需求側響應的實施障礙

曾 鳴，王冬容，陳 貞

（華北電力大學，北京 102206）

雖然需求側響應的基本理念已經得到廣泛接受和認同，技術上已經不存在任何制約性障礙，許多國家從能源戰略角度也已經普遍將需求側響應資源置于了與供應側資源同等甚至優先的位置。但這幾年OECD國家需求側響應項目的開展仍然沒能達到應有的水平，引起業界廣泛的反思。本文將目前普遍存在的障礙因素歸納為4類，即理論研究仍不充分，認識不統一；管制政策障礙大量存在，激勵仍顯不足；項目設計存在缺陷，配套措施不力；技術規格統一仍遙遙無期。

1 相關理論研究有待深入

目前對需求側響應的理論與實證研究遠未達到成熟的階段，許多的認識還較模糊，理念還未統一，許多事項都還在爭議之中，許多已實施的做法也還在被質疑和反對之中，從而制約了需求側響應的大規模推廣。

1.1 對負荷削減的計算

對激勵性需求響應項目中的需求削減量進行計量和確認，事實證明是非常困難和富有爭議的，尤其是需求側投標、緊急需求響應和容量項目等，其中最具爭議的就是對用戶基本負荷曲線的確認。現在各個供電公司和系統運營機構都有各自的方式方法來進行基線負荷的確認，有些是事前確認，有些是事后確認，有些采用歷史值，有些采用申報值，有些是以特定日期組合的負荷平均值，有些采用在緊靠需求響應事件發生的前后取平均值。這些方法中存在的最大問題就在于可能有博弈存在，消費者可能按照其生產經營計劃恰好需要削減或停用一段時間，這時候他可以投標過來宣稱有多少負荷削減。要最終解決這個問題，可能需要實時計量和用戶用電權相結合，以用電權額度的轉讓形式代替事后估算的負荷削減。對于可中斷和可削減負荷電價項目而言，這個問題就不那么突出，因為這類項目規定的是用戶接到通知后，應削減的負荷量或者不能超過的負荷水平，無須確定一個基數。

1.2 成本有效性評價

對需求側響應項目進行合理的成本有效性評價，有助于各個利益相關方對需求響應統一認識，提升支持力度。但目前尚沒有一個既定的方法和公認的程序來確定項目的成本有效性，當前的一些測算模型都是基于傳統的垂直壟斷一體化公司的能效和負荷管理行為的評估，主要是基于需求響應所產生的等效可免發電容量來測算，而不是進行一個綜合評估。考慮到現在電力工業結構的改變和組織市場的建立，其他的一些成本效益，尤其是對于需求側響應為市場穩定性和系統可靠性方面的巨大效益沒能涵括進來；以及對顧客的、對環境的、對社會的、對風險管理的以及其他一些的機會成本和效益都需要有一個更新的理解和涵括。另外在評估的方法上也沒有能夠統一，1.1節中所述的對于激勵型需求側響應所產生負荷削減量的計算方法未能統一，也直接影響經濟評價；同時，目前對價格型需求側響應，對負荷形狀、負荷增長和資源需求的影響的研究還很欠缺。

對于先進計量的成本效益分析面臨同樣的情況，除了前面所分析的需求響應項目所帶來的成本效益，先進計量系統還對配電系統運營效率產生效益，包括遠方控制所節約的運行和檢修成本以及減少抄表誤差所帶來的效益等，如果將這些因素都考慮齊全，將會使得先進計量系統的投資回收周期大為縮短。

1.3 激勵支付與交叉補貼

由于激勵型需求側響應項目對于系統運營機構和供電公司而言，比價格型需求側響應項目更具主動性和可觀可控性，所以在實踐中更受他們的青睞。但理論界越來越多的人認為，激勵型需求響應項目中對于負荷削減的激勵支付很容易成為一種交叉補貼，他們認為，誘導需求響應的最佳形式應該就是用電價格本身，任何給負荷削減的支付都不應該超過批發價格與該消費者如果沒有削減應負擔的零售價格之間的差額，否則就是一種交叉補貼，是從稅收或其他消費者處轉移來的非市場支付。對于這一問題研究的繼續深入和理念的逐步統一將直接影響今后需求側響應項目的方向。

2 管制障礙

雖然在方向上各國政策和管制機構都認可對需求側響應項目的支持，但現行的許多管制政策仍然客觀上構成各種障礙。

2.1 零售定價和批發市場的脫節

需求側響應的最大障礙是固定的零售電價和波動的批發價格之間的分離。雖然動態零售電價所能產生的巨大效益已在理論上和大量實驗性項目上得到充分證實，但世界上大部分國家和地區的零售電價還是更大程度的基于固定的結構和數值。即使開放了零售選擇，也基本上都保留了歷史上的不波動的價格或電價結構作為“默認電價”（default rate）。隨著消費者和政策管制機構對動態電價的疑慮的消除，某種形式的動態電價成為大多數用戶的默認電價基礎將成為可能，而先進計量系統成本的進一步降低也將加快這一進程。

2.2 供電公司的激勵缺乏

這是一個長期以來一直存在的問題，尤其是對于激勵性需求響應項目和能源效率項目。由于一般大用戶的電費都是同時基于電量和最大需量的兩部制價格，所以激勵性需求響應顯然會同時降低這兩項收入。消除這一障礙的主要途徑有三［1］：一是將利潤與銷售量脫鉤的政策；二是給予電力公司回收執行需求側響應項目成本的政策；三是采用基于績效的激勵性管制機制，將需求側響應績效作為整體績效的重要組成部分，基于高峰負荷或用電量的減少，或者是注冊用戶的增加量給予獎勵，且這些回報比普通投資收益更高，還可以采用由電力公司與用戶或第三方共同分享由需求側響應項目帶來的購電成本節約等激勵機制。

2.3 電力工業重組的負面影響

電力工業重組在2個方面影響供電公司推行需求響應項目并獲得其實施效益。第一方面，對于那些已經將其發電資產剝離了的電力公司而言，運營激勵性需求響應項目的效益中其能得到的部分顯得太少。實際上，需求響應項目最大的效益就在于對發輸配電設施的可免成本，而對于沒有了發電資產的電力公司，其可免成本部分僅含輸配電設施部分，而不是如以前那樣可以得到效益的大頭即可免發電成本及高峰期進口電力成本；也就是說，供電公司作為項目運營者無法內化項目的大部分效益，大部分效益被作為外部效益被全體消費者（無論參加的還是未參加的）和其他的第三方所獲得。第二方面，在一些地區，譬如美國德州，在改革重組后，需求響應服務項目已被視為競爭性項目而不允許配電公司提供。由于改革都還在進行之中，當前出現的問題主要還是一個過渡期的問題。從長遠來看，改革應處理好成果和效益的分擔分享問題，應最終做到能鼓勵電力零售公司的競爭和創新，其中包括需求響應項目和動態電價項目的實施和創新。

2.4 支持技術的成本回收和激勵

沒有能夠進行必要的計量、比較、補償的技術和設施，消費者就無法對價格、激勵和系統運營機構的指令做出合適的響應。但這些設施的建設和升級往往又需要有一個整體性的統一行動，這就導致系統升級的成本和投資需求特別巨大。如果不能有明顯的回收機制，供電公司很難愿意去進行大規模投資，而且在行業重組改革還面臨諸多不確定因素的情況下，這些投資還很容易淪為擱淺成本。為了激勵更大范圍的投資，應該通過電價機制回收至少一部分成本，且成本回報率至少應與發電和輸電資產相當。但這種基于電價回收部分成本難免會造成電價推高，這就需要管制機構做一個綜合的包含外部效益和全部成本的分析了。先進計量系統的成本回收還存在一個障礙即其折舊期限與技術或系統的生命周期可能會不對等，折舊期過長或實際壽命周期過短或技術很快過時，都會導致投資回收困難，適當允許加速折舊則可以消除這一障礙。總的來說，在先進計量系統造價成本越來越低，其功能越來越強大，所能提供的效益越來越多時，則其投資障礙會越來越小；但技術的提升和造價的降低需要在大規模的市場中獲得，這往往需要國家層面的政策支持來得以解決。

2.5 第三方提供需求響應的障礙

批發市場的發展為專職提供需求側響應的第三方的發展提供了很好的契機，尤其在一個大的區域批發市場，系統運營機構更需要有第三方來集成跨地區的需求響應資源，因為這些資源往往分布在多個供電公司營業區域內，而且有些大型的連鎖用戶，需要和一個中介打交道，委托第三方來統一運作其需求響應資源。但是管制規則的頻繁變更以及某些需求響應項目的衰退，又為其發展制造了障礙。許多的第三方采用各種風險和利潤分擔方式與供電公司合作，但是他們對用戶側的需求響應能力和效果往往又得不到完全信息，所以他們往往承擔了許多在需求響應支持技術之外的風險，這更加需要為他們掃除管制上的障礙，保證一個較長時間管制的穩定，為他們簽訂長期的合同以及獲得長期的融資創造條件。

2.6 一些零售和批發規則對需求側響應存在障礙

在一些批發和零售市場的規則設計上也存在一些對需求響應的障礙，包括在電力改革重組中的一些規定影響的市場規則，以及市場的結算和支付程序，另外市場規則的頻繁變更也嚴重影響需求側響應項目的實施。譬如美國德州規定電力零售公司必須限定與一家計劃協調機構（qualifying scheduling entity，QSE）掛鉤并與之結算，這一要求給做消費者負荷削減集成的第三方制造了麻煩，他們必須與多個零售公司去簽合同，與多個QSE去結算。另外在結算支付程序方面也存在一些問題［2］，批發市場正常的結算程序在實時和日前市場關閉60天到90天之后才能結算，這么長的結算周期給那些第三方機構造成了財務上的壓力。同時由于第三方機構無法自己得到用戶的電表數據，他們要向批發市場提交負荷削減數據必須要等到供電公司的數據收集和確認工作完成之后，這進一步延長了他們的結算周期。

3 項目設計和配套措施

用戶的惰性和慣性使得項目設計的簡便易接受性以及用戶教育顯得尤為重要。對于大多數的用戶尤其是居民用戶，如果項目設計得太過復雜，導致他們還要花很大功夫才能理解和執行，那么他們就會對項目產生抵觸。所以恰當地設計項目，加上廣泛的用戶教育和培訓，以及在大用戶中推行示范項目，讓用戶實實在在感受到參與的成本和效益，是至關重要的。

3.1 動態電價機制要做到簡單公平且多樣性

簡單和公平是動態電價項目2個關鍵成功法則。只要消費者相信供電公司制定的電價是公平的，且反映競爭性批發市場的實際情況，那么他們就會接受基于批發市場的實時電價。這一點也和顧客滿意度調查結果所反映的情況相一致。消費者能獲得價格信息的渠道越暢通，他們的響應性就越好，滿意度也越高。無論是在已經改革的區域，還是沒有改革的傳統區域，都可以通過各種途徑，包括免費電話、傳呼、手機信息、互聯網等向用戶發送實時電價信息，這些手段的采用都可以大大提升動態電價項目的成功概率，用戶可編程可通信的智能型用電設備的推廣也可以大大提升用戶的響應能力，提升動態電價項目的成功概率。同時，不同行業的用戶用電特性有很大不同，所以政策制定者需要設計出一個動態電價的產品組合，使得不同用戶可以選擇不同的激勵機制，提供不同的響應資源。

3.2 價格項目的強制性參與和自愿參與

經驗顯示，如果動態電價項目是自愿性的，那么用戶的參與程度和總負荷削減量都不會太高［3］。自愿性的動態電價項目容易使用戶產生一個“自我選擇”（self selection）問題：那些本來在高峰期用電量就不高的用戶會選擇參加，而那些高峰電量高同時又不愿意調整用電的用戶就會選擇不參加。這樣就起不到轉移高峰負荷的效果。而且，由于絕大多數自愿性動態電價項目都設計為供電公司維持收入中性的機制，這樣的話，由于參與用戶都是自我選擇有利于自身的，這就必然導致供電公司會出現收入損失，從而挫傷了供電公司的積極性。當然，站在用戶的角度，用戶還是傾向于自愿性項目，有自由進入和退出的選擇權；但用戶們對那些設計良好且簡單，并認為公平的項目反響始終是很強烈的，他們愿意留在項目中，感受到自己所能獲得的對自己電費和用電進行管理和控制，以及用電成本節約的成就感。從美國加州的經驗來看，用戶們尤其歡迎動態電價項目和向用戶提供自動控制及可編程管理技術相結合的項目。

3.3 市場盡量透明數據盡量可得

如果能讓用戶方便而及時地看到他們自身的計量數據，甚至是系統的一些負荷數據，以及他們的響應行為后這些數據的實時結果，那顯然會對用戶的響應積極性有極大的影響。先進計量系統本來應該具有這方面的功能，但現在的一些政策似乎沒有發揮好這方面的用途，消費者現在可以看到自己的計量數據但總是有一些滯后。同時，這些數據還應該讓第三方集成機構也要能夠實時看到，從而消除如2.6節中所述的結算周期障礙。

4 技術規格的統一

先進計量系統和智能控制系統的規格目前都沒能統一：包括先進計量系統（AMI）應具有哪些功能；每項功能的標準；智能型用電設備如何獲得各項用電信息；是通過先進計量系統專用網絡來提供，還是通過其他公共網絡來提供。如果通過先進計量系統專用網絡，是由計量終端統一接收再統一管理本用戶的各個智能用電設備，還是由各個智能用電設備直接從先進計量系統的數據收集器譬如信號塔接收信號。

現在已有一些地區采用AMI系統之外的網絡，譬如尋呼系統和調頻無線電等，來執行與智能恒溫器及其他負荷控制裝置之間的通信。加州能源委員會正在考慮提議修改建筑節能標準，其中一項提議就是要求推廣智能恒溫器，并采用調頻無線電信號對其單向通信。但加州的三大IOUs對此持反對態度，他們希望在自己的AMI系統建成之后，由自己的AMI系統來發布控制信號。在其他區域也有類似的討論，但總的來說，現在行業中沒有能夠就如何將智能用電設備以及專用的負控設備進行整合實現統一的標準。

向居民和商業用戶等提供及時、有用的信息對于幫助用戶對基于時間的電價合適響應，以及幫助他們合理管理自己的用電成本都非常重要；但是，目前，采用何種平臺來提供這些信息，提供哪些信息，以及用戶如何使用這些信息等都有待研究確定。信息的提供應更多的是從用戶的立場而不是從供電公司的立場考慮。如果用戶能夠及時地得到價格與時間的信息，理解價格與時間之間的聯動變化，能方便地得到其電費信息，并能方便地進行電費管理，那么就可以說明這些信息的提供是有效的。站在用戶的立場，需求響應項目只有能為他們帶來電費節省或者有機會帶來電費節省，才是成功的需求響應項目。

5 結論

雖然需求側響應項目在我國尚未大規模引入，但應早進行相關理論研究，適時開展試驗性項目，逐步打破完全固化的上網電價和銷售電價，增加其彈性和靈活性，并實施二者的聯動；在批發市場建立之初即充分重視需求側的引入，消除管制和規則上的障礙等措施。同時，應將以先進計量技術和智能用電技術為重要內容的智能電網提升到國家戰略層面，以國家政策推動技術規格的統一和相關產業的發展；以兩網改造的模式推動先進計量系統在全國的推廣部署，將使我國可能在新一輪技術和經濟浪潮中獲得超越歐美國家的先行優勢。

［1］Hope Robertson.Focusing on the Demand Side of the Power Equation：Implications and Opportunities，Cambridge Energy Research Associates［EB/OL］.（2006-05-18）［2009-12-21］.http://www.cera.com/aspx/cda/dient/report/reportpreview.aspx？CID=8115&KID-9.

［2］Bernie Neenan，Richard N Boisvert，Peter A Cappers.What Makes a Customer Price Responsive?［J］.The Electricity Journal，2002，15（3）：52-59.

［3］Goldman C，Hopper O，Sezgen M，et al.Does Real-Time Pricing Deliver Demand Response？A case study of Niagara Mohawk’s large customer RTP tariff［EB/OL］.（2004-06-30）［2009-12-21］.http://eetd.lbl.gov/ea/EMS/reports/54974.pdf.