“十三五”電能替代超過8000億千瓦時
2025年需求響應規模有望達到7000萬千瓦
中國電力新聞網記者 劉泊靜
電力需求側特征的新變化，給2020年以及未來的需求側管理提供了大有可為的空間。
2020年，電力需求側管理在推進能源消費革命、實施能源消費“雙控”中發揮了重要作用。電力消費效率明顯提升，萬元國內生產總值用電量降至632千瓦時左右，比2015年減少了近90千瓦時。電能替代電量超過2000億千瓦時，終端電氣化水平達到27%。作為供給側結構性改革的重要內容，電力需求側管理進一步推動了供需協調優化，調動需求側資源在削峰填谷、緩解電力供需矛盾、推進清潔能源消納方面發揮了越來越重要的作用。
在碳達峰、碳中和進程中，我國能源電力供需格局將發生深刻變化。專家預測，“十四五”期間，我國負荷尖峰化趨勢將越發顯著，供需雙側均亟需電力需求側管理充分發揮在促進可再生能源消納、提升電力系統靈活調節能力方面的作用。到2025年，我國電力需求響應規模有望達到7000萬千瓦同時，占最大負荷的4%左右。電力需求側管理也應進一步推進節能提效，引導全社會形成節約能源和使用綠色能源的生產生活方式，推動能源消費方式加速升級。
電能替代規模遠超預期 節能提效深入推進
國內外發展經驗表明，電氣化水平與能源強度呈明顯的負相關關系，電能占終端能源比重每上升1個點，能源強度可下降3.2%，可促進清潔能源消納提升1.6個百分點。電氣化水平的提升對提高能源綜合利用效率、推進能源清潔低碳轉型發揮著重要作用。
2020年，我國積極推進電能對化石能源的深度替代，在居民采暖、交通、工農業生產等領域減少散燒煤和燃油消費。“十三五”期間全國電能替代規模超過8000億千瓦時，占新增用電規模的44%。
北方地區清潔取暖煤改電加速推進。截至去年10月，北方農村地區“煤改電”用戶達到1215萬戶，重點地區的農村清潔取暖率達到了71%。2018-2020年，國家電網共為863萬戶居民實施“煤改電”，新增電供暖面積6.79億平方米，預計2018-2021年三個取暖季累計完成取暖電量456億千瓦時，替代散燒煤2533萬噸，減排二氧化碳4549萬噸。
在交通領域，電動汽車成為電能替代的重要增量。我國建成了全球最大的充換電網絡。中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟數據顯示，2020年全國充電基礎設施增量為46.2萬臺，累計數量達168.1萬臺，同比增長37.9%。充電設施覆蓋全國450座城市，覆蓋率約為90%，全年充電量約為100億度。
在工農業生產領域，在鋼鐵、鑄造、玻璃、陶瓷等重點行業積極推廣工業電鍋爐、電窯爐等技術，國家電網在2018-2020年間實施替代項目2.5萬個，完成替代電量1145億千瓦時。農業灌溉電氣化、電烤煙、糧食電烘干等電能替代項目也得到積極推進，農村電氣化率達到18%。
作為推進節能提效的重要手段，電力需求側管理持續引導節約用電，通過實施差別電價、峰谷分時電價、階梯電價等方式引導節約有序合理用電。電網企業、售電公司和綜合能源服務企業積極為用戶提供能效服務，推廣先進節電技術，重點提升工業園區、建筑樓宇、公共機構等領域能效水平。在工業領域，重點開展余熱余壓利用、電機優化、供配電節能、鍋（窯）爐高效燃燒、高效換熱、工藝節能等業務；在建筑領域，重點開展建筑圍護結構保溫隔熱、高效鍋爐、智能樓宇等業務；在商業綜合體、辦公樓、機場、醫院、學校、酒店、數據中心等公共建筑，以能源費用托管、節能效益分享等合同能源管理模式，推廣空調系統能效優化提升服務解決方案，拓展建筑能效服務市場。能效提升為電能服務、節能服務、綜合能源服務產業創造了廣闊的市場空間。能源服務水平的提升也為推動全社會形成節約優先的用能方式提供了更強的技術和市場環境基礎。
需求響應更為活躍 電力系統靈活調節能力有效提升
去年以來，受經濟快速恢復、極端天氣等多重因素影響，全國多地用電量刷新歷史記錄，湖南、江西等地啟動了有序用電和電力需求響應。在電力供應結構性矛盾和電力供需矛盾愈發凸顯的情況下，電力行業正加速推進需求側資源廣泛參與電網運行能量互動，提升電力系統的靈活調節能力和運行效率。
2020年，電力需求響應在規模、方式、參與主體、市場機制等方面均取得了積極進展。
國網能源研究院電力供需所主任工程師吳鵬介紹，截至去年底，國網經營區需求側響應能力達到2690萬千瓦，約占最大用電負荷的3%，江蘇、浙江、山東可調節負荷規模分別達到629萬、650萬、477萬千瓦。
新能源的大規模接入讓曾經多以“削峰”出現的需求響應，如今在“填谷”方面發揮著越來越重要的作用，形成峰谷負荷雙向調控體系。去年國慶假期前三天，江蘇累計實施需求響應填谷1340萬千瓦，促進清潔能源消納8690萬千瓦時，單次響應降低電網峰谷差率約3.53個百分點。
電力需求響應的參與主體更加多元。總容量16萬千瓦的冀北虛擬電廠示范工程已運行一年，接入了可調式工商業、智能樓宇、儲能、電動汽車充電站、分布式光伏等11類可調資源。
電力需求響應的技術創新和市場機制創新加速激活需求側資源。信息技術與能源系統的深度融合為需求側響應奠定了技術基礎。電力現貨市場和電力輔助服務市場機制的逐步完善，為建立合理體現需求側資源價值的市場化價值機制奠定了市場機制基礎。
冀北虛擬電廠基于智能管控平臺，綜合運用數字技術和智能控制技術，讓用戶側可調資源智慧聚合，形成柔性互動能力。虛擬電廠作為第三方獨立主體參與華北電力調峰輔助服務市場。商運后的四個月即獲得總收益160.4萬元，日最高收益近9萬元。
浙江開啟能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網建設，研發國內首個面向電力市場的主動需求響應平臺，充分運用互聯網技術提升電網與用戶雙向互動能力；改變以往的“年度固定價格”補貼方式，引入市場化競價機制，客戶日前競價，按邊際出清原則進行統一市場出清，科學合理體現可調節負荷的市場價值。
山東采用了系統導向的緊急型需求響應和價格導向的經濟型需求響應的“雙導向”參與模式，建立了容量市場和電能量市場相結合的“雙市場”價格補償機制，由“需求側報量+固定補償價”模式向市場化的“需求側競價+最高限價”模式轉變。
新一代電力系統需要電力供需協調優化
進入新發展階段，構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局，對加強需求側管理，形成更高水平的供需動態平衡提出了新的要求。作為全球最大的能源消費國和石油天然氣進口國，我國更要加快暢通能源供需銜接、實現更高水平的能源供需適配。
同時，運行特性加速變化的電力系統對電力供需協調優化的需求更為迫切。
國網能源研究院能源規劃所室主任伍聲宇表示，碳達峰、碳中和目標下，我國電力系統運行特性將進一步發生顯著變化，“雙高”“雙峰”特征更為突出，傳統可控型電源比重持續下降，電力系統轉動慣量以及調頻調壓能力不足，系統抗擾動能力和調節能力不斷降低。新能源出力波動大、可控程度低，傳統的“源隨荷動”模式被打破，增大了系統調節需求。隨著近中期新能源消納規模加速提升，將持續推高電力系統整體利用成本。
需求側資源具備經濟性和靈活性優勢，可以作為替代資源參與電力綜合規劃，延緩電源電網建設。電力需求側管理在推進供應側與用戶側大規模友好互動、促進可再生能源消納、保障供需平衡、提升系統靈活性和可靠性、提高用戶效能等方面將受到行業更高的重視和期待。
吳鵬建議，“十四五”期間，要深入開展可調節負荷資源普查工作，推進可調節負荷資源庫建設；配合市場改革進程探索需求響應新機制，將需求側資源納入能源系統規劃和運行，建立并完善電力供求平衡機制，推動需求側資源參與備用、調峰等輔助服務市場，完善價格和激勵機制，培育多元市場主體，運用市場手段調動需求側參與系統互動的積極性；加強需求響應基礎支撐能力建設，提升響應的智能化和信息化水平；分類引導精準施策，充分挖掘不同行業的需求響應潛力。
在電能替代方面，中電聯預測，考慮到電能替代容易實施的項目已基本完成，后續增長會進入平緩期，預計“十四五”電能替代規模6000億千瓦時，占新增用電規模近30%。2021年全年電能替代規模將超過2000億千瓦時。