新興負(fù)荷規(guī)模性可調(diào)節(jié)潛力研究及對(duì)電力保供工作建議
(一)新興負(fù)荷快速發(fā)展,用電規(guī)模已較為可觀
數(shù)據(jù)中心規(guī)模大、用電多,分布靠近東部負(fù)荷中心。截至2022年底,全國(guó)數(shù)據(jù)中心擁有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架數(shù)量超過(guò)650萬(wàn),用電負(fù)荷約2000萬(wàn)千瓦;主要分布在北上廣、江浙等發(fā)達(dá)地區(qū),近年呈現(xiàn)向西部遷移態(tài)勢(shì),目前東部、中部、西部、東北地區(qū)占比分別約60%、15%、20%、5%。
5G基站覆蓋率逐步提升,從城市走向鄉(xiāng)村。截至2022年底,我國(guó)累計(jì)建成投運(yùn)5G基站231萬(wàn)座,用電負(fù)荷接近1000萬(wàn)千瓦;先期主要布局在直轄市、省會(huì)城市等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū),目前正快速向縣、鄉(xiāng)推廣,東部、中部、西部、東北地區(qū)占比分別約50%、20%、25%、5%。
(來(lái)源:微信公眾號(hào)“中國(guó)電力” 作者:國(guó)網(wǎng)能源院 唐偉)
電動(dòng)汽車保有量突破一千萬(wàn),分布較為分散。截至2022年底,我國(guó)純電動(dòng)汽車保有量1045萬(wàn)輛,同時(shí)用電負(fù)荷超過(guò)1000萬(wàn)千瓦;主要分布在一線城市、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),近兩年“電動(dòng)汽車下鄉(xiāng)”趨勢(shì)顯現(xiàn)。
電制氫仍處于起步階段,多位于沿海、西北地區(qū)。截至2022年底,我國(guó)在運(yùn)電制氫項(xiàng)目年產(chǎn)氫量3.3萬(wàn)噸/年,裝機(jī)容量約23.2萬(wàn)千瓦;多位于沿海、西北地區(qū),主要利用當(dāng)?shù)刎S富的太陽(yáng)能和風(fēng)能資源。
經(jīng)測(cè)算,當(dāng)前四類新興負(fù)荷用電量占全社會(huì)總用電量的比重已超4%,平均用電負(fù)荷已達(dá)千萬(wàn)千瓦級(jí),規(guī)模比較可觀。
(二)新興負(fù)荷可提供削峰、填谷等可調(diào)節(jié)服務(wù),但規(guī)模性可調(diào)節(jié)潛力存在較大的差異
數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)荷可在不同時(shí)間、空間進(jìn)行轉(zhuǎn)移,此外空調(diào)、儲(chǔ)能設(shè)備等也具備調(diào)節(jié)能力。5G基站通過(guò)分時(shí)啟停、空調(diào)控制、儲(chǔ)能設(shè)備等,可實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷調(diào)節(jié)。兩者用電負(fù)荷密度大、利用小時(shí)數(shù)高,集聚優(yōu)勢(shì)比較明顯,規(guī)模效應(yīng)較易發(fā)揮。
電動(dòng)汽車通過(guò)車網(wǎng)融合(V2G),統(tǒng)籌協(xié)調(diào)有序充放電,可實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)互動(dòng)。受地理空間分布分散、用車行為差別大、并網(wǎng)控制不便捷等因素限制,規(guī)模化可調(diào)節(jié)潛力有待釋放。
電制氫設(shè)備運(yùn)行功率理論可調(diào)節(jié)范圍為額定功率的5%-120%,多數(shù)通過(guò)消納可再生能源制備氫氣。因還處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初級(jí)階段,規(guī)模效應(yīng)將隨裝機(jī)增長(zhǎng)逐步提升。
(一)部分地區(qū)對(duì)新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)給予一定的政策支持,并積極開(kāi)展了相關(guān)實(shí)踐探索
在政策支持上,一是前期需求響應(yīng)實(shí)踐基礎(chǔ)較好的省份提出了鼓勵(lì)性政策。例如,江蘇發(fā)文鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心、5G基站、充電設(shè)施等以獨(dú)立戶號(hào)參與需求響應(yīng)。二是部分省份明確新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)高于傳統(tǒng)負(fù)荷。例如,重慶發(fā)文明確削峰響應(yīng)中工業(yè)用戶的補(bǔ)貼為10元/千瓦/次,數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車充換電站等的補(bǔ)貼為15元/千瓦/次。三是個(gè)別省份對(duì)新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)的智能改造環(huán)節(jié)給予財(cái)政支持。例如,深圳發(fā)文明確對(duì)5G基站、充電站、數(shù)據(jù)中心等智能化改造給予比例不等的財(cái)政資金支持。
在實(shí)踐探索上,數(shù)據(jù)中心相關(guān)案例:中國(guó)電信杭州數(shù)據(jù)中心參與需求響應(yīng),削減負(fù)荷達(dá)1.05萬(wàn)千瓦;中國(guó)移動(dòng)金華分公司數(shù)據(jù)中心開(kāi)展需求響應(yīng)演練,讓出負(fù)荷超過(guò)4000千瓦。5G基站相關(guān)案例:安徽公司與屬地鐵塔公司簽署協(xié)議,確定1.36萬(wàn)千瓦負(fù)荷參與需求響應(yīng);湖北施恩公司計(jì)劃2023年改造1000座5G基站,預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)調(diào)峰負(fù)荷0.4萬(wàn)千瓦。電動(dòng)汽車相關(guān)案例:湖北電動(dòng)汽車公司通過(guò)對(duì)可調(diào)直流充電樁的遠(yuǎn)程調(diào)控完成需求響應(yīng),最大削峰負(fù)荷2.2萬(wàn)千瓦。
(二)從新興負(fù)荷可調(diào)節(jié)潛力發(fā)揮效果看,目前還存在規(guī)模小、主體少、市場(chǎng)弱、響應(yīng)差等問(wèn)題,用戶主觀上還存在實(shí)際收益、安全風(fēng)險(xiǎn)等方面顧慮
一是規(guī)模小。調(diào)研顯示,目前開(kāi)展的新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)實(shí)踐中,削減負(fù)荷最大僅為2.2萬(wàn)千瓦。
二是主體少。目前參與需求響應(yīng)的新興負(fù)荷多為通信公司的數(shù)據(jù)中心、鐵塔公司的信號(hào)基站,均具有集聚效應(yīng)。電動(dòng)汽車參與多為試點(diǎn)示范場(chǎng)景,潛力有待激活。
三是市場(chǎng)弱。目前,實(shí)踐探索多為簽署協(xié)議或開(kāi)展演練,以方案規(guī)劃、設(shè)備安裝等基礎(chǔ)性能力建設(shè)的前期工作為主。
四是響應(yīng)差。分散型新興負(fù)荷主體不確定性較高,負(fù)荷聚合商“聚沙成塔”的能力普遍較弱,參與需求響應(yīng)的成功率不高。
站在用戶的立場(chǎng),新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)的顧慮主要來(lái)源于兩個(gè)方面:一是實(shí)際收益。新興負(fù)荷參與需求響應(yīng),投入成本、經(jīng)濟(jì)收益并不是主要考量,用戶體驗(yàn)、社會(huì)效益才是決定性因素。二是安全風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)中心、5G基站等對(duì)安全性的重視高于經(jīng)濟(jì)性,因信息安全、服務(wù)質(zhì)量等核心功能不能受到影響,因此對(duì)參與需求響應(yīng)保持審慎態(tài)度。
三、新興負(fù)荷發(fā)揮電力保供能力的提升措施及規(guī)模化可調(diào)節(jié)潛力測(cè)算
(一)新興負(fù)荷發(fā)揮電力保供能力可從法治保障、政策激勵(lì)、技術(shù)支持、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)、跨界協(xié)同五個(gè)方面發(fā)力
法治保障:在《電力法》等相關(guān)法律法規(guī)修訂中,明晰需求響應(yīng)主體的相關(guān)權(quán)責(zé);在電力需求側(cè)管理辦法等制度中,保障新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)的市場(chǎng)主體地位。
政策激勵(lì):從實(shí)踐基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)條件等實(shí)際情況出發(fā),給予新興負(fù)荷稅收優(yōu)惠、專項(xiàng)補(bǔ)貼等激勵(lì)。
技術(shù)支持:加快分鐘級(jí)/秒級(jí)精準(zhǔn)跟蹤控制、超短時(shí)空間轉(zhuǎn)移等技術(shù)突破,提升新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
市場(chǎng)驅(qū)動(dòng):加快健全新興負(fù)荷參與市場(chǎng)相關(guān)規(guī)則,鼓勵(lì)需求響應(yīng)通過(guò)現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)獲得合理經(jīng)濟(jì)收益。
跨界協(xié)同:基于實(shí)際運(yùn)行特性,探索跨行業(yè)融合的商業(yè)模式,實(shí)現(xiàn)算力與電網(wǎng)協(xié)同、通信與電網(wǎng)協(xié)同、交通與電網(wǎng)協(xié)同。
(二)新興負(fù)荷規(guī)模性可調(diào)節(jié)潛力釋放后,對(duì)電力保供的貢獻(xiàn)潛力較大
基于相關(guān)行業(yè)發(fā)展規(guī)劃,并利用規(guī)模、單位電耗、利用率等定量測(cè)算,預(yù)計(jì)2025年新興負(fù)荷占全社會(huì)用電量的比重約6%,平均負(fù)荷占全社會(huì)最大負(fù)荷的比重約5%。綜合測(cè)算,不考慮同時(shí)率,2023年新興負(fù)荷規(guī)模性可調(diào)節(jié)潛力超過(guò)1800萬(wàn)千瓦,2025年將超過(guò)3000萬(wàn)千瓦。
一是促請(qǐng)政府出臺(tái)激勵(lì)新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)的相關(guān)政策。借鑒部分地方出臺(tái)政策并取得實(shí)效的經(jīng)驗(yàn),促請(qǐng)國(guó)家層面及更多地方出臺(tái)一攬子電力保供配套政策,為新興負(fù)荷規(guī)模性可調(diào)節(jié)潛力釋放提供激勵(lì)支持。
二是站穩(wěn)電網(wǎng)功能定位,提升業(yè)務(wù)專業(yè)水平,深挖新興負(fù)荷可調(diào)節(jié)潛力。加快提升服務(wù)新興負(fù)荷參與需求響應(yīng)的專業(yè)素養(yǎng),可發(fā)揮智庫(kù)等科研力量開(kāi)展技能培訓(xùn)。在今年迎峰度夏保供方案中,充分考慮新興負(fù)荷因素并妥善開(kāi)發(fā)利用。
三是加快發(fā)揮新興負(fù)荷可調(diào)節(jié)資源的“直接利用”優(yōu)勢(shì)。近期可將包括新興負(fù)荷在內(nèi)的需求側(cè)資源作為電力保供的“直接資源”,爭(zhēng)取“為我所用、為我能用、為我快用”。后續(xù),可持續(xù)培育壯大負(fù)荷聚合商,發(fā)揮其組織效能和集成作用。
專家介紹?
唐偉,國(guó)網(wǎng)能源院經(jīng)濟(jì)與能源供需研究所基礎(chǔ)性專家,主要從事電能替代、節(jié)能節(jié)電、電力需求側(cè)管理、客戶服務(wù)等研究工作。
責(zé)任編輯:葉雨田
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