對能源生產和消費革命內涵的認識

　　能源生產和消費革命是黨的十八大報告提出的重要戰略思想，是生態文明建設的重要內涵，是全面促進資源節約的重要手段。能源生產和消費革命是長期的戰略任務，代表的是未來數十年能源發展的方向和趨勢。能源革命的方向是逐步構建“多能互補、供需互動、市場主導、宏觀調控”的現代化能源體系。

　　1.多能互補將是我國能源供給方式的重要特征

　　未來數十年，能源種類多樣化發展將改變建國60多年來煤炭、石油、水電等常規能源長期占90%以上的生產和消費格局，清潔能源將獲得更大發展。同時，各類能源間的互補、替代、耦合和協調將日益深化，主要體現在：

　　（1）能源生產和供應方式將從集中式大規模生產為主的模式逐步向“集中式供應與分散式就地利用相結合”發展，規模因地制宜。分布式能源以天然氣和可再生能源為主。

　　（2）清潔能源對煤炭、石油等高污染能源的逐步替代。間歇性可再生能源的持續規模化發展，要求傳統能源的協調配合，不斷提高能源系統的靈活性和接納能力。

　　（3）能源載體方面，除了天然氣有較大部分可用于原料和終端消費外，其他清潔能源勢必以電能為主要能源載體加以生產和利用，一次能源轉換成電能的比例將穩步提高。2012年，我國一次能源轉化為電能的比重達到42%左右，比2000年提高了8個百分點左右。

　　（4）能源生產技術革命主要體現在清潔能源技術領域，也包括日益多樣化的能源生產技術集成和耦合，如風水互補、水光互補等。常規能源轉換和利用技術將漸進式改進。

　　（5）傳統能源行業分割和壁壘將逐步消除，綜合性能源集團成為能源企業的重要發展趨勢。

　　2 .供需互動將成為我國能源消費的新型模式

　　能源革命要求徹底改變傳統能源工業模式，變千方百計保供應為控制能源需求總量，變以供應側為主導為供給側和需求側高度融合、協調配合。

　　（1）間歇性可再生能源的比重不斷提高，將給傳統的能源供需平衡模式帶來嚴峻的挑戰，迫切要求需求側能夠適應并響應供給側的變化和限制。

　　（2）我國未來能源需求總量和增量都很巨大，更需要推動需求側能源革命，減少路徑依賴，摒棄敞開口子保障能源需求的供需平衡模式，創建適應供給側承受能力和限制的新型消費模式，充分發揮需求側在平衡供需、降低能源需求增速等方面的戰略作用。

　　（3）能源用戶日益多元化的服務需求也要求實現供給側和需求側的雙向互動，通過需求側響應加大用戶參與力度，也有利于促進能源企業創新商業模式，還能夠減少供給側（包括生產和輸送）不必要的投資，提高能源系統效率和供給安全。

　　供需互動需要從政府層面和用戶層面分別組織實施。其中，用戶層面的措施主要包括大力支持分布式能源發展，讓需求側積極參與能源市場和供需平衡，根據市場信號響應上游變化和限制，自主決策能源消費（包括節能）、生產、儲存和買賣交易。

　　3. 市場主導、宏觀調控是能源革命的重要保障

　　能源市場化和政府能源管理改革是能源革命的關鍵，最大限度地發揮市場配置資源的基礎性作用，不斷改革不適應生產力發展的生產關系，共同推動能源生產和消費革命。

　　（1）能源市場化是經濟全球化發展的必然要求。我國將逐步發展成全球第一大進口能源消費國，是各資源出口國的重要目標市場，必然在今后的全球資源配置中發揮更重要作用。隨著我國綜合國力和國家戰略能力的不斷提升，更多地利用國際市場、開展國際化經營成為必然，傳統的替代進口等產業發展思路需要揚棄。

　　（2）能源市場化改革是我國市場經濟體制建設的重要內容。要改革基于傳統能源特點建立起來的現有能源管理體制，逐步向完善的市場經濟體系過度，更多地依靠市場機制而不是行政措施，更有效地為經濟社會發展提供安全穩定、價格合理、清潔高效的能源產品。

　　（3）能源市場是實現供需互動、提高能源系統效率和安全性的重要基礎和前提。經濟杠桿是最大的驅動力，能最大限度地調動需求側積極性，參與能源市場和供需平衡，提高能源系統效率和供給安全。

　　將來，我國能源市場化改革最重要的領域是具有網絡經濟特性的電力和天然氣市場化改革，要充分放開競爭領域，強化網絡運營的政府監管。

　　多能互補要求以電力作為核心能源載體

　　1. 電力行業發展必須與我國發展階段相適應

　　我國仍處于工業化、城鎮化快速發展階段，隨著生產、流通和消費等領域電氣化深度和廣度的不斷發展，電能在終端能源消費比重將持續攀升，電力消費增長將持續較長時期，這是我國現代化進程和社會不斷進步的客觀要求。

　　2012年，我國人均用電量約3660千瓦時，僅相當于發達國家上世紀八十年代水平，遠低于目前中等發達國家人均7000～8000千瓦時的水平。據預測，2020年我國電力需求將達7～8萬億千瓦時左右，是2010年的1.67～1.91倍，這和發達國家基本穩定的電力需求特征截然不同。發達國家發展經驗表明，在完成工業化和城鎮化之后，能源消費有望達到一個穩定的水平，而電力消費仍將持續增加，展望2050年，我國電力需求可能達到12～15萬億千瓦時。因此，在未來較長歷史時期，我國電力行業都將面臨艱巨繁重的發展建設任務。

　　2. 電力行業必須適應和促進清潔能源大規模開發利用和各類分布式能源發展

　　2012年底天然氣發電、水電、核電、風電和太陽能發電裝機容量達到3.6億千瓦，位居世界第二，非化石能源發電裝機超過3.2億千瓦，位居世界第一。今后數十年，我國清潔能源仍將保持快速發展態勢，電力行業發展必須順勢而為。

　　清潔能源大發展也促使電力供給方式逐步轉變為“集中式和分散式”相結合的模式。要求電力行業一方面要在集中供應側接入更多的清潔能源，如氣電、水電、核電、風電基地等，另一方面更要在需求側和配電網接入更多的分布式能源系統（包括分布式發電、需求側響應、儲能等），實現多能互補、物盡其用、因地制宜的電力生產、輸送和消費格局。

　　長遠來看，分布式能源的持續發展必然會在配電網和零售側形成“多賣多買”的全新格局，要求建立與之相適應的電力市場。另外，分布式能源對傳統集中式發電最直接的影響是對電量的爭奪，以德國為例，2012年底光伏裝機達3264萬千瓦，基本上都是分布式發電，平均容量不到30千瓦，占電力消費比重已達4.7%。

　　供需互動要求發展智能電力系統

　　供需互動的能源消費模式要求匹配電力生產和消費的空間格局和時間分布，形成有利于資源節約的產業結構、生產方式和生活方式。電力交易瞬時完成的特點必然要求發展智能電力系統。

　　1 .電力發展必須匹配電力生產和消費的時空分布差異

　　我國電力發展必須基于一次能源資源與生產力布局不平衡的基本國情，滿足能源大規模、跨區域配置的需要。未來我國能源生產中心將不斷西移和北移，大型煤電基地、水電基地、風電基地等能源基地建設客觀上要求不斷加大跨區輸電通道建設力度，在全國范圍內配置資源。

　　不同時段電力需求和供給能力的差異較大，各類電源的發電成本也各有變化，提供調壓、調頻、調峰等輔助服務的能力和成本也是不一樣的，以美國PJM電力系統運營商的供給曲線為例(見圖1)。因此，電力發展必須讓市場供需決定價格、讓價格引導投資和消費，才能更好地匹配不同電源的技術經濟特性，匹配生產和消費的時空分布差異。

　　2. 電力發展要求電力需求側發揮更大的戰略作用

　　電力生產必須時刻跟蹤、滿足電力負荷的變化，是電力工業誕生100多年來形成的發展模式，為此，電力供給必須千方百計滿足需求、電力供給（包括發電和輸配電）容量必須按照滿足最大電力負荷的要求設計和建設。隨著工業化、城鎮化和電氣化的不斷發展，特別是以空調為代表的高峰用電設備的普及，電力系統最大用電負荷持續快速增加，始終超過用電量的增速，系統峰谷差不斷擴大。

　　2010年上海電網峰谷差達到1020萬千瓦，是2005年的1.48倍，約占最高用電負荷的40%，預計到2015年將提高到45%。2010年華東電網峰谷差接近3500萬千瓦，是2005年1.5倍，2000年的2.3倍左右。這是一個普遍現象，即使是發達國家也不得不為尖峰負荷建設大量的調峰發電機組和相應電網設施，美國2000年以來最高負荷增加了15%左右，約是其供電量增幅的2倍。

　　這種發展模式不利于資源節約和環境保護，不適應生態文明建設的要求，必須根本轉變。首先，隨著電網峰谷差逐年加大，由于我國缺乏足夠的快速調峰機組，大容量高效煤電機組不得不參與調峰使得煤耗和排放大幅增加，機組性能得不到有效發揮。其次，電力系統供給能力按最大負荷設計，而最大用電負荷持續的時間有限，導致電力供應設備和系統利用率較低，尤其是靠近終端消費的配電系統。最后，供給側越來越多不可控電源（風電、太陽能等）的大規模發展，也給電力工業傳統發展模式帶來了嚴峻的挑戰，迫切需要電力需求側適應供給側的變化和限制、參與電力平衡、發揮更大的戰略作用，這也是智能電力發展的主要著眼點之一。

　　3. 智能電力促進需求側能源革命，實現供需互動

　　智能電力系統的核心平臺是智能電網。智能電網概念的提出已有10余年的歷史，隨著信息通訊技術（ICT）的不斷升級，智能電網的內涵也日漸清晰和明朗化。國外很多智能電網示范項目證明了需求側能夠跟蹤和響應供給側的變化和限制、節省電費、減少尖峰負荷和負荷轉移等，預示出智能電網在供需互動、推動需求側能源革命等方面的巨大潛力，將給電力系統的運行模式和商業模式帶來革命性的變革。本文簡要介紹美國Gridwise Testbed示范項目(見表1)的主要成果，可以歸納為：①電力用戶能夠參與供需平衡，跟蹤和響應饋線容量的限制。②每戶家庭平均比一年前節省了10%的電費，電力用戶更愿意選擇響應電價的電力合同。③需求側響應將一年內電網尖峰負荷減少了15%左右；需求側響應和分布式電源一起可將尖峰負荷減少50%。④實時電價用戶將空調負荷轉移到低谷時段，進行預冷或預熱，避開了高價的尖峰負荷時段。⑤驗證了各類智能電網使能技術，包括基于互聯網的信息及控制技術、響應電價和頻率信號的智能家電、家庭和建筑能源自動管理系統等。自動化技術在需求側響應中起到了關鍵作用，需求側能夠自動根據市場信息決策交易，這也是該示范項目區別于傳統分時電價項目的主要特點。通過“電價到設備”的實現，用戶一旦完成設置，用電設備會自動響應電價信號而不是始終依靠人為調整。

　　電力市場化是智能電力發展的

　　基礎和前提

　　智能電力系統的最重要標志是實時電價和需求側的廣泛參與，因此必須堅定不移地推進我國電力市場化改革進程。電力市場化要繼續放開競爭環節，加強電網監管，構建“多買多賣”的市場格局和靈活多樣的市場交易機制。

　　電力市場必須讓供需決定價格，體現電力供應成本的時間、空間差異（電量市場）；有效引導投資和消費，保障長期的電源充裕度和供電可靠性（容量市場）；充分補償各種電力輔助服務，建立基于市場或成本的補償機制（輔助服務市場）；實時電價傳導順暢，需求側積極參與電力市場，根據價格等市場信號自主決策是否用電、發電、儲存和交易，和供給側一起平衡電力供需（零售側市場）。

　　未來隨著電力市場化的逐步深入，電力交易模式和手段日益豐富，市場交易機制靈活多樣，將有效支撐供需雙方的智能互動。

　　(作者單位為中國華能集團公司技術經濟研究院)