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2018-2040年可持續發展情景中的需求響應潛力

作者:李天梟 來源:李導聊天室 發布時間:2020-11-17 瀏覽:
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中國儲能網訊:2019年對需求響應技術來說是喜憂參半的一年。在美國和澳大利亞,以及一些歐洲市場,需求側響應的部署有所增加。然而,歐洲主要司法管轄區的監管不確定性,以及重要市場參與者日益試圖整合其能源服務和產品供應的戰略轉變,已經降低了需求側響應的前景。2019年,各種形式的需求側響應全球產能同比增長5%,比可持續發展情景要求的水平低10倍。

2018-2040年可持續發展情景中的需求響應潛力

追蹤進展

2019年全球需求響應部署放緩,主要市場面臨監管不確定性,一些重要市場參與者減少了投資活動。裝機容量增加在美國、澳大利亞和部分歐洲市場。

不幸的是,需求響應基礎相對于可持續發展情景所需努力的規模是很小的:到2050年,住宅、商業和工業部門的全球靈活資產規模需要比今天高出10倍。目前,只有不到2%的全球潛在需求側響應得到了利用。

盡管潛力巨大,但需求側響應在全球范圍內仍不均衡

在歐洲,前幾年增長強勁的市場,以及拍賣和其他部署機制,在2019年取得了喜憂參半的結果。在意大利,系統運營商在全國范圍內投運了總計280兆瓦的發電能力,而在愛爾蘭,415兆瓦的需求響應能力在T-4(四年前)拍賣中獲得。

英國容量市場支付暫停,歐盟委員會繼續審查該國的容量拍賣是否違反歐盟國家援助規定。盡管存在監管上的不確定性,年度T-1(前一年)拍賣仍進行了,但授予的容量不到2018年拍賣的一半。但是,前幾年遺留下來的項目導致英國的需求側響應能力全面增加。

類似的監管擔憂抑制了在歐洲其他市場的擴張。在波蘭,Tempus Energy繼成功挑戰英國容量市場規則后,又提交了一份新的文件,針對類似的歧視性擔憂——即,較長期合同被授予發電商,而不是要求響應提供商。愛爾蘭等較為成熟的市場可能在不久的將來也會面臨類似的挑戰。在愛爾蘭,發電商獲得的是10年的合同,而不是向需求響應供應商提供的1年的保證。

隨著新產品的出現,澳大利亞仍然是虛擬電廠(VPP)開發的全球領導者,但這些商業模式的價值尚未得到證明。目前,只有一家虛擬電廠(僅1mw,由AGL管理)注冊用于在高價值的頻率控制和輔助服務市場提供靈活性服務,而在澳大利亞,這兩個市場提供了大部分靈活性服務。

虛擬電廠將繼續推廣,因為在新建項目中太陽能+儲能已經成為常態,而開發商將繼續與公用事業公司和第三方合作,以降低他們自己的電網投資成本,并降低潛在買家的能源成本。

在美國,所有區域系統運營商的批發需求響應能力總計增長到27GW(約占峰值需求的6%),另外通過零售項目提供的5GW。加州取得的進展尤其強勁,拍賣的裝機容量翻了一番,達到373MW。負荷控制、中斷服務和儲備市場也在該國其他地方擴大。

在亞洲,中國在適應新型分布式能源商業模式方面取得了一些進展,這可能為增強需求方面的靈活性鋪平道路。盡管這兩家國有電網公司對可能降低電網收費的做法心存疑慮,但中國還是啟動了一項包括26個試點項目的廣泛計劃,以試點消費者層面的能源交易和平衡。在日本,新推出的產品包括Eneres(隸屬于電信公司KDDI)的虛擬電廠,計劃于2021年推出,注冊用戶為1萬人。

公用事業公司合并業務,而石油巨頭投資于需求方面的靈活性

在2018年延續下來的趨勢中,公用事業公司正遵循往年的強勁活動,減少收購、合作以及內部產品和服務的供應。隨著商業模式的整合,公用事業公司越來越多地嘗試建立概念的證明和可預測的增長。

相反,石油公司更積極地投資與需求方面靈活性直接相關的技術。

道達爾在2018年收購了歐洲電池制造商Saft后,投資了微電網開發商Go Electric。西班牙石油巨頭雷普索爾(Repsol)收購了安培(Ampere),安培是一家家用存儲設備開發商,也通過虛擬電廠管理電池提供靈活性服務。殼牌(Shell)收購了英國的聚合器和虛擬電廠供應商Limejump。

隨著需求端的靈活性平臺的多樣化,邊界和標簽變得不那么重要

虛擬電廠、需求響應提供商和消費者之間的界限在2019年進一步模糊。據估計,目前僅虛擬電廠市場就有20吉瓦,其中三分之一的產能完全集中在需求響應上。

主要的公用事業公司進一步將他們的產品多樣化到虛擬電廠,其中包括需求響應打包與其他形式的需求側靈活性和發電。

在歐洲,EDF收購了德國虛擬電廠公司Energy2market,該公司擁有超過4千兆瓦的產能,包括表后電池和需求側資產。Engie在2018年收購了英國DR運營商Kiwi Power之后,收購了瑞士住宅VPP運營商Tiko。在英國,OVO energy的子公司Kaluza于2019年成立,提供一系列需求側靈活性服務,包括:與Sonnen合作的住宅電池負荷管理;與家電制造商Glen Dimplex合作的住宅蓄熱項目;以及在倫敦進行的智能電動汽車充電現場試驗。

在一項關鍵的發展中,配網運營商更頻繁地在本地尋找靈活性。隨著分布式發電、電動汽車和其他電氣化負荷在配電網中的出現增加,配電網的所有者和運營商將試圖推遲或避免電網升級和加固,采用不那么傳統的“非有線”替代方案,如本地需求側靈活性。這些替代方案已經通過第三方平臺或分銷系統運營商直接采購進入英國、荷蘭、德國和挪威。

繼續發展規章制度和政策支助仍然是必要的

盡管需求響應有可能提供各種靈活性服務,但在世界上大多數轄區,當大型工業公司為儲備或其他短期市場提供減少負荷服務時,需求方面的靈活性仍僅作為一種中斷性服務存在。

擴大需求響應的范圍將需要市場和監管環境允許其與其他形式的靈活性平等競爭(包括分拆的電力服務市場和受監管的公用事業模型)。在這些不同的環境中交付需求響應的平臺和參與者也將是必要的。

更復雜形式的靈活性的成功,包括虛擬電廠、需求響應聚合和本地提供的靈活性,也取決于規則和條例的演變。對聚合的重要性的認識仍然滯后:奧地利和荷蘭等一些國家正在部署需求響應機制,但尚未正式承認聚合者的作用。

因為應用程序和使用是如此不同,政策也必須足夠多樣化,確保市場設計充足,和市場必須足夠細粒度的需求反應的能力來滿足某些系統需求是顯而易見的——尤其是地方形式的靈活性,可以利用分布系統所有者和經營者。

建議的行動

鼓勵創新商業模式

需求響應聚合、虛擬電廠和其他分布式能源平臺等新的業務模型為實現需求端靈活性提供了很大的希望。然而,目前提供的大多數服務依賴于傳統的減少負載方案,而不是更高級形式的系統服務。

通過試驗或其他反映地方法規和電力行業結構的直接觀察方法,政府和監管機構應研究使用ICT平臺和智能合約幫助消費者對價格信號或系統運營商的信號作出反應的可行性,并應擴大靈活性產品。

此外,它們應考慮實施以時間為基礎的利率方案,以及在使用時將靈活性貨幣化的監管結構。

最后,政府應促進消費者和第三方(包括聚合商)獲取智能計量數據、動態定價和其他信號。

評估新市場和服務的需求方面的靈活性

在2030年之前,需求方面的靈活性將繼續提供基本服務,如減少負荷,將需求響應應用于新服務可以提供新的收入流和降低交易成本,允許分布式能源資源參與更大范圍的市場。

大數據分析、監控和控制將越來越多地允許虛擬電廠調整消費和生產模式,并在較小規模上挖掘新的靈活性。除批發市場外,尤其應鼓勵地方靈活性——包括仔細考慮分配系統運營商和傳輸系統運營商之間的相互作用,以及地方和批發容量之間或平衡市場之間的相互作用。

優先考慮更大、更容易管理的負載

需求側的絕大多數響應潛力在于大型工業熱負荷和過程、建筑物的熱舒適(即加熱和冷卻)、電動汽車充電和表后存儲和發電。

特別是電動汽車的瞬時負荷可能比家庭平均負荷高出一個數量級。因此,管理電動汽車可以幫助整合更高比例的電動汽車,并增強整體系統的靈活性,從而實現更大的可再生發電。改變電動汽車從電網取電的時間的智能充電策略可以釋放部分這種靈活性。

目前智能充電方案很少(領先的試點在荷蘭、德國和加利福尼亞,在倫敦有一個新的試點項目),盡管尚未開發的靈活性潛力已經很大。

如果電動汽車的需求響應能夠在今天全部電動汽車車隊中實現,那么該系統將立即獲得2吉瓦的靈活性——與非抽水蓄能的總容量相當。

關鍵字:需求側響應

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