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陈晶盈：探索热泵作为需求侧资源的应用

热泵是一种用电将低位的热源转变为高位热源的设备，广泛应用于建筑供热、制冷等场景。在工业领域，热泵可以帮助回收余热，进行热能的梯级利用。在应对全球气候变化上，热泵为能源转型提供了一个清洁、低碳、高能效的新选择，其应用推广已成为全球建筑领域脱碳的重要行动策略之一。

2024年12月17日，由绿色创新发展研究院（iGDP）主办的“热泵——实现建筑供暖脱碳的关键杠杆”线上讨论会圆满结束。活动邀请了国内外热泵领域的专家参与讨论，由绿色创新发展研究院能源项目主任/分析师李鑫迪主持。本期编发睿博能源智库（RAP）中国项目研究员陈晶盈的发言内容。

陈晶盈首先介绍了热泵参与需求响应的背景和效益。需求响应是指用户根据电网的实际需求调整其用电行为，旨在实现电网供需平衡、提升系统稳定性，并优化能源利用效率。

首先，国家政策文件，如《电力需求侧管理办法》《加快构建新型电力系统行动方案》均对各省份的电力需求响应提出了要求：普通的省份要求达到用电负荷的3%-5%左右，电力需求高的地区要求最高达到10%。在提升热泵部署时，可以考虑让热泵为电力系统提供需求响应服务。

睿博能源智库（RAP）中国项目研究员陈晶盈

陈晶盈提到，热泵推广面临两个比较明显的挑战：第一，因多种因素，包括化石燃料的优惠政策和未全面量化的环境效益和电网协同效益，热泵的运行成本高于其他技术；第二，电力需求增加后，配电网的扩容问题凸显，对于风光电的并网新能源消纳的压力也在增加。

然而，热泵参与需求响应带来的益处却不容小觑。对于供热方和用户，其可以降低热泵运行成本，提升热泵的市场竞争力；对于供电方，可以保障电力系统运行的安全稳定，减轻电网扩容压力，促进可再生能源电力的消纳。

在技术操作层面，陈晶盈认为热泵可以通过灵活用电来配合电力系统的供需平衡。在新能源高发或用电低谷时可以提升热泵输出，或将电力转化为热储存到储热装置中，降低电网的能源消纳能力；在新能源低发或用电高峰，热泵可以减少输出或调用先前储存的热量，减轻用电负荷同时保持供热稳定。建筑和供热系统具有热惯性，热泵系统配置蓄热设备能进一步延长响应时长和提升灵活性，在电力系统中形成规模化的错峰用电。

最后，陈晶盈提出推进热泵用户参与需求响应的三点建议。

首先，优化电价机制可以更准确的反映电力系统的运行状况，并且鼓励热泵在适合的时段提供需求响应的服务。通过分时电价、季节性电价以及尖峰电价、实时电价等动态机制让用户关注到电价随电网供需变化的调整，以电价作为中介角色，使热泵的经济性、环保性和节能优势在运行过程中充分体现，用户参与需求响应服务的意愿才能有所提升。

其次，完善需求响应补偿机制能更公平地补偿响应主体，降低热泵的运行成本，并且吸引更多的参与者。

最后，配置储热设备能提升供热系统的响应时长和灵活性。储热设备可以增强供热系统的调节能力，优化供热和电力系统的协同运行。

问答环节

Q

李鑫迪：中国北方供暖脱碳最大的短期、中长期的挑战分别是什么？您认为存在哪些关键的技术和政策？

A

陈晶盈：短期来看，主要的挑战是提升用户和社会的认知、接受程度，这个问题与经济和使用满意有关。中长期来看，主要的挑战是要为热泵行业建设一个可持续的市场环境。关键的技术和政策支持在于将环境、健康、长期发展的效益反映到供热的经济上，政策支持要将热泵应用提到更高层面，最好让热泵优先于化石能源供暖。

Q

李鑫迪：请您科普一下热泵参与电力系统响应的具体方式。热泵与虚拟电厂概念有哪些关联？热泵虚拟电厂在参与需求响应的运作方式和响应流程大概是怎样的？

A

陈晶盈：热泵可以作为虚拟电厂的组成部分之一，通过控电力资源来模拟传统电厂的发电。

技术流程上，需求响应和虚拟电厂相似，需要热泵用户提前接收到响应时间、持续时长和目标负荷的通知，然后在响应期间手动或通过智能系统调节热泵运行，以达到响应效果。用电数据分析后，根据实际响应程度结算奖励和补偿。

管理运行方面，欧美多采用分散式热泵空调，电网尝试让居民通过售电公司直接参与调控，以提高参用户与度和信心。中国分散式热泵多的地区也可借鉴，如江苏已有支持居民直接参与的实践探索。北方集中供暖地区可以让管理方直接参与响应，大规模的供暖方直接响应电网号召，小规模则通过负荷聚合商或虚拟电厂进行调控。

调度方面，目前主流是由电网直接调控，但必威体育精装版政策支持新兴经营主体，如可调节负荷和负荷聚合商参与电力市场。市场化是未来趋势，可以实现更大规模一体化，行业也将向参与电力市场发展。

Q

李鑫迪：大型工商业、车网等实体也能够提供需求响应，热泵与之相比有哪些差别和优势？

A

陈晶盈：从可调控额度来说，目前仍是工商业调度占主导地位。但随着电气化供热额度的持续增加，热泵可能转化为重要的调度资源。

其次，工商业和电车响应电力需求时可能会影响用户使用，如工厂