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虛擬電廠與能效電廠的區別

作者:中國儲能網新聞中心 來源:電力市場那些事兒 發布時間:2020-04-29 瀏覽:
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一、能效電廠簡介

能效電廠(Energy Efficiency Plant,EPP)最早出現在上世紀70年代,源自第一次石油危機引發的電力需求側管理(DSM)。EPP的定義為:一定區域內,通過不同類型的節能措施,降低用戶在此地區的電力消耗,與建設或擴建發電廠的意義相當,將減少的電能消耗視為能效電廠提供的電能,因此,能效電廠也被成為"虛擬電廠"。包括高效電動機EPP、節能變壓器EPP、綠色照明EPP、變頻器EPP等,通過高耗能設備實現節約用電目的[1]。

能效工廠歐美日等國開展的較為成功,政府從運營模式、融資機制、激勵機制等方面君出臺了支持政策[1]。

1.運營模式:美國的加利福尼亞等15個州采取電力公司管理模式,紐約等8個州采取政府管理模式,還有3~5個州是由第三方管理。日本、法國、德國、加拿大均是政府主導。

2.融資機制:即錢從哪兒來,有政府財政撥款、節能公益(專項)基金、能源稅(德國)等形式。其中節能公益(專項)基金取自終端電費,美國的比例為2%~3%,法國還向發電商收取。

3.獎勵機制:即錢向哪兒去,有電力公司、能源服務公司、電力用戶三個流向,包括財政補貼、稅收減免、低息貸款、效益分成、投資資助、電價優惠、技術培訓等多種形式。

通過節能措施,減少用電成本,看似是企業的內部行為,為什么還要創造出“能效電廠”概念并出臺相關的產業扶持政策呢,主要原因在于:

1.對用戶來說,EPP投資大,收益率不高、風險較大;對電力公司來說,EPP意味著售電量下降,收入下降。常規模式下,兩大實施主體動力不足。

2.能效電廠與能源消費總量和消費強度密切相關,涉及一個國家或地區的能源自給率、安全穩定供應、環境保護、低碳排放等問題,社會意義遠大于經濟意義,且這部分收益難以計量。

我國的能效支持政策早于電改5號文,在江蘇、廣東、河北、四川等省也進行了嘗試。2012年,《中國能源政策白皮書》提出了雙控指標,對能源消費總量和消費強度提出了約束性要求。國網能源研究院《能效電廠建設途徑和方法研究》對前景進行了展望,提出2020年EPP在中國總裝機的比重將達到8%,結構如下圖:

但是,受到經濟、制度、規劃等多重因素的影響,中國的EPP發展非常的不理想。

二、EPP vs VPP

從概念外延角度來看,能效電廠也是虛擬電廠,沒有問題。

前面公眾號寫過5篇關于虛擬電廠的文章,更多是從電力系統運行和電力市場運營角度定義的,可以理解為狹義的虛擬電廠(VPP)。我個人給出的定義是:虛擬電廠通過傳感、通信、預測、能量管理、市場交易等手段,聚合規模偏小、地理分散的分布式發電、儲能、可控負荷、電動汽車等資源,與大電網友好互動,參與電網運行和電力市場交易。在提升電網安全運行水平的前提下,實現資源的優化配置,為參與各方帶來收益。

本文從以下6個方面簡單介紹下二者的不同。

1、目標導向

顧名思義,能效工廠的目的是:通過采用高效設備、優化用電方式,以節約用電。相對單純。

虛擬電廠則是多目標導向,降低用能成本、提高利用效率、保證電網安全可靠運行、提高可再生能效消納比例等均可以單獨或組合成為某VPP的目的,相應的也可以從資源投入力度、碳排放考核指標、環境污染限值等多角度進行約束。

EPP能節省用電,VPP則不一定。例如,考慮到高峰段實時電價較高,某用戶將高耗電工序轉移到低谷段,雖然可以取得運營成本的降低,但并不能帶來用電量的減少。

2、參與主體

顯而易見,EPP針對用戶負荷。

VPP的市場主體則包含了分布式發電、儲能、可控負荷、電動汽車等多種資源形式。

3、需求管理

能效電廠側重于提高電能利用效率,更多是從設備改造入手,負荷管理或需求響應不是其重點。

虛擬電廠則相反,基于負荷資源的VPP就是需求響應DR。

4、市場互動

VPP與電力市場強耦合,可以參與能量、輔助服務等多重市場。可以講:沒有機制完備的電力市場及其價格信號,VPP就是水中月、鏡中花,無從談起。

EPP和電力現貨市場弱耦合。在PJM,能效資源可以參與容量市場,參加提前三年基本容量拍賣投標(BRA),可以獲得連續4年的容量信用。

實施能效項目是減少碳排放的最直接、最有效的技術手段,下圖為國際能源署給出的地球溫升在2~6度之間時,各種技術手段對碳減排效果的貢獻情況,橫軸為時間坐標。紅色部分就是能效資源。評估周期內,能效資源一直非常重要,尤其是在2030年之前處于絕對優勢地位。即使到了2050年,與大發展之后的可再生能源也是不相上下的。

因此,相比電力市場,EPP在碳交易權市場或許更有用武之地。

5、博弈行為

VPP的博弈包括兩部分,一是VPP運營商參與電力市場,與其他市場主體的博弈行為;二是VPP內部,各種資源之間的博弈行為。可以看作是兩級市場中,各主體之間的博弈。

EPP的博弈為三部分,分別是政府與企業、企業之間、企業與消費者[1]。這里的消費者不是電能的消費者,而是用電企業的產品的消費者。

6、實施要點

EPP重在前期投資,需要政府產業政策、政策性市場的支持;

VPP重在后期運營,需要規則完善、品種多樣、監管有力的電力市場支持。

[1]. 朱益平,電力需求側能效資源項目決策模型及支持系統研究

關鍵字:虛擬電廠

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