​需求响应的国际发展历程及欧美实践

需求响应的国际发展历程及欧美实践

杨永明

（能源情报研究中心）

在任何市场中，消费者影响需求的能力都是其有效运作的关键特征。这种说法亦适用于电力市场。电力作为特殊的商品（生产和消费同时进行，无法建立库存或用其他商品替代），从历史上看，消费者没有机会来影响供需平衡，从而影响市场价格。在电价上涨的同时，消费者不会减少电力消费。在这种需求缺乏弹性的条件下，电价完全由生产者决定。

在电力行业新的发展趋势下，数字电表的出现、通信技术和智能电网的发展为消费弹性提供了增长空间，需求响应的概念也随之发展起来。

上世纪70年代，在经历了几乎波及全球的能源危机后，许多国家为满足国民电力需求，开始尝试应用有效的市场机制，而非单纯地增加发电装机和建设电网基础设施。能源管理的概念逐步兴起，并在实践中不断扩大其应用范围。时至今日，电力需求侧管理已经成为世界上普遍采取的能源管理手段。

国际实践中已创立并应用的相关术语主要包括：需求侧管理（Demand Side Management），即采取有效激励或诱导措施，以改变用户用电方式，提高终端用电效率，减少电量消耗，对电力需求进行管理。需求侧管理的项目类型分为需求响应和能效项目。其中，能效项目通过节能设备或节能措施降低能耗，减少提供同等能源服务的能源投入。需求响应即消费者在电力市场价格升高或系统可靠性受威胁的情况下自愿改变耗电水平，从而减少或推移某时段的用电负荷。

从需求响应组织和用户参与的基本原则来看，首先，根据消费量和消费模式，需求响应可采取不同形式。例如，工业或大型商业、企业用户可以重新组织其生产过程和工作时间表，将用电时间转移到电价较低的时刻。小型企业和家庭用户参与的需求响应可以是将房屋的供热、空调用电、电动车充放电、家用电器从高峰时段转移到非高峰时段。此外，用户也可以通过使用自备电源、储能设施，改变空调系统、制冷设备的恒温器设置，改变或中断生产周期，关闭部分照明设施等方式来降低用电量。

需求响应发展历程

需求响应供应商中，一部分是需求响应的整合公司，亦称为需求响应聚合商（Demand Response Aggregators），他们直接与用户签订合同，然后将多个用户的需求响应行为聚合管理，以便在电力市场或向电网其他参与方出售。在一些国家，需求响应聚合商是独立的市场参与方（他们既不是服务供应商，也不是维持电力系统平衡的负责方或服务提供商等各方的合作伙伴）。

需求响应用户和聚合商，即需求响应资源（Demand Response Resources），可以参与容量、能量和辅助服务市场的运行。需求响应有多种分类方式，如可以将需求响应区分为紧急需求响应（Emergency Demand Response）和经济需求响应（Economic Demand Response）。经济需求响应用于激励用户降低负荷或耗电水平，保障其参与需求响应的经济性；紧急需求响应用于在电力供应有限的情况下避免不可预期的供电中断，保障电网安全。例如，在美国PJM电力市场中，当批发市场（日前市场或实时市场）的电力价格超过零售价格时，经济需求响应用以降低批发电价，是减少电力市场负荷的自愿行为。用户减少一定规模用电量不是硬性承诺。在电力供应不足或紧急状况下，参与紧急需求响应时，按照一定规模降低负荷、减少用电量则是硬性承诺。

还可以按照用户不同的响应方式，将需求响应分为基于价格的需求响应（price-based Demand Response）和基于激励的需求响应（incentive-based Demand Response）。参与价格需求响应计划的用户可以自由选择不同的时间电价，自由地调整负荷，以实现减少电费支出的目的。当实施激励需求响应计划时，需求响应行为的结果预先在电力市场中出售，有时直接由大型工业、企业或通过需求响应供应商出售。用户做出响应，改变用电需求，并由此获得不同形式的补贴（获得直接补偿或其他时段的优惠电价等）。

几十年来，电力需求响应计划已被全世界用作维持电网可靠性的有效经济资源。美国、欧盟、澳大利亚、新西兰、中国等都在实施需求响应计划。目前，世界各国需求响应资源的市场参与情况取决于各国电力市场的发展水平，以及是否具备需求响应资源参与市场的相关规则。例如，在美国（PJM、MISO、CAISO等电力市场），需求响应资源积极参与容量、能量和辅助服务市场。在英国，系统运营商National Grid的运营区域内，需求响应资源有机会参与辅助服务市场和后来推出的容量市场。与美国一样，这些需求响应资源包括能够减少电力系统负荷或临时断开负荷的高耗电企业和组织，以及由大量低负荷最终用户组成的、可以通过负荷聚合商参与市场的用户群体。

美国在需求响应项目规划设计、商业运营及后期效果评价方面走在世界前列，各州陆续建立了基于市场运作的需求响应项目，预计2019年由需求响应带来的峰荷削减可达到最大负荷的20%。美国PJM电力市场的交易内容已由主能量市场、容量市场、辅助服务市场交易推广到以负荷响应为主要对象的需求响应交易市场。在PJM电力市场下的需求响应产品有能量、容量、同步备用和调频。

需求响应资源参与PJM电力市场

目前，欧洲主要有8个区域性电力市场，各自有不同的市场规则及技术标准。欧洲还建立了十几个规模不同的电力交易中心，覆盖不同的地理区域。欧盟需求侧管理政策基本完整，能源效率在全球名列前茅，但是需求响应方面，尽管欧盟各种指令如欧盟电力指令（2009/72/EC）和欧盟能效指令（2012/27/EU）等，都涉及到需求响应的相关内容（其中欧盟能效指令提出，欧盟成员国应取消输配电价激励措施，因为这可能会妨碍需求响应的发展），但目前还没有整体性的实施计划，部分国家需求响应还处于起步阶段。欧洲各国所开展的需求响应项目主要依据于各自制定的方案和规则。有研究认为，部分国家需求响应目前只占欧洲需求的4%，欧洲需要有一个关于需求响应更加规范的定义，从而更好地实现需求响应的巨大潜力。

欧洲各国开展的需求响应项目