需求響應(yīng)的國際發(fā)展歷程及歐美實(shí)踐

楊永明

（能源情報(bào)研究中心）

在任何市場中，消費(fèi)者影響需求的能力都是其有效運(yùn)作的關(guān)鍵特征。這種說法亦適用于電力市場。電力作為特殊的商品（生產(chǎn)和消費(fèi)同時(shí)進(jìn)行，無法建立庫存或用其他商品替代），從歷史上看，消費(fèi)者沒有機(jī)會(huì)來影響供需平衡，從而影響市場價(jià)格。在電價(jià)上漲的同時(shí)，消費(fèi)者不會(huì)減少電力消費(fèi)。在這種需求缺乏彈性的條件下，電價(jià)完全由生產(chǎn)者決定。

在電力行業(yè)新的發(fā)展趨勢下，數(shù)字電表的出現(xiàn)、通信技術(shù)和智能電網(wǎng)的發(fā)展為消費(fèi)彈性提供了增長空間，需求響應(yīng)的概念也隨之發(fā)展起來。

上世紀(jì)70年代，在經(jīng)歷了幾乎波及全球的能源危機(jī)后，許多國家為滿足國民電力需求，開始嘗試應(yīng)用有效的市場機(jī)制，而非單純地增加發(fā)電裝機(jī)和建設(shè)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。能源管理的概念逐步興起，并在實(shí)踐中不斷擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。時(shí)至今日，電力需求側(cè)管理已經(jīng)成為世界上普遍采取的能源管理手段。

國際實(shí)踐中已創(chuàng)立并應(yīng)用的相關(guān)術(shù)語主要包括：需求側(cè)管理（Demand Side Management），即采取有效激勵(lì)或誘導(dǎo)措施，以改變用戶用電方式，提高終端用電效率，減少電量消耗，對(duì)電力需求進(jìn)行管理。需求側(cè)管理的項(xiàng)目類型分為需求響應(yīng)和能效項(xiàng)目。其中，能效項(xiàng)目通過節(jié)能設(shè)備或節(jié)能措施降低能耗，減少提供同等能源服務(wù)的能源投入。需求響應(yīng)即消費(fèi)者在電力市場價(jià)格升高或系統(tǒng)可靠性受威脅的情況下自愿改變耗電水平，從而減少或推移某時(shí)段的用電負(fù)荷。

從需求響應(yīng)組織和用戶參與的基本原則來看，首先，根據(jù)消費(fèi)量和消費(fèi)模式，需求響應(yīng)可采取不同形式。例如，工業(yè)或大型商業(yè)、企業(yè)用戶可以重新組織其生產(chǎn)過程和工作時(shí)間表，將用電時(shí)間轉(zhuǎn)移到電價(jià)較低的時(shí)刻。小型企業(yè)和家庭用戶參與的需求響應(yīng)可以是將房屋的供熱、空調(diào)用電、電動(dòng)車充放電、家用電器從高峰時(shí)段轉(zhuǎn)移到非高峰時(shí)段。此外，用戶也可以通過使用自備電源、儲(chǔ)能設(shè)施，改變空調(diào)系統(tǒng)、制冷設(shè)備的恒溫器設(shè)置，改變或中斷生產(chǎn)周期，關(guān)閉部分照明設(shè)施等方式來降低用電量。

需求響應(yīng)發(fā)展歷程

需求響應(yīng)供應(yīng)商中，一部分是需求響應(yīng)的整合公司，亦稱為需求響應(yīng)聚合商（Demand Response Aggregators），他們直接與用戶簽訂合同，然后將多個(gè)用戶的需求響應(yīng)行為聚合管理，以便在電力市場或向電網(wǎng)其他參與方出售。在一些國家，需求響應(yīng)聚合商是獨(dú)立的市場參與方（他們既不是服務(wù)供應(yīng)商，也不是維持電力系統(tǒng)平衡的負(fù)責(zé)方或服務(wù)提供商等各方的合作伙伴）。

需求響應(yīng)用戶和聚合商，即需求響應(yīng)資源（Demand Response Resources），可以參與容量、能量和輔助服務(wù)市場的運(yùn)行。需求響應(yīng)有多種分類方式，如可以將需求響應(yīng)區(qū)分為緊急需求響應(yīng)（Emergency Demand Response）和經(jīng)濟(jì)需求響應(yīng)（Economic Demand Response）。經(jīng)濟(jì)需求響應(yīng)用于激勵(lì)用戶降低負(fù)荷或耗電水平，保障其參與需求響應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性；緊急需求響應(yīng)用于在電力供應(yīng)有限的情況下避免不可預(yù)期的供電中斷，保障電網(wǎng)安全。例如，在美國PJM電力市場中，當(dāng)批發(fā)市場（日前市場或?qū)崟r(shí)市場）的電力價(jià)格超過零售價(jià)格時(shí)，經(jīng)濟(jì)需求響應(yīng)用以降低批發(fā)電價(jià)，是減少電力市場負(fù)荷的自愿行為。用戶減少一定規(guī)模用電量不是硬性承諾。在電力供應(yīng)不足或緊急狀況下，參與緊急需求響應(yīng)時(shí)，按照一定規(guī)模降低負(fù)荷、減少用電量則是硬性承諾。

還可以按照用戶不同的響應(yīng)方式，將需求響應(yīng)分為基于價(jià)格的需求響應(yīng)（price-based Demand Response）和基于激勵(lì)的需求響應(yīng)（incentive-based Demand Response）。參與價(jià)格需求響應(yīng)計(jì)劃的用戶可以自由選擇不同的時(shí)間電價(jià)，自由地調(diào)整負(fù)荷，以實(shí)現(xiàn)減少電費(fèi)支出的目的。當(dāng)實(shí)施激勵(lì)需求響應(yīng)計(jì)劃時(shí)，需求響應(yīng)行為的結(jié)果預(yù)先在電力市場中出售，有時(shí)直接由大型工業(yè)、企業(yè)或通過需求響應(yīng)供應(yīng)商出售。用戶做出響應(yīng)，改變用電需求，并由此獲得不同形式的補(bǔ)貼（獲得直接補(bǔ)償或其他時(shí)段的優(yōu)惠電價(jià)等）。

幾十年來，電力需求響應(yīng)計(jì)劃已被全世界用作維持電網(wǎng)可靠性的有效經(jīng)濟(jì)資源。美國、歐盟、澳大利亞、新西蘭、中國等都在實(shí)施需求響應(yīng)計(jì)劃。目前，世界各國需求響應(yīng)資源的市場參與情況取決于各國電力市場的發(fā)展水平，以及是否具備需求響應(yīng)資源參與市場的相關(guān)規(guī)則。例如，在美國（PJM、MISO、CAISO等電力市場），需求響應(yīng)資源積極參與容量、能量和輔助服務(wù)市場。在英國，系統(tǒng)運(yùn)營商N(yùn)ational Grid的運(yùn)營區(qū)域內(nèi)，需求響應(yīng)資源有機(jī)會(huì)參與輔助服務(wù)市場和后來推出的容量市場。與美國一樣，這些需求響應(yīng)資源包括能夠減少電力系統(tǒng)負(fù)荷或臨時(shí)斷開負(fù)荷的高耗電企業(yè)和組織，以及由大量低負(fù)荷最終用戶組成的、可以通過負(fù)荷聚合商參與市場的用戶群體。

美國在需求響應(yīng)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)、商業(yè)運(yùn)營及后期效果評(píng)價(jià)方面走在世界前列，各州陸續(xù)建立了基于市場運(yùn)作的需求響應(yīng)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2019年由需求響應(yīng)帶來的峰荷削減可達(dá)到最大負(fù)荷的20%。美國PJM電力市場的交易內(nèi)容已由主能量市場、容量市場、輔助服務(wù)市場交易推廣到以負(fù)荷響應(yīng)為主要對(duì)象的需求響應(yīng)交易市場。在PJM電力市場下的需求響應(yīng)產(chǎn)品有能量、容量、同步備用和調(diào)頻。

需求響應(yīng)資源參與PJM電力市場

目前，歐洲主要有8個(gè)區(qū)域性電力市場，各自有不同的市場規(guī)則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。歐洲還建立了十幾個(gè)規(guī)模不同的電力交易中心，覆蓋不同的地理區(qū)域。歐盟需求側(cè)管理政策基本完整，能源效率在全球名列前茅，但是需求響應(yīng)方面，盡管歐盟各種指令如歐盟電力指令（2009/72/EC）和歐盟能效指令（2012/27/EU）等，都涉及到需求響應(yīng)的相關(guān)內(nèi)容（其中歐盟能效指令提出，歐盟成員國應(yīng)取消輸配電價(jià)激勵(lì)措施，因?yàn)檫@可能會(huì)妨礙需求響應(yīng)的發(fā)展），但目前還沒有整體性的實(shí)施計(jì)劃，部分國家需求響應(yīng)還處于起步階段。歐洲各國所開展的需求響應(yīng)項(xiàng)目主要依據(jù)于各自制定的方案和規(guī)則。有研究認(rèn)為，部分國家需求響應(yīng)目前只占?xì)W洲需求的4%，歐洲需要有一個(gè)關(guān)于需求響應(yīng)更加規(guī)范的定義，從而更好地實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)的巨大潛力。

歐洲各國開展的需求響應(yīng)項(xiàng)目