(来源:中国电力新闻网)
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中国能源新闻网记者 杨苗苗
12月24日—26日,第十三届中国节能协会节能与低碳发展大会在京举行。作为本次大会的专场研讨会之一,中国节能协会、中国科学院深圳先进技术研究院与自然资源保护协会合办的“需求侧新质生产力:灵活与低碳”研讨会在12月25日举行。会上发布了两份研究报告《需求侧协同能源转型的市场机制与政策支撑:以广东为例》与《广东省电力需求侧灵活性潜力分析:以深圳、广州、佛山为例》。
中国节能协会秘书长辛升、常务副秘书长孟帆、中国石油和化学工业联合会科技与装备部主任中国化工节能技术协会秘书长李永亮、中国钢研科技集团有限公司智能中心绿色化部部长上官方钦、中国铝业集团公司碳专班高级工程师姜治安、安徽省碳中和研究会副会长安徽海螺集团有限责任公司原技术总监陈永波、国家发展改革委能源研究所副研究员裴庆冰、国网能源研究院供需所节能与需求响应室副主任孙启星、中国科学院深圳先进技术研究院研究员冯威等专家参会,探讨了高效利用需求侧资源以及扩大工业领域的可再生能源应用等议题。
我国能源转型已进入由量变到质变的关键时期。目前,能源供给侧仍是能源结构调整的重要着力点,但其边际贡献正逐步递减,单纯依靠供给侧的清洁能源扩张,已难以完全支撑转型的深度与广度。在此背景下,需求侧资源正从“被动承载”走向“主动参与”,与工业领域扩大可再生能源应用一道,成为推动能源转型向纵深发展的关键变量。一方面,需求侧资源凭借灵活调节、多样化和分布式特征,为电力系统的安全稳定运行提供新的缓冲空间;另一方面,工业企业通过提升可再生能源消纳能力、探索绿电直供与多能协同应用,正逐步从用能主体转变为系统协同的重要参与者。
中国节能协会秘书长辛升提出,电力作为能源体系核心枢纽,是培育新质生产力的关键赛道。能源供给支撑经济发展,而能源转型催生新质生产力。其中,电力需求侧主动调节成为新型电力系统推动绿色低碳转型的核心抓手。2025年以来,零碳园区、绿电直供、虚拟电厂等政策出台,明确电力需求侧资源为新型电力系统的重要调节力量。当前,电力需求侧新质生产力面临政策加码、技术迭代、市场需求释放的机遇,但仍然面临标准不统一、调度难度大、虚拟电厂商业模式单一等挑战,需要体制机制和技术创新,激活市场。
自然资源保护协会北京代表处首席代表张洁清表示,充分发挥需求侧资源的调节作用是破解消纳难题的重要路径,通过需求响应、辅助服务等形式发挥其削峰填谷能力,可以更好地支撑新能源消纳。而工业既是能源消费和碳排放的重点部门,也是新能源消纳和深度减碳的关键领域。加快新能源与工业负荷的协同,可以推动我国的“双碳”目标加速进程。目前需求侧资源挖掘面临的困难包括:传统电力需求响应启用频率低,现有电力市场的收益难以吸引大量用户参与,可持续的商业模式尚未形成,工业生产负荷与新能源波动性之间的适配不足,导致工业负荷无法灵活响应。需要推动更多新型主体参与电力市场,并形成可持续商业模式,让需求侧资源成为增强电网韧性,消纳新能源的主力军。
国网能源研究院供需所节能与需求响应室副主任孙启星提出,在新型电力系统建设过程中,需进一步探索组织负荷资源参与系统调节,促进新能源高效消纳,提升电力系统灵活性和安全保障能力。随着新型电力系统建设和电力市场改革深入推进,需求侧资源将以更大范围、更高频次参与供需互动,负荷管理在服务电力保供、促进新能源消纳和提升用户服务质量等方面的作用更加凸显。下一步,应坚持“市场措施优先、负荷管理兜底、多种措施协同”的原则,推动负荷调节由“削峰”向“移峰”、由“日前”向“日内”、由“行政”向“市场”转型,加快虚拟电厂等模式应用和负荷管理数智化水平提升,支撑电力系统安全、低碳、高效运行。
国家发展改革委能源研究所副研究员裴庆冰表示,当前节能降碳进入新阶段,正从能耗双控向碳排放双控转变,地方碳考核、行业碳管控、企业碳管理、项目碳评价、产品碳足迹等制度正在稳步实施。同时,挑战依然存在:传统行业节能降碳挖潜难度进一步加大,新兴产业催生能源新需求,大规模新能源的高水平消纳仍有一些痛点难点。面向未来,需积极稳妥推进实现碳达峰,做好重点行业领域节能降碳工作。一方面,要持续重视重点行业节能降碳改造,推进重点用能产品设备更新,探索支持传统产业集聚区联动改造。另一方面,要把握好新形势、运用“新”的工作思路。首先是用能方式“新”升级,通过工业领域电能替代,绿氢和化工、冶金项目耦合等,推动重点行业化石能源消费逐步减量。其次是循环领域“新”重点,未来碳中和时代,约一半的原材料将来自再生工艺,需重视废钢、再生有色金属应用,构建规范高效的废旧动力电池、退役风电光伏设备回收利用体系,推动大宗工业固废等高效高值利用。最后是聚焦主体“新”抓手,通过零碳园区建设,在能源供应端促进可再生能源消纳,因地制宜发展绿电直连,在产业端推动绿色升级,打造出口型产业的绿色竞争力。
报告发布与案例分享
中国节能协会常务副秘书长孟帆介绍了与自然资源保护协会合作完成的报告《需求侧协同能源转型的市场机制与政策支撑:以广东为例》《需求侧协同能源转型的市场机制与政策支撑:以广东为例》(简称《需求侧机制报告》)的主要发现。作为我国经济体量最大、能源消费总量居前的省份,广东在能源清洁转型中面临的压力与挑战具有典型性和代表性。一方面,广东需要在“十五五”完成严格的能耗双控目标,碳排放双控的考核将加大对广东能源消费结构优化和排放水平降低的要求力度。广东是制造业大省,工业负荷占比高且需求大;也是新兴产业集聚区,电动汽车、数字经济发展迅猛,这一双重特征使得当地需求侧资源既有极大的挖掘空间,又有相当的治理难度。另一方面,广东在电力市场建设方面走在全国前列,虚拟电厂、储能、电动汽车互动等新兴模式均已开展探索,为需求侧机制创新提供了实践基础。这些现实条件使广东成为研究如何通过市场与政府推动需求侧资源发展、助力能源清洁转型的理想案例。
《需求侧机制报告》以广东省为实证样本,尝试探讨从国家到地方层面如何构建一套“有效市场、有为政府”的长效机制,以充分实现需求侧资源的系统价值。报告认为,整体来看,需求侧市场仍面临价格信号传导不畅、收益模式单一等挑战,特别是配网层面用于缓解局部电网过载,以及保障系统安全运行所需的容量价值,尚未通过价格机制得到充分体现。报告强调,电力系统所需的各类服务并非同质化的商品,而是涵盖了从必须由政府兜底的“公共品”(如基础性的一次调频服务),到应当由互助机制解决的“俱乐部商品”(如系统备用容量),再到需要精细化管理的“拥挤性公共资源”(如配电网通道),以及完全可以交给市场的“私人物品”(如电能量的削峰填谷与爬坡服务)。这种复杂的属性谱系决定了治理体系不能是扁平化的单一市场,而必须构建一个与资源属性精准适配的立体化治理架构。
市场设计方面,报告提出应建立涵盖灵活性与能效提升的多元市场架构,基于需求侧资源池共享的逻辑,依靠不同市场的交易属性挖掘需求侧资源的价值。治理体系方面,报告提出构建“国家—省级—地市”三级纵向治理体系,国家层面负责立法确权与兜底安全底线,省级层面负责统筹搭建市场平台引导资源高效配置,地市层面则聚焦于解决配网通道拥堵与公平接入问题。
报告建议,在国家层面,应加快修订法律法规,确立虚拟电厂、负荷聚合商等新型主体的市场地位,赋予“负荷削减量”“碳减排量”财产权利,并将需求侧资源纳入国家能源安全保障体系;同时,需制定强制性并网运行与通信协议标准,打破数据壁垒。
报告建议,在广东,应完善“电量+容量”双轨市场,在现货市场基础上探索容量机制;坚持“适度精度+规模经济”导向,确立分层分类的调控逻辑,避免过度技术化,实现高精度应急与低成本广覆盖的平衡;同时推动“能碳协同”与数智化赋能,打通电力与碳市场价值链,推广“虚拟电厂+零碳园区”模式。
中国科学院深圳先进技术研究院研究员冯威介绍了与自然资源保护协会合作的报告《广东省电力需求侧灵活性潜力分析:以深圳、广州、佛山为例》广东省电力需求侧灵活性潜力分析:以深圳、广州、佛山为例》(简称《需求侧城市报告》)。报告指出,广东作为我国最大省级电网,供需张力持续存在。作为典型受端电网,外购西电约占全社会用电量的20%左右。在高比例新能源并网、跨区受电并存的格局下,电力供给的不确定性和波动性增强,叠加现货价格尖峰更频繁,需求侧灵活性价值更突出。广东经济与用电负荷高度集中于珠三角地区。2024年,深圳、广州、佛山三市GDP位居全省前三,合计占比超过57%。用电量合计约占全省36%。三市作为广东省三大核心城市,产业结构差异显著。深圳以先进制造业和现代服务业为主。广州呈现显著的服务业主导格局,同时汽车产业作为第一支柱正加快向新能源与智能化转型。佛山是典型的制造业立市之城,拥有10个千亿级产业集群和超3万亿元规上工业总产值。报告逐一分析了三市的需求侧资源潜力,并测算与评估了经济效益。
报告认为,三市在2027年具备稳步实现最高负荷10%以上的削峰能力,但填谷能力相对偏弱。具体来看,预计深圳2027年最大可实现削峰能力约292万千瓦(约11%),填谷能力为135万千瓦(约5%);服务业和新型负荷(电动汽车、储能等)合计贡献超过90%。预计广州2027年最大可实现削峰能力约327万千瓦(约11%),填谷能力为134万千瓦(约5%);服务业和新型负荷贡献显著。佛山预计2027年最大可实现削峰能力约193万千瓦(约11%),填谷能力为74万千瓦(约4%)。
报告还从电源侧可避免的发电成本、可避免的GDP损失以及可避免碳排放社会成本等方面对三市需求响应效果进行了情景测算。在年均200小时响应情景下,深圳年可避免GDP损失113亿元,可避免碳排放社会成本464亿元;广州分别为117亿元和519亿元;佛山分别为46亿元与320亿元。
报告指出,当前深圳、广州和佛山在虚拟电厂与需求侧管理方面面临管理、技术、市场和商业运营等多重挑战:管理层面,省市区多级调度权责与收益分配机制模糊、技术标准不统一、平台建设水平参差,制约资源跨区域高效聚合;技术层面,终端设备数字化基础薄弱、负荷预测精度低、平台协同控制能力不足,影响精准调控与可信结算;市场层面,激励来源单一、价格信号传导不畅、准入渠道不足、灵活资源容量价值难以体现;商业运营中,用户收益感知弱、激励链条不完整,尤其是高产值工业和多产权商业楼宇参与动力不足。
为应对这些挑战,报告建议强化顶层设计,建立统一标准与协同机制,设立稳定激励资金池,推动重点城市差异化试点;电网企业向开放服务平台转型,升级“云-边-端”调控架构,优化市场结算机制;全面向负荷侧开放市场,深化电价改革传导真实价格信号,探索“电-碳-金融”协同机制;降低参与门槛,通过透明收益分配和“无感化”技术体验,激发各类主体主动参与。
自然资源保护协会清洁电力项目高级项目官员陈艺昕以美国为例介绍了虚拟电厂市场机制和监管的国际经验。美国虚拟电厂盈利渠道分为参与电力公司项目与参与电力市场两类,其中电力公司项目是最主要的盈利渠道。在电力公司主导下,虚拟电厂在配网侧应用活跃,在不同地区形成了小而精、可持续的商业模式,并显著带动了智能设备与聚合服务平台产业的发展。这背后的核心驱动力在于监管政策的支撑,包括完善对电力公司的考核与激励机制、设计成本补偿机制、纳入电网规划、建立成本核算体系引导投资等。
陈艺昕认为,国内虚拟电厂面临两大核心挑战,是缺乏常态化应用场景与可持续的商业模式,二是虚拟电厂“可观,可测,可调,可控”的可信资源量难以评估。摆脱困境的关键在于回答虚拟电厂“怎么用”“如何疏导成本”“如何更可靠”这三个问题。
陈艺昕提出了三条建议:一是加强政府治理,研究城市级、配网层面虚拟电厂的常态化利用机制,综合考虑需求侧资源在城市场景下的多种价值,建立电价补偿机制或将其纳入电网考核,完善市级虚拟电厂应用与参与电力市场的衔接,探索配网侧市场;二是发挥虚拟电厂就近消纳新能源的作用,提升填谷能力,特别是在分布式光伏开发、零碳园区建设等场景下研究用户侧储能、电动车、蓄冷蓄热等资源的潜力,完善电价引导机制;三是创新商业模式,建立电力聚合商与智能可调设备商协作的生态,考虑从传统的调用补贴到设备与调用补贴,降低建设成本同时提高调用的可靠性。
圆桌:可再生能源在工业上的应用
中国石油和化学工业联合会科技与装备部主任中国化工节能技术协会秘书长李永亮介绍,石化和化工行业属于重点用能行业之一,从“十三五”后半段到“十四五”期间,因为大项目的上马和投产,整个行业能耗总量增长较快,但从强度来看则是显著下降的。从能耗双控转到碳双控,行业在能耗结构上呈现一些新趋势,例如煤炭、石油消费达峰后缓慢下降,电气化率提升工作重新启动等。
石化和化工行业对绿色能源特别是绿色电力的关注度是非常高的。对煤化工和炼化行业来说,氢是将来脱碳的一个重要载体和通道,有许多问题需要解决,比如电解装置运行周期和煤化工炼化装置运行周期匹配的问题,系统集成和安全性的问题,还有生产组织模式,这些都是下一步需要关注的重点。行业现在面临的很多问题归根结底还是经济性的问题,是可以通过加大研发的投入并实现技术突破来解决的。行业特别关注的是未来的生产组织方式。微化工技术也需要更多关注,其拓展应用将给深度节能降碳带来很好的技术支撑,也会带来生产模式、生产组织方式的变化,可以实现高比例的节能和减碳的效果。
中国钢研科技集团有限公司智能中心绿色化部部长上官方钦介绍,目前,我国钢铁行业90%以上的用能都来自煤炭。钢铁行业在“十四五”初期就已实现了碳达峰,目前处在峰值平台波动期。产量也呈现出减量化发展的态势。在减量化背景下如何在钢铁行业推广可再生能源的利用是一个重要的话题。在可再生能源利用上,行业在推动三个方面的工作:第一是系统能效提升,中国钢协过去三年一直在推动极致能效工程,覆盖了全行业70%的产能。目前约有30%粗钢产能都已达到能效标杆值,过去三年节能约1000万吨标煤。第二是加快可再生能源的应用,主要聚焦风电、光电和生物质能。第三是通过工艺变革实现流程重构,如电炉流程的用能以电力为主,这是最基础的电气化条件。此外,还有氢还原等措施,也就是绿电制氢、深度绿电的过程。
钢铁企业面临的最大的一个困惑是,绿电和绿证用了之后在碳交易市场上得不到相应收益,特别是在出口以及做碳足迹核算的时候,这部分又不能算进去,希望国家在这方面给予相应的指导,并加强研究。此外,在科技创新上行业发展呈现碎片化的状态。不同企业选择了不同路线,互不通气,形不成合力,其实是一种资源的浪费。反观国外钢铁企业,大多是一个国家推进一个项目,全国所有钢铁企业、高等院校、研究机构合力推进这项工作。因此,上官方钦呼吁加大资金支持,并在研发体系创新制度上进行探索。
中国铝业集团公司碳专班高级工程师姜治安介绍,铝行业是能源消耗密集型行业。“十四五”期间,受益于国家政策对电解铝行业供给侧结构性改革,电解铝产能持续向清洁能源富集、低电价地区转移,形成云南、四川、内蒙古、青海等一批新的绿电铝发展集群。预计2025年我国原铝产量将达到4420万吨,接近电解铝产量上限,其中绿电铝预计占比27.7%,较“十三五”末增加7.9个百分点。“十四五”期间,铝行业在2024年实现碳达峰目标,提前了6年。
铝行业的用能结构上电占绝对主导,以电解铝为核心,其生产环节用电量约占全行业的90%以上,传统以燃煤自备电/网电为主,碳排放主要来自电力端。与石化行业相似,富裕稳定的电力供应也是电解铝行业的诉求。铝电解生产用电负荷容量大、长久连续稳定,与电网稳定的输配电技术相适配。电解铝装备及技术有一定消纳绿电的缓冲能力,但柔性负荷调控空间不大。因此,为提升绿电消纳稳定性,降低电网波动风险,加大可再生能源的消纳比例,有必要加强电解铝用户侧大规模电化学储能技术的研发,解决电解铝行业的稳定用电问题。姜治安建议国家对电网负荷侧与电解铝用户侧的储能投资给予政策支持和指导。
安徽省碳中和研究会副会长安徽海螺集团有限责任公司原技术总监陈永波介绍,水泥行业的用能结构中,煤炭约占80%,电力约占20%。在“双碳”的引领下和成本效益的驱动下,企业都在推广新能源使用和燃料替代。如山东济宁海螺建设了世界首条零外购电全绿电工厂。余热发电,风力发电、光伏发电,此外还有生物质发电、垃圾发电和储能,实现了多能互补。其中,生物质发电、垃圾发电和储能作为可调控电源,需要多少电就发多少电,来适应负荷和生产发电需求的平衡,其核心关键在于建立了能源负荷平衡控制调度系统,通过AI、大数据等技术进行预测和需求调度,来实现生产和供电平衡。
目前的绿电直连政策只允许新增负荷进行绿电直连,未明确存量负荷。另外,一些地区存在可再生能源消纳红线,达到红线的区域就不再批复可再生能源建设指标,绿电直连项目发展受限。如果用电量大的企业有能力、有条件也有愿望用绿电,就只能购买绿证,成本就会上升。目前AI技术是有可能保障电网安全的。如果电网适当投入一些成本,也能得到相应的收益,就可以推动电网与企业合力提升可再生能源的消纳水平,否则就会出现各种掣肘行为。相比其他行业,水泥行业在柔性生产方面,水泥粉磨环节具备一定的调节能力。
责任编辑:闫弘旭