《Energy Policy》：Nudging based residential flexibility in a renewable energy community: a small scale case study in France
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能源社区中居民用电灵活性提升的助推实验研究。通过差分差分法分析法国能源社区实验数据，发现参与者整体用电与当地太阳能生产匹配度提升，但未实现消费时段转移。研究强调集体逻辑设计对公平性的影响，并提出系统优化建议。
Pierre-Yves Massé | Haicheng Ling | Thibault Rihet
Enogrid, 1 avenue Champ de Mars, CS 30019, 45074 Orléans CEDEX 2, 法国
摘要
随着可再生能源生产的增加和能源社区的发展，这些社区中的居民用电灵活性成为一个亟待解决的问题。我们展示了在法国一个能源社区进行的激励实验的结果。我们部署了一个基于需求响应逻辑的激励系统，以帮助成员更好地将他们的电力消费与当地生产相匹配。每周，该系统都会提前向成员推荐有利于消费的时间段。我们采用“差异中的差异”方法分析结果。结果表明，参与系统的成员在消费与当地生产的一致性方面有所改善，而未参与系统的成员则没有这种改善。然而，我们没有找到确凿证据表明电器使用时间确实发生了变化。我们讨论了改进的领域，并总结了灵活性系统如何能够在能源社区框架内发挥作用，以应对当前能源系统面临的挑战。
引言
可再生能源社区、电力灵活性以及利用激励措施帮助消费者提高灵活性是正在日益塑造能源系统的三大主要趋势。近年来，欧盟及其他地区确实发展出了许多可再生能源社区，这些社区由家庭和企业组成，共同使用由可再生能源（通常是太阳能板）产生的电力。2018年，欧盟法律为此类社区制定了相关框架（EU, 2018）。虽然各国在监管框架上存在差异（Dudka等人，2023；Di Silvestre等人，2021；Gil Mena等人，2023；Petrovics等人，2024），但类似社区在各国的存在是显而易见的。另见Chamorro等人（2021）对能源社区模型的综述。在欧盟成员国中，法国迅速建立了相应的框架来组织和促进这类社区的发展，从而提出了“集体自消费运营”概念（Légifrance，无日期，2026年2月6日访问）。尽管目前运营中的社区数量仍然相对较少，根据法国主要配电网络运营商Enedis的数据（管理着法国90%的电力网络），截至2025年12月，仅有大约1600个社区，吸引了15,000名客户，但增长势头正在加快（Enedis，无日期，2026年2月6日访问），这一数字是2024年12月的两倍。在同一时期，这些社区的总生产能力增加了四倍（达到235千伏安），这反映了更大规模和更复杂项目的出现，也是生态系统成熟的一个标志。其中，太阳能供电的社区面临的一个更广泛的问题是电力使用的灵活性。
灵活性，即根据生产情况调整电力消费的需求，对于电力系统来说始终是一个重要问题。例如，在法国，由于核能发电量充足，电热水器曾广泛使用，它们被设计为在夜间非高峰时段加热水，以平衡电力消费并使核反应堆能够持续运行。然而，随着风能和太阳能发电的间歇性增强，这一问题变得更加突出。如今，太阳能自消费运营成为促进灵活用电的绝佳工具，因为它们为在太阳能发电时使用电力提供了直接激励（详见第3节）。然而，尽管有激励措施，但仅靠这些措施可能还不足以最大化太阳能的利用。
事实上，要最大化太阳能电力的利用，需要改变消费习惯，因为在从常规配电网络取电时，人们通常对消费时间并不在意。这导致能源社区中出现太阳能过剩的情况，即产生的太阳能未被当地成员消耗，而是被送回电网。因此，成员可能在晚上依赖常规电网使用电器，此时发电可能会造成更多污染，而且电价可能比社区提供的价格更高。然而，由于认知负荷等多种原因（DellaValle等人，2020），成员可能不会自发地调整行为以充分利用这些机会。因此，作为这些社区的服务提供商，我们采用了激励措施（Thaler和Sunstein，2008），试图帮助成员更好地利用太阳能。激励措施对发送者和接收者来说都是轻量级的系统，但已有研究表明它们具有一定的效率，因此是优化太阳能消费的一个有趣手段（详见第2节的文献综述）。
在一个集体自消费运营中部署了一个需求响应系统（该系统鼓励消费者调整电器使用时间以达到特定目标），并向成员推荐了推荐的消费时段。在这里，我们介绍了该系统，分析了实验结果，并结合能源系统和社区相关的一般问题进行了讨论。与以往的研究相比，我们认为我们的研究在以下三个方面有所不同：首先，据我们所知，这是首次在集体自消费环境中进行的此类实验；Andor等人（2020）的研究展示了激励系统与能源使用高度相关性的例子，强调了进行特定情境研究的必要性。Sovacool等人（2018）指出，从“特殊群体或人群”（如法国集体自消费社区的成员）收集数据本身就是一个挑战。因此，我们的实验为这一新兴且快速发展的能源社区类型提供了宝贵信息。值得注意的是，在实验进行时，该社区已有约30名成员，已经是平均规模（约10名成员）的三倍（根据Enedis数据）。其次，实验是在现实环境中进行的，无缝融入了自消费社区的日常生活，证明了该系统的实际适用性，而许多（尽管不是全部）需求响应系统更侧重于理论研究。最后，虽然许多激励系统针对的是单个家庭，但我们必须考虑到当地生产是在社区内所有家庭之间共享的这一事实，从而设计了相应的激励措施。事实上，这一因素对灵活性的公平性有重要影响（Jacqmin等人，2026）。为了解决这个问题，我们的激励系统采用了集体逻辑。
我们首先在第2节介绍相关研究。然后，在第3节提供一些背景信息，并描述我们的实验。在随后的第4节和第5节中展示数值结果。最后，在第6节总结结果，讨论改进方向，并探讨与公民在能源问题上的赋权相关的政策建议。
章节片段
相关工作与贡献
我们首先回顾相关研究（第2.1节），然后阐述实验目标（第2.2节），最后介绍我们的贡献（第2.3节）。
材料与方法
我们首先介绍研究背景（第3.1节和第3.2节），然后介绍激励系统的设计选择（第3.3节）。接着，我们讨论预测和数据的技术方面（第3.4节和第3.5节），再描述激励措施的实施方式（第3.6节）。最后，我们描述实验要回答的两个问题（第3.7节和第3.8节）。
结果：激励系统的效率
我们首先在第4.1节介绍“差异中的差异”回归模型，然后在第4.2节展示结果并进行分析。
结果：消费变化的评估
我们首先在第5.1节介绍“差异中的差异”回归模型，然后在第5.2节展示结果并进行分析。
讨论
我们首先总结结果（第6.1节），然后讨论实验限制和设计选择（第6.2节），以及系统改进的可能性（第6.3节）。接着，我们讨论研究的政策意义（第6.4节）。最后，在总体结论（第6.5节）之后，我们提出基于本研究的工作建议（第6.6节）。
CRediT作者贡献声明
Pierre-Yves Massé：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件开发、方法论研究、数据分析、概念化。Haicheng Ling：撰写——审稿与编辑、可视化、验证、软件开发、资源协调、方法论研究、数据分析、概念化。Thibault Rihet：撰写——审稿与编辑、可视化、验证、项目监督、方法论研究、数据分析，
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：
Massé表示获得了法国生态转型署（ADEME）的财务支持。Ling也表示获得了法国生态转型署（ADEME）的财务支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响实验结果。
致谢
作者感谢C?ur de Savoie和OPAC Savoie，特别是Cléa Verdot和Mariane Vittoz的热情支持和积极性，这使得我们的系统得以实施；同时感谢Sun4All社区的成员们的参与及其宝贵的反馈，这些反馈将有助于我们进一步改进系统。作者还要特别感谢Aurore Dudka提供的专业且非常有帮助的建议，以及Estefania Alvarez del Castillo的帮助。
