DSM 綠色、智慧和跨界融合的主戰(zhàn)場

電力需求側(cè)管理（DSM）曾經(jīng)是個熱詞，未來也必將是個熱詞。因為在未來能源體系中，電力需求側(cè)將是一個真正的綠色、智慧和跨界融合的主戰(zhàn)場。

概念

電力需求側(cè)管理（DSM），需求側(cè)相應(yīng)（DR）和需求側(cè)靈活性（DSF）是我們常聽到三個說法。需求側(cè)靈活性是目標(biāo)，電力需求側(cè)管理是手段，需求側(cè)響應(yīng)是動作和交付物。

前世

電力需求側(cè)管理起初是一個很樸素的概念。邏輯就是量入為出。在需求側(cè)實施的是被動式管理。在我們上大學(xué)的時代都有過這樣的經(jīng)歷，你要是想開電爐煮方便面，就必須把宿舍的電腦都關(guān)掉，要不就會跳閘。這就是一種形象的電力需求側(cè)管理。

早期推進(jìn)需求側(cè)管理主要有供電部門實施，當(dāng)時由于電力裝機和輸配電資源不足時，供電部門為確保系統(tǒng)安全，將“拉閘限電”也作為需求側(cè)管理的一種手段，或為“拉閘限電”賦予一個很好的名頭。

中電聯(lián)副理事長王志軒在《中國電力需求側(cè)管理變革》一書中提到，在2003年全國缺電時期，70%以上的電力缺口是通過DSM的有序用電措施得以緩解的。所謂“有序用電”，說白了就是拉閘限電，那個時候電力短缺是大背景，提高能效和管理負(fù)荷是主要手段。

今生

近日，人民日報刊發(fā)了主題文章《清潔能源更“風(fēng)光”》，2019年我國風(fēng)電發(fā)電量4057億千瓦時，差不多相當(dāng)于四個三峽電站的發(fā)電量。光伏發(fā)電量達(dá)到2243億千瓦時，我國新增和累計光伏容量繼續(xù)保持全球第一。

此外，我國的水電也呈現(xiàn)很強的季節(jié)性，豐水期和枯水期差異巨大，2019年全國水電平均利用小時只有3726小時。可再生能源的可用性低是一個普遍性問題，如何適應(yīng)這種不確定性的清潔能源？

根據(jù)Irena的預(yù)測，可再生能源供電將會從當(dāng)今的25%，提高到2050年的86%，而在這86%當(dāng)中的70%將來自于可變（不穩(wěn)定和不確定性）的可再生能源（VRE，VariableRenewableEnergy），也就是說2050年60%的電力供應(yīng)來自于以風(fēng)電和光伏為主的可再生能源。而這些VRE的增加會給整個能源系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)以及不同的時間尺度帶來挑戰(zhàn)（一天當(dāng)中的不同時段或者一年當(dāng)中的不同季節(jié)和天氣）。

應(yīng)對這些挑戰(zhàn)需要系統(tǒng)靈活性的提升。所謂系統(tǒng)靈活性，就是整個系統(tǒng)，包括能源的供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)都能應(yīng)對這些不穩(wěn)定和不確定性的能力，以確保最終用戶所有能源需求供應(yīng)的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，并最大化的降低棄風(fēng)、棄光、棄水率。

系統(tǒng)的靈活性可以從四個方面入手，即供電側(cè)的靈活性（包括已有電廠的靈活性改造）；需求側(cè)的靈活性；通過儲能系統(tǒng)提升供需互動的靈活性；以及通過電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運營帶來的靈活性。

所以，當(dāng)今，電力需求側(cè)管理的主要目標(biāo)是通過提升需求側(cè)的靈活性和用戶側(cè)儲能提升供需互動的靈活性來解決整個系統(tǒng)的靈活性以應(yīng)對新的挑戰(zhàn)。

簡言之，以前供給側(cè)是可控的，并不需要需求側(cè)靈活響應(yīng)。現(xiàn)在供給側(cè)越來越不可控了，就需要需求側(cè)變成一個提供靈活性的能夠響應(yīng)供給側(cè)變化的來源。

除了外部因素推動電力需求側(cè)管理的發(fā)展以外，另外一個更為重要的原因是來自于需求側(cè)內(nèi)部的變化，那就是用能端的電氣化。

電氣化給需求側(cè)帶來了兩個顯著的改變：

第一個就是需求側(cè)對電力需求的大幅度提升，這個很好理解。而相應(yīng)的需求側(cè)能夠提供的靈活性的潛力也越來越大。

據(jù)IEA預(yù)測，全球的需求側(cè)靈活性的能力將會由當(dāng)下的40GW增長到2040年的200GW。而整個需求側(cè)能夠提供的靈活性潛力將由每年4000TWh（按照平均457GW的能力計算）提升到2040年的7000TWh（按照平均800GW的能力計算）。這些靈活性的潛力增長主要來自于電動汽車的高速發(fā)展和在商業(yè)和居民側(cè)的供熱電氣化。

第二個改變是原有需求側(cè)電力、交通和冷熱的不同需求現(xiàn)在可以在電氣化的背景下進(jìn)行更好更有效的耦合。

再以電動汽車為例，當(dāng)今世界電動汽車的保有量在600萬輛左右，預(yù)計到2050年達(dá)到1億200萬輛或更多。電動汽車本身的充電是有不同策略的。最簡單的是單向不控制的充電，也是目前EV充電最常用的方式，即按照最大的充電能力從電網(wǎng)最快速的獲取電能。未來智能充電會有兩種類型，第一種是可控的單向充電，用戶可以根據(jù)時段和電價的機制選擇單向充電的功率；第二種是雙向充放電，即電動汽車可以反向?qū)ν夤╇?，也就是我們所說的V2X（vehicletoeverything），包括V2H(vehicletohome)和V2G（vehicletogrid）。按照1億臺電動汽車測算，理論的儲能能力就可達(dá)5000GWh以上，是十分可觀的。

電力和熱力的耦合主要會源自熱泵和電鍋爐的應(yīng)用以及工業(yè)過程用熱的優(yōu)化。比如通過水蓄能冬季儲熱，夏季蓄冷，將供電與冷熱需求錯峰異步化，解決供需的互動問題。

結(jié)語

電力需求側(cè)管理這一新興市場還亟待政策框架，價格機制和商業(yè)模式的完善。但是技術(shù)的突破和發(fā)展，會加速它的到來。除了文中提到的V2G以外，氫能技術(shù)，AI和5G的發(fā)展，都使得需求側(cè)的響應(yīng)能力，可預(yù)測性越來越強，需求側(cè)的可調(diào)節(jié)手段越來越多樣，經(jīng)濟(jì)性也越來越可被市場接受。

電力需求側(cè)的市場無疑是十分巨大的。所謂得需求者得天下，傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的各個主體也紛紛看到了這一趨勢。電網(wǎng)公司大舉設(shè)立綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)，可再生能源設(shè)備商也紛紛跨界智慧能源服務(wù)。而跨界者也在布局，電動汽車公司特斯拉也高調(diào)宣布進(jìn)軍分布式光伏市場，打造自給自足的獨立需求側(cè)能源系統(tǒng)。

電力需求側(cè)將是一個真正的綠色、智慧和跨界融合的主戰(zhàn)場。