美國需求響應實施現狀及對中國的經驗啟示

◎趙敏杰

美國需求響應實施現狀及對中國的經驗啟示

◎趙敏杰

需求響應在各國家的實施受制于自身國情要求，呈現不同的發展特色。例如，美國是最早提出和實施需求側響應的國家，其理論研究和實施都代表了國際前沿水平。法國在需求側響應的立法、保障機制制定中具有突出的代表性。日本在福島事件之后，明顯加快了需求側響應計劃的推行。本文著重梳理美國、法國、日本和其他國家需求響應實施現狀和主要內容，分析需求響應的具體措施機制以及實施效果。結合中國需求響應的發展現狀，給出國外需求響應實施經驗對中國的啟示，為建立完善的需求響應機制提供了參考依據。

需求響應屬于需求側管理（Demand Side Management，DSM）的一個重要概念。DSM基本概念主要由美國電力科學研究院于1986年首次提出，主要是指通過實施有效的激勵措施，引導終端用戶優化用電行為，提高自身用電效率，在不影響正常電力需求的情況下，轉移和削減部分用電負荷，以實現節約用電負荷和實現環境保護的目標。近年來，需求響應（Demand Response）作為DSM重要的新內容，在響應系統運行和調度方面，展現出了巨大的潛力，得到了世界各國的國外關注。

在2005年，美國眾、參議院通過的能源政策法案中，對需求響應的通信設施建設、計量方式制定、實時價格設計以及DR收益量化等方面制定了明確的細則，這為美國深入開展DR市場提供了堅實的保障。在2006年2月，美國能源部下屬聯邦能源監管委員會（Federal Energy Regulatory Commission，FERC）在呈交國會的報告中明確定義了DR的基本概念：在競爭性電力市場中，用戶響應高電價或電力系統在面臨可靠性危機時制定的經濟激勵措施，調整和優化自身用電行為。該定義明確了DR包括價格型的需求響應（Price-based Demand Response，PBDR） 和 激 勵 型的需求響應（Incentive-based Demand Response，IBDR）。PBDR主要是指用戶根據實時價格調整自身用電行為，削減和轉移部分用電負荷。IBDR主要是指用戶響應系統運行或調度需求，緊急提供可中斷負荷。

總體來說，國內外對于需求響應的研究已逐步從理論框架研究轉移至需求響應參與系統調度以及在智能電網的應用層面。中國在需求響應方面的核心研究內容是總梳理和總結國內外實施經驗，結合中國特有國情，分析如何優化需求響應理論及其在中國電力市場的應用。本文總結典型國家需求響應的實施現狀，并結合中國需求響應的基本情況，得出典型國家需求響應實施的經驗啟示。

美國需求響應實施現狀

美國是世界上最早開始實施需求響應的國家之一，提出了基于智能電網建設和相對完善電力市場機制下的電力需求響應概念。隨著時間推移，美國能源格局變得日益復雜和動態化，從可再生能源到分布式技術的發展，到電網基礎設施老化，再到清潔能源的高速發展和減排目標的提高，這些因素形成了一個充滿挑戰和競爭的環境，電力企業必須以符合成本效益及環保的方式確保滿足能源需求，這推動了美國電力需求響應的快速發展，主要包括四個階段，具體見表1所示。

為了推動需求響應工作的順利開展，從1992年起，美國政府陸續出臺了需求響應發展扶持性政策，這些政策使需求響應資源可以與發電資源競爭，參與批發市場，并提供各種各樣的服務，包括能源、容量和輔助服務。完善的扶持性政策對于美國需求響應項目成功至關重要。表2為美國需求響應扶持性政策。

美國需求響應運作模式主要有中介機構主導、政府主導和電力公司主導的三種運作模式，不同運作模式分別應用于特定的領域，保障了美國需求響應工作的順利開展，具體運作模式內容如下：

（1）中介機構主導的運作模式，主要由非政府非盈利性機構運作，一般為節能投資的中介服務機構，直接管理系統效益收費（System Benefit Cost，SBC），負責需求響應項目的計劃、資金分配和評估驗收等工作。中介服務機構需與州政府電力監管部分簽訂監管和定期審計監察協議。

（2）政府主導的運作模式，主要由州政府設定無需政府撥款的非營利性準政府機構來負責需求響應項目的運作管理，政府電力監管福門負責審批項目計劃和系統效益收費支出。

（3）電力公司主要的運作模式，美國大多數州主要采用由電力工作作為需求響應的實施主體，通過制定相關法律法規保證其運作機制，利用系統效益收費等方式籌集需求響應資金。

中國需求響應實施現狀

鑒于中國現階段電力行業的市場環境和政策機制，需求響應工作仍處于試點階段。在2012年7月16日，國家財政部以及國家發展與改革委員會聯合印發《電力需求側管理城市綜合試點工作中央財政獎勵資金管理暫行辦法》，其中，獎勵資金支持范圍包括建設電能服務管理平臺、實施能效電廠、推廣移峰填谷技術，開展電力需求側響應和相關科學研究、宣傳培訓、審核評估等。同年確定北京市、江蘇省蘇州市、河北省唐山市和廣東省佛山市為首批試點城市。試點城市可采用更為靈活的需求側響應政策，如：對鋼鐵企業等大用戶實行可中斷負荷電費補貼，對實行需求側管理示范項目及能效電廠項目給予沖抵電費的政策支持。同時，充分利用分時電價、差別電價政策，促進削峰填谷，實現電力動態平衡。其中，實施尖峰電價與可中斷電價是深入開展電力需求側響應的標志性措施。表3為2012年國家發改委確定的四個試點城市的需求側管理試點方案。

表1 美國需求側響應發展時間表

上述四個城市正在積極動員終端用戶和第三方服務商參與需求側管理工作，在實時需求響應層面均取得了長足的發展。在2014年，上海市推出了中國第一個大規模電力需求響應城市試點項目，并邀請國內外專家、電網企業、科研機構和第三方服務商共同制定和實施需求響應試點項目，這充分表明了需求響應在提高電力系統效率方面的巨大潛力。上海市需求響應試點項目累計吸引了33棟商業和公共建筑及31個工業客戶，其中，共有27個商業和公共建筑客戶以及7個工業客戶對2014年夏季需求響應事件作出回應，實現了10%的平均峰值需求降幅，這極大程度上激勵了上海深入探索和開展需求響應扶持政策，保證了需求響應的持續發展。

需求響應實施經驗啟示

盡管存在障礙，隨著中國對空氣質量、氣候變化和電力改革日益重視，中國當前的監管環境為開展需求響應計劃創造了一個有利的氛圍。2015年3月，中共中央和國務院聯合下發了期待已久的電力部門改革指導性文件，明確提出將開展電力需求側管理和能效管理作為電力部門改革的基本原則之一，將電力需求側管理作為確保電力供需平衡的主要手段。結合國外發達國家需求響應實施經驗，未來中國需求響應工作的開展可從以下幾個方面進行改進：

（1）完善需求響應實施框架結構。中國電力需求響應的規模化開展需要基于完整的框架結構，能夠保證需求響應的穩固化發展。完善的需求響應實施框架主要應包括三部分內容，即運作機制、效益回收機制和效益評估機制。需求響應運作機制能夠理順政府、電網企業、發電企業和終端用戶間的利益關系與作用機理，保證需求響應工作的順利開展。合理的效益匯報機制能夠保證用戶參與需求響應的基本收益，提高用戶的參與程度，合理制定經濟效益激勵機制是實施需求側響應機制的重要手段。完善的需求響應評估機制能夠量化分析需求響應所帶來的系統效益、用戶效益和社會效益，有利于改善當前需求響應評估以電網企業為主的缺陷，統籌考慮各方面效益，推動需求響應項目的規模化開展和實施。

表2 美國需求響應扶持性政策◎

表3 國家發改委需求側管理試點方案2

（2）豐富需求響應實施電價體系。中國現階段設計需求響應的電價機制仍舊不夠豐富和完善。豐富分時電價的峰谷差價相對較大，相關的保障性政策不足，導致電價對負荷的調節作用十分明顯。各類需求側響應資源的形成歸根結底有賴于完善的電價體系，完善的電價體系能夠起到引導用戶主動改變用電模式的作用。未來，應著重開展關于需求響應電價機制的研究，政府和電網企業應積極對需求響應電價機制的不斷完善，制定涉及需求響應電價機制實施的保障性措施，保證需求響應工作的規模化開展。

（3）出臺需求響應實施激勵政策。電力市場是需求側響應能夠有效實施的基礎和平臺，無論是電價政策還是需求側響應資源參與容量或者輔助服務，都需要依托于較為完善的電力市場。首先，只有隨著電力市場建設完善，基于市場信號的電價體制才能更好的反應電力供需的實際情況，更好地引導用戶合理改變用電行為。其次，當需求側響應資源參與到容量市場以及輔助服務市場，參與方通過市場交易獲取利益，才能夠有效解決需求側響應的效益回收以及利益劃分問題，這樣需求側響應的參與主體以及政府或者電網公司可控的需求側響應資源才能豐富起來。

需求響應作為電力需求側管理的主要措施，能夠激勵用戶響應系統調度需求，優化調整用電負荷部分，配合可再生能源的規模化發電并網，對實現節能減排目標有著重要的推動作用。本文首梳理了美國、法國、日本和其他發達國家需求響應的實施現狀及發展歷程；然后，詳細介紹了中國需求響應發展歷程、試點現狀及實踐障礙；最后，從完善需求響應實施框架結構、豐富需求響應實施電價體系、加快智能電網技術研發力度和出臺需求響應實施激勵政策四個方面給出了發達國家需求響應實施對中國的經驗啟示，以期能夠為促進中國需求響應的實施提供重要的決策支撐。

（作者單位：華北電力大學）