李国栋
(国家电网公司 国家电力调度控制中心,北京 100031)
欧洲与美国需求侧管理创新与发展趋势(下)
李国栋
(国家电网公司 国家电力调度控制中心,北京 100031)
(续上期)
2011年6月荷兰能源白皮书中提到的荷兰能源政策的关键要素是:①实现一个更加清洁的能源供应模式,到2050年实现真正的低碳经济;②在能源领域实现经济自由发展和竞争,绿色经济有序增长;③实现更加可靠的能源供应,包括绿色能源和化石能源的搭配、国内能源生产(包括CCS和核能)和进口能源的混合。
为实现上述目标,荷兰主要有以下几个方面的措施:①建立一个现代化的产业政策;②从2015年起,平均每年投入14亿欧元补贴用于增加可再生能源,并尽可能为能源供应商提供服务;③确保所有能源类型适用于未来的能源系统;④社会绿色能源税收优惠政策;⑤一个适当的欧洲能源市场及基础设施投资,包括增加分布式能源发展和智能电网建设、放松管制和降低行政成本等。
能源和气候仍然是可持续发展进程主要议题,针对这些问题,荷兰政府发布了3个政策性文件(Internationale klimaatagenda、Nationale Routek⁃aart Klimaat 2050、Lokale Klimaat Agenda),主要涉及3个主要领域:可持续能源的分布式发展、温室气体排放和建筑节能。
荷兰有31个政府部门与能源政策的实施相关。经济、农业和创新部(EL&I)主要是负责协调能源政策和实施绿色能源税收优惠。2011年10月,荷兰政府签署了第59号能源税收优惠政策,主要适用于荷兰的第一轮关于气候与能源的相关项目,这些项目主要包括:区域机构节能和可再生能源开发相关的管理项目、荷兰智能电网和分布式能源建设的投资项目。该部还负责颁布工业、能源和农业相关的能源政策。荷兰的基础设施和环境部主要负责有关交通运输和减少温室气体排放的节能项目。荷兰已通过了一个关于2011至2014年期间的气候议程(Lokale Klimaatagenda 2011—2014),该项议程的实施将与荷兰的地方政府和相关流域的临国政府共同采取行动,主要涉及建筑节能、智能电网建设、跨区电力输送、地方可再生能源发展等。荷兰内政部主要处理关于建筑节能相关问题,该部在2011年初宣布,荷兰的建筑节能将采取多项措施,包括改变生活习惯、改善建筑物能源利用质量、实施新的节能法律法规、技术创新和知识产权管理等。此项政策将会有效降低与住房有关的生活成本,同时刺激建筑行业快速发展(Plan van Aanpak Energiebesparing Gebouwde Omgeving,2011年2月)。
近年来,挪威在电力需求侧管理方面的政策有所改变,如何提高发电和电力传输容量越来越受到关注,包括通过电力市场调节的方式进行控制。这也就增加了因市场需求变化而采取若干控制策略,以缓解对电力市场供应紧张的局面,类似的一些需求侧控制策略是挪威DSM当前的重点问题。
目前在挪威的需求侧管理的一个基本策略就是要减少电加热负荷,主要包括2种方式。首先,采取适当措施减少建筑物的热损失(如:改善建筑物的隔热效果),使得加热负荷需求普遍下降。采取一系列措施后,建筑物能源利用效率就得到了明显提升,已接近于建筑规范的指标要求。区域性的电力系统发展主要以生物质能、热泵系统、太阳能电池板等类型为主,这些新增的能源技术可基本抵消本地供电负荷的增长,是这一战略也是挪威需求侧管理的一个重要组成部分。随着时间的推移,这一战略的成功实施,将有效减少电量损耗,也能缓解对电力高峰期电网负荷的需求。
第二个基本策略是提高用电效率。这一战略在实施过程中,主要是专注于个别类型用电设备和不同用户的能源使用效率,同时用户的能源使用习惯和能源管理系统也是本战略的组成部分。该战略的另一部分内容是推广智能电网的概念,同时要将电网作为一个集成系统进行统一协调的优化管理。随着时间的推移,负荷分布调整和整合分布式发电将成为这一战略的重要组成部分。
针对挪威的用电问题,制定这些战略是挪威政府部门政策的一个重点,目的是为了查明并解决与能源有关的建筑能源管理,开展建筑节能改造,实现更高的能源利用效率。挪威已建立了一个关于智能电网概念计划,部署了2016年的能源基础设施(智能电能表和通信解决方案等),智能电网的实际运作是供应方、用户、技术系统和激励机制之间的共同作用,新技术应用是智能电网的强大推动力,在很大程度上保持着良好发展潜力和创新性。尽管已有一些试点项目启动或运行,但挪威的智能电网发展在很大程度上仍然是处于探索阶段。
2011年,英国颁布实施了关于电力需求侧管理发展的能源法案,提供了温室气体排放交易的绿色新政,这一新政规定,任何商业项目的开展都需要将充分考虑能源投入计划,将节能措施纳入了计划中,如:保温节能技术的应用,而企业的该项投资往往需要通过几十年的节能才能收回成本。
为确保能源消费者的利益,英国将实行严格的标准把所有的承诺和安装质量落实到位。该计划目前正在进行详细方案的设计工作,计划将于2012年10月生效。英国已实施了碳排放削减计划和社区节能计划,接着将通过一项企业能源义务法案,计划每年投资13亿英镑,以确保每个人都能从绿色新政中受益,不管他们的收入多少或住什么类型的房子,都将获得一定额度的附加补助,同时还将为简陋房屋的住户提供补贴,以帮助他们建设家园、改造节能系统,全面促进全社会的需求侧管理。英国的绿色新政计划在未来十年提供14亿英镑投资,用于部分私有企业的需求侧能源改造,至少可保证到2015年帮助65 000套建筑的节能防护和改善。
英国政府还计划在普通住宅和商业用户中推广智能电能表,这将是英国未来几年的一项重大工程,会涉及约53万只天然气表和普通电能表的替换。
在2011年7月,英国发表了电力市场化改革白皮书,提出了一揽子改革计划,以确保到2030年英国具有一个灵活的、智能的电力系统,届时英国将采取多样化的低碳电力技术以增强电网的安全可靠性。白皮书中还明确提出了一种新的机制,来确保需求侧用户享有公平的资源使用权及同等待遇,如:储能技术和需求侧响应等,英国将以最佳的投资价值实现整个电力系统的安全运行。
当前英国电力市场中的需求侧响应机制主要是在电力系统供电紧张时减少用户电力负荷(例如:发电或输电系统的突发故障),需求侧响应主要是体现在电网的短期容量备用(short⁃term opera⁃ting reserve,STOR),2010年英国区域电网由需求侧响应储备的短期容量备用电力达445 MW,为电网的应急供应起到了积极作用。
目前,英国基于需求侧响应的市场电价仅适用于一些大工业用户,这些大工业用户都安装有智能电网,其消费电价是随着市场电力容量备用改变而动态变化的。引入智能电能表增加了需求侧响应机制在英国的应用,电价将更多地与时间或市场变化相关联。为适应需求侧响应机制的推广,英国用户将会淘汰一下电器设备,更换一些智能仪表,以保证自动响应电价的有效实施。
除了电网方面的需求侧响应之外,英国还在尝试在热力供应和交通运输方面实施,在不久的将来,英国可能会在更大范围内将需求侧响应推广应用。
DSM或需求侧管理一词在美国可能不会单独使用,取而代之,未来美国可能会更加关注需求响应和能源效率这2个词,而需求侧响应和能源效率问题恰恰是当前需求侧管理的重要内容。下面将介绍美国在这方面需要迫切解决的3个问题。
(1)需求侧响应即将迎来最佳发展时期?
一些需求侧管理方面的专家指出,需求侧响应之所以能够在美国大规模发展主要有以下几个原因:最近,联邦能源监管委员会颁发了一项规定,要求美国集中组织运作电力市场中的需求响应应该实行统一的结算价格,这将影响美国电力市场经营区域输电运营商(regional transmission operators,RTO)和独立系统运营商 (independent system operators,ISO)的部分发电商,需求响应供应商在这些地区进行需求响应产品开发和供应,这样的政策将可能使他们从中盈利。
此外,需求侧管理项目实施过程中也还会不断有新的需求侧响应添加进来,从2009年开始,美国国会计划将在住宅智能电能表和智能电网方面投入超过数十亿美元,同时也刺激经济复苏,许多电力公司的相关技术和软件开发项目都能从中获取部分资助。现在世界上有很多实验室都在进行需求侧响应相关的研究,都期待这在未来几年能从需求侧响应项的政府资助中分得一杯羹。目前美国风力和太阳能电力在部分地区的数量不断地增加,需求侧响应的快速发展加速风电和光伏电力项目的推进。然而,风能和太阳能如何在需求侧响应中实现一体化是目前需要解决的问题,尽管这两类可再生能源也正在大规模接入电网,但是当前的接入方式并没有涉及需求侧响应。
(2)公用事业可以为用户提供有效的电力需求侧产品吗?
公用事业企业当前最具挑战的工作仍然是如何有效协调提供给用户的需求侧响应和能源效率项目,需求侧响应和能源效率对用户来说应该是没有区别的,但很少有哪一家企业能够进行有效解决二者之间的协调问题,因此,美国的能源效率和需求响应如何作为需求侧用户服务的一部分,仍然是摆在人们眼前的一个难题。
任何公用事业企业或者任何一个组织都不可能独立地处理所有问题,有些需求侧响应和能源效率问题可能就需要在不同部门之间进行组织协调处理。例如:一个动态电力价格机制的实行就不可能是一家之言,而是需要“客户服务”或“能源效率”相关部门进行共同协调处理。
除了公用事业企业之外,类似于私企的组织也能从需求侧响应和能效管理中获得资助,他们也提供能源效率和需求侧响应服务,但是会面临较少的监管和约束障碍,也不愿参与公共事业能源服务与合作。现在缺乏协调所造成的问题在公共事业企业中越来越广泛地展现出来,一些领先的公用事业企业也都意识到了这个问题,并有针对性地采取一些措施,与相关部门或企业合作,共同为用户提供需求侧服务或能效服务。
(3)能源效率可持续发展的商业模式能否变得更加普遍?
在美国的公用事业中,私有投资商拥有的电力供应范围覆盖了超过75%的美国人口,他们主要依靠电量销售获得盈利。对于那些私有制电力企业,主要以资产投入和电力服务作为盈利手段的商业模式,他们也是能效管理的重要参与者,不仅是在电力供应方面,还包括智能电网、智能电能表等设备。
根据这样的商业模式,私有制企业对能效管理的投资不会有太大热情,这是很自然的,他们可能会减少对能源效率的投资,从而削减资本支出,而且,能源效率项目实施后,还可能减少其未来的能源供应量,这些都将减少企业的销售额和盈利。
美国已经有超过20年的经验与方法来解决这个能源效率相关的金融问题,如:销售收入的解决方案、向客户提供能源效率的财务业绩奖励等,一些州的公用事业监管委员会还在讨论其他一些方案。美国有越来越多的州正在采取某种形式的金融刺激政策,用以提升公用事业投资商对于能效管理项目的投资热情,同时也促进能效管理项目的快速推进。
一些州政府还制定所谓的能源效率投资组合标准,标准要求,能源效率管理必须在电力零售销售事业中达到一定的比例。这些标准的实施将在很大程度上提高能源利用效率,但也存在一定的负面影响,包括财政收入和投资商对能源效率的投资热情等。
当前美国能源效率仍然有很大的改善潜力,对于拥有公用事业的投资者来说,他们需要的是一个商业动机来鼓励他们促进能源效率的改善并方便用户。
美国政府机构和他们所监管的公用事业企业将继续寻找一种更加实用的商业模式,使得所有供应商都热衷于改善能源效率并向用户提供更加可靠的能源供应。
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(资料来源:http://www.ieadsm.org/Home.aspx;http://www.leonardo⁃energy.org/energy⁃efficiency;http://www.in⁃en.com/)
DSM innovation and development trends in European countries and the United States
LI Guo⁃dong
(National Electric Power Dispatching and Control Center,State Grid Corporation of China,Beijing 100031,China)
李国栋(1985),男,湖北咸宁人,硕士,主要研究方向为电能质量、新能源发电等,从事电力调度工作。
1009-1831(2012)06-0059-03
F416.613;TK018
E
2012-06-29