需求响应的原理:对一个城市的影响说大了,是“信息中心”,其实就是电脑机房,它甚至不是集团公司的一个部门,只是挂在总经理办公室的一个小组,平时为集团公司员工安装电脑、杀杀毒,服务有口皆碑。可谁会想到,这么一个后勤部门,会在几年之后涉足智能电网产业,甚至能够与霍尼韦尔合作?这部门的母公司必定是一家民营企业,否则不可能会有如此的动力和机制,然而笔者判断完全错误,这个“机房”,就是如今的上海腾天节能技术有限公司,而它的母公司,是长宁区国有企业—新长宁集团。
“电脑机房”的嬗变径
腾天的嬗变,是长宁区推动国资的一个十分生动的案例。
腾天的总经理张帆,就是原先机房的组长。她告诉笔者,2000年是个分水岭,之前,机房还是那个机房;2000年新长宁集团按照区里的部署,做出决定,让所有职能部门“市场”,这里的“市场”当然是与集团业务相关的房地产市场。当年5月,成立上海腾天信息技术有限公司,注册资本88万元。其业务定位于房地产销售、管理软件的开发与应用,主要服务于集团开发项目的产业链各个环节。
2002年,在原先业务比较稳固的基础上,腾天信息将主营业务逐步转向“楼宇智能化”,这也是了集团公司的发展要求。到了2007年,腾天信息在平时不断行业动态中发现,建筑节能是以后我国长期需要关注并投入大量资源的领域,市场潜力巨大,因此在2008年新长宁集团又在“腾天信息”之下新设立了一家子公司—“上海腾天节能技术有限公司”,注册资本100万元。
之后的三四年间,伴随着房地产市场的火热,两家公司的发展十分顺利,新长宁集团不断增资,到2012年,腾天信息注册资本由原来的88万元扩充到500万元,腾天节能从100万元扩充到1650万元。其实,从新长宁对两家公司的增资状况来看,着重发展的方向已然明了。腾天节能的定位与一般建筑节能公司不同,它不是定位在楼宇建筑设备等硬件方面,而是通过节能软件的开发应用,通过优化管理而达到建筑节能的效果。
而且,腾天节能从商业模式上借鉴互联网思维,采用让用户直接下载软件应用,前期免费,到一定阶段进行收费的模式。2013年,经过整合,两家公司合并为新的上海腾天节能技术有限公司。
张帆说,今年又是一个分水岭,以前的市场,基本上还是处在集团的“羽翼”之下,而以后则是真正地要参与市场竞争,而且这个市场还是极具前瞻性的、国内才刚刚开始发展的智能电网产业。
布点“建筑节能”崭露头角
腾天第一次“腾天”的契机,是2011年长宁低碳发展实践区项目的实施。该项目是目前国内首个以既有建筑节能为主的大都市中心城区低碳发展项目。长宁区领先一步开始的探索,为其他中心城区乃至整个上海城市节能减排提供了重要的经验。
在此过程中,早有准备的腾天获得了承担实践区能效平台开发建设的机会。这是一项非常重要的基础性工作—通过建立能耗基础信息数据库,可以准确掌握实践区建筑能源结构和用能状况,为项目实施效果的评价提供能耗基线及量化评估工具;为实践区发展模式和技术线研究、各类政策制定等提供数据支撑;通过楼宇综合能效管理,及时发现可能存在的能耗漏洞,并对机电设备进行节能运行调节。
比如,一个大型建筑安装好分项计量系统后,接入长宁能效平台,进行建筑能耗健康体检诊断,诊断报告提示:“发现空调水泵的能耗指标偏高以及运行台数不合理”,并同时告知有可能是原设计水泵容量偏大,同时存在主机旁通情况,需把主机旁通阀门关闭,使用水泵变频等等。经过上述改进后,在达到同样空调效果的情况下,能耗可下降达20%!
腾天节能技术总监张皓介绍说,长宁建筑节能模式的最大特色就是将人们熟悉的“杀毒软件”、“健康体检”概念引入建筑节能管理之中。将能源消耗进行分项计量,空调归空调、照明归照明、动力归动力。而且把监测设备细化安装到每一个大型耗能节点,如空调主机、水泵等,并对这些分类分项后的能耗进行定性定量的指标化,形成一个不断扩容的诊断库,建立了一套科学的评分体系,用户只要一键式的“傻瓜”操作就能找到能耗问题所在以及节能方向。张皓说,除了这些,该系统还可帮助业主设计能效运行管理机制,比如给负责空调设备的岗位人员设定一套流程,告诉他哪些设备在什么时间段开关可实现最有效节能等等。
但新生事物不是那么容易被接受的,许多物业都存在抵触情绪。为此,长宁区专门发文要求,把平台建设和安装楼宇能源分项计量系统作为低碳发展实践区建设的重要内容来抓,各级相关部门配合做工作,而且专门安排了低碳发展专项基金,制定了相关补贴和励政策。长宁区发改委牵头成立工作小组,先后多次召集物业座谈,或直接带队到楼宇进行工作。
一些楼宇开始试用,效果超出想象。虹桥天都商厦第一年就节省了80万元电费。该商场面积2.5万平方米,年用电量达670万度,经过节能,减少了96万度。这些能源省在很多方面,比如空调水泵输送能耗过高、各区域空调供给能力不均、低客流时间段自动扶梯耗电大、设备运行和开关机时间不固定、操作不严格等等。该商厦负责人介绍说,原先一块电表计量,哪里有“无效耗能”根本无法知晓,现在可根据不同分项与支电表上实时监测的数据,及时发现能耗漏洞和运行管理方面的不足。
从一座大楼到数百座大楼,该平台和综合能效管理模式出的效果引起各方关注,世界银行环球基金项目专家组、美国能源基金会、中国国家节能中心和南宁、重庆、武汉以及长三角多个地方的党政代表团纷纷到长宁区考察低碳发展实践区项目。各方对长宁做法如此感兴趣也印证了大型公共建筑节能对于城市节能的重要性和紧迫性。大型公共建筑总面积不足我国城镇民用建筑面积的5%,但其用电量却约占建筑用电量的25%,部分中心城区大型公建的能耗占比更是已接近80%。为此,长宁低碳发展实践区项目成功申报全球基金项目,获GEF赠款500万美元和世行1亿美元贷款。市委市各级领导对该项目也给予充分肯定,认为“长宁模式”可向全市推广。2012年,上海市政印发了市发改委牵头制订的《关于加快推进本市办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设的实施意见》,提出计划利用2-3年时间,建成基本覆盖全市办公建筑和大型公共建筑的能耗监测系统,形成“1+17+1”(1个市级平台、17个区级分平台、1个市级机关分平台)的系统架构模式。
在这过程中,腾天锻炼了队伍,发展了自己,逐渐成为国内大型公共建筑运营节能领域的翘楚。与以往一些加强大型公共建筑能耗综合监管平台不同的是,腾天平台的功能更侧重于能效诊断等面向企业的服务功能,强化基于数据的挖掘分析楼宇本地能效管理应用,对企业节能降耗和经济效益的提升作用更直接,更明显。
更重要的是,当越来越多的建筑接入,长宁低碳实践区建筑能效平台,在区域内可以进行整体调峰。正因为此,长宁平台引起了霍尼韦尔的注意。
连点成线试水“需求响应”
在2012年以前,说霍尼韦尔找上门来要与自己合作,腾天所有人都不会有任何此类的幻想。但事实却是霍尼韦尔从坊间得知有腾天这家名不见经传的小不点企业在做这个可执行区域调峰的平台,与他们一直在推的电力“需求响应”方向一致,从而主动找上门来寻求合作,以图在中国做出一个样板。
2013年,新长宁集团与霍尼韦尔在签署了“需求响应”合作协议。需求响应即电力需求响应,通俗来说,是指通过一定的金融激励政策,按照事先约定部署,使部分电力用户能够有序错峰用电,以减少电网高峰期最大负荷,电网安全。
举个例子,比如一个商场在开张前两小时提前预冷,到开张时关掉空调机组,顾客进商场时体感上不会觉得不舒服,这样就避开了开张时段的用电高峰。一栋大楼这样做或许对电网影响不大,但上百栋、上千栋大楼协调配合,根据自身不同情况开展错峰用电,其意义就显得极为重大了。
新长宁集团负责人说,我们经常说智慧城市,智能、环保应该是题中应有之意。从国外先进经验来看,智能电网建设中,需求响应是极其重要的一环。它不仅电网安全,更大的意义是避免了发电资源的过大投入,减少对的负面影响。统计数据显示,2013年上海出现持续的40度以上高温天气,电网最大峰谷差负荷达到了47%,如果要满足这种极端需求时的用电量,势必要增加发电厂建设,但是这种情况毕竟是少数,平时空置是极大的浪费,还对土地、造成负面影响。在美国加利福尼亚州,他们就用需求响应解决了这个问题。不仅是公共建筑,连居民都积极参加。为什么?因为有激励政策。电力采取了十几种鼓励用户参加需求响应的商业模式,普通居民可以在菜单上选择适合自己情况的模式,比如在高峰时关掉空调、冰箱、地暖半小时等等。签过协议的居民可以根据分项计量的电费账单向电力领取补贴。电力是在2000年电力危机之后发展需求响应的,如今实践下来十分有效,日趋成熟。
据介绍,要实施“需求响应”,必须普及分项计量,能够实时监测统计数据并经过一段时间的数据积累,而腾天在布点建筑节能时的工作为此打下了基础。今年4月25日,国家发展委经济运行局下发了“关于拟在上海市开展需求响应试点工作的函”。文件指出需求响应是国家电力需求侧管理平台的一项重要功能,此次试点是我国在需求响应实际应用上的首次尝试。为完成此次试点项目,上海成立了以市经信委电力处为牵头组织单位,上海电力(600021,股吧)、南瑞集团、上海电器科学研究所、上海腾天节能技术公司、上海同济大学、美国霍尼韦尔公司、美国能源基金、美国NRDC基金参加的试点项目工作组。
上海市需求响应中心设在上海市电力公司,南瑞集团承担国家电力需求侧管理平台需求响应子模块的开发建设,上海电器科学研究所承担30户重点工业企业的实施,上海腾天节能技术公司承担30幢大型公共楼宇的实施,上海同济大学、美国能源基金、美国NRDC承担项目规划、商业模式、激励机制等软课题的研究。经过数月准备,8月29日,国内首次需求响应行动在上海实施,在腾天平台上参与的27个楼宇,共削减高峰负荷4739千瓦,占峰值负荷9%,取得了非常好的效果。
据悉,从经验看,需求响应涉及范围广、产业门类众多,因此形成了一个巨大的市场,类似于腾天这样从事软件平台建设的中间商,一年的产值能高达数亿美金。腾天,随着全社会节能的进步、国家相关政策体制的完善和智能电网产业的发展,它所耕耘的细分市场有着巨大潜力,从电脑机房嬗变而来的腾天,未来也将有着更令人惊喜的变化。
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基于激励机制的电力需求响应(Demand Response,简称DR)是指DR实施机构根据电力系统供需状况制定相应政策,用户在系统需要或电力紧张时减少电力需求,以此获得直接补偿或其他时段的优惠电价,包括直接负荷控制、可中断负荷、需求侧竞价、紧急需求响应、容量市场项目和辅助服务项目等。参与用户获得的激励一般有两种方式:一是于现有电价政策的直接补偿;二是在现有电价基础上给予折扣优惠。在需求响应计划实施前,通常DR实施机构要与参与用户提前签订合同,在合同中约定需求响应的内容(削减用电负荷大小及核算标准、响应持续时间、合同期内的最大响应次数等),提前通知时间、补偿或电价折扣标准、以及违约的惩罚措施等。需求响应也叫需求侧响应,目前在欧美、日本尤其是美国有广泛而成熟的运行。
需求侧响应机制的效益包括系统效益、用户效益及社会效益。系统效益包括扩大削减高峰负荷效果、提高系统供电可靠性、提供辅助服务、减缓新建电厂与线的压力;用户效益包括健全市场运行机制、市场力、减少批发市场电价快速上涨带来的影响,以及降低终端用户的用电成本;社会效益即降低空气污染物的排放量,缓和温室效应,改善局部空气质量。
系统效益
(1)扩大削减高峰负荷的效果
当系统处于高峰负荷时,调度机构将以更高电价为代价,调度高发电成本的机组参与发电。如果发电侧无法持续供电,那么可能拉闸限电或地区轮流停电的危机,甚至导致系统崩溃,造成系统、社会、经济产业的严重损失。此时启动需求侧响应机制,可以通过对非紧急用电户的负荷削减,满足紧急用电户的电力需求,并对削减负荷的用户给予一定的经济补偿,从而减低系统整体高峰负荷、消除用电危机。
(2)提高系统供电可靠性电力系统可靠性一般根据供电故障发生次数及平均时间衡量,通过实施需求侧响应机制有助于形成高峰负荷时间短、供电故障发生次数少的负荷形态,提升系统供电可靠性。
(3)提供辅助服务
随着电力市场的进一步推进,电力市场发、输、配、售四个环节分开后,有必要建立辅助服务市场。而需求侧响应的实施,可以将部分电量为辅助服务中冷备用容量。
(4)减缓新建电厂、线的压力
需求侧响应机制的实施,短期来说,可以提高系统运行稳定性,缓解系统容量不足的压力;长远来看,则可以递延对发电计划的投资。同时,需求侧响应措施可以排除因输电线故障或阻塞造成地区性缺电。
用户效益
(1)健全市场运行机制市场力
电力市场的下,供需平衡时价格将趋于稳定。但当由于机组故障、电源开发不足、燃料供给失调、市场被、气温升高导致用电急剧增加等因素导致供不应求时,电价将快速上涨,此时需求侧响应参与市场可以有效削减负荷需求量,降低电价,促使电价趋于基于社会效益最优的价格平衡点。
(2)减少批发市场电价飙升影响在电力供不应求时,需求侧响应参与市场,可以通过用户用电量的削减来降低系统总需求量及电价,缓和电价上涨趋势。对于输配电来说,可以降低其高价购进电力的风险,对用户来说也可以规避价格转移的风险。
社会效益
需求侧响应措施可以有效电能消费,减少温室气体的排放,降低能源使用对的污染程度。
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