽車，各國(guó)制定電動(dòng)車為發(fā)展目標(biāo)，電動(dòng)車大規(guī)模給城市配網(wǎng)帶來(lái)一些挑戰(zhàn)，也帶來(lái)靈活性。

　　靈活性是電力系統(tǒng)的新主張，包括這一些負(fù)荷曲線發(fā)生的變化，這種情況下，在高比例可再生能源情景下需求響應(yīng)的不同的角色。我們可以看出，在這種負(fù)荷的時(shí)段需求側(cè)資源可以進(jìn)行填谷，在峰荷進(jìn)行削峰，還可以進(jìn)行爬坡速率的改變，可以看出需求側(cè)資源，可以幫助電網(wǎng)應(yīng)對(duì)可再生能源帶來(lái)這種挑戰(zhàn)。

　　需求側(cè)資源在傳統(tǒng)上供電計(jì)劃的時(shí)候，首先是從用戶側(cè)、發(fā)電側(cè)進(jìn)行入手，包括新建發(fā)電電廠，新建輸電線路。需求側(cè)資源開(kāi)發(fā)提供更有效的解決手段。用最低的成本有效方式滿足供電需求，可以簡(jiǎn)單看一下，對(duì)于日負(fù)荷曲線來(lái)說(shuō)，靈活性需求側(cè)資源可以平滑負(fù)荷曲線，來(lái)自三個(gè)產(chǎn)業(yè)的手段，熱水器、空調(diào)、電動(dòng)車，這些都可以削峰填谷需求側(cè)曲線中發(fā)揮很重要的作用。

　　需求側(cè)資源的種類，做一個(gè)大概的梳理。需求側(cè)資源最主要的能效項(xiàng)目，能效項(xiàng)目推了很多年，所謂能效電廠項(xiàng)目，用戶側(cè)減少能源消費(fèi)的技術(shù)和行為，照明，升級(jí)制冷和供熱系統(tǒng)，以及家電電極等，是永久性負(fù)荷削減，定向的能效項(xiàng)目可以減少系統(tǒng)峰荷降低。需求響應(yīng)基于特定的系統(tǒng)條件和市場(chǎng)激勵(lì)而作出的負(fù)荷變化的響應(yīng)，由用戶、第三方或電力公司直接控制的。包括智能家電、照明、智能充電臨時(shí)性的調(diào)整。可以看出是一種臨時(shí)性的負(fù)荷調(diào)整，它供電充裕的時(shí)候可以幫助消納電量，在高峰的時(shí)候可以減少負(fù)荷。

　　分布式能源也是最近發(fā)展勢(shì)頭比較猛的，包括小型發(fā)電機(jī)組，分布式光伏。這一種最大特點(diǎn)跟配網(wǎng)相連的，發(fā)電電源，在用戶側(cè)配網(wǎng)側(cè)可以作為需求側(cè)來(lái)進(jìn)行管理。儲(chǔ)能不多作介紹。

　　需求側(cè)資源的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)于終端用戶來(lái)講，在他家里可以裝上太陽(yáng)能光伏，大概3-4千瓦，小型的風(fēng)電，還有照明、需求響應(yīng)的家電，還有儲(chǔ)能系統(tǒng)。通過(guò)這一系列的組合，可以幫助這個(gè)家庭提供更多樣的有價(jià)值的服務(wù)，這可能是未來(lái)需求側(cè)資源應(yīng)用的典型案例。需求側(cè)資源介紹這么多，它的優(yōu)勢(shì)經(jīng)介紹過(guò)，經(jīng)濟(jì)性避免和延緩輸電系統(tǒng)和發(fā)電量的投資，以及降低用戶電費(fèi)賬單。最大的特點(diǎn)是靈活性，靈活性最新的電網(wǎng)提出新的主張，包括它的快速爬坡能力，吸收和轉(zhuǎn)移多余發(fā)電量，維持電壓和頻率的平衡。環(huán)保型，避免調(diào)度一些低效、不環(huán)保機(jī)組，排放很低。

　　需求響應(yīng)資源的潛力，通常可以占到峰荷15%。據(jù)IEA預(yù)測(cè)，2050年歐盟地區(qū)需求響應(yīng)潛力將達(dá)到很大規(guī)模了。在工業(yè)、服務(wù)業(yè)、居民、交通有不同的響應(yīng)手段。右上邊這個(gè)圖，IEA前一陣子公布需求響應(yīng)的成本的供應(yīng)曲線，可以看出在工業(yè)、居民、服務(wù)業(yè)、交通領(lǐng)域都有不同的手段去提供這種需求響應(yīng)的能力，成本很低的。最左側(cè)的資源，包括熱水器、暖通空調(diào)其實(shí)都有很大的潛力。

　　下面我來(lái)介紹市場(chǎng)價(jià)值之前，介紹一下市場(chǎng)種類。市場(chǎng)種類這一個(gè)分為長(zhǎng)期、中期、短期的市場(chǎng)。深藍(lán)色表示基本上所有電力市場(chǎng)具備的元素，淺藍(lán)色并不是所有的具備，長(zhǎng)期來(lái)看，有針對(duì)容量的容量市場(chǎng)，針對(duì)能量的有一個(gè)遠(yuǎn)期日內(nèi)市場(chǎng)、日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)，針對(duì)備用有一個(gè)輔助服務(wù)市場(chǎng)。這一攬子的市場(chǎng)組合滿足長(zhǎng)期、短期、中期負(fù)荷發(fā)電的需求。

　　電能量市場(chǎng)，出售電能，單位是千瓦時(shí)，中國(guó)正在建立恩電能量的市場(chǎng)，和現(xiàn)貨市場(chǎng)的建立。容量市場(chǎng)，購(gòu)買一定的電力資源，來(lái)滿足未來(lái)一定期間內(nèi)的電力需求，從而保證電網(wǎng)長(zhǎng)期可靠性。隨著可再生能源發(fā)電的增加，由政府引入的一種確保電力供需長(zhǎng)期平衡的一種機(jī)制。有一些國(guó)家實(shí)施，證明行之有效的機(jī)制。

　　輔助服務(wù)市場(chǎng)，維持輸電系統(tǒng)在輸送電力的過(guò)程中始終穩(wěn)定可靠運(yùn)行，電壓和頻率維持一定的范圍。

　　需求側(cè)資源電能量市場(chǎng)，作為負(fù)荷參與能量市場(chǎng)，對(duì)動(dòng)態(tài)的電價(jià)作出響應(yīng)。參與的方式大工業(yè)直接參與批發(fā)市場(chǎng)進(jìn)行交易。小用戶不能直接參與，通過(guò)負(fù)荷集成商進(jìn)行參與。特點(diǎn)，能量市場(chǎng)電價(jià)比較低的，不太能回收容量投資的一種成本，所以說(shuō)作為需求側(cè)參與電能量市場(chǎng)機(jī)會(huì)比較少的。

　　參與容量，在調(diào)度之前由電網(wǎng)公司購(gòu)買，確保足夠多的投資在新發(fā)電上面，來(lái)滿足不斷改進(jìn)的個(gè)可靠性指標(biāo)，提供可靠性的容量。

　　參與容量市場(chǎng)的特點(diǎn)，電網(wǎng)出現(xiàn)壓力時(shí)，容量市場(chǎng)可以確保有充足的發(fā)電資源和負(fù)荷管理的能力，幫助電網(wǎng)平衡。可以看出它的目標(biāo)是保證電力供應(yīng)的長(zhǎng)期安全性，所以說(shuō)容量市場(chǎng)是為了未來(lái)建立的市場(chǎng)。它確保容量市場(chǎng)釋放出價(jià)格信號(hào)，來(lái)引導(dǎo)市場(chǎng)投資在容量建設(shè)上面，包括投資需求側(cè)資源、儲(chǔ)能資源這一些上面。

　　參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，根據(jù)輔助服務(wù)市場(chǎng)提供了一些產(chǎn)品，這里頭簡(jiǎn)單列出來(lái)包括調(diào)頻、備用電力傳輸?shù)臅r(shí)候保證實(shí)時(shí)平衡，包括儲(chǔ)能參與調(diào)頻調(diào)壓的服務(wù)。

　　不同市場(chǎng)有不同的特點(diǎn)，能量市場(chǎng)有價(jià)格上限，不足以鼓勵(lì)充足性的發(fā)電投資，容量市場(chǎng)是投資于需求側(cè)資源的主要驅(qū)動(dòng)因素。容量市場(chǎng)的建立對(duì)于鼓勵(lì)需求側(cè)的資源很有意義的機(jī)制。

　　需求側(cè)資源市場(chǎng)參與價(jià)值體現(xiàn)，需求側(cè)資源可以參與前面介紹容量市場(chǎng)、能量市場(chǎng)、運(yùn)行備用市場(chǎng)。左邊可以看出對(duì)價(jià)格信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，通過(guò)降低需求或者動(dòng)態(tài)電價(jià)來(lái)參與容量、能量市場(chǎng)。其次作為發(fā)電資源，跟供電側(cè)發(fā)電資源類似的資源參與容量、能量市場(chǎng)、備用市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)。

　　交易模式，有一些分散小翁用戶的時(shí)候不太能直接參與到市場(chǎng)中去，需要通過(guò)負(fù)荷集成商，把這種分散一些負(fù)荷集中起來(lái)，負(fù)荷集成商在未來(lái)電力市場(chǎng)中發(fā)揮重要的作用。

　　案例，在歐洲來(lái)說(shuō)，需求側(cè)資源在歐洲有很多的機(jī)會(huì)，深藍(lán)色顯示已經(jīng)提供這些機(jī)會(huì)給這些需求側(cè)資源參與輔助服務(wù)。對(duì)于電能量來(lái)說(shuō)開(kāi)放不多，有比利時(shí)、芬蘭、法國(guó)三個(gè)國(guó)家，有一些需要不允許需求側(cè)參與能量市場(chǎng)。英國(guó)、法國(guó)、比利時(shí)中，法國(guó)做得比較好，其他市場(chǎng)沒(méi)有接納需求側(cè)資源。

　　美國(guó)鼓勵(lì)需求側(cè)資源參與市場(chǎng)，可以看出把需求側(cè)資源分為可靠性、經(jīng)濟(jì)性兩種，根據(jù)它的特點(diǎn)分為不可調(diào)度的資源和可以進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度的資源。對(duì)于實(shí)時(shí)調(diào)度的需求側(cè)資源，可以去參加容量、能量、輔助服務(wù)的市場(chǎng)。因?yàn)榫褪窍喈?dāng)于一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，作為一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，包括用戶側(cè)的發(fā)電，分布式的資源，都可以參與這三種的市場(chǎng)，提供一些靈活性的資源。

　　數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)參與需求側(cè)響應(yīng)資源比重在增加的。調(diào)查顯示，對(duì)美國(guó)155家電力公司注冊(cè)的需求響應(yīng)調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，需求容量可以達(dá)到18.3GW，其中有10.7GW可調(diào)度的容量。對(duì)于電網(wǎng)很靈活的資源，可以注冊(cè)容量里頭，很多就是來(lái)自于空調(diào)開(kāi)關(guān)、自動(dòng)調(diào)制一些智能電表，用戶發(fā)起的智能表計(jì)帶來(lái)的靈活的選擇。

　　美國(guó)PJM在需求側(cè)資源做得非常好，建立一個(gè)容量市場(chǎng)，容量市場(chǎng)中給需求側(cè)資源提供一些機(jī)會(huì)，參與緊急需求響應(yīng)，發(fā)電容量和能效方面。需求響應(yīng)收入來(lái)自于容量市場(chǎng)。這個(gè)圖可以看出需求響應(yīng)的來(lái)源，來(lái)自于制造業(yè)占了很大的比重，照明、終端用戶的手段，可以滿足大概6%的負(fù)荷需求，涵蓋的用戶一百萬(wàn)。

　　紐約，發(fā)現(xiàn)用電需求有用電負(fù)荷的需求，大概60MW，供應(yīng)側(cè)、升級(jí)電網(wǎng)、建立發(fā)電源可以滿足，需要12億美元用于電網(wǎng)升級(jí)改造。紐約選擇購(gòu)買一攬子需求側(cè)以及電網(wǎng)的升級(jí)，五分之一的價(jià)格就實(shí)現(xiàn)了69兆瓦的滿足，所以需求側(cè)資源有很大的成本響應(yīng)。

　　需求側(cè)資源市場(chǎng)的走勢(shì)，隨著中小型企業(yè)的分時(shí)電價(jià)正在加速發(fā)展，智能電表的發(fā)展加速了需求側(cè)資源參與市場(chǎng)的能力，以及電動(dòng)汽車的規(guī)模化發(fā)展，都提供了這種靈活性，還有雙向儲(chǔ)能在需求響應(yīng)發(fā)揮重要作用。一些無(wú)線電技術(shù)對(duì)于延緩分布式資源投資，需求響應(yīng)幫助平衡負(fù)荷發(fā)揮重要的作用，過(guò)去兩年一些投資專家提到，美國(guó)841號(hào)令為儲(chǔ)能開(kāi)啟一扇大門，這種系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商向儲(chǔ)能無(wú)差別開(kāi)放能量的批發(fā)市場(chǎng)、容量市場(chǎng)和服務(wù)市場(chǎng)，這可能是很大的利好。

　　將需求響應(yīng)作為發(fā)電機(jī)組來(lái)調(diào)度，看起來(lái)很美好，實(shí)際上做起來(lái)很難的一件事情，需要很完善的市場(chǎng)規(guī)則來(lái)進(jìn)行配合。首先有一個(gè)安全的系統(tǒng)，其次對(duì)政策機(jī)制提出一些要求。同時(shí)還有技術(shù)發(fā)展很快，但是基礎(chǔ)設(shè)施有一些滯后。創(chuàng)新不僅僅是智能電表，更需要關(guān)注一些運(yùn)作模式和管理。之前介紹到傳統(tǒng)的體系是單向流動(dòng)的，舊的管理體系集中于電流單向流動(dòng)來(lái)設(shè)計(jì)的，將來(lái)隨著雙向互動(dòng)的一個(gè)逐漸增多，這種管理體系也是做一個(gè)調(diào)整。

　　建立市場(chǎng)之外需要解決的問(wèn)題，加強(qiáng)市場(chǎng)的監(jiān)管，包括制定市場(chǎng)的交易規(guī)則，健康運(yùn)行、信息披露與公開(kāi)。提升用戶的意識(shí)，加強(qiáng)培訓(xùn)交流，提高社會(huì)責(zé)任意識(shí)，提供定制服務(wù)。資源潛力分析，要梳理出電力需求側(cè)資源技術(shù)潛力和經(jīng)濟(jì)潛力，同時(shí)進(jìn)行成本分析，為確定市場(chǎng)價(jià)格提供基礎(chǔ)。負(fù)荷集成商作為中間者，對(duì)能力要求很高。以及促進(jìn)電力公司進(jìn)行轉(zhuǎn)型，國(guó)家兩大電網(wǎng)公司進(jìn)行轉(zhuǎn)型，單一賣電向提供綜合能源服務(wù)，這是需要解決的問(wèn)題。

　　總結(jié)，需求側(cè)資源的出現(xiàn)，包括需求響應(yīng)和儲(chǔ)能等技術(shù)，將在很大程度上改變電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)，因?yàn)榇蚱屏穗娔苌a(chǎn)和消費(fèi)必須同時(shí)進(jìn)行的特點(diǎn)，使得電能成為類似于油氣或者其他能源一樣的能源參與這種市場(chǎng)。