隨著“雙碳”目標的推進，能源電力行業將產生深遠的影響，電力生產、傳輸及使用過程中的碳排放直接影響全社會“雙碳”目標的實現。據統計，2020年我國電力行業占能源行業二氧化碳排放總量的42.5%左右，其中電力供給端占比32%，消費終端占比10%。因此，實現“雙碳”目標，電力行業要從供給側、需求側“雙管齊下”來解決。

傳統電力系統主要以保證電力系統穩定運行和滿足用戶用電需求為前提，系統調節的重點是針對供給側電廠發電，對需求側的調節主要出現在電力供應客觀不足時，通過行政方法進行。

而在新型電力系統建設中，市場化調節的手段將成為系統調節重要手段。市場將供需雙方的意愿公布，通過交易實現電力電量供應與需求間的匹配。在“雙碳”目標下，市場化需求響應除了對電力電量響應外，還可能增加電碳耦合的碳排放需求響應。

“雙碳”目標下需求側響應工作變化

在“雙碳”目標的驅動下，電力系統將納入更多的新能源并入電網，驅使著系統向低碳、甚至零碳排放的方向轉型，向著“源網荷儲”協同的方向邁進。其中的重點之一，便是需求側網架結構的轉型和發展。需求側電網的建設，更要從電碳耦合的角度出發，綜合電、碳約束與經濟社會之間的耦合關系，實現電力系統低碳轉型的目標。

可以預見，需求側響應將成為未來電力系統調節的一個特征。新型電力系統中，風光等可再生新能源大量并網后，其固有的隨機性、間歇性、波動性特征會給電力系統穩定運行帶來挑戰，除了深入研究高比例新能源接入后電力系統穩定調度運行的技術外，更有效的是挖掘電力系統需求側響應資源在新能源消納、減排降碳等方面的潛力。需求側響應資源既可實現“源隨荷動”，參與電網削峰填谷，也可以“荷隨源動”，跟蹤新能源出力的變化，以此達到電力系統的平衡。

碳排放約束將成為促進需求側響應的一個重要因素。以往的電力需求側響應往往是根據電力資源進行響應，而在“雙碳”目標下，需求側響應則不得不協同開展碳排放的需求響應，應根據碳約束條件進行碳排放響應，達到電、碳雙平衡的效果。

電碳耦合調節所需外部條件

1.政策條件

“雙碳”和新型電力系統背景下，目前國家分別針對碳市場與電力市場相繼出臺了相關政策與條例，為后續各省因地制宜制定更完善的碳市場和電力市場細則、開展電碳耦合調節提供了良好的政策大環境。

如《碳排放權交易管理暫行條例（草案修改稿）》明確了全國碳市場在實現“雙碳”目標過程中的定位，提出了總量控制，真正健全全國碳市場的配額分配機制；《中共中央國務院關于加快建設全國統一大市場的意見》進一步提出健全多層次統一電力市場體系，研究推動適時組建全國電力交易中心。全國多層次統一電力市場的建設推進，為需求響應發展提供了新的機遇。

2.市場機制

實現電碳耦合調節，市場交易機制與價格信號的形成是最重要一環，必須要允許需求側響應資源進入市場交易，通過價格信號引導用電與排碳行為，才能形成可持續的良性互動循環。在具體市場機制落地層面，目前各省細則的制定以及市場的開展仍在穩步探索中。

在碳市場方面，國家選定了7個試點省市以及24個重點行業納入配額考核，但總體來看，目前覆蓋的行業和省份不多，大部分企業對碳減排重視程度不足，全國碳市場交易規模和價格水平還處于起步階段。

在電力市場方面，隨著新能源裝機增加以及尖峰負荷攀升，國內大部分省份通過需求響應交易、用戶側調峰交易等市場化手段吸納用戶側資源參與電網調節，其中山西和山東已允許用戶側資源參與電力現貨市場交易。但在實際市場開展過程中，由于現貨分時價差空間不足，需求響應補貼存在來源有限、價格不足等情況，市場后續的規則完善、價格引導和資金疏導等仍有完善空間。

3.技術基礎

虛擬電廠技術。虛擬電廠的關鍵技術包括智能計量、信息通信、調度運行優化、交易決策及邊緣協調控制等，將用戶側的可調負荷、儲能、分布式發電、充電樁等靈活調節資源聚合起來，考慮物理運行約束，以電力市場需求以及價格信號走勢，參與市場交易與調度運行。

電碳計量技術。在碳計量上，我國已選定3批共24個行業，并發布各企業溫室氣體排放核算方法與報告指南試行辦法，在國家溫室氣體清單的框架內形成了不同行業的碳計量體系。有了扎實的碳計量體系作為基礎，國家陸續成立了9個碳交易所作為區域試點，為開展全國統一的碳排放權交易做好了充分的前期準備。

電碳耦合運行技術。在交易運營與調度運行中，虛擬電廠除了考慮電力運行的目標和約束外，還需考慮碳市場價格和碳配額的要求，本質上是以電力與碳排放費用最小作為目標函數，建立降碳優化和需求響應的低碳經濟調度模型。當市場碳價變化時，隨著碳價上漲，調度周期內碳排放量將減少，發電成本、總能耗和需求響應量則增加。當碳價處于較高值時，調度周期內的高碳排放機組在低負荷時會減少出力，低碳排放火電機組和碳捕捉機組則得到充分利用，需求響應資源在高負荷時將被連續調用，從而充分參與市場。

面臨的困難及對策建議

1.需求側響應市場機制有待完善，需要切實加強電力市場、碳市場的建設，賦予輔助服務產品應有的市場價值。需求側響應資源及虛擬電廠、儲能、綜合用能系統等靈活性資源的用電模式與傳統資源不同，要進入電力市場，其規則、模式、結構的制定仍有待完善，目前仍缺乏支撐響應工作的市場機制和成熟商業模式。在“雙碳”目標下，開展電碳耦合下的需求側響應市場機制仍不完善，電碳約束下的響應市場交易機制設計、響應資源價格形成、市場模擬與評估等方面仍有待研究。

2.資源參與響應的數字化程度不高，并缺乏全流程碳排放的計量統計方法和技術。需要加強用戶側需求響應能力建設，研發和推廣用戶內部的能源管理系統對內部能源進行主動管理。目前絕大多數用戶仍采用人工手動的方式響應價格或激勵型的需求響應項目，對于用戶的專業化知識要求較高。自動需求側響應、智能需求側響應開展研究較少，無法有效評估用戶自身需求響應的能力，同時也難以有力支撐用戶在響應市場中開展積極、有效、可靠獲利的市場交易。同時，對于電碳耦合的基礎條件是碳排放的準確計量統計，目前在碳排放計量統計方面的研究還不深入，主要集中在宏觀碳排放統計和微觀碳排放流統計，但以上統計分析方法主要應用于較長時間周期內的碳排放統計，缺少電力系統全周期、全環節、短時間粒度的碳排放計量統計方法，難以匹配以日前、實時為主的電力需求側響應市場。

3.市場機制不完善等導致用戶響應意愿不高。需要通過市場機制、金融工具的創新，鼓勵更多的主體參與到市場中。通過發展虛擬電廠、負荷聚合商等新型市場主體，推動需求響應工作順利開展。作為參與電碳耦合下的需求側響應市場主體，目前仍缺少有效的基于電碳耦合條件下的綜合用能成本評估方法。在電碳耦合條件下，市場主體進行信息獲取、交易決策以及市場主體間交互等機制設計仍不完善，導致市場主體參與需求側響應意愿不高，收益和損益計算不準確，存在避害心理。需要通過發展碳基金、碳債券、碳資產、碳保險等相關產品，將資本引入電碳市場，為企業拓展融資渠道，分散參與到市場里的交易成本，提高市場主體交易意愿。

作者：楊舟 李捷 王蓓蓓