Filter >>
Content Filter:
2025年是中国“十四五”规划的收官之年,也是“十五五”规划谋篇布局的关键一年,中国将在这一年继续制定落实《巴黎协定》承诺的措施,并明确下一个“五年规划”的核心方向。在实现碳达峰、碳中和目标的过程中,建筑用能结构的转型已成为不可忽视的重要环节。为此,国务院及住房和城乡建设部等相关部门相继出台指导政策,推动建筑电气化水平提升。 2022年,《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》(建标〔2022〕24号,以下简称《发展规划》)提出了一系列前瞻性的绿色建筑发展指标,其中,“建筑用能电力替代行动”明确要求以减少建筑温室气体直接排放为目标,扩大建筑终端用能清洁电力替代,积极推动“以电代气、以电代油”,推进炊事、生活热水与采暖等环节的电气化,推广高能效建筑用电设备。规划提出,到2025年,建筑用能中电力消费比例应超过55%,城镇建筑可再生能源替代率达到8%。2024年,国家发展改革委、住房城乡建设部发布《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》(国办函〔2024〕20号,以下简称《工作方案》),进一步强调这一目标,倡导提高电气化率,并充分利用可再生能源。 高比例的终端电气化设备与新能源渗透率高的电网相结合,是建筑用能结构转型的关键。但仅追求电力消费比例可能会事与愿违,对能源系统成本、能耗强度及碳排放产生不利影响。因此,有必要对相关指标进行评估并加以完善。 片面强调提升电力消费比例,可能导致偏离减碳目标的风险。例如,在其他条件不变的情况下,使用能效低的设备可使电力消费比例上升,却不利于实现减排目标。以供暖方式为例,若从燃气锅炉改为电锅炉,其电力消费比例将显著提升,但相比热泵,其去碳化与社会总成本效益较低。中国建筑科学研究院的杨灵艳、徐伟等专家在《热泵应用现状及发展障碍分析》列出:以采暖面积80平米的北京地区典型单户住宅为例,直热式电采暖(含电锅炉)的采暖年能耗量能达到6040千瓦时、年运行费用约为2960元,而空气源热泵热风供暖只需1797千瓦时、年运行费用约为987元。假设典型住宅每年的非采暖耗电基线为2240千瓦时、非采暖耗气基线为640千瓦时。使用直热式电采暖会将电力消费比例提至93%,高于空气源热泵的86%,但会造成供暖花费三倍费用和电能量。这结论也适用于更大面积的公共建筑、居民楼群,或是集中供热系统。 同样的,随着夏季制冷需求增加,隔热性能较差的建筑将消耗更多电力,电力消费比例被动增加,但相较之下,提升建筑隔热性能才是更优解,尽管后者提高的电力消费比例也许不如前者高。此外,提高建筑隔热性能还能降低长期运行成本,提高整体能源使用效率。由上述举例可见,若无配套措施,仅注重提高电力消费比例可能反而增加整体能耗、碳排放及社会总成本。 《发展规划》和《工作方案》已提出超低能耗、近零能耗建筑面积及新增地热能建筑应用面积等配套目标,如果能够制定针对具体“电气化”路径的定量指标,将有助于推进相关政策的落地和实施。研究表明,直接对用能设备提出明确要求,更能有效促进建筑领域的电力替代过程。以美国加州能源法规《加州建筑标准法典》第24条第6部分(California Building Standards Code, Title 24, Part 6)为例,该法规通过一系列严格规定,推动建筑领域广泛采用高效供暖设备,尤其是热泵技术。热泵系统因其卓越的能源利用效率,正逐步取代传统的天然气供暖系统,成为建筑电气化的重要选择。第24条明确要求,在加州部分气候区必须采用热泵供暖,并在其他地区强烈鼓励热泵的使用。此外,法规明确禁止建筑仅依赖电阻加热设备(包括直热式电采暖)作为主要供热方式,电阻加热仅可作为“热泵+”系统中的辅助加热手段,并且必须安装控制装置,确保热泵优先运行。另外,加州已设定目标,计划到2030年在全州范围内安装600万台热泵,为建筑领域的深度脱碳奠定坚实基础。 北京在建筑用能电力替代方面也提供了明确的目标范例。2022年2月,北京市政府印发《北京市新增产业的禁止和限制目录(2022年版)》,禁止新建和扩建燃煤、燃油热力生产设施,以及燃气独立供暖系统(部分例外情况除外)。2023年10月,北京市发展改革委等十部门联合印发《关于全面推进新能源供热高质量发展的实施意见》(京发改〔2023〕1309号),明确要求新建供热项目中新能源供热装机占比不低于60%,并提出到2025年新能源供热面积累计达到1.45亿平方米,占全市供热面积比重达到10%的目标,并计划到2030年这一比例提升到15%以上。这项政策支持的新能源供热技术大部分由各种先进热泵技术组成。通过对新能源供热路径提出定量指标,北京正积极推动电力替代,并设定减少二氧化碳直接排放的具体目标。 今年4月,国家发展改革委等部门发布了《推动热泵行业高质量发展行动方案》 (发改环资〔2025〕313号)。作为我国首个国家层面的热泵专项政策,该方案的出台标志着热泵在建筑等领域的规模化应用进入了新的发展阶段。目前,该政策主要以提出总体发展方向为主,尚未配套明确的量化指标,也未对地方建筑用能的相关要求作出具体规定。为加速建筑领域电气化转型,同时更充分体现对高效设备的引导作用,可考虑在现行政策基础上进一步完善建筑领域规划的相关内容,例如: 根据设备生命周期内的总碳排放和社会总成本,制定出电气化设备的优先采用权。 制定实现电气化具体量化的指标,例如明确区域内热泵供热面积和实现该覆盖面积要达到的时间指标。 将电力消费比例与其他指标结合,例如设定建筑用能中煤炭和天然气的消耗量上限。 设定逐步淘汰建筑供热中直接使用化石燃料的方式(目前已对煤炭采取限制措施,但燃气尚未受到限制)。 对建筑电器生产方执行高能效标准规范、提高产品市场准入规范,或更进一步执行零排放供暖设备标准。 此外,目前电力消费比例的计算方法尚未公开,相关公式、定义及边界仍不明确。可以考虑制定并公开统一的计算标准,确保政策实施的科学性和可操作性,同时加强与行业专家、企业的协同合作,优化能源利用路径,提高减碳效果。 “以电代气、以电代油”是减少温室气体排放的重要路径。在即将到来的“十五五”规划中,应加速推广节能降碳政策,制定更明确、更具针对性的指标体系,引导各部门共同实现碳达峰、碳中和目标。 本文亦发布于睿博能源智库微信公众号… View Summary +

2025年4月,国家发展改革委联合工业和信息化部、生态环境部、住房城乡建设部、交通运输部、国家能源局等部门发布了《推动热泵行业高质量发展行动方案》(发改环资〔2025〕313号)(以下简称《行动方案》)。《行动方案》提出,力争到2030年,热泵生产制造和技术研发能力不断增强,热泵建筑应用面积和热泵机组装机容量持续增长。作为我国首个国家级热泵专项政策,该方案的出台标志着热泵在建筑、工业、农业和交通等领域的规模化应用进入全新发展阶段。 我国传统热力燃料来源主要依赖煤、石油或天然气等化石能源,化石能源消耗量大,碳排放偏高。热泵作为一种清洁、高效的供暖和制冷技术,可以整合空气、水、土壤、工业余热中分散的低品位热源,替代燃煤燃气锅炉或者电热炉供热,显著降低二氧化碳排放。在制冷方面,热泵系统的冷热一体化能力较之传统空调拥有较高的综合能效,适合年内冷热需求均衡的建筑场景。自《行动方案》发布以来,其涉及的诸多重要议题引发了广泛讨论。其中有一个关键维度值得深入关注与研究,即热泵灵活化、智能化运行的创新要求与实施路径。这一政策导向不仅关乎热泵设备本身的能效提升,更关系到热泵系统与电力网络的协同互动模式。 《行动方案》的政策导向 热泵已成为实现气候目标的关键路径之一。国际能源署2024年发布的《2024年世界能源展望》指出,热泵已占据全球住宅供暖市场规模的12%。欧洲早在两年前便见证了热泵销量快速增长的趋势,美国的热泵销量也持续超过化石燃料等传统供暖系统。近日,国际能源署在发布的《2025年全球能源评论》中提到,美国2024年热泵销量超过天然气炉的30%,创下销量记录最大差距。但当前热泵在国内的应用还不够广泛,在建筑供暖领域渗透率不足5%。《行动方案》的出台为热泵技术在清洁供暖中的应用提供了更加明确的发展方向,灵活应用潜力也有望进一步释放。 科学设计和有效实施热泵灵活性调节方案,可使热泵为建筑领域提供舒适、清洁供暖,同时也成为电力系统重要的灵活性资源,为电网提供需求响应和辅助服务。这种协同效应具有多重价值:一方面,能够降低热泵用户的运行成本;另一方面,可减少电网峰值负荷,延缓电网基础设施投资,同时提升可再生能源消纳能力。 《行动方案》通过以下关键条款构建了热泵灵活性发展的政策框架 1. 电网适配性优化: 《行动方案》第九条明确指出:“加快提升配电网综合承载能力”。这一要求直指当前制约热泵规模发展的电网瓶颈问题,特别是在北方采暖地区,冬季热泵集中运行可能导致局部电网过载。而电网智能化改造与热泵灵活性调节都能提升电网承载能力,减轻电网增容压力。 2. 智能控制系统与柔性调控: 《行动方案》要求推进热泵系统智能化升级,重点包括第七条:“推进热泵智能化运维管理……优化热泵运行调控能力”,与第九条:“加快提升配电网……柔性智能调控能力”,为建立热泵智能调控系统、协同电网运行打下了基础。 3. 储热系统配置: 《行动方案》第八条和第九条中强调了建立“热泵与太阳能、蓄热多能互补”和探索推进“跨季节储热设施“的重要性。短期储热(如蓄热水箱)可在数小时内调节热泵运行,避免高峰电价;而跨季节储热(如地下储热)则能实现更长时间尺度的能量调度。这种灵活性不仅提高了热泵的经济性,还能使其成为电力系统的储能资源,缓解可再生能源间歇性带来的挑战。 未来政策与市场机制的完善方向 《行动方案》虽然为热泵的灵活性发展发出了重要信号,但要充分释放其需求响应潜力,仍需构建系统化的政策支撑体系和市场机制。首要任务是深化电力市场改革、建立激励性电价机制,持续优化和推广工商业居民分时电价、实时电价和动态尖峰电价,以电价信号引导热泵用户调整用能行为。同时探索将热泵灵活性资源聚合后参与电力现货市场、容量市场和辅助服务市场的可行路径,形成多元化的价值回报机制。 在技术协同层面,继续推进智能控制系统研发,使热泵集群能够自动响应可再生能源发电波动。为此,一方面要加快制定热泵与电网互动的技术标准,并在能效评价体系中纳入灵活性指标,为设备兼容性和系统互联互通提供规范和依据;另一方面需建立配套激励机制,通过容量补偿等政策工具,引导供热企业加大对储热设施的投资力度。 通过动态调整热泵运行模式,并结合分布式能源管理(如光伏+热泵+储能的微电网系统),可有效减少热泵大规模用电对电网的冲击,降低电网升级改造成本。之后可通过建立远程监控平台,与电力调度系统数据互通,开发智能自动调控算法等方式,进一步实现热泵动态调整运行模式,使热泵集群具备分钟级响应能力,在电价信号或调度指令下自动调整运行状态,以响应电力市场的价格信号或电网调度需求。 《推动热泵行业高质量发展行动方案》的出台,不仅推动了中国热泵技术的进步和应用扩展,还为热泵与电力系统的深度融合提供了政策启示。通过智能化调控、储热技术和电网适配性优化的协同推进,热泵将实现从单一供热设备向电力系统灵活性资源的战略转型。随着配套机制的不断完善,热泵在需求响应、可再生能源消纳和提升电网弹性方面将发挥更大作用,成为新型电力系统建设的重要支撑。 本文首刊于《南方能源观察》,2025年4月27日 本文亦转发于睿博能源智库微信公众号… View Summary +

This week, China’s central government issued a national ‘Action Plan’ to promote heat pumps. The policy offers substantial support for heat pumps but leaves critical questions unanswered—particularly regarding the future of certain types of fossil fuel… View Summary +

在“双碳”目标的推动下,建筑供暖的电气化比例将显著提升,热泵的部署也将加速增长。热泵不仅能提供高效的供暖方式,还可以通过需求响应机制为电力系统提供灵活调节能力。对供热方而言,这有助于降低热泵运行成本,拓宽供热企业的收入渠道,从而提升热泵的市场竞争力。对供电方而言,这能保障电力系统的安全稳定运行、减轻电网扩容压力,降低供电成本,并促进可再生能源电力消纳。 本文探讨了大型热泵在中型区域供热系统(如小区、大型建筑)中的应用(业内称之为“分布式热泵”)。文章结合国内外案例,探讨如何挖掘电气化供暖的需求响应潜力,并提出优化电价机制、完善需求侧资源补偿机制、推广储热设备三项策略,以增强电网与供热系统的协同优化,实现保障电力系统稳定运行与减轻供热碳排放的双重目标。 本文缩略版首刊于《中国电力报》,2025年3月24日… View Summary +

在大规模风电和光伏并网的时代,如何进一步促进可再生能源消纳,解锁统一电力市场的价值,已成为全球性挑战。2024年5月28日,国家能源局发布《关于做好新能源消纳工作 保障新能源高质量发展的通知》(国能发电力〔2024〕44号),其中针对省间输电提出了一项重要改革:“在受端省份电价较低时段,通过采购受端省份新能源电量完成送电计划”。这项要求是多年来对省间电力互济模式的一次重大突破,能够进一步释放“全国统一电力市场”的优势。然而,现行的省间单一电量输电定价机制可能会成为这一新政策实施的限制因素。 本文从理想状态下区域统一电力系统应遵循的基本原则出发,分析了现有跨省跨区专项工程的输电定价机制与《通知》新要求及基本原则之间的潜在矛盾。在此基础上,通过借鉴美国区域输电组织PJM和欧洲跨国输电设施的成本分摊模式,提出了基于绩效调整电网公司跨省跨区收入水平和基于容量分摊跨省跨区输电成本的方法,以更好地配合政策实施并促进电力系统优化和高效运行。 本文分为上、下两期刊登于《南方能源观察》… View Summary +

建筑是中国能源消耗和碳排放的主要领域之一。中国既有建筑总量大,能耗和碳排放强度高。中国宏观经济研究院发布的《中国能源转型展望2022》报告中,提出了一条在合理成本和可行技术下实现“双碳”目标的途径。在该碳中和情景下,建筑和供热行业都需要加速电气化。研究表明,建筑领域将主要通过提高分布式和集中供暖的热泵使用率实现电气化、减少化石能源消耗,到2035年,建筑供暖的终端能源消费应该基本实现无煤化,并在2060年完全停止直接消耗煤炭和天然气(详见图 4-33,CNS2情景)。尽管其他研究对实现“双碳”目标的路径会有所不同,但几乎可以确定的是,随着未来建筑能耗的进一步增长,建筑领域需要采取多种措施大幅减少化石能源的直接或间接使用。 近年来,得益于国家与市政的支持和推广,中国热泵行业取得了显著进展。然而,推广热泵的应用仍然面临挑战,其中高昂的初装和运营成本是经常被提及的主要障碍,但实际上,从产品的寿命周期来看,热泵的高效能可以持续降低电费,使得用户不出几年便可回收成本。 本文旨在探讨如何有效提升居民和商业用户的供暖水平,在满足民生需求的同时最大化的降低费用成本。除了安装高效节能的供暖产品,提高建筑物自身能效,也是非常重要的工作。对于既有建筑,通过加强建筑围护结构的改造可以减少运行时的能量损失和供暖费用,并在安装或更换供暖设备时让用户可以选择容量更小、更便宜的热泵来满足供暖或制冷需求;对于新建筑,通过超低能耗设计也能实现同样的效果,进一步降低热泵初装和运营成本。若在建筑的整个寿命周期内尽早进行全面的节能改造,则能够获得最大的成本节约效果。虽然建筑围护结构的节能改造已是老生常谈,但将其作为热泵的“外挂”,实现热泵和围护结构一体化,能达到1+1>2的效果,丰富政策设计和资源调度。 通过物理“外挂”降低供暖成本 在确保取暖效果、节省费用的同时实现节能环保,技术手段层出不穷。作为取暖设备,热泵越来越为人们所熟知。热泵能够将热量从空气、地层,或水体等低位热源中搬运到室内,每消耗一度电可以搬运3到4度热能,因此理论上比直热式电暖器要节省75%的电费,而且相比燃气供暖效率更高,相比散煤供暖更加安全、环保。 然而,2022年电热泵在供暖领域总体市场渗透率仅为5.04%。如前文所述,影响其发展空间的主要障碍是大家普遍认为热泵的初装和运营费用较高。据业内人士统计,无论是区域大型采暖还是住宅小区和公共建筑改造项目,空气源热泵的初装投资要比电锅炉采暖高出一倍多。但根据计算,热泵对比电锅炉拥有高效运行的优势,多出的初装投资能在两到三年内通过节省的电费收回。然而,还是有用户反映电热泵的实际用电量较高,一部分原因可以归结于为建筑围护结构的保暖性差导致热量散失较快,用户不得不花更多电费以维持供暖需求。 作为物理“外挂”,建筑围护结构是建筑室内外环境之间的物理屏障。它包括墙壁、屋顶、窗户、门和其他将内部空间与外部环境分隔开的结构。建筑围护节能改造可以提高建筑外围的绝热性能,减少室内供暖或制冷损失,同时提升空气质量和舒适性。通常,这些改造包括提升墙体保温、更换节能门窗和改善建筑气密性,以提高能源利用效率、减少空气流动并增加建筑的整体舒适度 提升建筑围护结构的节能效果还可以显著降低取暖成本。例如,北京农村住宅节能改造案例发现,增加外墙、屋顶和窗户的保温层可带来40-60%的综合节能率。山东农村住宅的节能改造项目可在一个冬天节省约700元,约运行费用的30%,并在3到7年后回收节能改造投资。上述两个案例均为北方农村住宅的节能改造,但无论是农村住宅、城市住宅,还是其他公共建筑都具有很大改造潜力。 若热泵和围护结构的改造升级“双管齐下”,则能达到1+1>2的效果。深度节能改造,即同时进行多方面的节能改造项目,例如安装热泵、更换节能门窗并添加墙体保温层等,多管齐下可带来规模效应。对于既有建筑,深度节能改造通常可以显著降低能量损失,即使选择容量更小的热泵,也能满足供暖和制冷需求,从而降低热泵的初装和运行成本。对连接到热网的建筑群进行改造,也能减少供热源头的设备投资。新建建筑应按照绿色建筑规范建设超低能耗建筑,再根据建筑围护结构的保暖状况合理配置热泵容量。从建筑的寿命周期来看,尽可能充分地进行深度节能改造能带来最大的费用节省,而每个延迟或不彻底的后续改造最终会累积成更高的总成本。 建筑节能水平提升势在必行 据测算,中国存量建筑中仍有近40%为非节能建筑,其中大量老旧居住建筑围护结构差、设备老旧效率低、运行维护管理缺失,导致中国建筑全生命周期能耗在全国能源消费总量中的占比居高不下。中国建筑节能协会指出,目前建筑运行阶段碳排放约占全国碳排放的22%;要想实现2030年建筑碳达峰,“十四五”末建筑全过程二氧化碳排放总量应该控制在25亿吨。然而,2020年中国建筑全过程碳排放足有50.8亿吨,是碳达峰预测量的两倍。随着城镇化率和居民生活水平的不断提升,中国建筑领域能源消耗和二氧化碳排放将保持刚性增长。显然,通过节能改造降低建筑碳排的潜力巨大。 为了在2050 年实现全球净零排放,国际能源署(IEA)建议所有国家最迟在 2030 年为新建建筑和既有建筑制定零碳建筑节能规范。这一建议强调,建筑物应具有高能效和弹性,并直接使用可再生能源或依赖可完全脱碳的能源供应。中国在建筑节能规范方面位列先锋。2022年3月,住房和城乡建设部发布了《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》(建标〔2022〕24号),其中重点呼吁“提高新建建筑节能水平“与”加强既有建筑节能绿色改造”, 并提出具体目标——“到2025年,完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上,建设超低能耗、近零能耗建筑0.5亿平方米以上”。今年5月,国务院发布《2024—2025年节能降碳行动方案》(国发〔2024〕12号),重新强调对新建筑 “严格执行建筑节能降碳强制性标准”和“推进存量建筑改造”,在“十四五”收官之际加大节能降碳攻坚力度。 实现热泵和围护结构一体化政策建议 归根结底,建筑围护节能改造不“挑食”,无论是何种供热方式,提升建筑保暖效果都会带来显著的节能效益。在“双碳”目标下,继续推动绿色建筑发展和建筑节能改造既能降低热泵初装和运行费用、提升用户选购意愿,更能减少建筑能耗和碳排。对此,我们总结几点基础建议: 推进深度节能改造项目。未来的建筑节能改造项目应探索供暖系统升级与多项围护结构改进同步实施,争取创造规模经济。 向领先地方政府学习,持续完善改造项目的设计和资金支持。考虑同时规划节能建筑和新能源供热的资金支持。 贯彻落实“建筑节能降碳强制性标准”,继续完善“绿色建筑”标准,旨在将超低能耗和近零能耗建筑标准扩展到所有建筑。… View Summary +

随着可再生能源大规模发展和并入电力系统,以及碳中和目标下化石能源机组的转型,电力系统对灵活性和可靠性的需求与日俱增。尤其近年来,国内外频现的电力危机、能源危机无不提醒着保障电力安全的现实紧迫性。各个国家和地区的电力市场设立了不同类型的容量回收机制,如容量市场机制、稀缺定价机制及容量补偿机制等。2022年,国家发改委、国家能源局发布的《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(发改体改【2022】118号)发布一年多来,围绕“加快形成统一开放、竞争有序、安全高效、治理完善的电力市场体系”目标,容量成本回收机制建设稳步推进。 去年,国家发改委、国家能源局近期联合印发《关于建立煤电容量电价机制的通知》,容量补偿机制从无到有,现在朝着市场化的方向纵深发展。4月25日,国家发改委发布了《电力市场运行基本规则》( 2024年第20号令),呼吁“逐步推动建立市场化的容量成本回收机制”,由“发电机组、 储能等”资源出力。容量市场应该可以开放给各类资源参与。此前,《电力需求侧管理办法(2023年版)》(发改运行规〔2023〕1283号)也呼吁“支持符合要求的需求响应主体参与容量市场交易或纳入容量补偿范围”。容量补偿机制市场化的途径多样,在容量成本回收机制中增加季节维度不失为一种优化方式。 部分资源在特定季节可以提供非常有价值的服务。以空调设备为例,据统计,国内夏季负荷高峰期,空调负荷占比已达尖峰负荷的30%~40%。经由负荷聚合商(load aggregator)整合的空调服务,在夏季可以提供可观的需求响应资源,但这类资源的季节性较为明显,可调度容量随季节有一定波动。如何减少季节性电力系统风险并充分调动季节性资源价值,季节性容量补偿机制或是解决之道。 季节性容量补偿机制,即允许容量有季节性波动的资源仅在容量充盈的季度内提供容量并获得补偿。这类资源通常包括:负荷侧可调节资源(尤其是供暖和制冷等需求响应)、储能(如抽水蓄能)、能效资源以及涵盖多种资源类型的虚拟电厂。季节性容量补偿机制能激励这类资源参与电力市场的意愿,更大程度地挖掘季节性资源的真正价值。 在美国,部分区域输电组织或独立系统运营商会每个季节进行资源充裕性评估(Resource Adequacy Assessment),再根据结果运行容量市场筛选提供容量的资源,并在事后进行绩效评估。季节划分有分一年两季或四季,被选中的资源需要在相应月份内参与现货市场或响应调度。美国中西部独立输电系统运营商(MISO)在2022年底开始启用季节性容量补偿机制,其资源充裕性评估和规划资源拍卖(Planning Resource Auction)都是按季度进行,以求使资源供应与季节性需求保持一致。结果显示,MISO的季节性容量市场达成了预期设计结果,季节间的价格浮动使市场结果更贴合各季度容量供应,让每一分钱都花在了刀刃上。 通过季节性容量补偿提升需求侧资源在电力市场的占比还能带来额外优势。首先,季节性容量补偿能以更低的成本调动各种资源,降低最终电力系统成本。举个例子,火电灵活性改造的单位容量改造成本约600—700元/千瓦,而需求侧资源的综合成本约200—400元/千瓦,并且通常能提供最大负荷3%—5%的调节能力。加深需求侧资源的投放能减少电力系统建设维护成本,节省的资金也会以降低电价的方式反映到用户身上。 再者,季节性容量补偿机制可激励政策制定者支持更符合新型电力系统的项目。需求侧资源能为新型电力系统提供必需的灵活性调节能力和容量充裕性,将对电力系统转型和“双碳”目标做出不菲贡献。季节性容量补偿可以充分体现需求侧资源的价值,引导其健康发展。 优化容量成本回收机制,增加季节性的分段采购审核能激发季节性资源更多价值,同时降低电力系统成本、提高系统灵活调节能力和安全系数。美国部分季节性容量市场与定期的电力系统充裕性评估挂钩,由评估结果确定季节容量需求,再根据容量供需得出容量市场价格。经验表明,在容量机制中加入季节性考量可以为电力系统带来各方面的正向作用,值得作为发展容量市场的选项进行思考。当然,美国的季节性容量电价机制绝非完美,我们团队也在持续提出改进建议。 本文首刊于《电联新煤》,2024年7月26日。… View Summary +

热泵是实现可再生能源高效利用的技术路径,是热电转换的最佳途径,是全球公认的节能减碳技术措施。中国清洁取暖国家战略的实施,推动了热泵供暖的广泛应用。作为全国“煤改电”先进示范区域,北京制定了多项清洁取暖政策,以全社会减碳量为目标,综合考虑能源结构和价格系统,对比多种技术间的减碳效益和经济成本,鼓励可持续长期减碳的高效热泵技术发展,禁止、限制新增及改建热源中高碳排放的燃煤、燃气供热占比,为北方地区城市供热发展提供了积极参考。 北京市的发展经验可为京津冀地区转向以高效热泵为供暖主体提供样板。本文着重回顾了北京出台的用于支持热泵供暖的相关政策和技术路径,并提炼出几点可供其他地区参考的建议: 加强推广新能源取暖,将“电代煤”、“电代气”列为工作重点,明确高效热泵技术的“替代”效果。 提供热泵应用财政支持,激励企业和居民选择热泵进行供暖改造,并逐渐减少对化石能源供暖的资金支持。 与城市规划目标一致,结合国家和城市的“双碳”目标制定规划。对未来可能削减的工业和火电热电联产的余热,要充分考虑项目存续周期,论证余热利用的经济性后再投入建设,避免推高社会层面上实现“双碳”目标的经济成本和社会成本。 制定清晰可行的指标,设定有科学依据、数值明确、逐步增量的新能源供热采用目标。 促进热泵设备质量提升,引导用户选择能效比高并且性能稳定的供热设备,并定期更新产品质量要求。 本文精简版首刊于《中国电力报》,2024年6月24日… View Summary +

近年来,热泵的推广和应用在我国发展较快,与其他国家一样,要实现清洁供暖的目标仍然任重道远,在采购供暖设备时,许多用户与供热商仍存在犹豫,其中认为热泵运行成本较高是主要因素之一。本文将简要探讨可能解决此问题的路径之一,进一步完善分时电价机制中的季节性差异,即季节性电价–通过调节季节性电价来降低用户电费,有助于缓解对运行成本的担忧,促进热泵的使用率,从建筑电气化层面来支持我国实现双碳目标。 2021年7月26日,国家发改委印发了《关于进一步完善分时电价机制的通知》(发改价格〔2021〕1093号),倡导“进一步建立健全季节性电价机制”,为用户提供更明确的价格信号。更针对电采暖,提出了“季节性电采暖电价“政策指导,降低用电成本的同时更进一步推动热泵部署。自2021年来,许多省份已经响应号召,实施了季节性分时电价。随着更多的大规模可再生能源并入电网,提高建筑终端用能电气化水平可以有助于消纳电量,另外,制定季节性电价可以降低清洁采暖成本,保障民生供暖需求。因此,有必要考虑如何建立健全季节性电价机制。 与适用于日内分时电价的设计原则相呼应,我们认为以下几点可以应用在季节维度上的分时电价设计原则: 确保能准确反映电力系统短期和长期边际成本。边际成本随用电量变化:短期边际成本通常涉及到发电能源损耗及外部成本,长期边际成本则涉及到发电装机容量和输配电容量。确保分时电价的高峰时段可以贴合电力系统供需较为紧张、发电成本较高的时段,从而正向地引导热泵供暖的选择。例如,如果某省夏季发电边际成本比冬季高,季节性电价也应该清楚地反应这一差异,这样可以降低冬季采用热泵供暖的电费。 制定有前瞻性的季节性电价,基于 “全面系统边际成本” 考虑可规避的长期边际成本。长期边际成本不仅包括发电成本,还包括发电和输配电的增容成本。理想情况下,通过时间信号引导用电行为,可以进一步降低尖峰负荷。不少北方地区用电尖峰发生在夏季,如果季节性电价的设计可以考虑到压低尖峰负荷所避免的增容成本,峰谷比就可以进一步合理拉大。最终有效减少一些不必要的发电、输配电资源投入。 通过透明、公开的流程来制定季节性电价并定期更新,力求最大化分时电价的影响力及用户响应程度。热泵通过其高效的利用效率,可以降低用电量,从而节省电费,它的经济性通常会在长期使用中得以体现。透明的电价制定流程有助于终端用户和供暖公司更好地理解未来电价走势,降低不确定性,进而更准确地预测热泵投资的经济效益,做出理性的投资决策。 本文探讨了改善热泵运行成本所面临的挑战,并提出了通过设计季节性电价来解决这一问题的方案。季节性电价可以反映出电力系统边际成本,如果设计得当,还可以减少不必要的投资,并为终端用户和供暖公司提供理性的投资决策做支撑。同时,定时回顾和优化季节性电价设计,也可确保其与电力系统的发展和用户需求保持同步。未来电采暖规模将进一步扩大,通过科学、透明的方式完善分时电价和季节性电价的设计,不但能更好地传递价格信号、实现削峰填谷,更能响应倡导,促进达成碳达峰碳中和目标。 本文首刊于《中国电力报》,2024年5月28日… View Summary +

建筑领域绿色低碳转型是中国实现双碳目标的重要战略举措,在碳达峰碳中和“1+N”政策体系下,住房城乡建设部在2022年3月印发的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》明确了“提高建筑能效水平,优化建筑用能结构”的基本原则,更提出了“推动零碳建筑”和“近零能耗建筑”的项目试点。应用高能效供热系统是降低建筑总体能耗的一主要方式。放眼世界,很多设有“净零碳”排放目标的国家也已经开始计划并实行各种建筑供暖脱碳策略。电能热泵供暖(下面简称“热泵供暖”)和氢能锅炉燃烧绿氢供暖(下面简称“绿氢供暖”)便是正在被各国考虑和讨论的供暖主要路径的两种选择。 热泵供暖是国内比较熟悉的取暖方式,而绿氢供暖虽然小众,但其讨论热度却在逐渐上升。当前,欧洲一些地区正在尝试采用绿氢供暖。对于绿氢供暖的成本效益和可行性进行深入讨论已成为热点议题,尤其在英国,应该推荐哪种技术作为主要供暖方式、其余方式又该提供多少政府扶助等相关争论在英国已经推进了一段时间。本文参考英国的相关研究和讨论,对热泵和绿氢采暖的能效性、经济性和可行性进行了对比和分析,并从中总结了两个可能会对其它设有净零碳目标的国家具有参考意义的观点: 热泵具有更高的能源利用效率,并且有助于减污降碳协同、建筑电气化,与电力系统清洁转型等工作推进。 热泵供暖的总系统成本较之绿氢供暖更低,能降低社会在供热转型上的经济负担。… View Summary +
