作者：郑坦，崔圣 

“今年也太热了吧！”恐怕是很多人对今夏高温的感叹。受厄尔尼诺现象影响，2023年7月6日成为了全球有记录以来最热的一天。在热浪与极端高温天气的影响下，加拿大遭遇“史上最严重”山火；欧洲正经历有记录以来最热的夏季之一；南亚及东南亚的农业等经济部门及公共健康正承受“前所未有”的负担。与此同时，中国进入盛夏以来，多地气温也频频突破40℃，高温日数为1961年以来历史同期最多。国家气候中心预测，今年7-8月，我国华北、华中及西南等部分地区气温预计较常年同期偏高1-2℃，并将出现阶段性高温过程。近期，联合国秘书长古特雷斯也是发出警告称：“全球变暖的时代已经结束，全球沸腾的时代已然到来。” 

高温天气下空调用电负荷激增

天热就要开空调，持续高温就得一直开——是大多数人的做法。高温天气会导致空调用电需求大幅上升，这将对电网电力负荷造成较大的压力。入夏以来，国家电网用电最大负荷已突破9亿千瓦；预计今年迎峰度夏期间，南方电网最高负荷需求将达2.46亿千瓦，同比增长10.6%。在这当中，空调负荷占据很大比例。据近日消息，浙江、湖北、四川等多个省份空调制冷负荷占最高用电负荷比重达到40-50%。

中国电力企业联合会预计，正常气候情况下，2023年夏季全国最高用电负荷约为13.7亿千瓦，比2022年增加8000万千瓦；若出现长时段大范围极端高温天气，今夏全国最高用电负荷可能比2022年增加近1亿千瓦。

火电保供与拉闸限电的额外经济环境成本

电网接近最高负荷或超负荷运转，将对电网安全稳定运行带来巨大风险，也会导致突发性断电事件的发生。为了避免此种极端情况发生，火电保供、拉闸限电自然成为可能的两种应对方式，前者是“开源”，后者则是“节流”。
拉闸限电是迫不得已的权宜之计，短时间内可以借此避免电网因过载而崩溃的情况，但对于社会生产生活活动则会带来较大负面影响。去年的高温天气导致各大流域的江河水位大幅下降，水电大省四川省不得不在8月用电尖峰时段拉闸限电，据估算其当月因限电带来的GDP损失约为650亿元人民币。2023年7月10日13时20分，四川电网用电负荷达到5988.8万千瓦，较去年全网最高负荷5910万千瓦高出78.8万千瓦，创历史新高。同月，四川省部分水泥、钢铁、单晶硅生产企业又收到限电通知，正常的工业生产受到干扰，产业链的运行受到影响。

在双碳目标的约束下，近年来火力发电装机占比呈下降趋势，2022年底跌至52%。尽管如此，2022年火电发电量占比仍高达69.8%。2023年上半年，我国总发电量同比增长3.8%，高温干旱使得水力发电占比同比下降了22.9%，火电则增长了7.5%。由此可见，为了保障能源供应和电网安全运行，火力发电在迎峰度夏时仍是电力保供的主要手段，但这也将直接带来化石能源消耗及相应碳排放的增加。

新的应对方式与个人行动：空调负荷参与需求侧响应

电力需求响应就是指当电力供应紧张（或过剩）、出现时段性电力电量不足（或富余）时，电网企业根据供需形势，邀约具有负荷调节能力的用户在电网和用户双方约定的特定时段主动调减（或增加）用电负荷，用户按照主动调减（或增加）的用电负荷获得一定补偿（补贴）的供、用电行为方式²。一般而言，参与电力需求响应的主体主要为用电量较大的部门，如工业、商业、办公楼宇、移动通信基站、数据中心、电动汽车充换电站、冻库等。2023年以来，浙江、广东、河北、四川、云南、海南、天津等多个省市先后发布了最新电力需求响应政策，旨在改善平衡电力系统供求失衡的情况。

随着夏季空调负荷占比的不断攀升，居民空调负荷参与电网需求侧响应，变得尤为重要且紧迫。然而由于居民缺少相关意识和参与意愿，安装相关软硬件需要一定技术门槛和投入，经济激励不足，个人负荷分散、不易聚合等原因，居民空调负荷参与电力需求侧响应并未形成规模化的应用和有效的商业模式。

湖州试点：谈普惠机制下的居民空调负荷参与电网需求侧响应

为了试验通过智能控制技术聚合居民空调负荷参与电网需求侧响应，探索构建新的商业模式，能源基金会开展了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。项目旨在对碳普惠机制下的空调负荷需求侧响应技术和运营模式进行研究，以实现居民空调用户和电网之间的良性互动。该领域试点在中国尚属首次。

以试点城市湖州为例，该地区夏季炎热潮湿，且空调保有量较高，一直以来当地电网始终难以满足用电高峰时段激增的空调负荷需求。通过试点，项目团队在全市招募了约300个志愿者家庭，为其免费提供安装了支持 Wi-Fi 的空调伴侣；与此同时，项目团队专门开发了A2G（Air conditioning to Grid）管理平台，以连接管理空调的使用与调节。用户在安装空调伴侣后，使用相应APP即可对家用空调进行开关、温度、风速等功能控制，主动监测空调的耗电量以及实时电压、电流、功耗等信息，自主开关自动需求响应功能，并且可以看到家庭节电量及相关的碳减排量等信息。

具体而言，根据试点协议，用户可根据自己的偏好与意愿，在APP中随时选择开启或关闭“自动需求响应模式”。在“自动需求响应模式”不开启的状态下，其空调将不参与需求侧响应的行动；若用户在APP中打开“自动需求响应模式”，则其家用空调的运行控制权限将自动让渡给电网，系统将根据电网负荷情况，在用电高峰且有响应必要时，根据电价自动模拟计算出减小尖峰负荷所需设定的家用空调温度及需求响应时长，得出最佳空调负荷的电力需求响应方案并自动执行，从而在最大程度保持室内舒适度的情况下为用户调节空调温度。该APP平台目前已经接入支付宝小程序“碳达人”，给用户带来了更好的使用及操作体验与参与激励。

作为一款碳普惠应用，该应用其中涵盖减碳行为、权益兑换、碳汇交易、绿色基金等碳普惠应用场景。用户可以通过个人绿色行为获得碳积分，然后便可在积分商城兑换实物奖品或电子券。其中减碳行为场景中包括绿色出行、垃圾分类、线上办理等模块；此外，专门为参与空调需求侧响应的用户开设了“空调减碳”模块。将碳普惠的激励机制与空调需求侧响应行动相结合的方式，帮助试点项目吸引到了更多的参与者。目前，空调用户实现了在不牺牲室内舒适度的情况下参与该试点项目，他们可以根据自身制冷需求、电网调度预测信息、电价和积分奖励政策等因素主动控制空调的使用。由此带来的居民空调使用行为方式与习惯的转变，对于降低尖峰负荷已初步显现出积极作用。根据当前约300户家庭参与空调需求侧响应的情况，项目得出初步估算结果：据以往统计，湖州夏季居民最大空调负荷约为115万千瓦，若通过需求侧响应的方式将全市家用空调温度平均调高3℃（一般每次不超过30分钟），则用电负荷可降低约21%，即24.15万千瓦。

社会及气候效益潜力巨大

一般来说，空调设置温度对应的负荷变化率主要受设置温度、环境温度等因素影响，室内设定温度与环境温度差距越小，每调节1℃所降低的负荷就越显著。空调制冷时设定温度每升高1℃，其负荷降低率在4%-15%；空调制热时设定温度每降低1℃，其负荷降低率基本在3%-10%。

经预测，如果浙江省空调用户能够严格做到“夏季26℃，冬季20℃”，那么全省夏冬两季可分别削减最大空调负荷730万千瓦、290万千瓦，这将极大削减尖峰时刻的电网压力，显著提升全社会能效水平。目前，我国空调的社会保有量约为5.4亿台，国内零售市场年销售量约5000多万台。若每个家庭将其空调调高1℃，中国近5亿个家庭，10小时便可节省约2.94亿度电，减排二氧化碳约41.16万吨³。

明年，试点项目计划将进一步扩大覆盖到更多参与居民，通过汇聚更多的居民空调负荷调节能力，提升该试点的规模效应。湖州的试点工作具有极大的示范价值，不仅开拓了居民空调负荷参与电力需求侧响应机制的应用方式，实现了对分散的空调负荷资源的高效整合与优化，而且通过碳普惠推广模式提高了公众的行为节能和低碳消费意识，对推动区域规模化的居民空调行为节电，平衡电网负荷都具有很好的借鉴意义。

湖州试点的扩大以及未来可能进一步推进的规模性示范值得期待，这些有益的经验如果未来能够在浙江全省乃至其他省份进行推广，则将给电网需求侧响应创造新的着力点，有利于推动电网灵活性提升、维护生产生活用电安全，并将大大助力节能降碳以及双碳目标的实现。

1 《世界气象组织：7月预计将成为有气象记录以来最热月份》，新华网，2023