绿色新质生产力 | 从消费者到调节者：建筑何以重塑电力系统？
2025年2月27日
绿色创新发展研究院iGDP
随着电能替代持续推进和居民生活水平提高，建筑用能需求也在持续增长。数据显示，我国建筑运行用电量自2010年到2022年增长约1.7倍[1]，这一趋势增加了电力系统保供和调峰的压力。实际上，建筑主体本身可以作为一种灵活性资源，具备较高的电力系统调节潜力。
建筑具备热惰性，这意味着它们能够储存热量并缓慢释放，这种特征允许在不影响室内舒适度的情况下，灵活调节建筑的用电需求。例如，在用电高峰适当调整建筑用电（比如空调），通过负荷转移实现需求侧响应，帮助电网“削峰填谷”[2]。
研究预测，挖掘建筑用能的灵活性潜力可削减至少10%的电网峰值负荷[2]。例如，在夏热冬暖的深圳，空调响应潜力预计将在2025年和2030年分别达到全市最高用电负荷的12%和16%[3]。因此，进一步开发建筑主体在提升电网灵活性方面的潜力，是我国建立新型电力系统的突破口之一。
政策引导提升电网灵活性
目前，我国正在完善新型电力系统政策体系，优化电力需求管理。2023年9月出台的《电力需求侧管理办法（2023年版）》提出，到2025年，各省需求响应能力应达到最大用电负荷的3%-5%，整合空调、电动汽车等资源，以负荷聚合商或虚拟电厂形式参与需求响应。2024年6月，《电力市场监管办法》指出需新增虚拟电厂作为交易主体。2024年8月，《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》提出建立虚拟电厂技术标准体系，完善市场准入、安全运行标准和交易规则。
图1 灵活性资源“聚沙成塔”[4]
图源：《综合智慧能源》
自2022年以来，江苏、福建、四川等省份陆续出台《电力需求响应方案》，鼓励配备智能家居控制系统的居民直接参与需求响应，未满足条件的用户可经由负荷聚合商或虚拟电厂运营商间接参与。这些政策拓宽了建筑负荷参与电网调节的途径，有利于不断提升电网灵活性。
图2 建筑主体参与电力需求响应的工作流程
注：各省所提出的《方案》流程大致相同，图为笔者根据《江苏省电力需求响应实施细则》整理。
实践案例
在政策引导下，不同地区正在积极探索利用建筑用能调节电网灵活性的实践。
表1展示了近20个试点项目的建设详情，这些项目在实施主体、覆盖区域、资源种类、规模大小以及调节能力方面各有不同。参与项目实施的主体包括地方政府、电力销售公司、设备生产商、基金会以及充电换电企业等，而灵活性资源除了居民空调和工商业可调节负荷外，还纳入了分布式能源、用户端储能和电动汽车充电站等。调节能力范围从210千瓦至150万千瓦不等。通过调节这些负荷或资源，电网的灵活性和稳定性得到有效提升。
*注：“/”指未查到相关信息
表1 近20个试点项目建设详情
来源：笔者整理
作为分布式灵活性资源聚合商，虚拟电厂正成为建设新型电力系统的重要组成部分，并逐渐纳入建筑用能资源。虚拟电厂项目能够支持居民和商业建筑的空调、照明负荷接入，但目前市场尚处于起步阶段，项目较为分散。
区域级别的虚拟电厂平台主要由电网公司和地方政府建设。以深圳虚拟电厂管理中心为例，该中心已经接入了大约50家运营商等参与方[5]，整合了区域内空调、智能建筑和5G基站等资源，并向南方电网等下游电力需求方提供服务。此外，一些电器设备公司也在尝试建立自己的虚拟电厂。例如，美的iBUILDING虚拟电厂运营管理平台[6]能够通过对大功率产品负荷的统一数字化管理，响应电力系统削峰填谷需求。
图3 国内首家虚拟电厂管理中心落户深圳
图源：能源界
建筑参与电网灵活性调节已形成多元化的盈利方式，包括需求响应补贴、辅助服务和用能管理优化。新的商业模式陆续出现，例如社区碳普惠机制和V2B（Vehicle to Building）模式开始崭露头角，推动多方参与和价值提升。
能源基金会在湖州实施碳普惠机制下的居民空调负荷参与电网需求侧响应试点项目，这是中国首个此类实践[7]。建筑还可以通过V2B模式与电动汽车结合，在不影响其正常运行的前提下，帮助电网削峰填谷。
图4 浙江首个V2B场景电动汽车充放电示范站
图源：潮新闻
未来展望：技术、机制、推广是重点
作为重要的灵活性资源，建筑负荷具备显著优势，有助于可再生能源电力消纳和推动电网低碳转型。通过虚拟电厂的“聚沙成塔”模式，建筑负荷已经在政策和工程中取得突破，并在多个地区初见成效。为了实现进一步发展，仍需对区域内的建筑负荷资源进行规模化集中管理。
在商业模式方面，建筑负荷参与电网调节不能过度依赖需求响应补贴和电力辅助服务市场，需要加快推进碳普惠和V2B等创新模式。
未来，技术标准的统一、峰谷电价机制的完善以及用户侧的科学推广将成为推动建筑深度参与电网调节的关键举措。
参考文献
[1] 清华大学建筑节能研究中心. 中国建筑节能年度发展研究报告–2024（农村住宅专题）[M]. 中国建筑工业出版社, 2024.
[2] 李威, 王萌, 王广煦. 碳中和背景下我国建筑领域发展的新机遇[R/OL]. 落基山研究所, 2024. https://rmi.org.cn/insights/unlocking-new-opportunities-for-carbon-neutrality-in-chinas-building-sector.
[3] 中国科学院深圳先进技术研究院. 深圳市虚拟电厂建设潜力分析：空调和电动汽车[R/OL]. (2024-12)[2024-12-24]. http://www.nrdc.cn/information/informationinfo?id=381&cook=2.
[4] 钟永洁, 纪陵, 李靖霞, 等. 虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述[J/OL]. 综合智慧能源, 2022, 44(6). https://epjournal.csee.org.cn/zhzhny/cn/article/doi/10.3969/j.issn.2097-0706.2022.06.003. DOI:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.06.003.
[5] 中国储能网. 深圳虚拟电厂管理中心的51家参与方都是谁？[EB/OL]. (2024-06-07)[2025-01-20]. https://www.escn.com.cn/20240607/4efc185aad2446888391d5acee2b0b1b/c.html.
[6] 美通社. 柔性调控，美的楼宇科技成功助力浙江省电网削峰填谷[EB/OL]. (2023-11-21)[2024-12-24]. https://www.prnasia.com/story/427863-1.shtml.
[7] 郑坦, 崔圣. 个人气候行动的新方式：居民空调负荷需求侧响应助力节能降碳[EB/OL]. [2024-10-18]. https://www.efchina.org/Blog-zh/blog-20231226-7-zh.
[8] 经济参考报. 国网冀北虚拟电厂示范工程投运[EB/OL]. [2024-10-17]. http://www.sasac.gov.cn/n2588025/n2588139/c13071472/content.html.
[9] 新华网. 国网综能服务集团定位于建设国内最大虚拟电厂[EB/OL]. [2024-10-17]. https://news.bjx.com.cn/html/20221129/1272569.shtml.
[10] 腾讯网. 安徽 | 20项目共1.59GW！安徽首批虚拟电厂试点示范项目公示[EB/OL]. (2024-08-01)[2024-10-17]. https://news.qq.com/rain/a/20240801A000EA00.
[11] 固德威. 领先！固德威虚拟电厂再获省级认可[EB/OL]. (2024-07-30)[2024-10-21]. https://www.udesk.cn/.
[12] 前瞻网. 全国最大！湖北虚拟电厂接入资源总量接近三峡电站[EB/OL]. (2024-08-15)[2024-10-21]. https://finance.sina.com.cn/roll/2024-08-15/doc-incisvun6837257.shtml.
[13] 苏州中咨. 苏州市虚拟电厂常态化运行方案：空调和电动汽车[R/OL]. (2024-12)[2024-12-24]. http://www.nrdc.cn/information/informationinfo?id=383&cook=2.
[14] 中国电力网. 上海虚拟电厂最大响应负荷突破历史纪录,缓解高温供电压力[EB/OL]. [2024-10-18]. http://www.chinapower.com.cn/tynfd/gnxw/20240809/256971.html.
[15] 深圳特区报. 深圳虚拟电厂总容量快速增长[EB/OL]. [2024-10-18]. https://www.sz.gov.cn/cn/xxgk/zfxxgj/zwdt/content/post_11547654.html.
[16] 重庆市人民政府网. 重庆市虚拟电厂首次成功运行[EB/OL]. (2024-08-30)[2024-12-24]. https://www.cq.gov.cn/ywdt/zwhd/bmdt/202408/t20240830_13576788.html.
[17] 中国储能网. 成都市虚拟电厂管理平台上线投运[EB/OL]. (2024-06-29)[2024-12-24]. https://www.escn.com.cn/20240629/e7c60f027645422b89ae1a68cd4b85f6/c.html.
[18] 王敏贤, 钱金悦. 浙江平湖：县域“虚拟电厂”首次投入实战应用 下阶段重点挖掘用户侧储能电站资源[EB/OL]. [2024-10-17]. https://news.bjx.com.cn/html/20210702/1161751.shtml.
[19] 新华网. 浙江首个V2B电动汽车充放电示范站落地宁波[EB/OL]. [2024-10-18]. http://csj.news.cn/2023-11/05/c_1310748890.htm.
[20] 高懿, 梁巍. 电动汽车变身“发电站” 安徽首座V2B示范充电站建成投产[EB/OL]. [2024-10-18]. http://ah.anhuinews.com/szxw/202404/t20240410_7500927.html.