中國電力企業(yè)聯(lián)合會專職副理事長 王志軒
新時代呼喚DSM變革到DR再向供需耦合發(fā)展
2017年10月，黨的“十九大”召開，中國特色社會主義進(jìn)入新時代。在新時代，中國社會主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。“十九大”提出，中國2020年全面建成小康社會，2035年基本實(shí)現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化，到本世紀(jì)中葉建成富強(qiáng)民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國?！笆糯蟆泵鞔_，中國經(jīng)濟(jì)已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力的攻關(guān)期，建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系是跨越關(guān)口的迫切要求和中國發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。提出要加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國，形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式。在能源發(fā)展方面，提出了要推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系的新要求?？傊?，“十九大”報告指明了中國能源、電力轉(zhuǎn)型的價值、方向、目標(biāo)、重大措施等。根據(jù)“十九大”精神，新時代中國能源電力轉(zhuǎn)型要全面加快、提質(zhì)，DSM變革到DR的基礎(chǔ)上，必然要向供需耦合的方向的發(fā)展。
中國能源電力發(fā)展存在三個不平衡和三個不充分，電力供給側(cè)和需求側(cè)都需深化改革
經(jīng)過改革開放幾十年的建設(shè)，中國電力工業(yè)已是一個嶄新的、先進(jìn)電力系統(tǒng)，不論是規(guī)模、技術(shù)水平都位居世界前列。但是，一方面，電力工業(yè)當(dāng)前還存在著很多問題和困難；另一方面，與“十九大”的要求比更有很大差距。從能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的問題導(dǎo)向看，存在著能源供給的安全性、污染物排放、碳排放、產(chǎn)能不足或過剩、可再生能源“三棄”、電力行業(yè)投資效益低以及電力市場化不足等問題。從目標(biāo)導(dǎo)向看，即站在實(shí)現(xiàn)兩個一百年奮斗目標(biāo)對能源安全保障及質(zhì)量（效益、效率）要求上看，在能源總量、結(jié)構(gòu)、布局、創(chuàng)新方面等還存在不協(xié)調(diào)問題。從整體性、系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性來分析，當(dāng)前中國能源電力發(fā)展存在三個不平衡和三個不充分的問題。
三個不平衡。一是從能源生產(chǎn)和消費(fèi)的形態(tài)上看，能源電力結(jié)構(gòu)和布局上不平衡，主要體現(xiàn)在終端能源消費(fèi)中清潔能源消費(fèi)比重偏低，在終端能源消費(fèi)中電能與燃?xì)庀M(fèi)比重之和不到三分之一，散煤在終端能源消費(fèi)中比重偏高；能源區(qū)域資源配置和區(qū)域消費(fèi)不平衡，尤其是城鄉(xiāng)能源消費(fèi)不均衡；不同能源利用方式中污染物控制水平不平衡；能源的增量發(fā)展與存量利用不平衡等。二是從能源管理法治化要求看，主要體現(xiàn)在能源法律缺位、不到位、不配套、不協(xié)調(diào)上。“法”與“規(guī)”的作用發(fā)揮不平衡，依“規(guī)”行政大大多于依“法”行政；能源管理部門重復(fù)，且存在職能交叉，權(quán)責(zé)不對稱情況等；在能源規(guī)劃問題上，各種能源之間規(guī)劃協(xié)調(diào)性不夠，這既與中國缺乏與規(guī)劃有關(guān)法律層面上的頂層設(shè)計有關(guān)，也與不能與時俱進(jìn)改革傳統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容、方法有關(guān)，更與規(guī)劃和其他政策文件的交叉有關(guān)。三是從能源管理機(jī)制上看，市場機(jī)制作用發(fā)揮和政府作用發(fā)揮不平衡，政府之手的作用大大多于市場的作用；該市場發(fā)揮作用的地方，往往市場手段不夠，該政府發(fā)揮作用的地方，政府力度不夠；同時，財政、稅收、價格政策作用發(fā)揮也不平衡、不到位。
三個不充分。一是電網(wǎng)在能源資源優(yōu)化配置方面的作用沒有充分發(fā)揮，對清潔能源消納作用未充分發(fā)揮，適應(yīng)電力生產(chǎn)和消費(fèi)特性的靈活性不夠。二是高效煤電機(jī)組節(jié)能提效作用發(fā)揮不充分，高效機(jī)組低效利用，一方面煤電產(chǎn)能相對過剩，另一方面大量散煤沒能有效地轉(zhuǎn)化為電力。三是在電力產(chǎn)能相對過剩時期，電能替代的范圍、強(qiáng)度、總量不夠，如電動汽車充電、居民用電、產(chǎn)業(yè)替代用電等還存在著技術(shù)準(zhǔn)備、政策準(zhǔn)備不充分的問題。從DR的角度看，這些不平衡、不充分問題，正是制約DR發(fā)揮作用的重要原因；而從解決這些問題的角度看，更需要通過DR的作用促進(jìn)問題加快解決。
電力占終端能源消費(fèi)比重不斷提高，使“3E”平衡發(fā)展為“4E”平衡，需求側(cè)變革將進(jìn)入供需耦合階段
從未來電力供需平衡趨勢來分析DR變革的背景。電力供需平衡略有富余，是電力工業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民過上美好生活愿望的要求相一致的，也是電力工業(yè)作為基礎(chǔ)性公用事業(yè)的基本性質(zhì)決定的。未來，中長期的電力短缺應(yīng)當(dāng)成為歷史，但長期大面積富余也不會出現(xiàn)。根據(jù)電力 “先行官”性質(zhì)，供需平衡、略有富余是電力供需平衡的理想狀態(tài)。但這種“富余”是有條件約束的，在市場經(jīng)濟(jì)條件下，電力作為商品必然要符合市場經(jīng)濟(jì)的基本規(guī)律，受供需關(guān)系和市場價格的影響，大量、長時間的“富余”是不可持續(xù)的。同時不能排除，未來的供需矛盾在經(jīng)濟(jì)形勢影響下，局部甚至較大范圍、短時間（如一年）電力短缺情況。因此，DR的變革將不會退回到以解決短缺為主要問題的DMS階段，而是向解決低碳化和供需雙側(cè)多樣化需求平衡的方向發(fā)展。
隨著電力占終端能源消費(fèi)比重不斷提高，傳統(tǒng)的“3E”平衡，將發(fā)展為“4E”平衡，即電力（Electric）將作為一個獨(dú)立因素與能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境進(jìn)行平衡。且由于“4E”的內(nèi)涵和外延也發(fā)生了變化，如傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展由增長要素擴(kuò)展到數(shù)量與質(zhì)量要素并重，傳統(tǒng)的化石能源主體擴(kuò)展到新能源主體，傳統(tǒng)的以污染控制為主的環(huán)保擴(kuò)展到低碳和“生態(tài)文明”，傳統(tǒng)的電力工業(yè)擴(kuò)展到用于電力系統(tǒng)平衡及穩(wěn)定運(yùn)行的各類型的儲電、儲能及能、電轉(zhuǎn)換，使得這種平衡不僅由“3維”增加到“4維”，而且增加廣度與深度，顯然這種平衡關(guān)系更為復(fù)雜?！笆糯蟆币呀?jīng)提出了解決這些復(fù)雜性、系統(tǒng)性問題的框架，那就是市場的決定性作用與更好發(fā)揮政府作用以及持續(xù)不斷的科技術(shù)創(chuàng)新。可以預(yù)測，未來在“4E”平衡中，電力供給側(cè)和需求側(cè)有以下發(fā)展趨勢。一是電能在終端能源消費(fèi)中的比重將持續(xù)提高，促進(jìn)各種能源通過技術(shù)創(chuàng)新，形成清潔、低碳、安全、高效、經(jīng)濟(jì)、便捷的能源供給體系，這是能源轉(zhuǎn)型的必然要求和實(shí)現(xiàn)結(jié)果。二是非化石能源發(fā)電比重將持續(xù)上升，逐步成為供給側(cè)電力、電量的主體（但這需要幾十年的過程）。以上兩個趨勢雖然是互為因果的，但并不意味著是互補(bǔ)關(guān)系。要形成互補(bǔ)關(guān)系需要第三個趨勢支撐，即儲能、儲電（包括電動汽車）的發(fā)展，以及分布式電源與大范圍資源配置發(fā)展兩條腿走路的趨勢，這個趨勢既是中國能源資源的稟賦決定的，也是“五大”發(fā)展理念中“協(xié)調(diào)”“共享”發(fā)展的要求。以上三個趨勢就是中國電力轉(zhuǎn)型的基本態(tài)勢，而支撐這三個趨勢的是以智能電網(wǎng)為平臺的系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展，以及以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。供需耦合的能源電力系統(tǒng)，使廣泛、分散、多樣化的大量可再生能源、未規(guī)?；玫哪茉矗ㄈ甾r(nóng)村秸桿的集中規(guī)?；鍧嵗? ），輔以儲能技術(shù)，通過分布式供能（電）系統(tǒng)與電力與集中式電力系統(tǒng)（大電網(wǎng)）共同與需求側(cè)分散式冷、熱、電、氣多樣化需求耦合，實(shí)現(xiàn)能源的清潔、低碳、安全、高效、經(jīng)濟(jì)、便捷利用。由此看來，DR在中國的發(fā)展將逐步由當(dāng)前的人為調(diào)節(jié)發(fā)展到自動調(diào)節(jié)、電源與負(fù)荷側(cè)雙向調(diào)節(jié)、“源—網(wǎng)—荷—儲”一體化智能調(diào)節(jié)，最后進(jìn)入了電力供需耦合階段。
總之，在新的電力發(fā)展階段，傳統(tǒng)的DSM經(jīng)由DR之后進(jìn)一步變?yōu)殡娏┬桉詈想A段。供需耦合階段是否到來，取決于以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、以可再生能源為主體的能源互聯(lián)網(wǎng)是否進(jìn)入成熟階段。可再生能源為主體，并不一定意味著可再生能源在終端能源消費(fèi)的比重大于50%，而是能源需求的增量部分基本上由可再生能源供給，在經(jīng)濟(jì)上可再生能源可以做到與傳統(tǒng)化石能源同臺競爭，可再生能源替代化石能源的步伐明顯加快。與此同時，供給側(cè)改革取得顯著成效，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)顯著改善，現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系基本形成。供需耦合將成為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系重要方法。同時，需要高度關(guān)注的是，中國能源電力轉(zhuǎn)型有其特殊性，如比起美國老舊的燃煤發(fā)電系統(tǒng)，我國是一個年輕、高效的煤電系統(tǒng)，但是在一定程度上形成了30年左右的碳鎖定以及投資鎖定效應(yīng)，因而我國電力轉(zhuǎn)型具有了以煤電為支撐的電力轉(zhuǎn)型特點(diǎn)。這些特點(diǎn)，決定了中國DSM變革為DR再變革為供需耦合發(fā)展程度的重要條件。
在供需耦合階段，傳統(tǒng)DSM的科學(xué)用電、節(jié)約用電等“基因”雖然會繼續(xù)存在并長久延伸，但從內(nèi)涵上看已經(jīng)不能稱為“電力需求側(cè)管理”了，也就是說作為專用名詞的“DSM”將從政策中消失，而DR將是實(shí)現(xiàn)供需耦合的橋梁，這是能源電力發(fā)展歷史的必然。雖然在當(dāng)前的實(shí)際工作中，為了促進(jìn)可再生能源的消納，火電機(jī)組開始了靈活性改造，一些熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組也實(shí)施了“熱電解耦”的改造，但現(xiàn)在局部的“解耦”是為了在更大范圍的“耦合”。
因此，電力供需耦合，是指在能源供給側(cè)以清潔能源為主體，在電力供給側(cè)以高比例可再生能源發(fā)電以及較大規(guī)模的儲能、儲電為標(biāo)志，在終端能源消費(fèi)中以電能消費(fèi)為主體，電能消費(fèi)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)用電比重較高但與第三產(chǎn)業(yè)用電比重、城鄉(xiāng)居民用電比重逐步接近的能源電力系統(tǒng)中，通過智能電網(wǎng)技術(shù)平臺和市場對資源配置的決定性作用以及更好發(fā)揮好政府的作用，達(dá)到新時期能源電力清潔、低碳、安全、高效、經(jīng)濟(jì)、便捷的系統(tǒng)優(yōu)化、平衡狀態(tài)。
從以上對供需耦合內(nèi)涵的描述來看，供需耦合不是一個節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，而是一個不斷實(shí)現(xiàn)的過程。在供需耦合情況下，電力供給側(cè)可再生能源已經(jīng)成為電力電量的主體或者是大比例狀態(tài)，保障電力安全、經(jīng)濟(jì)、便捷供應(yīng)是常態(tài)；電力需求側(cè)已經(jīng)不是在可再生能源發(fā)展初期為了盡量消納可再生能源發(fā)電需要做出需求響應(yīng)，而是使用可再生能源電能成為常態(tài)，加之需求側(cè)的用電結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大變化。此時，電力供給側(cè)與需求側(cè)是高度耦合的，而不是供需某一方“遷就”另一方。隨著能源技術(shù)革命和體制革命推進(jìn)的不斷深入，電力供給側(cè)和需求側(cè)將在智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)平臺上逐步擴(kuò)大供需耦合范圍，也可以說供需耦合既是智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)在發(fā)展的目的和表現(xiàn)形式，也是現(xiàn)代化能源體系構(gòu)建成功的必然結(jié)果。
DSM、DR及電力供需耦合的關(guān)系分析
為了進(jìn)一步簡明說明DSM、DR和電力供需耦合之間的關(guān)系，從兩個方面進(jìn)一步分析。即從能源側(cè)、電力供給側(cè)、電力需求側(cè)3個維度及相互關(guān)系的演變上，分析DSM、DR供需耦合的各種關(guān)系。另外，按能源、電力、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)（4E）發(fā)展等12個因素，對DSM、DR、供需偶合的影響和發(fā)展趨勢進(jìn)行列表比較。兩個方面的分析是對同一個問題從不同側(cè)面進(jìn)行的對比分析。
圖1-1是說明能源側(cè)、電力供給側(cè)、電力需求側(cè)的關(guān)系變化與DMS變革的概念模型圖。圖中“A:能源側(cè)”“B：電力供給側(cè)”“C：電力需求側(cè)”等3個圓形圖案。雖然電力的供與需在物理上共同組成一個系統(tǒng)，且電能的發(fā)、輸、配、供、用在電網(wǎng)內(nèi)是瞬間平衡的，但各環(huán)節(jié)的概念是清晰的。圓圈圖之外可以看成是體制機(jī)制部分，圖的左側(cè)示意DSM階段主要是發(fā)揮政府行政管理的作用，而圖的右側(cè)示意DSM向DR及供需耦合階段的變革主要是發(fā)揮市場機(jī)制的作用，但政府也應(yīng)更好發(fā)揮作用。在圖的左側(cè)部分可以看出，DSM第一階段是在供給短缺、政府管理背景下，A、B、C三個不相交的圓（或者相交極少）所代表的方面，各方按上下游關(guān)系和各自規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)。在這一階段，DSM主要通過減少電力需求側(cè)的需求（節(jié)約），解決供給側(cè)的缺口或者滿足調(diào)峰需求，達(dá)到電網(wǎng)及電力系統(tǒng)安全前提下，技術(shù)層面上的供需平衡。顯然，此階段的DSM顯然不是為了解決能源電力低碳轉(zhuǎn)型問題。在圖的右半部分可以看出，在供需平衡或富余、市場手段為主政府發(fā)揮更好作用背景下， A、B、C三個圓相交了，相交后形成了4個新區(qū)，即D：分布式微網(wǎng)區(qū)；E：新能源發(fā)電區(qū)；F：儲電包括抽水蓄能區(qū)；G：供需耦合區(qū)。當(dāng)然，A、B、C三個圓并不是同時相交的，相交的面積重合度也不同。三圓相交時間和重合度大小，決定了SM向DR方向變革的快慢和程度，這也是各國的DR并不是同一個模式的原因。在圖上雖然沒有顯示出來，但A、C兩個大圓所包括的所有內(nèi)容都是智能電網(wǎng)覆蓋區(qū)，圓與圓相重合的部分是智能電網(wǎng)能夠發(fā)揮最大作用的部分；G部分是電力供需耦合發(fā)揮作用的部分。而A、B、C三個大圓則是能源互聯(lián)網(wǎng)覆蓋區(qū)，也說明了，能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心是智能電網(wǎng)。我們由前述的未來發(fā)展的趨勢可知，3大圓相交的部分會越來越大，所以DR發(fā)揮作用的范圍也越來越大，當(dāng)3圓相交到很大程度時，電力供需耦合將發(fā)揮主導(dǎo)作用。
表1-1 是能源、電力、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)（4E）發(fā)展要素與DSM的影響和變革趨勢表。從表中不難看出，DSM、DR以及供需耦合，都是以解決電力供需問題為導(dǎo)向的，因此，任何管理手段都必須隨著問題的發(fā)展和解決問題的需求與時俱進(jìn)。DSM每個階段的時間長短并不相同，變革并不因?yàn)闀r間長短而變，而供需特性和低碳（結(jié)構(gòu)）特性變化才是關(guān)鍵點(diǎn)，即電力短缺與富余度以及新能源所占的發(fā)電比重大小決定了不同階段到來的時間點(diǎn)。從電力需求管理手段的內(nèi)涵上看，三個階段在時間的連接處和對應(yīng)的措施上是會有重疊的，且后一階段的措施是對前一階段的繼承、完善、發(fā)展而不是割裂。面向未來，一般意義上的電力需求管理將會一直延續(xù)至電力的長遠(yuǎn)發(fā)展，但作為傳統(tǒng)或特定意義上的“DSM”的作用將隨著電力供需矛盾轉(zhuǎn)化、能源電力清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展、電力技術(shù)和用電技術(shù)的進(jìn)步等而逐步淡化，并終將成為歷史。
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