Even the casual observer of China during the last thirty years can’t help but be awestruck by the country’s transformation—across all sectors, but especially the power sector, the central infrastructural industry on which economic development depends. What had been a… View Summary +

在过去的三十年中，即使是不曾刻意关注中国的人，也不禁对这个国家的转型感到震惊。这种转型体现在在所有领域，尤其是电力行业，即经济发展所依赖的中央基础设施产业。中国拥有着世界上最大的电力系统，过去时常发生电力短缺，电网投资不足，但现在已成为技术最先进的电力系统。这一成就在全球无与伦比，是中国跃居全球经济前沿的重要原因之一。 特别值得注意的是，电力系统的成就帮助中国在严重的空气质量问题上面取得了进展。虽然在这方面还有许多工作要做，但已取得显著成效。这包括关闭效率最低，污染最严重的发电厂，在新型高效燃煤发电厂上大量投资安装污染排放控制设施。中国实施了越来越严格的空气质量规划，颁布并修订了大气法，这些做法共同要求提高工业和终端能效、可再生能源发展，以此作为改善空气质量的手段。现在中国正在实施自发电行业开始的碳排放交易制度，这将有助于向低排放，低成本的未来能源系统过渡。 这些工作都契合了一个主题，并在2015年3月颁布的电力改革9号文件中得以体现，该文件为电力行业改革提出了全面的愿景，以期实现提高系统可靠性，增加市场机制的效用，保护消费者， 节约能源，减少排放，增加可再生能源和分布式发电的使用，完善治理和监管制度，包括更好地规划和强化机构能力等多个目标。这些都是值得称赞的目标，如果这些目标实现，将会降低电力系统的长期成本及其对环境的影响。 但对于中国或欧美国家来说，“改革正确”绝非易事。改革是一项持续不断的努力，不断成形的过程，是不断变化的环境，不断发展的技术和更迫切的政策要求共同作用的结果，特别是那些处在环境和能源政策交汇之处的领域。中国创造有竞争力的批发电力市场的动力是基于这样一种信念，即竞争将降低成本，推动环境改善，并激励创新。其他地方的经验告诉我们，只有刻意设计市场，才能确保这些目标的实现。 基于我们的研究，在此想强调一些建议。其中最重要的是对中国家庭和企业能效进行大规模投资，因为能效是更有效地利用能源，满足能源服务需求的最便宜的方式，而中国的政策制定者了解这一点。二十多年来，中国已经开展了世界上最广泛的全国工业节能计划之一。 在所有行业中 – 工业，商业建筑，供暖和制冷，消费者终端用途等。如果继续扩展这项工作，将在未来几年内节省大量成本（尤其可以避免对成本高昂的发电厂进行投资）。 其次，需要显著提高电力系统运行的经济效率。这与调度方式有关，即根据电力需求实时变化而决定运营发电机组的方式，中国近年来在这一领域取得了重大进展，但在系统运营实现“优化”之前，仍需要进一步完善。关键部分将是基于发电厂可变运营成本的调度决策 – 最低成本优先，最高成本最后。经济调度或者“优先调度”，都会有助于将可再生资源完全整合到系统中，因为它们几乎不需要运营成本，并且最大限度地减少使用效率最低且通常污染最严重的发电厂。通过实施这种直接的系统操作方法，可以降低成本和污染排放。 由于节约了成本，经济调度还可给系统带来其他的价值，例如需求响应。需求响应旨在引导客户（通常是工业和商业用户，但也包括一些住宅客户）根据价格变化而改变其用电习惯，从而达到节省电费，为系统创造“灵活性”，使可再生能源更容易整合，并再次减少对更污染、低效的发电资源的依赖。 通过建立短期的电力“现货”市场可以发现电力价格，实现经济调度，如果设计得当，将引导以发电机组运营成本为基础的价格竞标，然后系统操作员将根据这些成本调度发电机组。中国计划到2020年在全国范围内实施现货市场，这是一个雄心勃勃的目标，但经济调度不需要等待现货市场。它只需要求发电机组向系统运营商披露其运营成本，这就可以为调度中心提供优化系统调度的信息。采取这第一步将使发电机组和系统运营商在经济调度方面获得经验，同时避免在防止滥用市场力方面的棘手挑战。 第三，更好地利用长期规划方法 – 例如，美国实施的综合资源规划，将有助于中国降低供需之间，即投资和资本利用之间存在不匹配的风险。这种规划方法与中国将电力行业市场化的愿望并不矛盾。规划将确定系统的需求，竞争性的资源采购将使这些投资的成本最小化。 第四，技术的发展正在迅速使得用化石燃料的领域大部分电气化，尤其是运输和供暖。电气化的目标是降低成本，提高效率和加强环境保护。电气化为电网公司和发电企业创造了新的机遇，也带来了新的挑战。如果要实现电气化目标，应明确地把政策和投资指向清洁发电资源。应该为确保措施到位，使得新电气化的最终应用尽可能灵活。更好的分时电价信号将是有益的措施之一。 第五，中国应继续完善输配电电价改革。在这个问题上，我们建议改革电网公司业务模式（即电网公司盈利模式），从试点实践中获得经验，并可以借鉴其他几个国家，包括美国和欧洲大部分地区的经验，欧美的改革重点是如何更好地使电网公司的行为与公共政策目标保持一致。欧洲和美国使用的“基于绩效”的监管方法可以成为中国输配电价改革的重要组成部分，这样做可以帮助激励电网公司的行为，增加预期成果的可能性，例如增加可再生能源并网，增加对需求侧资源的投资，减少排放。简而言之，电网公司应该能够在盈利的同时做出有利于电力行业的行为。 中国推动电力行业改革朝着9号文规定的方向前进，可以采取的步骤远远不止这些，但是它们将有助于将低碳低成本的高效电力行业的愿景转为现实。 本文原载于《中国电力报》（2019年3月16日），同时刊登于中国电力新闻网 以及国家能源报道… View Summary +

在过去的几十年里，印度政府一直在电力行业实施广泛的改革，目标是为所有公民提供可靠，负担得起和清洁的电力。在过去几个月中，印度中央电力监管委员会（CERC）通过一系列讨论文件阐述电力批发市场改革的提案。如果电力改革得以实施，可以通过优化现有供应侧资源（即发电和输电）的使用来帮助提高电力系统的整体效率，电力市场改革也是实现经济有效地将快速增长的可再生能源份额纳入电网的重要步骤。 印度目前的电力市场设计导致廉价资源的严重利用不足和昂贵资源的过度使用，无意中造成了“压力资产”。还产生了大量的可再生能源弃电。目前状况下，配电公司通过长期合同获得大约87％的电量，并通过短期双边交易和电力交易来获得余下的电量。此外，大多数的配电公司与发电商签订双边合同，自行安排发电计划。 在这个过程中，与一家配电公司签约的成本相对较低的发电机组可能没有运行。与此同时，如果需要额外电力，另一家配电公司无法得知这台成本较低的发电机组是否可用，有可能最终将使用与其签订合同的成本相对较高的发电机组。因此，第二家配电公司不必要地支付了更高的电力成本。在印度降低电力成本的主要障碍是无法评估该国所有可用发电机组及其边际成本。 CERC在提出全国电力市场平台方面迈出了积极的一步，该平台将为配电公司提供在自己的投资组合之外识别和购买更便宜的发电量的机会。 CERC提议设立一个集中化的市场，用于日前调度和实时调度，受限于诸如发电机的物理属性（即，爬坡和降负荷能力）和输电可用性等。 此外，CERC建议共同优化和同步辅助服务采购与日前和实时市场，以实现有效的电网平衡。 2017年，睿博能源智库（RAP）与CERC同事共同撰写了研究报告，为印度的中央集中经济调度提供了基础研究。 睿博能源智库还举办了几次研讨会，讨论CERC提案的关键问题，以便为调度中心，监管委员会，配电公司，发电公司，消费者权益倡导者等几个主要电力部门机构的工作人员提供支持。 自2018年7月以来，CERC发布了一系列文件，包括关于日前市场，实时市场和辅助服务机制的讨论文件，以提高利益相关方对目前市场设计和拟议市场机制的利弊关注。 CERC将跟进其他必要的市场建设，即金融输电权，节点边际电价以及市场监测和监督。 日前市场引入经济调度 CERC所描述的日前市场的目标是“通过调度最低成本的发电组合来满足系统负荷，同时确保电网的安全性”。 如果实施得当，这将最大限度地弥补对前面所述的可用发电能力信息不足的缺点，让配电公司有机会在其投资组合之外获得更优惠的电力。在签订双边购电合同以外，发电商也能向其他买方出售电力。最重要的是，这允许市场发现系统边际电价，作为长期规划的重要依据。 目前的双边合同内容包括发电机组向买方（例如，配电公司）供电的物理和财务等方面。因此，电力调度机构被迫在双边合同安排的基础上安排发电计划，而不是基于最低成本。所以，在现有系统下，会有明知有更低成本的发电机组可用但只能发送成本较高电力的情况。 CERC提案并未建议取消现有的双边合同或禁止新的双边合同。相反，CERC建议将双边合同转换为金融合同，以便通过集中化市场发现最低发电成本的调度。现有的双边合同将有效地作为买方和卖方对冲市场出清价格波动的措施，并将通过一种称为“双边合约结算”的机制在市场外结算。 实时市场引入关闭闸门，减少对偏差结算机制的依赖 目前，大多数实时失衡都是通过偏差结算机制来管理的。但是，这种机制最适合确保电网安全，而不是以经济有效的方式平衡电网。此外，由于没有关闭闸门和提供“召回权”，使得配电公司在交付前，可向其投资组合中最多四个时间段（一小时）内的发电机组请求发电。这打破了调度计划的刚性，并限制发电商在市场上出售未被取消的盈余电量。 CERC提议建设一个实时市场，双边统一价格拍卖将在一小时前进行。该提案还引入了关闭闸门的概念，以确保调度时间表是固定的，并且一旦实时拍卖开始就无法修改。建立一个供需实时变化的全国市场，将允许在更大的平衡区域进行优化。 CERC已经修改了偏差结算机制法规，将处罚与现有日前能量市场中发现的日平均价格联系起来，而不是之前使用的行政决定处罚。这是为了阻止买家和卖家依靠电网来管理不平衡，并鼓励改进他们的日前预测和计划。实时市场的引入为买方和卖方提供了机会来纠正接近交付时（即，提前一小时）任何不匹配的需求和供应，并且更少地依赖于偏差结算机制。 辅助服务与日前和实时市场保持一致以平衡电网 今天，印度的辅助服务市场主要包括由CERC监管的发电剩余容量，这些机组在灵活性方面可获得的信息有限，无法满足系统平衡需求。 CERC拟议的辅助服务机制允许采购“缓慢”的三级储备，在15至30分钟内响应请求。 这些服务将通过与日前和实时市场的电力交易进行共同优化。监管机构可以扩展辅助服务市场，以包括将来采购的“快速”第三级服务。 拟议市场将降低成本，整合更多可再生能源 CERC迄今为止提出的改革并不足以确保全面的系统优化，但它们是朝着正确方向迈出的重要步骤。下一步，CERC已经批准了一项为期六个月的试点项目，从2019年4月1日开始，该计划对所有中央监管的跨州发电机组实施最低成本调度。国家系统运营商POSOCO将使用安全约束的经济调度优化模型实施该计划。通过该试点计划，有望体现CERC提出的各种改革的好处，也暴露出实施电力市场的可能障碍（例如，硬件，软件，控制，通讯要求和机构能力）。 CERC将通过试点项目的经验和收集到的公众意见作为监管流程的一部分，以完善最终的市场提案。 CERC提案 – 无论是提议的还是正在进行的（即金融输电权和节点边际定价） – 将最大限度地减少配电公司的电力采购成本，减少其整体财务亏损，提高电网效率，并支持成本优化的可再生能源并网。   This post is available in English. View Summary +

RAP’s recent papers on the beneficial electrification of space heating and water heating draw a picture of great potential. Electrification of these fossil-fueled end uses could cut carbon emissions significantly while saving consumers money and providing power system operators with… View Summary +

实施共益电气化交通 本节列出了确保交通电气化有益的一些考虑因素。此外，我们会提供一套与共益电气化相关的策略供各州考虑。 保障公共利益的几点思考 公平与环境正义 为了确保公平分享交通电气化的益处，各州应考虑令所有消费者都可以使用电气化交通的程度，无论其经济地位和所处地理位置如何，即包容性。目前很多充电基础设施是私人所有，这其中引发了一个担忧，即如果没有政策干预，包容性目标是否可以实现。各州应该认识到，公共政策和决策过程中的公平问题将确保更加平等地分享电气化交通的效益。各州还需要与有可能完不成目标的社区合作，识别并制定实现包容性目标的解决方案。 政策制定者需要考虑环境公平，确保任何集团都不会因交通电气化而对环境造成不成比例的负面影响。尽管电动汽车使用率的增长有可能在整个经济中发挥作用，但考虑到环境正义，在制定和采用政策之前，政策制定者首先需要了解其对有可能完不成目标的社区的影响。其次，政策制定者需要确保减轻其负面影响。 土地使用管理 最广泛意义上的交通规划，即塑造城镇类型 ，超出了本文的范围。但是，电气化交通的发展是各州进行深入探讨并重新审视其政策和交通规划实践的机会，以便改善居民和货物的运输方式。否则，我们将面监电气化交通只会产生“电气拥堵”的风险。土地规划从一个简单的问题开始：我们是否会以与我们使用内燃机车辆相同的方式继续使用电动汽车？ 乡村交通需求 满足乡村交通需求将是交通部门电气化的关键。乡村社区与城市的区别很大，他们的交通需求也各不相同。五分之一的美国人 – 大约六千万人 – 生活在美国乡村地区，乡村人口与65岁或以上城市人口所占的比例更高，增长更快。同样，乡村和小城镇人口（特别是老年妇女）的贫困率，高于全国平均水平。 这些数字表明，乡村居民更有可能在物理上或经济上依赖共享交通而非私人汽车。然而，对乡村交通的需求并没有消除私家电动汽车满足其出行需求的作用，这些居民因为远距离通勤、购物和就医会产生额外的出行需求，如果采用传统汽油车，需要花费更多的油费以及修理费。因此，他们对私家电动车需求更大。 通过对电动公交车和EV供电设备的大量投资可以最好地为乡村社区服务。但是，与乡村社区直接接触是各州政府确定居民实际交通需求的最佳方式。 支持共益电气化的战略 制定相关标准 早期的多数电动车车主住在带车库的独立式住宅中，而公寓居民等通常无处充电。如果没有政策干预，这种获得充电权的差距不太可能很快改变。各州正在通过“充电权”条款来应对这一挑战。如果州政府不采取行动，个人将不得不与房东或房主协会进行谈判。 为了改善现有多户公寓的电动汽车充电问题，最近的一份报告建议： 1.对公寓管理人员实行教育； 2.各州制定分层资助计划，确保有经过电动车充电评估和规划培训的专业人员； 3.制定各州资本改善（成本分摊）补助计划，通过提供经过认证的评估员来帮助业主规划和设计电动汽车充电项目。 另一方面，新建筑是更快速部署EV供电设备技术的理想机会。新建筑的建筑规范可以包括电容标准和必要的布线，以便更容易地促进将来充电设备安装。… View Summary +

执行摘要 技术进步，无论是发电效率还是终端能源效率，都为共益电气化提供了机会。交通、供暖、热水供应，就是这些机会之一。在电池成本下降和性能提升的推动下，电动汽车（EV）市场正在快速增长。自动驾驶汽车技术的开发和采用，以及对共享交通服务不断增长的需求也在塑造这一市场。 在当今不断变化的环境中，电动汽车的可用性和便利性日益增加，用户也逐渐习惯。与内燃机车辆相比，电动汽车可将其充电量的60％转换为行驶里程数，而相等情况下内燃机车辆仅能转换约20％的一次能源。由于这种高效率，电动汽车可以显著降低成本且减少污染。电动汽车充电负荷也可以作为电网的资源进行控制和管理。 为确保电动汽车惠及公众，政策制定者需要确定公众对交通市场的要求。他们还必须协调平衡市场参与者的需求与公共利益。我们鼓励公用事业委员会在各州都可以找到相应的平衡点，如果现有的法规权力不足，则应向立法机构需求帮助。 将技术与交通需求匹配 汽车技术 本文以客车和公交车为例说明共益电气化的机遇。作为代表性电动车，我们使用雪佛兰Bolt—它拥有60千瓦电池，预估行驶里程238英里，相当于119英里／加仑。我们的代表性电动公交车是Proterra 40-foot Catalyst车型，电池功率为94千瓦，行驶里程为33至52英里，相当于16.7至22.6英里/加仑。 最常见的充电基础设施形式 – 统称为EV供电设备（EVSE） – 利用插入式充电，其成本和对电网的影响因车辆充电速度而异。电动客车可以使用的充电器有三大类：120伏1级充电器；240伏的2级充电器；或者使用480伏或更高电压更高容量的直流快速充电器。更高级别的充电器可以缩短充电时间，但安装和操作成本更高，并且对电网有更高的要求。充电器成本也因位置而异。快速充电器非常适合放置在公共区域，例如高流量商业区域和主要交通通道。2级充电器 – 电压和容量比3级相对较低，但效率高于1级 – 非常适合其他用途，包括家庭充电，其中住宅2级充电器的功率仅为电动干衣机的两倍。 电动巴士可以通过称为受电弓或无线感应充电的架空充电器进行充电。与乘用车一样，电动公交车的充电速度越快成本越高，对电网的需求就越大。 最佳的电动车充电方案因选址和需求而异 为汽油和柴油动力汽车提供燃料的基础设施无处不在，我们大多数人都认为这是理所当然的。电动汽车的发展也需要让车主有同样信心，确保为他们提供足够的充电基础设施。需要针对已知和未来的充电需求进行投资，每个社区的需求也会有所不同。 在家充电比较方便，因为通常来说夜间充电可以满足车辆每日通勤的需要。实际上，在拥有车库或车棚的家中进行充电，是电动汽车早期使用者中最常见的充电类型。家庭充电可能是市场发展中最常用的电动汽车充电类型，居民经常将车停放在共用车库或街道上，而不是指定的地方，因此必须解决多单元住宅中缺少充电基础设施的问题。 在建设电力汽车充电基础设施方面，低收入和弱势社区有可能落后。除非私营市场能够充分满足当地需求，各州应鼓励受监管的公共事业单位投资于服务欠缺地区的基础设施。 如果可以在工作场所充电，人们更有可能购买EV；对于没有专门的家庭充电设施的司机来讲，工作场所可以作为主要充电点。公共充电，包括交通通道的充电，也将是基础设施领域的一个重要特征，适量的公共充电装置将因各州情况，人口密度以及城市或乡村环境而异。需要确定受监管的公共事业单位（电力公司）和私营企业能发挥最大作用，以便扩大工作场所和公共充电设施。 实现共益电气化的条件 共益电气化，需要达到以下一个或多个条件，且对另外两个条件不产生反作用： 从长期看可以为消费者省钱； 促进电网的更好管理； 减少对环境的消极影响。 在本节中，我们将了解电气化交通如何满足这些条件。我们的结论是，即使不是此刻，在未来几年中它也将会带来效益。 消费者经济学 共益电气化的第一个条件是电气化从长远来看为消费者（包括公共交通运营商）节约了费用。由于电动汽车的价格高于内燃机汽车，因此评估其总拥有成本非常重要。研究人员发现，两者之间最大的成本差异是电池。这种成本差距在缩小，并且往往可以通过降低运营成本来抵消。其他研究预计，电动汽车和内燃机汽车将在五到七年内实现总拥有成本平价。 电动公交车的经济性主要受制于其高昂的前期成本，但也可以通过降低运营成本来节省成本。在某些地区，电动公交车的总拥有成本已经低于压缩天然气公交车的成本。 影响电动公交车与化石燃料车辆的总拥有成本的其他因素，还包括年度行驶里程以及是否包括加油/气站等基础设施。 电网管理 共益电气化的第二个条件是电气化有助于管理电网。加州公用事业委员会确定了三个使车辆成为潜在电网资源的特征。他们是： 1.提供操作灵活性，因为它们提供负荷（充电时）和发电（同时将存储的能量释放回电网）的双重功能; 2.具有嵌入式通信和驱动技术，因为汽车制造商已在车辆中建立了数字控制; 和 3.容量利用率低，闲置率超过95％，只需要10％的时间充电。… View Summary +