面对极端天气，这个小行动有大意义
责任编辑：邹力
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炎夏已至，午餐后回到开着空调的办公室，常常冷不丁打个寒颤。在工位上坐了一会儿，甚至觉得要加件衣服。当你起身想调高中央空调的温度时，却发现空调的温度忽然提高了2℃。
这是因为办公楼管理人员和你心有灵犀吗？并不是，是大楼的供电系统正在执行电力需求侧响应的任务。
发电是供给，用电是需求，当室外温度升高，大家都要开空调、工厂里的机器也需要降温，用电需求就会冲上高峰。这时，你的办公楼调高了空调温度，减少了用电，也降低了用电负荷。这种节约用电的行为并非义务奉献，办公楼每少用1度电，还能获得4.5元的补贴。
上述场景并非虚幻，而是发生在深圳建科院未来大厦的真实故事。2023年，类似的响应在深圳多个场景已经开启了33次，实时可调节能力超50万千瓦，相当于同时段短暂关停超过33万台的2匹空调。
上述场景也将会在各地上演。2022年，国家发展改革委、能源局《“十四五”现代能源体系规划》要求，到2025年，电力需求侧响应能力要达到最大用电负荷的3%-5%。
高温、水灾、寒潮……极端天气正愈发频繁。好在无论是严寒还是酷暑，都有暖气和空调“保命”，但冬夏的用电高峰给电力保供带来了压力。是继续大建煤电机组，还是从已有电力系统的需求侧等方面挖潜？后者已被认为是更为经济和长远的选择。
市民、企业均可参与
一个炎热的下午，叮！你收到了一条短信。
这是一条征询意见的短信，大意是，你的电动汽车正在充电，你是否愿意让充电桩降低功率，充电时长会增加30分钟，但是每度电可以打5折[1]。
如果你回复了“愿意”，就参与了电力需求侧响应——这座充电桩是深圳市供电局需求侧响应的组成部分。
不只是深圳，早在2021年，市场化需求侧响应就开始在广东全省铺开。
当年，少用1度电补贴4.5元的高价，吸引了12219个用电户注册。为应对夏季用电高峰导致的电力短缺，广东当年开展了77天需求侧响应交易，日最大中标容量149.1万千瓦，为电网调峰贡献了近10%。用户共参与有效响应电量2.6亿千瓦时，净获利7.4亿元。
深圳某座正在接入负荷调节的屋顶空调，工作人员正在操作线路；图源：茶茶
参与者不只是普通市民，还可以是企业。
九州能源公司董事长张传名的公司就组织过用户参与广东省的需求侧响应。他介绍，电力交易中心会提前几天发起需求侧响应号召（邀约），并设置响应截止时间，用电负荷可调节性比较强的企业会主动申报，并在该时段相较于之前的用电习惯减少或停止用电。
企业需衡量接单是否划算——多用1度电进行生产的利润超过补贴，肯定选择生产，反之，则参与需求侧响应。
2021年后，为了强化市场化需求侧响应的作用，深圳[2]、广州[3]等地在发布的《电力负荷管理实施方案》中，要求从错峰、避峰用户中梳理部分具有可调节能力的用电户，推动相关用户完成需求侧响应的注册。
此后，需求侧响应注册用户不断增加。根据广东电力市场年度报告，2022年用户累计最大响应申报量609万千瓦，迎峰度夏最大削峰填谷负荷277万千瓦[4]，到2023年，又新增了66754家用电户注册[5]。
“软缺电”和“硬缺电”
但与注册用户增长的热情迥然相反，广东市场化需求侧响应次数从2021年的77天下降到2022年的9次，2023年则一次都未开展。
“逐年下降的原因是随着大量燃机的投入，电力供需紧张形势得到充分缓解，电力保供能力在这两年内增强了。”能源基金会清洁电力项目主管周锋认为。
在2022年印发的《广东省能源发展“十四五”规划》中，能源供应安全保障被定义为首要问题，要从发电端解决问题，到2025年实现省内电力装机总量从1.42亿千瓦增长到2.38亿千瓦，增幅96%。
此后，广东大批量上马了光伏、风电项目，核准了气电、煤电项目。到2023年底，广东省电力总装机量3年新增5000万千瓦，达到1.93亿千瓦，其中太阳能、风电分别新增约1800万千瓦、1000万千瓦，煤电、气电新增合计超过了1900万千瓦[6]。
2023年，在电力需求快速增长的情况下，不只是广东省，全国主要省份的电力供给情况都明显好于2021年。
多位学者均观察到，无论是新能源还是传统能源，这一轮都新增不少。
“缺电有‘硬缺电’和‘软缺电’之分。”厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强表示。“硬缺电”主要表现为既缺电力又缺电量，不仅在尖峰期出现了拉闸限电，而且在非尖峰期，电也不够用。硬缺电的解决办法很简单：建电厂。
“比如广东，在2021年大量投运燃气发电机组后，硬缺电的缺口是明显缓解了。”周锋说。
广东能源集团发电厂分布情况，其中气电装机777.2万千瓦；图源：广东能源集团2022年年报（在线预览截图）
而“软缺电”，通俗地说就是“有电用不了”，平时火电利用小时数并不高，尖峰负荷时却要拉闸限电，原因可能是极端天气、煤价机制等。
值得注意的是，在“去煤潮”下，我国煤电核准和建设速度曾一度放缓。2023年，起着“压舱石”作用的煤电又开始“回归”。但是，一旦进入“软缺电”的情境，继续大规模新建煤电装机，煤电的利用率则会持续降低。
2022年，全国煤电机组平均利用小时数为4379小时。华北电力大学教授袁家海在一场新型电力系统研讨会上发言称，到2025年这一指标可能跌到4000小时以下，煤电自身经济账和市场生存等状况会进一步恶化。
近几年，我国煤电企业正集体亏损。来自中电联的数据显示，2023年上半年，大型发电集团煤电亏损面达到50%左右，煤电企业经营情况尚未整体实现扭亏为盈。
2024年5月，劳伦斯伯克利国家实验室林江博士发表在Carbon Brief的文章也发现，要解决中国的“软缺电”问题，新建光伏和储能的组合最划算，在这种组合下，每获得1千瓦发电装机容量，“净容量成本”为-181元（投资减收益，负数意味着这些投资将带来利润）；相比之下，新建煤电产能则最昂贵，由于同时需要满足发电和低利用率的备用需求，每获得1千瓦装机的“净容量成本”达到471元[7]。
15元 vs 4.5元
相较于新建电厂，市场化需求侧响应需要对接的对象多，沟通复杂。但“如果考虑成本，优势就明显得多了。”深圳市建筑科学研究院股份有限公司实验室副主任李雨桐认为。
李雨桐办公的深圳建科院未来大厦就参与了响应，他以深圳市的案例算了笔经济账：
5%的尖峰负荷在全年大概只会发生30小时左右，削减尖峰负荷——2000万千瓦的5%，也就是100万千瓦，如要建设火电、气电等常规发电能力，对应的基础设施投资要超过86亿元[8]；而通过需求侧响应，总成本最高不超过1.35亿元，成本不到前者的2%。
对应到每度电成本的比较，两种方案的差距更明显。
国家发改委能源研究所高级工程师赵晓东等2024年发表的研究显示，通过新建煤机、气电等方案削减2%的尖峰负荷，每度电的成本均大于30元，削减5%的尖峰负荷，每度电的成本预期也会突破15元，都远高于市场化需求侧响应4.5元的补贴[9]。
不仅是削峰，在填谷的应用上，市场化需求侧响应的灵活性和价格优势也很明显。
所谓填谷，就是指在风电、光伏等新能源电力发电过剩但用电需求不多时，为了避免电网的不稳定，往往需要通过关停煤电、气电机组的方式减少出力。
赵晓东等的研究还发现，对于60万千瓦的煤电机组，在只考虑启动投油助燃成本的情况下，每次冷态启动、温态启动、热态启动分别需约60万元、48万元和36万元。从安全角度和热态启动考虑，启动时间最少也需4个小时[10]。
此时如果以市场化需求侧响应（1元/千瓦）的方式进行填谷，例如通过价格激励，让电动汽车以低电价甚至零电价去充电，仅需12万元就能避免一台60万千瓦的煤电机组停运，保持20%的低负荷运行[11]。
香港中文大学(深圳)理工学院副教授赵俊华预测，2024年广东电力供需呈紧平衡，如果不发生台风等较大自然灾害，不会有严重缺电情况出现。
但需求侧的电力挖潜，不只是为应对迎峰度夏、度冬，也是电力系统低碳转型的捷径。在深圳、上海等地示范的“虚拟电厂”，正在探究如何集成分布式可再生能源、电动汽车、新型储能等，走智慧化之路。在资本市场，虚拟电厂的概念股也备受追捧。
深圳建科院未来大厦通过空调和储能调节参与虚拟电厂后的负荷曲线；图源：茶茶
但要充分发挥潜力，还需要进一步提高需求侧的主观能动性。
“解决电力供应紧张问题是一个系统工程。”赵俊华认为，首先规划环节要充分考虑未来的各种不确定性，包括经济发展的不确定性和气候变化的不确定性；其次要加快推动电力市场的发展，特别是加快发展辅助服务市场，通过市场来调动资源。
散户不知“柴米”价
2023年6月，《广东省推进能源高质量发展实施方案（2023-2025年）》明确，电力需求侧响应能力要达到最大用电负荷的5%。
5%的目标并不容易实现。目前需求侧响应的大都是小散户，响应过程复杂。
“大型工业系统，都是强调可控制性和成本的，从这个角度，电网也更倾向集中度高、响应质量好的可调节资源；或者说，灵活资源的聚合商应该在资源挖掘和响应能力，尤其是可控制性方面，提升管控水平。”深圳市供电局电力科学研究院总工程师赵宇明认为。
另外，注册成为用户也不代表就会参与交易。广东电力交易中心的运行数据显示，2021年5月17日，广东电力交易中心日前发出邀约需求容量3600兆瓦，要求参与用户在特定的时间少用电，但最终中标容量不足300兆瓦，占比仅8%[12]，后续还有多次类似事件。
总收益低是参与度低的原因之一。李雨桐算了一笔账：空调用电负荷最高时占全社会用电负荷的约40%-50%，但落实到单栋楼，空调参与需求侧响应的负荷只有几百千瓦，若每度电补贴4.5元，一栋楼（假设为400千瓦）需求侧响应1小时的收益才1800元，按一年响应33小时计算，收益也不超过6万元。
李雨桐认为，在用户需求侧做调节，是帮助发电集团和电网把基础设施投资的这笔钱省下来。但目前在市场化需求侧响应的建设过程中，无论是电力交易市场的机制设计还是在用户端新装控制接口的投资，主要是电网一侧在出钱、出力，社会投资的积极性还没有完全调动起来。
用户对于电价的反应迟钝也影响了参与的积极性。
2022年底，能源基金会支持、落基山研究所发布的报告《先立后破 迈向零碳电力》[13]认为，需求侧响应参与不足与电价的特点有关：用户不知何时“柴米”最贵。
要解决这个问题，需要把用户充分纳入电力市场。看着详细的账单，他们才意识到常买的商品是涨价了还是降价了，激发不买或多买的行为。
比如北京胡同冬季采暖，晚上8点到第二天早上8点的优惠电价是0.2元每度[14]，绝大多数居民都会等到晚上8点才会按下电采暖的开关键。
[1] 充换电研究院.充电桩与虚拟电厂结合，两小时收益可超万元！这笔钱怎么“赚”？[EB/OL]（2023-07-26）[2024-06-23].https://new.qq.com/rain/a/20230726A011R300.
[2] 深圳市发展和改革委员会.深圳市2024年电力负荷管理实施方案.2024年4月19日.[EB/OL]（2024-04-26）[2024-06-23].https://fgw.sz.gov.cn/zwgk/qt/tzgg/content/post_11263772.html
[3] 广州市工业与信息化局.广州市2024年电力负荷管理实施方案.（2024-04-01）[2024-06-23].https://gxj.gz.gov.cn/zt/dlys/zcwj/content/post_9571527.html
[4] 广东电力交易中心.广东电力市场2022年年度报告.[R/OL]（2023-02-24）[2024-06-23].https://news.bjx.com.cn/html/20230228/1291583.shtml
[5] 广东电力交易中心有限责任公司.广东电力市场2023年年度报告.[R/OL]（2024-03）[2024-06-23].https://news.bjx.com.cn/html/20240311/1365221.shtml
[6] 广东电力交易中心有限责任公司.广东电力市场2023年年度报告.[R/OL]（2024-03）[2024-06-23].https://news.bjx.com.cn/html/20240311/1365221.shtml
[7] Carbon Brief.嘉宾来稿：满足中国增长的用电需求 光伏加储能“比新建煤电更实惠”.[EB/OL](2024-05-28)[2024-06-23].https://mp.weixin.qq.com/s/hBK_2E9cLQ-Z5ZicocfPMQ
[8] 张高、薛松、范孟华等.面向我国电力市场的需求侧响应市场化交易机制设计[J].电力建设,2021,42(04):132-140.
[9] 赵晓东、王娟、邓良辰等.电力市场化改革下我国需求侧响应价格形成机制研究[J].价格理论与实践,2024,(02):142-147+222.DOI:10.19851/j.cnki.CN11-1010/F.2024.02.019.
[10] 赵晓东、王娟、邓良辰等.电力市场化改革下我国需求侧响应价格形成机制研究[J].价格理论与实践,2024,(02):142-147+222.DOI:10.19851/j.cnki.CN11-1010/F.2024.02.019.
[11] 赵晓东、王娟、邓良辰等.电力市场化改革下我国需求侧响应价格形成机制研究[J].价格理论与实践,2024,(02):142-147+222.DOI:10.19851/j.cnki.CN11-1010/F.2024.02.019.
[12] 北极星售电网.广东需求侧响应正式开市价格4.5元/千瓦时触及“天花板”.[EB/OL]（2021-05-17）[2024-06-23].https://news.bjx.com.cn/html/20210517/1152727.shtml
[13] 高硕、周勤、刘雨菁、李婷等，先立后破,迈向零碳电力——探索适合中国国情的新型电力系统实现路径，落基山研究所，2022年12月，https://rmi.org.cn/insights/new_power_system_report/
[14] 北京市生态环境局 北京市财政局.关于印发《关于完善北京市城镇居民“煤改电”居民采暖季电价优惠政策的意见》的函（京环函〔2019〕209号）[EB/OL]（2019-04-03）[2024-06-23].https://www.beijing.gov.cn/zhengce/gfxwj/201907/t20190718_101721.html
校对：赵立宇