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— 《进步者日报》编辑部 / La rédaction
电力网络受一条物理约束支配:供需必须时刻保持平衡。国际能源署估计,全球目前已部署约100吉瓦的需求响应能力,但据预测,到2035年各地区所需的灵活性将扩大至现有规模的两到七倍。低碳转型因此带出一个常被电厂建设和高压线路争论所遮蔽的问题:谁来调整用电、何时调整、以什么价格调整。
核心要点
- 需求灵活性可以大幅降低电力系统成本。国际能源署指出,在某些情况下,这比新增装机容量更为经济。
- 全球目前已部署约100吉瓦的需求响应能力。到2035年,各地区所需灵活性将扩大至现有规模的两到七倍(国际能源署,《扩大需求灵活性》,2026年6月)。
- 爱尔兰和德国的实践既揭示了灵活性机制的潜力,也暴露了大规模部署的难题。
- 灵活性背后是一个权力问题:谁控制联网设备,谁获取由此产生的价值,谁保护消费者免受失控的价格风险。
- 这些问题的答案,将左右未来二十年去化石燃料电力系统的架构走向。
可再生能源加剧电网平衡难度
电网运行工程师面对的是一个物理约束:发电量超过用电量,频率上升,设备可能受损;发电量不足,频率下降。备用容量、调节机制以及最后手段——甩负荷,都是为了防止失衡演变为大规模停电。几十年来,应对这一约束的方法很直接:建造可调度的燃气或燃煤电厂,在几分钟内完成爬坡,吸收早晚用电高峰。
可变可再生能源的崛起从结构上改变了这一局面。风电厂在有风时发电,光伏电站在有光时发电,两者的出力时间不一定与炉灶开启或电动汽车充电的时刻重合。电网需要应对的,不再只是可预测的需求高峰,而是”双重波动”——发电侧和用电侧同时变动。
工程师、Shift Project联合创始人让-马克·让科维奇长期强调,这一物理约束是能源转型的首要决定因素。他认为,交通、供暖和工业的大规模电气化,若不重构电网架构和用电方式,根本无法运行。这一判断赋予了需求灵活性结构性必要条件的地位,而非可选的优化手段。
国际能源署在2026年6月发布的《扩大需求灵活性》报告中,通过量化分析得出了相似结论:全球已部署的约100吉瓦需求响应,相对于电力系统的预期演变而言仍属有限。到2035年,各地区灵活性需求将扩大至现有规模的两到七倍,这说明,在管理高比例太阳能和风能电网的同时控制额外投资,所需变革的规模之大不容低估。
调峰电厂的隐性成本
为了应对电网中有限的极端高峰时段而新建一座燃气电厂,意味着将大量资本锁定在边际用途上。随着能源转型推进,这笔账的逻辑正在改变。可再生能源比例越高,过剩发电时段与紧张时段之间的落差越大,灵活资源在系统中的相对价值也越高。
需求灵活性提供了另一条路径。推迟洗衣机运行周期、在电网压力最低的时段为电动汽车充电、临时下调热水器温度——这些个体行为单独看微不足道,但在足够多家庭或企业的量级上聚合,就能形成可观的电网调节能力。
其经济潜力有实证支撑。多项欧洲国家研究显示,需求灵活性可以显著降低配电网基础设施成本,尤其能够规避在电动汽车充电集中区域进行的高成本线路扩容。但这种节省有前提:市场规则须到位,设备须适配,消费者须能理解参与方式。价格信号和自动化是可行路径,直接补贴、告警通知或削峰合同同样是有效工具。
哈佛大学经济学家丹尼·罗德里克指出,经济政策的整体收益不会自动公平分配。这一判断为单纯的效率论提供了必要补充。需求灵活性可以产生系统层面的节省,但调整负担可能落在最缺乏设备、信息最不充分或最无力购置联网设备的家庭身上。一项设计完善的灵活性政策,必须从一开始就将收益和负担的分配纳入考量,而不是作为事后的政治补丁打上。
爱尔兰与德国的经验
爱尔兰是记录最为详尽的案例之一。EirGrid面对一个风电占比高的岛屿电网,推出了住宅需求响应试点项目。动态电价则由电力供应商在公用事业监管委员会(CRU)的监管框架下提供。这些机制旨在让消费者能够根据电力系统状况调整部分用电行为。
然而,爱尔兰的经验也揭示了参与的难点。负荷转移不会自然发生。智能电表、易读的电价方案、可编程设备以及消费者对机制的基本信任,都是促成参与的条件。拥有蓄热式热水器、热泵或其他可控负荷的家庭,通常具备更大的转移空间;而租户、低收入家庭和居住在设施老旧集合住宅中的居民,则面临更多约束。
德国提供了一个补充性的、更为复杂的教训。智能电表的部署落后于原定时间表,原因部分在于数据保护争议,部分在于政治和技术层面的阻力。《智能计量系统法》自2016年以来已数次修订。截至2025年底,强制部署范畴内的总体目标已完成,但在全部计量点中,实际完成改装的比例仍然偏低。住宅灵活性因此在很大程度上仍未被开发。
两个案例共同指向一个结论:需求灵活性无法靠命令推行,它需要基础设施、清晰规则以及对消费者透明的参与机制来逐步构建。
谁控制灵活性,谁获得收益
技术经济论点背后,是一个更深层的权力问题。当一家灵活性聚合商远程控制某家庭的热水器、向电网运营商出售容量时,这笔交易的价值由三方分配:承受限制的消费者、撮合交易的聚合商,以及从中获益的电网运营商。
这个问题的答案不是中性的。它决定投资灵活设备的动力,也决定整套机制的政治合法性。
欧洲监管机构正在着手这一议题。2019年欧盟电力内部市场指令已规定聚合商的参与权利。2024年电力市场设计框架修订进一步强化了消费者权利与保护,以及其参与不同电力市场的条件。但各成员国的转化执行仍参差不齐,补偿机制往往复杂到普通家庭难以理解的程度。
正是这种不透明性,构成了最直接的政治风险。一个不明白为何汽车未能按时完成充电、或为何月度账单大幅波动的消费者,不太可能成为灵活性市场的持续参与者。他可能转而反对动态电价,而这种反对往往源于真实存在的信息缺失和控制感丧失。
运作较好的实践通常将复杂性留在系统侧,将简洁性交给用户侧。能够清晰显示”设备将在何时被调控、消费者将获得什么好处”的应用程序,比直接呈现的小时电价曲线更易于使用。热水器、热泵、电动汽车的智能自动化可以大幅降低参与门槛,但这不是唯一路径。
2035年电网灵活性的归属问题
国际能源署预测的”到2035年灵活性需求扩大至现有规模两到七倍”,超出了工程范畴。在高比例可变可再生能源系统中,灵活性的所有权、调控权和收益分配,仍有待厘清。
第一条路径以能够与电网运营商直接谈判的企业为主体。电动汽车制造商、钢铝生产商、数据中心运营商具备规模、设备和技术团队,可在数小时内调整用电而不影响终端客户。其参与在经济上合理,在合同上可靠。
第二条路径中,住宅灵活性的作用持续扩大,由电动汽车、热泵和家庭储能系统的普及所驱动。越来越多的家庭可以成为微型容量提供方,经由数字平台聚合。考虑到欧洲电动汽车保有量的快速增长,这条路径的规模潜力相当可观,但其实现所需的政治和社会条件也更为苛刻。
两条路径可以并行互补。但其协调需要成员国作出明确的监管选择——聚合住宅灵活性的权利、聚合商控制家用设备的条件,以及价值创造中归还给消费者的可核查份额。这些尚未全部落地。
这些问题不是技术性的,而是政治性的:它们涉及明日能源系统中权力分配的方式。托马斯·菲利庞关于市场集中的研究表明,若缺乏监管框架,任由主导地位形成,将产生持续的租金效应和难以事后纠正的社会成本。
灵活性市场仍在成形阶段,欧洲监管机构仍有窗口期。未来几年确立的规则,将决定此后数十年价值由谁捕获。多个国家尚未完成规则制定。
保护家庭不会妨碍灵活性
专家讨论中有一种常见反对意见:过度保护消费者——保护其免受价格波动、设备被远程控制、临时断供——可能阻碍电网所需的灵活性。这一论点值得认真对待,因为它既包含部分道理,也存在明显偏差。
其道理在于:完全平滑的电价若无任何高峰时段价格信号,确实会削弱转移用电的动力。但动员消费者参与的方式并不局限于可变电价,奖励积分、账单抵扣、告警通知或削峰合同同样可以发挥作用。
其偏差在于:认为价格波动本身就足以产生灵活性。现有记录最详尽的实践表明,设备不足、信息匮乏或居住条件较差的低收入家庭,可能在承受价格波动的同时却没有能力加以应对。缺乏适当保护,动态电价可能加重弱势家庭的预算风险——尽管并非在所有情况下都会造成难以预判的压力。
合理的设计应当加以区分:对具备可调设备的家庭提供可选动态电价,对其他家庭提供受保护电价,并为中低收入家庭提供获取灵活设备的渠道。多项实验性项目正在探索对联网热泵或智能电动汽车充电桩提供定向补贴,以扩大灵活性的社会覆盖面。这一议题与数字转型其他领域呈现的状况相似,如围绕人工智能与接入不平等的讨论所揭示的——问题不在于在效率与公平之间二选一,而在于设计出能够同时实现两者的机制。
社会包容是灵活性获得公众接受的重要前提,必须作为设计约束,而非事后添加的门面工程。
智能电表只是起点
欧洲智能电表的部署进度极不均衡。西班牙和瑞典的覆盖率接近100%,德国仍明显滞后,法国则已大范围部署Linky。这一部署差距往往被描述为核心障碍:仿佛所有家庭一旦装上智能电表,灵活性便会水到渠成。
这种判断失之简单。智能电表是重要工具,但远不充分。它可以计量用电并传递价格信息,但消费者仍须决定如何回应,设备也须具备响应能力。一个装有智能电表却缺乏可调设备的家庭,其灵活性潜力有限——但并非为零,它仍可转移或压缩部分用电。
到2030—2035年,真正的驱动力是三项要素的组合:智能电表、可联网的灵活设备(热泵、电动汽车、智能热水器),以及足够简洁的用户界面,让参与不产生日常认知负担。三者缺一不可。如何将其整合,既是系统工程挑战,也是用户体验设计和监管设计的挑战。未来几年的能源政策须同步推进这三个维度,既不能高估技术扩散的自动性,也不能低估让这种扩散发挥效果所需的社会条件。
最终的命题是:一个充分调动住宅灵活性的低碳电力系统,可以减少部分调峰容量需求,补充工业、储能、可调度发电和跨境互联等资源。一个让家庭真正成为电网平衡主动参与者的系统——前提是赋予其手段并向其支付相应价值——在建设和运营上可以成本更低。不同路径之间的差距,不会在能源市场的交易大厅中分出高下,而将取决于公共政策在设备获取、价格保护和用电数据治理上的选择。
来源
- 国际能源署,《扩大需求灵活性》,2026年6月,https://www.iea.org/reports/scaling-up-demand-flexibility
- 国际能源署,《电力2026》,https://www.iea.org/reports/electricity-2026
- 欧盟,电力市场设计指令(Electricity Market Design),2024年修订,可在EUR-Lex查阅
- EirGrid,爱尔兰电网平衡与动态电价项目年度报告,www.eirgrid.ie
- Bundesnetzagentur,德国智能电表部署报告(Smart Meter Gateway),www.bundesnetzagentur.de
- 国际能源署,《电力2026·灵活性》,https://www.iea.org/reports/electricity-2026/flexibility
- 国际能源署,《扩大需求灵活性·执行摘要》,https://www.iea.org/reports/scaling-up-demand-flexibility/executive-summary
- 国际能源署,《需求灵活性的价值·执行摘要》,https://www.iea.org/reports/the-value-of-demand-flexibility/executive-summary
- 北美电力可靠性公司,《平衡与频率控制》,https://www.nerc.com/globalassets/who-we-are/standing-committees/rstc/rs/reference_document_nerc_balancing_and_frequency_control.pdf
- 公用事业监管委员会,《电力动态电价》,https://www.cru.ie/consumer-information/billing/dynamic-price-tariffs-for-electricity/
- EirGrid与Electric Ireland,《住宅需求响应项目·项目启动文件》,https://cms.eirgrid.ie/sites/default/files/publications/Electric-Ireland-EirGrid-Residential-DR-Prog-PID_Public-Version-for-Website_Clean.pdf
- ESB Networks,”近四万名用户正在帮助爱尔兰实现净零排放”,https://www.esbnetworks.ie/about-us/newsroom/article/is-this-a-good-time—nearly-40-000-customers-are-helping-ireland-reach-net-zero
- Bundesnetzagentur,德国智能计量系统部署信息,https://bundesnetzagentur.de/DE/Fachthemen/ElektrizitaetundGas/NetzzugangMesswesen/Mess-undZaehlwesen/iMSys/start.html
- 欧盟,指令(EU)2024/1711,https://eur-lex.europa.eu/eli/2024/1711/oj
- 欧盟委员会,《保护与赋权能源消费者》,https://energy.ec.europa.eu/topics/markets-and-consumers/energy-consumers-and-prosumers/protecting-and-empowering-energy-consumers_en