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2018-2040年可持续发展情景中的需求响应潜力

作者:李天枭 来源:李导聊天室 发布时间:2020-11-17 浏览:
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中国储能网讯:2019年对需求响应技术来说是喜忧参半的一年。在美国和澳大利亚,以及一些欧洲市场,需求侧响应的部署有所增加。然而,欧洲主要司法管辖区的监管不确定性,以及重要市场参与者日益试图整合其能源服务和产品供应的战略转变,已经降低了需求侧响应的前景。2019年,各种形式的需求侧响应全球产能同比增长5%,比可持续发展情景要求的水平低10倍。

2018-2040年可持续发展情景中的需求响应潜力

追踪进展

2019年全球需求响应部署放缓,主要市场面临监管不确定性,一些重要市场参与者减少了投资活动。装机容量增加在美国、澳大利亚和部分欧洲市场。

不幸的是,需求响应基础相对于可持续发展情景所需努力的规模是很小的:到2050年,住宅、商业和工业部门的全球灵活资产规模需要比今天高出10倍。目前,只有不到2%的全球潜在需求侧响应得到了利用。

尽管潜力巨大,但需求侧响应在全球范围内仍不均衡

在欧洲,前几年增长强劲的市场,以及拍卖和其他部署机制,在2019年取得了喜忧参半的结果。在意大利,系统运营商在全国范围内投运了总计280兆瓦的发电能力,而在爱尔兰,415兆瓦的需求响应能力在T-4(四年前)拍卖中获得。

英国容量市场支付暂停,欧盟委员会继续审查该国的容量拍卖是否违反欧盟国家援助规定。尽管存在监管上的不确定性,年度T-1(前一年)拍卖仍进行了,但授予的容量不到2018年拍卖的一半。但是,前几年遗留下来的项目导致英国的需求侧响应能力全面增加。

类似的监管担忧抑制了在欧洲其他市场的扩张。在波兰,Tempus Energy继成功挑战英国容量市场规则后,又提交了一份新的文件,针对类似的歧视性担忧——即,较长期合同被授予发电商,而不是要求响应提供商。爱尔兰等较为成熟的市场可能在不久的将来也会面临类似的挑战。在爱尔兰,发电商获得的是10年的合同,而不是向需求响应供应商提供的1年的保证。

随着新产品的出现,澳大利亚仍然是虚拟电厂(VPP)开发的全球领导者,但这些商业模式的价值尚未得到证明。目前,只有一家虚拟电厂(仅1mw,由AGL管理)注册用于在高价值的频率控制和辅助服务市场提供灵活性服务,而在澳大利亚,这两个市场提供了大部分灵活性服务。

虚拟电厂将继续推广,因为在新建项目中太阳能+储能已经成为常态,而开发商将继续与公用事业公司和第三方合作,以降低他们自己的电网投资成本,并降低潜在买家的能源成本。

在美国,所有区域系统运营商的批发需求响应能力总计增长到27GW(约占峰值需求的6%),另外通过零售项目提供的5GW。加州取得的进展尤其强劲,拍卖的装机容量翻了一番,达到373MW。负荷控制、中断服务和储备市场也在该国其他地方扩大。

在亚洲,中国在适应新型分布式能源商业模式方面取得了一些进展,这可能为增强需求方面的灵活性铺平道路。尽管这两家国有电网公司对可能降低电网收费的做法心存疑虑,但中国还是启动了一项包括26个试点项目的广泛计划,以试点消费者层面的能源交易和平衡。在日本,新推出的产品包括Eneres(隶属于电信公司KDDI)的虚拟电厂,计划于2021年推出,注册用户为1万人。

公用事业公司合并业务,而石油巨头投资于需求方面的灵活性

在2018年延续下来的趋势中,公用事业公司正遵循往年的强劲活动,减少收购、合作以及内部产品和服务的供应。随着商业模式的整合,公用事业公司越来越多地尝试建立概念的证明和可预测的增长。

相反,石油公司更积极地投资与需求方面灵活性直接相关的技术。

道达尔在2018年收购了欧洲电池制造商Saft后,投资了微电网开发商Go Electric。西班牙石油巨头雷普索尔(Repsol)收购了安培(Ampere),安培是一家家用存储设备开发商,也通过虚拟电厂管理电池提供灵活性服务。壳牌(Shell)收购了英国的聚合器和虚拟电厂供应商Limejump。

随着需求端的灵活性平台的多样化,边界和标签变得不那么重要

虚拟电厂、需求响应提供商和消费者之间的界限在2019年进一步模糊。据估计,目前仅虚拟电厂市场就有20吉瓦,其中三分之一的产能完全集中在需求响应上。

主要的公用事业公司进一步将他们的产品多样化到虚拟电厂,其中包括需求响应打包与其他形式的需求侧灵活性和发电。

在欧洲,EDF收购了德国虚拟电厂公司Energy2market,该公司拥有超过4千兆瓦的产能,包括表后电池和需求侧资产。Engie在2018年收购了英国DR运营商Kiwi Power之后,收购了瑞士住宅VPP运营商Tiko。在英国,OVO energy的子公司Kaluza于2019年成立,提供一系列需求侧灵活性服务,包括:与Sonnen合作的住宅电池负荷管理;与家电制造商Glen Dimplex合作的住宅蓄热项目;以及在伦敦进行的智能电动汽车充电现场试验。

在一项关键的发展中,配网运营商更频繁地在本地寻找灵活性。随着分布式发电、电动汽车和其他电气化负荷在配电网中的出现增加,配电网的所有者和运营商将试图推迟或避免电网升级和加固,采用不那么传统的“非有线”替代方案,如本地需求侧灵活性。这些替代方案已经通过第三方平台或分销系统运营商直接采购进入英国、荷兰、德国和挪威。

继续发展规章制度和政策支助仍然是必要的

尽管需求响应有可能提供各种灵活性服务,但在世界上大多数辖区,当大型工业公司为储备或其他短期市场提供减少负荷服务时,需求方面的灵活性仍仅作为一种中断性服务存在。

扩大需求响应的范围将需要市场和监管环境允许其与其他形式的灵活性平等竞争(包括分拆的电力服务市场和受监管的公用事业模型)。在这些不同的环境中交付需求响应的平台和参与者也将是必要的。

更复杂形式的灵活性的成功,包括虚拟电厂、需求响应聚合和本地提供的灵活性,也取决于规则和条例的演变。对聚合的重要性的认识仍然滞后:奥地利和荷兰等一些国家正在部署需求响应机制,但尚未正式承认聚合者的作用。

因为应用程序和使用是如此不同,政策也必须足够多样化,确保市场设计充足,和市场必须足够细粒度的需求反应的能力来满足某些系统需求是显而易见的——尤其是地方形式的灵活性,可以利用分布系统所有者和经营者。

建议的行动

鼓励创新商业模式

需求响应聚合、虚拟电厂和其他分布式能源平台等新的业务模型为实现需求端灵活性提供了很大的希望。然而,目前提供的大多数服务依赖于传统的减少负载方案,而不是更高级形式的系统服务。

通过试验或其他反映地方法规和电力行业结构的直接观察方法,政府和监管机构应研究使用ICT平台和智能合约帮助消费者对价格信号或系统运营商的信号作出反应的可行性,并应扩大灵活性产品。

此外,它们应考虑实施以时间为基础的利率方案,以及在使用时将灵活性货币化的监管结构。

最后,政府应促进消费者和第三方(包括聚合商)获取智能计量数据、动态定价和其他信号。

评估新市场和服务的需求方面的灵活性

在2030年之前,需求方面的灵活性将继续提供基本服务,如减少负荷,将需求响应应用于新服务可以提供新的收入流和降低交易成本,允许分布式能源资源参与更大范围的市场。

大数据分析、监控和控制将越来越多地允许虚拟电厂调整消费和生产模式,并在较小规模上挖掘新的灵活性。除批发市场外,尤其应鼓励地方灵活性——包括仔细考虑分配系统运营商和传输系统运营商之间的相互作用,以及地方和批发容量之间或平衡市场之间的相互作用。

优先考虑更大、更容易管理的负载

需求侧的绝大多数响应潜力在于大型工业热负荷和过程、建筑物的热舒适(即加热和冷却)、电动汽车充电和表后存储和发电。

特别是电动汽车的瞬时负荷可能比家庭平均负荷高出一个数量级。因此,管理电动汽车可以帮助整合更高比例的电动汽车,并增强整体系统的灵活性,从而实现更大的可再生发电。改变电动汽车从电网取电的时间的智能充电策略可以释放部分这种灵活性。

目前智能充电方案很少(领先的试点在荷兰、德国和加利福尼亚,在伦敦有一个新的试点项目),尽管尚未开发的灵活性潜力已经很大。

如果电动汽车的需求响应能够在今天全部电动汽车车队中实现,那么该系统将立即获得2吉瓦的灵活性——与非抽水蓄能的总容量相当。

关键字:需求侧响应

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