综合资源战略规划与需求侧管理

综合资源战略规划与需求侧管理国网北京经济技术研究院1提要O我国经济发展中的面临的能源问题O综合资源战略规划IRSP与需求侧管理DSMO政府需求侧管理的主导O电力公司需求侧管理的实施主体O节能服务公司需求侧管理的中坚O电力用户需求侧管理的主要参与者O需求侧管理展望2O我国经济发展中的面临的能源问题3我国能源资源状况我国既是人口大国也是能源消费大国,而我国能源资源并不富裕，已探明煤炭储量占世界储量的11，石油占24，天然气占12。人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半，石油资源人均值仅为世界人均只得17，天然气为132。因此我国能源资源不足，以煤为主油气贫乏的状况在今后二十年内不会有大的变化4我国能耗居高不下2005年全球排序2006年人均用电量千瓦时GDP用电单耗千瓦时/万美元，2000年美元全球4422美国16135153698日本282202105德国971753001法国1375853359英国461922292意大利757622925巴西2220605600韩国2380635878印度325038200中国352040123005我国经济结构O我国单位产值能耗是世界平均水平的2倍多,比美国、欧盟、日本、印度分别高25倍、49倍、87倍和43，不具可比性，我国经济结构与他们不同6产品单位能耗高我国8个行业石化、电力、钢铁、有色、建材、化工、纺织主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40燃煤工业锅炉平均运行效率比国际先进水平低1520机动车百公里油耗比欧洲高25,比日本高20。我国建筑采暖、空调能耗均高于发达国家,其中单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近的发达国家的23倍。7序号国内平均国际先进国内外差距，1国有重点矿矿井原煤生产电耗KWH/T30930032原油加工综合能耗KGCE/T118310241553炼油单位能量因素能耗KGCE/T3132781264乙烯综合能耗KGCE/T12108703915火电厂供电热耗GCE/KWH37932432586钢可比能耗，KGCE/T7846564887铜冶炼综合能耗KGCE/泥综合能耗大中型KGCE/T181312464559平板玻璃综合能耗KGCE/重量箱3014144210大型合成氨综合能耗KGCE/T1372970124311纸和纸板综合能耗TCE/蔗制糖综合能耗TCE/T61645010313棉纱电耗KWH/T2349212914粘胶短纤维热耗KGCE/T205219371450120041561415载货汽车油耗升/100KM75534012218从我国与发达国家在能效水平和节能技术存在的差距看,降低未来能源需求总量具有巨大潜力。我国目前的能效为33左右,约较发达国家低810个百分点,主要高耗能产品的单耗较国外高30以上。特别是在发电技术、余能利用技术、先进高耗节能设备、重点工艺过程节能等关键技术领域,我国与国外先进水平还存在相当差距。9节能潜力根据有关单位研究,按单位产品能耗和终端用能设备能耗与国际先进水平比较,目前我国节能潜力约为3亿吨标准煤。另外,我国矿产资源总回收率仅为30,小型煤矿的煤炭回收率只有1015再生资源的资源化水平低,大量可利用的资源作为废弃物白白浪费掉,没有得到充分利用。发达国家再生有色金属的产量一般占其色金属总产量的3040,而我国仅为1520。我国每年约有500万吨废钢铁、废玻璃等没有回收利用。因此,许多专家呼吁,我国必须尽快建立循环经济的发展观。10节能型社会煤炭为主、环境污染能源资源不足经济高速发展节能优先战略11节能目标2010年人均GDP比2000翻一番2010年每万元GDP2005年不变价，下同能耗098吨标准煤，比2005年的122吨标准煤下降20。12我国历史上各“五年”时期能耗和电耗的变化13我国历史上各五年计划时期能源和电力弹性系数及GDP增长14“十一五”期间O如果每万元GDP能耗下降20O每万元GDP电耗将下降715逐步淘汰高能耗的小火电O2005年全国发电装机51亿KW，其中火电385亿KW；水电117亿KW；核电685万KW。火电中单机容量在10万KW以下的小火电约6000万KW，其供电煤耗是大机组的2倍，既消耗了大量宝贵的能源资源，又排放了许多污染。若能充分利用高效的大机组发电，逐步淘汰这些高能耗的小火电，全国每年可以减少发电用煤约7000万吨标煤，万元产值能耗可以降低315个百分点，为能耗降低20的目标贡献了约六分之一。据全国各大行业之首16能源发展思路20062中国能源O能源供应多元化周边国家进口电能O能源消费电气化O能源结构调整以电代油（以铁路代公路、空运）O以3200亿度电替代1亿吨石油O交通运输电气化铁路、公交O大力发展高速铁路O能源利用效率可以提高27317东北电网华北电网华东电网华中电网西北电网西藏电网18俄罗斯送电跨国联网中俄背靠背远东沈阳直流19哈萨克斯坦送电哈萨克斯坦送电西安西安武汉武汉202000年的能源消费构成国家能源消费MTOE石油天燃气煤核能水力发电美国2336640424392467926俄罗斯6796192536416449858德国324375238525311419英国033189344384175906JAPAN52464654139231126377法国26213551545507390648印度387329878525510356中国1554210627269607658世界10537124642348278595635RESOURCESBPAMOCO,STATISTICALREVIEWOFWORLDENERGY,JUNE20062005年的能源消费构成21激励政策O对一些重大节能项目和重大节能技术开发、示范项目给予投资和资金补助或贷款贴息支持；鼓励节能产品生产和使用，将节能产品纳入政府采购目录。研究鼓励发展节能车型和加快淘汰高耗油车辆的财政税收政策，择机实施燃油税改革方案。取消一切不合理的限制低油耗、小排量、低排放汽车使用和运营的规定。正在制定节能设备产品目录，从财政、税收等方面给予优惠政策，鼓励生产或使用目录所列节能产品。22调整经济结构O大力发展三产O优化发展二产O稳步发展一产O降低GDP能耗23改善能源消费结构提高电气化水平国内终端能源消费构成中一次能源所占比例偏高，小煤炉、小油炉等严重浪费能源的燃烧设备比例不小，导致社会能源利用效率偏低，环境污染严重。一个地区用电水平的高低是地区经济水平、社会文明程度的标志，通过洁净电力能源的推广和使用，调整能源消耗结构，提高能源使用效率。24发展替代燃料运输电气化实施清洁城市交通行动计划发展轨道交通、电车。加大实施电气化铁路工程。节约石油。252008年我国电力供需状况O2008年我国电力行业基本状况发电装机容量为792亿KW，其中水电装机171亿KW,火电为601亿KW，核电为885万KW,风电为894万KW。发电量为34334亿KWH,发电利用小时数为5268小时O2008年我国全社会用电量为34286亿KWH，年均增长52326电力需求预测预计2010年电量需求约38万亿KWH左右，2015年我国电量需求将会达到56万亿KWH，2020年我国电量需求将会达到72万亿KWH27关注O经济发展负荷率下降O负荷率下降发电利用小时降低O发电利用小时降低电力系统效率降低O电力系统效率降低供电煤耗增大28负荷率下降导致O发电设备利用小时降低O发电煤耗增加O高峰时段调峰困难，将拉闸限电O供电可靠性下降O服务水平下降295的尖峰不足50小时30移峰潜力O5尖峰（不足50小时）20007000万KW，负荷率提高5O10尖峰（不足100小时）40009000万KW,负荷率提高10O蓄能设备蓄冷空调312综合资源战略规划IRSP与需求侧管理DSM32综合资源规划和需求侧管理的基本概念电力是一个投资密集和一次性能源消耗很大的行业，它对国民经济的发展有着巨大的影响，电力规划的失误会给国家建设带来不可弥补的损失；反之，合理的规划方案可以带来巨大的经济效益和社会效益。33综合资源规划和需求侧管理的基本概念综合资源规划IRP和需求侧管理DSM是近30年来在北美、欧洲等发达国家兴起的新能源规划方法，主要应用于公用电力公司，以克服由于资源短缺，燃料价格上涨，资金困难，环境挑战，电站选址条件引起的对电力规划造成的种种不确定性因素，以便以最低的成本实现供电可靠性。其根本目的在于发掘成本有效的资源潜力，降低对电量和电力的需求，以尽可能延缓新电厂的建设，降低污染物的排放。34综合资源规划和需求侧管理的基本概念综合资源规划是把电力供应侧和需求侧各种形式的资源综合成为一个整体进行电力规划，通过高效、经济、合理地利用供应侧和需求侧资源，在保持能源服务水平的前提下，使整个规划的总成本最小。35综合资源规划和需求侧管理的基本概念OIRP的资源选择通常有传统的常规电厂、可再生能源发电厂、独立发电厂、外购电力、热电联产、输配电系统改进、电力需求侧管理等。其中DSM在IRP中起着关键作用，便于电力企业改变用户负荷曲线的形状。经验表明，包含DSM的电力优化方案的成本低于只考虑供应侧资源的优化方案的成本36综合资源规划和需求侧管理的基本概念O电力需求侧管理是指通过采取有效措施，引导电力用户科学用电、合理用电、节约用电，提高电能利用效率，优化资源配置，保护环境，实现最低成本电力服务所进行的用电管理活动。37综合资源规划和需求侧管理的基本概念电力需求侧管理有三大功能消减高峰负荷，从而减少装机容量需求。节约电量。将部分高峰电量转移到低谷，他虽然没有减少电量需求，但由于提高了电网负荷率，可以促进电力系统整体耗煤（气、油）量的下降，提高电力系统的能效水平，也实现了节能。38电力企业的综合资源规划D、G、A、经济效益各类DSM项目火电机组水电机组核电机组气电机组风电机组39综合资源战略规划IRSP电力市场化改革打破了电力垄断，IRP无法继续实施。如何做DSM综合资源战略规划是政府把电力供应侧和需求侧的各种形式的资源其中把DSM也视作一种资源综合成为一个整体进行电力规划，通过高效、经济、合理地利用供需侧资源潜力，在保持能源服务水平的前提下，使整个规划系统的社会总成本最小。40政府的综合资源战略规划A、B、G、D、经济效益照明EPP家电EPP电机EPP变压器EPP可中断EPP火电机组水电机组核电机组气电机组风电机组社会效益41IRSP的主要特点是更新了单纯注重以增加资源供应来满足需求增长的传统思维模式，建立了以提高需求方终端用电效率所节约的资源同样可以作为供应方替代资源这样一个新概念，使可供利用的资源显著增加，为人类提供了新的资源和财富，也为供需双方提供了更多的择优机会，能够以最低的社会成本和最好的群体效益达到经济高效配置资源的目的。42能效电厂（EFFICIENCYPOWERPLANT，简称EPP）能效电厂是指通过采用高效用电设备和产品、优化用电方式等途径，形成某各地区、行业或企业节电改造计划的一揽子行动方案，达到与新建电厂相同的目的，将减少的需求视同“虚拟电厂”提供的电力电量，实现能源节约和污染物减排。43综合资源战略规划的特点和优点ISRP解决了由于厂网分开对IRP实施条件的冲击。ISRP追求的目标是真正意义上的全社会的成本最小。ISRP实现对电力生产、传输和使用全过程真正意义上的综合优化。ISRP关注点更宏观。ISRP可以为政府引导发电企业、电网企业规划和发展提供依据。ISRP引入能效电厂，可以为定制各类DSM项目规划提供依据。ISRP可以更有效地将国家的大政方针等政策融入其中。44DSM的三股力量O政府政府是社会利益的维护者，关心各方面的利益，更顾及整体利益，以保障社会持续健康的发展。政府在制定和实施DSM计划中起主导作用，是社会利益的代表。45DSM的三股力量O电力公司电力公司既是制定DSM计划的主要承担者，又是DSM计划的主要执行者，要通过它的运营管理活动来实现DSM计划。因此，电力公司是实施DSM的主体，是供应方利益的代表。O部分DSM项目由具备资格的实施中介来承担，如电力公司下属的节电服务公司。独立经营的能源（节能）服务公司等，协助政府和配合电力公司实施DSM计划。因此，能源（节能）服务公司是DSM项目实施中介利益的代表。46DSM的三股力量O电力用户电力用户是终端节能节电的主体，DSM整体增益的主要贡献者，是需求方利益的代表。47DSM的主要行政鼓励手段有O信息交流，技术推广，法规制度，标准（效率，排放），咨询等；O主要的财政激励手段有电价结构，回扣，奖励，补贴，贴现率等；O主要技术措施有节能，负荷调节，自备发电，燃料替代等。48DSM的主要行政鼓励手段有有些技术和经济措施，如负荷调节，分时电价，早已有之。但是DSM的创新之处在于汇集大量的技术选择和价格方案去改变用户的负荷，以便使用户、电力公司和社会均受益。因此本质上讲，DSM的新概念中包含了一种用户和电力公司间的“合作伙伴”关系。49负荷调整目标负荷调整又称负荷管理。其目标是调整负荷曲线形状，以便有效降低电力峰荷需求。负荷调整有六种类型，不同电力公司根据其备用容量，负荷因子及规划期长短不同，可侧重于不同的负荷调整目标。501削峰（PEAKCLIPPING）削峰为负荷调整的常用手段，其主要技术措施为O直接负荷控制，即在电力系统负荷曲线峰荷时段，由系统调度人员直接和随时拉闸限电，降低峰荷。所涉及用户通常为城镇居民区用电或大耗电量空调负荷。O可中断负荷控制，即按事先签定的合同规定，在负荷曲线高峰段时，由系统调度人员通过直接控制负荷或在直接请求用户后，中断供电。所涉及用户通常为工业和商业用电大户。511削峰（PEAKCLIPPING）削峰为负荷调整的常用手段，其主要技术措施为O削减峰荷可减少高成本调峰机组的启用，延缓新增调峰机组的建设，从而节省系统总运行费。当然，削峰也减少供电量，降低电力部门收入，所以削峰手段常为容量不足需批量外购电的电力系统所采用。削峰减少了峰荷时段的购电费，电网总运行费也随之降低。522填谷，填谷泛指提高非尖峰负荷O此法适用于系统有空闲低成本发电容量时，这时发电长期边际成本小于平均电价。通过季节性电价和低谷电价，可刺激非高峰时段电力消费增长，从而降低系统平均燃料费。从系统总成本看，填谷有助于将新增装机的固定成本均摊在大基荷电量上，必然降低系统运行费用。填谷的净效益在于电力销售和年收入的增加。532填谷，填谷泛指提高非尖峰负荷即将高峰负荷推移到非高峰时段。通过分时电价，峰谷电价，高耗电设备交替运行和储热/蓄冷计划都可以实现负荷推移，而尽量保持高峰时的用户服务质量。移峰填谷的实施可降低系统运行费，但是否增加销售和收入则有赖于是否造成额外的电量消费。543战略性节电将节电视为一战略性目标。它鼓励用户采用各种终端用途的新技术，提高用电效率和改变用户消费方式，在不降低供电服务质量前提下，减少电力电量的总需求。对于无长期扩容规划的电力公司，可采用此战略性节电目标的措施。554战略性负荷增长（STRATEGICLOADGROWTH）战略性负荷是指可能以电力作为其替代能源的其他用户负荷，通常这部分用户消耗其它燃料。战略性负荷增长指除了在系统负荷曲线上填谷之外还可增加的部分负荷，其目的在于鼓励推行新出现的电气技术替代其他能源，如用充电式电动汽车，工业热处理以及电气化等。具有近期余裕量的电力公司可利用闲置容量提供电力以提高电力设备利用率，而其发电固定成本则可均摊在系统总发电量上，其总效果是降低系统运行成本。565可塑性负荷（FLEXIBLELOADSHAPING）；可塑性负荷的目标是减轻电力规划中对供电可靠要求的苛刻限制。它为用户提供一种灵活可塑的选择，即或需要以较昂贵的电费获得较高的供电质量和可靠性，或为节省开支或追求其他好处而放宽对可靠性的要求。可塑性负荷的形式主要取决于可中断负荷的可中断程度；综合能源管理系统的优先目标和负荷直接控制器的应用。这种控制器可有效限制各种用户的用电负荷。57DSM的优越性ODSM是最大的能源资源ODSM是最便宜的能源资源ODSM是最清洁的能源资源ODSM是最便利的能源资源ODSM降低电费支出ODSM可以提高电力企业的服务水平ODSM可以促进可持续发展58国内外需求侧管理实施效果59日本东京电力公司O东京电力公司作为电力供应侧，依靠政府，采取经济技术、行政法规等有效手段及选定的运作方式，鼓励需求侧（用户）采取各种有效的节电技术来改变需求方式,转移高峰负荷和节约能源。1995年已实现转移高峰负荷31GW（占全网负荷5），2000年通过DSM，实现转移负荷395GW。60美国电力公司DSM实施效果61美国电力公司DSM实施效果62加拿大实施DSM工作削减高峰负荷近17GWO工业用户进行DSM的信息支持和金融鼓励。如安大略电力公司对每移峰1KW的项目，一次性补助400/年。每节电1KWH，每年补助加元10元。O对商业用户主要采用照明节电工程。电力公司对采用节能型灯管给予补助。O对居民用电主要是协助政府制定建房节能标准，并要求对照明用电采用同商业用户一样的鼓励标准。O内部节能工作。制定明确的节能计划、行动计划，提高全员节能意识，健全内部节能组织与机构等。除采用一系列技术措施外，对自用电一律照价收费。63台湾电力公司由电力需求侧管理，1997年售电量增长64，平均负荷增长61，而尖峰负荷只增长22O扩大尖峰和低谷电价的差距，使其达到831比1。O增加可中断负荷电价种类，放宽其电价的适用范围。O继续鼓励企业建设热电联产电厂。O推广储冷式中央空调。O实行季节性电价，使用户利用冬夏季电价差，重视电能的有效利用。O实施“中央空调系统及窗式空调周期性暂停用电办法”64我国DSM的进展O20世纪九十年代初DSM介绍到我国，政府有关部门和学术界非常关注它的应用前景和应采取的对策。国家计委、国家经贸委、国家科技部、国家电力公司（原电力工业部）以及大中型电力用户、有关科研机构、高等院校、社会团体做了大量的推动性工作，开展了多种形式的国际交流，举办了各种层次的研讨会和培训班，在区域电网和企业电网进行了多次试点研究和工程示范，运用市场工具和采用激励机制鼓励高新技术产品的生产、开发和应用，积累了有益的经验。651991年，美国学者HAMMEDNEZHAD来华讲学66OL995年，E7集团（美国，加拿大，日本，德国，法国，意大利）与中国电力工业部合作，E7集团派专家来华讲课，做示范项目。O1997年中国代表团访问E7671997年参观加拿大681997年参观加州电力公司69O1997年起，中国参与APEC能源委员会DSM专委会交流研讨DSM的实施与推广。O1998年，亚行资助研究浙江、广东实施DSM的项目。O1999年，德国资助电动机监测项目。701998年亚行DSM项目711999参观德国公司722001年美国能源基金会资助O中国DSM政策研究O北京、江苏示范项目73DSM培训活动O培训包括国内培训和国外培训，国外培训主要是在美国、西欧和加拿大。到2001年，国内培训约30余次，培训学员约3000人，其中省电力公司的供电和用电管理人员以及部分规划设计人员占2/374电力工业部/国家电力公司的DSM活动1991年起开展国际交流、组织宣传培训、支持试点研究、实行信息服务等。1995年起，国家电力公司（原电力工业部）开始在华北，北京，天津，福建，辽宁等电网进行DSM试点研究。75DSM培训76电力需求侧管理的现金流分析O影响DSM现金流的主要因素1节能成本2利率设计3需求侧资源4电力市场5配电系统管制6可靠性和风险管理77电力需求侧管理各参与方的成本效益分析一、政府的社会成本效益分析二、电力企业的成本效益分析三、用户的成本效益分析四、节能服务公司的成本效益分析五、电价对电力需求侧管理成本效益影响六、电力需求侧管理成本效益的敏感性分析78政府的社会成本效益分析我国电网企业能够借助于政府的宏观政策最大限度地实现电能价值的公平分配和社会福利的提高。从政府的角度看，节约能源、环境改善等宏观效益可以通过DSM的资源优化配置实现全社会的公共效益。例如美国加州政府制定的系统效益收费就是一种既实现能效目标，又体现公平的制度设计，用电多的用户缴纳的系统效益费就应当多。79电力企业的成本效益分析1电网企业实施电力