摘要:電力需求側管理引入我國已近三十年,但發展效果并不理想,體現在:電力用戶響應普遍不足,電網企業積極性不高,電能服務機構作用有限。2014年以來,我國電力需求側管理外部環境發生了重大變化:國家推動能源革命、經濟發展進入新常態、可再生能源和能源互聯網快速發展以及新一輪電改啟動。本文認為新形勢下,我國電力需求側管理應創新發展思路,應同時使用“無形的手”和“有形的手”,應完善對電力用戶的電價政策和獎勵政策,在提高對電力用戶獎勵力度的同時,強化約束性政策,倒逼企業參與電力需求側管理,提高電力用戶信息化水平,鼓勵能源服務機構對需求側管理技術的研發與創新。
一、電力需求側管理研究現狀
電力需求側管理最初由美國學者C. W. Gellings于1981年提出,它改變了傳統規劃中,單純以供應滿足需求的思路,將需求側節約的電力和電量也視為一種資源,供給方與需求方兩種資源綜合比較,按最小費用的原則尋求優化方案,使其產生最大的社會效益及經濟效益。國內外大量研究認為,由于供給側發電設備及電網的構建相對于電力需求的增長總是存在相應的時滯,不能很好地滿足大型電力企業的調度需求,因此為了維持電力供需平衡,不能僅從電力供給側著手,更應從電力需求側入手進行規劃管理活動。
張茂群(2008)在國外需求側管理的研究基礎上,對我國的需求側管理現狀進行了研究,研究表明:我國電力需求在穩步增長的同時卻也伴隨著能源約束的不斷增強,僅依靠傳統供電模式不足以滿足社會用電需求與電網運行的穩定性,所以需在國內發展電力需求側管理。
杜濱(2011)經過實證研究后指出,電力公司可通過相應的電價激勵政策引導用戶進行合理的用電規劃,從而確保電力基礎設施建設在滿足潛在用電需求的情況下效能最高。
胡兆光(2012)對我國電力企業需求側管理的實施情況進行了調查,發現電力需求側管理在削峰填谷與節能減排方面有重要作用。
王志軒(2018)對中國需求側管理的變革做了定性研究,認為中國能源電力發展不平衡與不充分,供給側與需求側都需要深化改革,其中需求側管理的變革不應退回到以前解決短缺為主的階段,而是要向解決低碳化和供需雙側多樣化需求平衡的方向發展。
來鳳奎(2018)指出我國需求響應已取得了較大進展。但由于多種條件所限,我國需求響應實施在技術、機制等方面還存在一些問題和障礙,特別是在需求響應作為互動資源系統運行方面與發達國家還存在一定差距。
蔡建華(2019)對陜西省寶雞市的電力需求側管理研究后認為,我國現階段的需求側管理存在以下兩方面問題,一是相關部門對開展電力需求側管理的意義認識不夠;二是需求側管理技術支持及后續節電監測環節缺失。
現有文獻為本文的研究提供了很好的參考。但是,這些文獻對我國電力需求側管理面臨的新形勢,以及新形勢下我國電力需求側管理如何進行政策創新的研究較為缺乏。本文擬對這兩個問題進行較深入分析,以期填補現有研究的不足。
二、我國電力需求側管理存在的主要問題及原因
自1990年代初以來,我國陸續出臺了20余部電力需求側管理相關法律法規。其中,最有代表性的是《關于加強電力需求側管理工作的指導意見》(2004年),《電力需求側管理辦法》(2010年),《關于做好工業領域電力需求側管理工作的指導意見》(2011年),以及《電力需求側管理城市綜合試點工作中央財政獎勵資金管理暫行辦法》(2012年),《工業領域電力需求側管理專項行動計劃(2016-2020年)》(2016年),《關于深入推進供給側結構性改革做好新形勢下電力需求側管理工作的通知》(2017年),《關于提升電力系統調節能力的指導意見》(2018年)七部。
這些政策確立了我國電力需求側管理的組織體系、獎勵政策及資金來源。廣東、河北及江蘇等省開展的多種需求側管理示范項目,北京、蘇州、佛山、唐山等四城市開展的電力需求側管理城市綜合試點工作,都進行了有益探索,積累了一定經驗,取得了一些成果。
但是,總體來看,我國電力需求側管理工作效果不理想。表現在:
第一,電力用戶響應普遍不足。主要原因是現有政策激勵力度不足。由于電費在企業生產總成本中占比不高造成電力用戶節電意識不強,以及電力用戶信息技術能力較弱等;
第二,電網企業積極性不高。主要原因:電網企業賺取售電價與購電價差的盈利模式,近些年電力供需矛盾緩解甚至供過于求,電網企業高峰時段減少,電力負荷的壓力減弱;
第三,電能服務機構作用受約束。主要原因:電能服務機構法律地位不明確、對電能服務機構支持不足、電能服務機構自身能力較弱。
可見,電力用戶與電網企業兩大主體參與電力需求側管理的動力不足,造成對電力需求側管理的內在需求缺乏,以及能源服務機構作用受限,是影響我國電力需求側管理工作開展的主要原因。
三、新形勢及其對電力需求側管理的影響分析
(一)電力需求側管理面臨的新形勢
2014年以來,我國電力需求側管理外部環境發生了五個方面的重大變化:
一是,中央提出了推動能源革命,即能源消費革命(抑制不合理能源消費)、能源供給革命(建立多元供應體系)、能源技術革命(帶動產業升級)和能源體制革命(打通能源發展快車道);
二是,我國經濟發展進入了新常態,主要表現為:經濟發展正從高速增長轉向中高速增長,從規模速度型的粗放增長轉向質量效率型的集約增長;
三是,以風電、太陽能為代表的可再生能源的發展,給基于傳統能源生產構建的我國電力系統帶來了嚴峻挑戰;
四是,能源互聯網的發展。可以充分、廣泛并有效地利用分布式可再生能源的、滿足用戶多樣化電力需求的能源互聯網的發展,使各參與主體既是“生產者”,又是“消費者”,顛覆了傳統的以生產順應需求的能源供給模式;
五是,新一輪電力體制改革啟動。以“三放開,一獨立”(放開輸配以外的經營性電價、放開公益性調節以外的發電計劃、放開新增配售電市場以及交易機構相對獨立)為主要內容的新一輪電力體制改革,將使我國電力體制向市場化方向推進。
(二)新形勢對電力需求側管理的主要影響分析
1.能源革命以及經濟新常態
對電力需求側管理的影響分析
能源是重要的環境污染源,我國既是“發展中的大國”,又是“人均資源擁有小國”,同時也是“資源利用低效國”。由于能源利用效率低和以煤、石油為主的能源結構,導致環境污染很嚴重。煤炭消費量大、使用方式不清潔,是我國大氣污染的重要來源。2014年11月頒布的《關于國家應對氣候變化規劃(2014-2020年)》明確提出,到2020年實現單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40-45%、非化石能源占一次能源的比重達到15%;中國在中美關于應對氣候變化聯合聲明中承諾,將在2030年左右使二氧化碳排放達到峰值,且非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。而目前我國能源轉型的狀況不盡如人意,能效水平與世界水平相距甚遠。隨著能源革命的推進以及經濟進入新常態,以提高能源效率、改變用電方式為主要內容的電力需求側管理的緊迫性凸顯。國內外的實踐經驗表明,電力需求側管理不僅是解決電力供需矛盾的重要途徑,而且是節能減排工作以及應對環境污染和氣候變化的關鍵措施。
2.可再生能源快速發展
對電力需求側管理的影響分析
解決我國能源與環境的矛盾,要以開發清潔與可再生能源為最有效的解決出路。但是,大規模可再生能源接入給電力系統帶來極大挑戰,使潛力大、成本低的需求側可控資源,在平抑可再生能源間歇性和維持系統功率平衡中的重要性陡增。可再生能源電力與傳統化石能源電力有很大不同:一方面,可再生能源電力固有的間歇性、不穩定性,使其具有不可控性;另一方面可再生能源電力邊際成本為零,即多發電成本并不會相應增加,或者說,少發電并不能相應地節能。棄風、棄光等于是白白浪費電力。
隨著我國經濟的快速發展,人民生活水平的不斷提高,可再生能源發電作為最理想的電能資源,其高效、便捷、清潔、安全等特點,使得可再生能源占終端能源消費的比重不斷上升。從長遠來看,經濟、社會的發展對可再生能源的需求必將大幅增加。在發展可再生能源電力的情況下,化石能源電力在不斷減少,能為可再生能源提供輔助服務的火電不斷減少。因此,電力需求側管理不再只是簡單的削峰填谷,減少峰谷差,將日負荷曲線拉成一條直線,而是要讓電力需求變為柔性需求,適應風電、光伏等可再生能源發電,即在風電、太陽能光伏發電時,使用電能,在風電、太陽能光伏不發電時停止用電。由此看出需求側管理對解決可再生能源入網的內在缺陷大有裨益。
3.能源互聯網以及電力市場化改革
對電力需求側管理的影響分析
能源互聯網以及電力市場化改革的推進,正在為能源服務機構帶來新的商業機會,并改變電力需求側管理運作條件和模式。隨著能源互聯網以及電力市場化改革的推進,我國正在借鑒美國、英國、德國等發達國家需求側管理的發展經驗,構建一個能充分表達電力市場各主體供給和需求信息,并通過各參與主體所提供的交易或服務信息,撮合包含需求側資源在內的各方進行線上或線下能源交易或服務的能源互聯網平臺。電力需求側管理將從傳統的節能手段轉化為新興的發電資源,迸發出更大的活力。由此傳統的以生產順應需求的能源供給模式將被徹底顛覆,處于能源互聯網中的各個參與主體都既是“生產者”,又是“消費者”,互聯共享正在成為新型能源體系中的核心價值觀。
四、新形勢下電力需求側管理思路及政策創新建議
解決電力用戶和電網企業參與積極性的問題,是電力需求側管理需要解決的最基本問題,沒有這兩個重要主體的參與,電力需求側管理便失去了存在的基礎。而解決這個問題的關鍵是改變將“電力需求側管理”中的“管理”等同于“行政管理”的傳統思維。事實上,電力需求側管理一詞的英文是“Demand-side Management”,而不是“Demand-side Administration”,前者的意思是電力需求側(資源)的經營(管理),后者的意思是電力需求側(資源)的行政管理。
因此,如同經營市場經濟條件下其他資源,電力需求側(資源)的經營也必須同時使用“有形的手”和“無形的手”兩種管理手段。也就是說,既要通過政府運用財政政策、法律法規等行政手段,對電力需求側(資源)的經營活動進行干預和調節,也要發揮價格、供求、競爭機制的作用,協調電力需求側管理主體的利益關系,誘導其經濟行為,使其在利益的驅使下按市場導向調整資源。為此,本文提出以下具體創新性政策建議。
(一)完善對電力用戶的電價政策和獎勵政策
1.完善電價政策
電價政策是改變電力用戶用電行為的重要政策,是重要的市場手段。我國電力需求側管理中雖然已使用了這種手段,但并未有效地發揮其作用,影響了電力用戶參與電力需求側管理的積極性,主要原因是我國現有電價政策不合理。例如,全國各省市的峰谷電價差偏小,基本在3:1到5:1之間,具體價差分布在1. 14元/千瓦時到0. 43元/千瓦時之間,其中北京市的峰谷價差最高,平均為1. 14元/千瓦時,其次分別是江蘇省、廣東省與浙江省,價差分別約為0. 86元/千瓦時、0. 82元/千瓦時與0. 81元/千瓦時,峰谷價差最小的三個地區是上海市、云南省(豐水期)及寧夏回族自治區,價差分別為0. 47元/千瓦時、0. 45元/千瓦時與0. 43元/千瓦時。由于用電價差偏小,用戶參與電力需求側管理的收益(即節省的電費)不足以補償其成本(即用戶調整作息時間而產生的成本)。在美國,峰谷電價之比高達10:1,極大地刺激了電力用戶參與電力負荷管理、實施移峰填谷項目的積極性。
因此,建議拉大峰谷電價差,綜合考慮包括電廠、電網、終端用戶三方在內的成本與收益。在對發電側的折舊費用、財務成本,電網側的購電成本、供電成本、網損成本,用戶側的效用損失及各自收益進行深入分析的基礎上,盡可能的尋找到一個使整體效用最大化的方案從而確定具體峰谷電價。
2.完善獎勵政策,提高對電力用戶的獎勵力度
國家對北京、蘇州、佛山、唐山等四城市實施采取的基于激勵的需求側響應政策規定“通過實施能效電廠和移峰填谷技術等實現的永久性節約電力負荷和轉移高峰電力負荷,東部地區每千瓦獎勵440元,中西部地區每千瓦獎勵550元;對通過需求響應臨時性減少的高峰電力負荷,每千瓦獎勵100元。”根據我們對相關企業的調查,此獎勵額難以彌補電力用戶因實施電力需求側管理,轉移負荷或中斷負荷的損失。
此外,試點城市對實施需求響應的用戶的獎勵標準也偏低。例如,北京市按照響應時間(24小時、4小時、30分鐘)簽訂合同,獎勵標準分為三檔,分別為80元/千瓦、100/千瓦、120元/千瓦。據了解,用戶認為獎勵標準,尤其是80元/千瓦的獎勵標準偏低,沒有積極性。
建議未來建立市場化的獎勵確定機制,采用市場化手段,如通過一定的需求側競價來確定獎勵標準,使獎勵標準確定達到資源優化配置的效果。為此,目前應著手改進信息化建設水平、提升電力用戶參與意識、幫助電能服務機構(負荷集成商)提高運營能力。
(二)強化約束性政策,倒逼企業參與電力需求側管理
我國電力需求側管理相關政策文件中,幾乎沒有任何約束性政策,這是造成電力用戶(尤其是電費在其生產總成本占比小的電力用戶)缺乏參與電力需求側管理積極性的另一重要原因。為此,我們建議大幅提高能耗超標企業的銷售電價。近些年,我國出臺了一系列激勵政策,推動分布式太陽能光伏發電的發展,但政策實施效果卻不盡如人意,其中一個重要原因是補貼政策對業主激勵不足,業主缺乏積極性。比如,我們的調研發現,某大型工業企業向分布式光伏發電系統開發商提供廠房屋頂資源,獲得9折電價優惠,全年節省電費為8萬元。對于這個產值幾百萬元的企業而言,區區8萬元微不足道,企業因此缺乏積極性。因此,建議實施強制性的約束政策,倒逼企業采用分布式光伏發電等新能源發電形式。
此外,應盡快制定“氣候變化法”,將二氧化碳管理納入國家法律體系,建立有效的獎懲制度。加快推進全國統一碳交易市場的建立,也是倒逼企業參與電力需求側管理的有效辦法。2017年12月,我國開始啟動全國碳交易市場的建設工作。目前,應重點研究如何科學確定企業排放權數量。因為排放權數量過大,會使區域內碳排放超過環境容量,并使排放權交易價格偏低,甚至無價,交易無法開展;排放權數量過小,會使排污權交易價格過高,可能造成排污成本超過社會經濟技術承受能力,導致排放者不購買排放權或出現偷排等行為。
(三)提高電力用戶信息化水平,為需求側管理提供良好技術基礎
電力需求側管理的主要經濟手段,主要有制定峰谷分時電價、可中斷負荷電價、季節電價等多種定價策略。這些策略可以引導用戶轉移或減少用電量,以達到負荷管理的目的。然而隨著分布式電源、虛擬電廠與分布式能源互聯網等新興技術的發展,電力需求側管理將不僅局限于負荷管理,而會更多的作為新興發電側資源參與電力市場競價。但無論如何發展,需求側管理的本質是立足于用戶的需求之上,只有在用戶信息化水平足夠的情況下,相關部門才能通過技術手段了解用戶的電力需求,從而有的放矢地引導用戶進行需求響應。為此,電力需求側管理主要應解決數據采集(數據挖掘)、數據處理、數據分類編碼標識及指標體系及評價方法四大類問題,而解決這些問題的關鍵是提高電力用戶的信息化水平。
在用戶信息收集方面,相關機構至少需對電力用戶種類、用戶主要用電時段與峰谷電量需求進行基本的信息化識別。若想進一步提高用戶信息化水平,電能服務機構則須通過用戶安裝的電力監控終端,對每個電力用戶的實時電耗、整點電量、累計月耗電量、已購電費(電量)、剩余電費(電量)進行實時采集和監控,以準確掌握用戶的用電信息,在系統上對相關信息整合處理,實現用戶信息的資產化、可視化與共享化,從而為高水平的電能服務提供技術支撐。此外,電力用戶也可通過智能計量隨時了解自身的用電負荷、電量消費、剩余電量(電費)、峰谷電價時段及各時段的分時或實時電價,對需求側管理實時反饋,合理轉移與分配用電時間,節電降費,提高企業的經濟效益。
因此,應采取政策和措施,加快電力用戶信息化建設進程,提高電力用戶信息化水平,為電力需求側管理打下良好基礎。為此建議:
第一,工信部對新建電力需求側管理項目的信息化建設提出明確的政策性要求;
第二,首先加快高耗能企業信息化的改造和建設,加強對其用能設備的監控;
第三,規范電力需求側管理平臺相關技術標準;
第四,電能服務企業應協助用戶企業提高信息化水平。
(四)建立對能源服務機構的獎勵政策,鼓勵科技研發和創新
隨著電力市場化的推進,以及售電市場的放開,電力需求側管理正在走向市場化。由此,能源服務機構將在電力需求側管理中發揮重要作用。技術創新是能源服務機構壯大能力,提高實力的重要途徑。而能源服務機構進行技術創新和平臺建設,需要大量的資金投入。例如,我們的調查發現,為研發需求側服務管理平臺,某能源服務企業重金聘請高科技人員,所耗費用高達4000萬—5000萬元人民幣。
因此,建議國家建立創新獎勵制度。對研發投入比重大,且在需求側管理技術(包括平臺建設等)方面取得創新性成果的企業給予重獎,以此鼓勵更多的企業加大研發投入,降低企業創新成本。獎勵對象不能“撒胡椒面”,家家企業都有份,起不到真正的激勵作用。應將資金用于扶持少數重點企業,要“穩、準、狠”。
(五)建立對電網企業的激勵和約束政策
盡管新電改后電網企業的收入與售電量“脫鉤”,電網企業不再受售電量的羈絆。但是,在電網企業收取“過網費”的盈利模式下,政府仍應創建有效的績效獎勵機制,鼓勵電網企業開展電力需求側管理。建議國家對電網企業在2011年提出的能效義務目標的現有基礎上,預先規定電網企業能效指標,完成指標者將獲得獎勵。
另一方面,由于用戶用電數據是電能服務機構(負荷集成商)實施需求側管理工作的重要條件,而目前相關法律法規中缺乏對電網企業公開電力用戶用電數據義務的規定。因此,建議在相關法律法規中,明確規定在不違背國家《保密法》的前提下,電網企業必須公開電力用戶用電數據的義務。
(六)加強新能源與儲能技術在電力需求側管理中的應用
新能源與儲能技術作為未來能源互聯網的核心技術,將對調節電力負荷、節能減排發揮巨大作用。目前電力需求側管理政策對其考慮不足,關鍵原因是傳統需求響應只針對用戶用電高峰期單向降低總用電負荷進行獎勵。在激勵政策中可考慮新能源與儲能技術應用,在不降低用戶用電負荷情況下降低對電網供應電力的需求,從而起到傳統電力需求響應的作用,并促進新能源的發展。
五、結論
新形勢將對我國電力需求側管理產生影響。新形勢下,我國電力需求側管理應創新發展思路,加強政策創新,應采取“胡蘿卜+大棒”手段,使相關主體從“政府要我參與”轉變為“我必須參與”和“我要參與”電力需求側管理。相關主體有了內生需求,電力需求側資源經營有了需求方,需求資源管理才能有市場。為此,應強化“壓力”和“激勵”機制。應創新財政投入方式,提高財政資金績效,對電力用戶、電網企業以及能源服務機構參與電力需求側管理活動提供有效的激勵,科學確定激勵內容和激勵力度。
本文作者為:
張素芳,女,華北電力大學教授,研究方向:能源與經濟政策;
陳文君,女,華北電力大學講師,研究方向:電力工程管理;
黃韌,男,華北電力大學研究生。
責編AJX
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