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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 +
中国提出的“双碳”目标要求在2030年实现全面碳达峰,2060年实现碳中和。这引发了一个问题,即建筑行业在2060年前实现脱碳的路径是什么。本文简要地概述了其中一个可行且具有成本效益的路径,并探讨了可能阻碍实现这一路径的潜在障碍。 建筑行业碳减排路径 中国宏观经济研究院能源研究所和一些国际机构定期开展能源转型的研究,包括对全面减碳路径的分析,以及对各个领域的发展建议。在《中国能源转型展望2022》(以下简称“展望”)中,建筑行业碳减排路径的分析与双碳目标基本一致,其中包含以下几个关键的建筑行业里程碑: 建筑行业的终端能源需求在2030年左右达到峰值,在2030年到2060年间略微下降。 2019年至2035年间,建筑中的煤炭消费量减少,分布式天然气消耗相对稳定,到2060年完全停止使用这两种化石燃料。 在2019年到2060年间,建筑行业终端能源消费量中的电力消费由35%上升到64%,主要由增加的热泵产生。 中国采暖地区集中供热网覆盖的建筑面积占比从2020年约40%提升至2060年约60%。 在2021年到2060年间,集中供热部门的电力消费从零上升到38%,而化石燃料的消费从82%减少到38%。 这种碳减排路径强调了建筑电气化和提高能效,在很大程度上与其他国家的研究一致。而且,其中建筑减排路径中预设了会有显著增加的集中供热部分,这在美国等其他国家的碳减排路径中较为少见。“展望”中的碳减排路径提到了2060年仍然会有大量的化石能源用于集中供暖,这意味着碳捕捉技术的大量使用,从而引发成本方面的担忧,也许今后的展望中可以对此做出修改。总体而言,“展望”(或类似路径)能有效评估并为建筑行业近期政策制定提供参考。 如何使建筑行业走上碳减排路径? “十四五”规划(2021年至2025年)涉及建筑碳减排的各种声明。一方面,“十四五”规划中的“绿色建筑”部分包括敦促在建筑中用电力替代煤炭和燃气的声明,更提出在2025年之前将建筑最终能源消费中电力消费百分比提高至55%的目标。作为比较,2021年建筑电气化率约为45%。此目标超越了“展望”提出的碳减排方案。 但另一方面,有些政策文件中将电热泵和天然气都视为“清洁能源”,而地方政府五年规划中关于基础设施建设部分,包括了积极建设城市燃气分布网络和扩大燃气消耗的目标。这在一定程度上体现了替代燃煤供暖的作用,但由于天然气基础设施存在较长寿命,会引发搁浅资产风险问题。就采暖方式的经济性来说,“展望”和国际上的相关研究表明,最优方案是利用高效的电力供暖替代剩余的燃煤供暖,同时要避免投资新建天然气。需要注意的一点是,建筑行业的电气化目标并不代表它具有优秀的指导性作用,这要取决于它是通过高效(比如热泵)还是低效(比如电阻或者低效制冷等)的方式实现。 最近,一些地方层面出现了新的清洁采暖途径。去年11月,北京市成为第一个明确电热泵的领导地位、禁止新建和扩建燃气独立供暖系统(含例外)、并设定了城市范围内“新能源”(主要是电热泵)提供建筑供暖目标的主要地方政府。然而,北京市的新政策仅要求新能源供热面积占全市供热面积比重在2025年达到10%以上,可能达不到“展望”碳减排路径的要求。 下一步? 下一个五年规划的制定,对于引领中国走向低碳未来起着至关重要的作用。尽管许多关于支持建筑电气化、采用热泵供暖的政策已经到位,但制定更加严格的目标,明确新能源供热优于天然气供暖,并禁止在新建筑中使用化石燃料,将是迈向前进的重要步骤。与此同时,加强北京市的新政策并将其扩展到其他省市可以帮助加速这一转变。 英文版… View Summary +
Our global team at RAP spends a lot of time working on the deep details of building sector energy policy and regulation, grappling with the next policymaking steps in various places around the world. To calibrate our efforts and to… View Summary +
在全球能源格局的变革中,越来越多的国家意识到,通过热泵供暖器、热泵热水器、电炉等家用电器实现室内用能的电气化是一种更经济、更安全的减排脱碳路径。尽管天然气相对来说是较为清洁的能源选择,但仍然是一种会产生污染和碳排放的化石燃料。作为能源消耗的主要领域,建筑领域应该逐渐削减对天然气的依赖。 深度电气化会显著减少天然气的需求,同时使天然气管网的利用率降低,对相关的产业与用户带来不可忽视的影响。2019年,英国确立了2050年净零排放温室气体的目标,加大力度的电气化持续影响着与天然气相关的行业。本文聚焦讨论建筑电气化对英国的天然气配售管网以及电气化政策的影响。英国所面临的挑战及应对方式,可能为其他承诺减排的国家提供有价值的参考,我们期望通过对其具体情况的分析,为全球各地的政策制定者带来些许启发。 本文首发于《中国能源观察》杂志2月刊,原标题为“建筑用能电气化转型:可否跳过天然气环节?”… View Summary +
2023年11月15日国家能源局综合司发布了《电力市场信息披露基本规则(征求意见稿)》。“统一全国电力市场信息披露机制,加强和规范信息披露工作”有助于深化电力体制改革、加快建设全国统一大市场。 电力市场信息披露在监测和减缓市场力,完善市场规则,监管电力系统排放和个体发电机组的合规性,和监管电力调度程序和可再生能源并网等多个方面具有重要的意义。这也是睿博能源智库持续关注的领域。 这篇文章里,我们在之前研究的基础上,结合一些国家/地方的市场信息披露实践,对以下五个方面提出一些建议,希望能帮助完善规则,并推动信息披露相关监管工作的实施。 信息报送方式和格式:给予电力交易机构更多的指导,帮助各个交易平台制定统一数据的格式,报送方式等。 信息的共享和公开:给予有资质的评估机构获取私有信息和数据的权限,促进电力市场信息在各个区域交易平台和监管机构之间的共享。国家能源局可以委托专业的数据收集、处理、分析的机构对全国电力市场的情况进行周期性分析。 市场力的监测和减缓:增加1)发电商向市场监管或运营机构披露包括燃料、运维、排放成本等在内的发电成本信息;2)制定并公开参考成本手册和市场力监测减缓措施,包括市场力监测方法,现货市场自动识别市场力,并用参考价格替换市场报价的步骤。 市场运营机构的信息披露:进一步1)明确第三方校验报告所需要涉及的内容,2)交易参数需要包括市场限价及其计算方法和相关数据。 监督管理方案:电力交易机构和电力调度也需要受能源局监督,最好由有资质的第三方机构来评估。对经营主体的惩罚措施除了行政处罚和信用处罚以外还可以有经济处罚。… View Summary +
在过去的十几年,中国南方区域一直走在电力市场规则制定与实施的前沿。从2022年中到2023年7月,国家能源局南方监管局、中国南方电网电力调度控制中心以及广州电力交易中心有限责任公司发布了一系列文件,明确了中国南方电网地区的区域电力市场设计。本报告主要基于2023年6月发布的《南方区域电力市场运营规则(征求意见稿)》(以下简称《运营规则》或《规则》),并在一定程度上参考了多个“实施细则”和其他政策文件的基础上,对南方区域市场设计进行了简要回顾。本文为讨论稿,希望借此文抛砖引玉,与业内人士共同探讨。 区域电力市场可以有效地加强系统稳定性、降低排放、低成本地帮助可再生能源并网,更公平地分摊成本,并且提高电价和成本的透明性。《运营规则》是推动中国南方电网建立区域电力市场重要的第一步。然而,《规则》在一些关键领域仍然存在一些不清晰之处与尚未充分解决的市场设计问题,其中最重要的几点包括: 结算体系并不完善; 由于部分市场参与主体未以现货市场价格结算而导致了市场运营商(电力交易中心)的不平衡资金问题; 缺乏区域调度控制; 缺失对区域资源充足性的考虑; 市场价格的监督和监管。 以上几个问题,以及本文中未明确提到的问题,并不是不可逾越的鸿沟。本文阐述了应对这些挑战可能的策略。除了具体的市场设计外,额外的考虑因素(例如,国家政策层面的支持和对市场参与者有关市场规则和整体战略的培训教育),也将成为促进和维持区域现货市场参与度的重要基础。 《运营规则》的发布具有显著的意义,并且迈出了非常重要的一步:它为南方电网区域提出了一个全面详细的区域市场设计方案。如果可以对有些细节部分进行更好地完善和改进,将会带来更理想的结果。文章从以下几点做出了分析和建议,仅供讨论。 节点结算。如果真正逐步结算,“三部制”(即中长期、日前、实时)价格结算模式可能会导致市场运营商出现显著的不平衡资金问题。一个比较具备财务可持续性的方法是采用两部制结算模式,将发电侧偏差在发电节点结算,将负荷侧偏差在负荷节点结算,并通过差价合约来解决中长期合同和现货市场价格之间的差异,按照约定的交付节点来结算。 非市场参与者的市场结算。区域现货市场设计面临的一个关键挑战是,如何在确保市场价格有意义且保持市场运营商财务可行的同时,使得那些不参与市场的省份、负荷和发电机组不受现货市场价格的影响。在短期内,实现这一目标最直接的方法是将非参与者的不平衡电量按现货市场价格结算:将非参与省份的不平衡电量以省交界处的节点边际电价结算;将计划发电机组的不平衡电量以发电侧的节点边际电价结算;将非市场负荷产生的不平衡电量以负荷侧的节点边际电价结算。现货市场设计的一个总体目标应该是使市场运营商实现收入平衡,这只有在非市场参与者支付市场价格的情况下才能实现。这意味着各个省份加入现货市场的先决条件必须是,不管批发市场电价发生什么变化,它们都将承诺支付电力批发市场成本。将非市场参与者的边际电量暴露于现货市场价格信号下可以激励现货市场需求方与供给方增加报量报价的意愿,从而增加市场流动性并引导出更有意义的价格。 非火电和储能的市场参与模型。《运营规则》提出的市场设计可以接纳所有资源,但目前尚不清楚是否所有资源从一开始就能够参与现货市场。即使非火电资源最初只能通过试点项目参与现货市场,我们建议从一开始就将不同的资源参与模型(例如,基于天气预测的资源、水库水电、电池储能)纳入到调度和结算软件中。 区域调度控制。如果南网总调和省级调度中心继续共享调度权,当可调度发电机组不遵循南网总调的调度指令时,则可能会影响电力系统可靠性和可再生能源发电并网。对于区域实时市场,南网总调在调度时间尺度内应拥有全面的区域调度控制权(包括以五分钟为单位的实时调度),即使它不负责辅助服务的采购和小于5分钟调度间隔的调频。以实时价格结算所有计量的供给和需求将有助于将供应商的动机和运营的需求相结合。 辅助服务市场。《运营规则》中提出的区域辅助服务市场设计是省级辅助服务采购加上省间交易。目前尚不清楚相较于非市场化电力备用分享协议,这种模式是否值得。在短期内,首先关注区域现货市场,随着各省对区域系统运营商的接受程度越来越高,允许形成区域辅助服务市场可能更具有意义。 资源充裕性。在现状下,各省份负责制定自身的资源充裕性规划,资源不充足的时候减少负荷。然而,区域现货市场将会充分连接其区域内的所有资源,认识到这一点是很重要的。至少在短期内,应该考虑制定系统在受压情况下运行时,针对供应侧故意减持出力的市场规则。从长远来看,区域资源充裕性规划可以减少为满足系统可靠性而所需的发电容量,并降低总投资成本。 输电成本。省间输电成本似乎仍然是基于交易电量收费,这在具有节点调度的区域市场可能会引起问题。与《运营规则》更一致的替代方法是根据输电或者用电需求的系统同时峰值,将省间输电成本分配给区域各省,并向各省内所有负荷收取输电费。 价格监管。《运营规则》与实施细则对中长期市场和现货市场都引入了多层级的价格上限和下限机制。这些价格限制与其他市场监测和市场力减缓机制一起确保市场拥有足够竞争。然而,在设计这些市场管控措施时,应谨慎确保市场化的优势,如稀缺电价,不受过度约束。 市场监管。《市场规则》尚未明确区域现货市场中缓解市场力的机制将如何设计,哪个部门负责监测和执行市场规则,以及是否有第三方组织负责市场监测。最好在现货市场运行之初解决市场监管上的细节。 本报告可提供英文版全文(The full English version is available)… View Summary +
Over the past decade, Southern China has been at the forefront of the development and implementation of electricity market rules. Beginning in 2022 and continuing through July 2023, the South China Energy Regulatory Office of the National Energy Administration (国家能源局南方监管局),… View Summary +
2023年4月,国家能源局公开征求的《关于加强新型电力系统稳定工作的指导意见(征求意见稿)》意见的通知 ,对加强电力市场管理提出了明确的要求。这其中就包括“推动建立容量市场,激励支撑调节资源建设”。在睿博能源智库(RAP)此前的研究中,我们基于美国经验对容量市场的设计原则进行了探讨,并提出“让所有的资源在一个公平的环境中竞争,包括需求侧资源,如对能效项目的投资”。 在中国,工业重点领域的能效提升长期备受瞩目,优化建筑对能源的使用,提升商业和居民用能设备的能效水平也持续得到关注。国际上,能效资源还可以通过参与容量市场加快其推广的步伐,以更清洁的方式助力达成电力可靠性目标。 在本文中,我们探讨了如何确定能效资源参与容量市场的资质、衡量项目有效容量、以及利用节能效果测量和验证规程裁定实际节能量。通过合理引入能效资源作为市场主体参与竞争,可以充分发挥其优势,降低供电成本、增强系统灵活性、为推进容量市场与能效资源的共同发展提供有益的参考。 本文(精简版)首刊于《南方能源观察》(2023年8月27日)… View Summary +
随着中国电力行业的迅速发展,能源需求和环境压力的双重挑战也越发受到重视。为了应对这些挑战,需求侧管理被逐渐视为新型电力系统的关键组成部分。今年5月19日,国家发展和改革委员会发布了《电力需求侧管理办法(征求意见稿)》,该文件首次增加了需求响应章节,为需求侧资源的发展提供了更广阔的空间。同时,《办法》也强调了节约用电、电能替代等管理措施的重要性,多管齐下地“推动电力系统安全降碳、提效降耗”。 我们基于对欧美电力市场的了解和对中国电力改革的持续研究,在本文中提出了对电力市场,需求响应,节能指标等多个条款细节的不成熟建议。希望以此为出发点,以更低成本实现供需平衡,提高能源利用效率,并推动低碳经济的发展。 … View Summary +