虚拟电厂赛道正火热,商业化发展如何推进?

2022-12-02 16:22 来源:科技E侠 科技E侠

  近日,虚拟电厂的概念股纷纷大涨,消息面上,国家能源局于近期发布了《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》(以下简称:《规则》),文件提到“推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易”等,并明确了电力现货市场近期、中远期建设的主要任务。

  华西证券此前曾预测,根据估算,到2025年,虚拟电厂的投资建设市场规模将超过300亿元,平均每年投资建设规模达到105亿元~200亿元;在运营市场规模上,预计虚拟电厂2025年将达968亿元,2030年将超过4500亿元。

  然而,值得注意的是,尽管虚拟电厂在我国起步已有20余年,但在市场化程度和主控系统技术层面仍与国外存在一定差距。无锡数字经济研究院执行院长吴琦告诉记者,目前虚拟电厂存在难点其一是相关政策规划尚未完全出台,虚拟电厂定位和发展路线有待清晰,其二商业模式仍不健全,这与政策标准体系不完善、用户侧负荷及发电侧资源参与意愿不强、技术和平台还有待进一步完善等有关。

  商业运营仍是难点

  拥有上千亿发展空间的虚拟电厂,如何理解其概念呢?虚拟电厂英文名为Virtual Power Plant,也称VPP,顾名思义,虚拟电厂并非真实的发电厂,而是一套机制和系统,利用以现代分布式微观能源管理技术,包括数字技术、信息通信基数和监测控制技术等,实现分布式(DG)新能源、储能系统、可控负荷、电动汽车、火电厂等聚合和协调优化。

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  从发展历程来看,虚拟电厂在国外起步较早,其中德国的虚拟电厂已实现商业化,据悉,德国厂商NextKraftwerke不仅提供涵盖数据采集、电力交易、电力销售、用户结算等全链条的解决方案,而且还可以进行虚拟电厂运营服务等。此外,特斯拉虚拟电厂智能平台 Autobidder亦实现了“车+桩+光+储+荷+智”生态系统整合,成为特斯拉布局分布式能源的核心与枢纽。

  针对目前虚拟电厂在国内发展现状,吴琦认为,国内虚拟电厂仍处于初级阶段,以试点示范为主。总体来看,目前我国 VPP 仍处于理论研究和前期试点的发展阶段,诸多省份在政府引导下,由两大电网开展系列示范项目,并以参与需求侧响应为主要运营和盈利模式,持续推进 VPP 发展。

  根据中泰证券、华西证券相关研报分析,虚拟电厂盈利能力的核心要素是电价,核心竞争力在于技术和资源的运用,本质是通过协调控制技术、智能计量技术和信息通信技术将各类分布式发电设备与储能设施结合,对电力负荷进行协调和控制。虚拟电厂所聚合的资源越多,调节能力越强,核心竞争力也就越强。

  另外,虚拟电厂更深层意义还在于促进负荷侧商业模式向“能源运营”转变,能够同时带动产业链上下游多个环节,促进能源产业协同发展。

  从技术进步角度来看,独立国际策略研究员陈佳认为,国内当前基本上具备了建立电力现货市场的技术和市场等基础设施储备,尤其近期国内虚拟电厂技术创新突飞猛进,海外虚拟电厂对华技术壁垒正相继被我国逐渐攻破,通道、终端传感器等领域基本上实现了进口替代。

  但在资源的运用和商业模式转变上,吴琦表示,目前国内虚拟电厂多数试点项目涉及的业务场景较为有限,并且省级层面缺乏统一的虚拟电厂平台。“比如电量、容量、辅助服务市场,定价机制、并网调度标准等,针对 VPP 的定义内涵、功能定位、运行管理模式也不甚相同,甚至对其称谓也存在差异。”吴琦补充道。

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  如何推进虚拟电厂建设?

  针对如何推动虚拟电厂商业化发展,吴琦从三个点进行分析。

  首先,是完善相关政策标准体系,加快相关交易机制规则的设计和制定,明确VPP 定位和发展路线以及服务价格机制,为企业形成商业模式奠定基础。同时,鼓励和支持发电侧、用电侧市场主体参与,形成足够的灵活性资源,建立包括需求侧、供应侧和储能在内的多样化分布式能源资源池。

  其二是短期内,以需求侧响应为抓手,推进虚拟电厂建设。虚拟电厂建设运营商继续推进电力需求侧管理平台、负荷监测系统等建设,以各级需求侧管理平台为载体,加强自动需求响应技术的推广和应用,形成稳定、可靠的响应负荷资源。

  其三长期来看,需积极建设试点示范,引导虚拟电厂有序参与市场。虚拟电厂建设运营者应积极开展试点 VPP 示范项目建设,加快突破关键技术、软件平台、聚合优化算法等方面发展,推动自身企业打造良性的商业模式,形成可持续发展能力,推动行业良性发展、产业持续进步,探索适合我国电力生产和消费国情的业务方式和商业模式。

  从目前已发布政策来看,除以上《规则》外,今年以来,全国多个省包括上海、山东、河南山西等已发布关于虚拟电厂及建设相关政策,其中湖南省10月份发布《湖南省电力支撑能力提升行动方案 (2022—2025年)》探索建设储能设备、分布式能源、智能用电设备与电网友好互动的虚拟电厂;天津市9月发布关于《天津市碳达峰实施方案》,将加快推进虚拟电厂建设,优化灵活性负荷控制,扩大需求侧响应规模等。

  此外,据IT之家,11 月 25 日,中国电信浙江公司与华能浙江上线了全国首个实时调度的 5G 虚拟电厂项目,项目实施后,预计每年将节省原煤 32.7 万吨,实现每年碳减排 62 万吨。陈佳告诉记者,理论上,虚拟电厂机制不仅能实现电力主动科学调峰,更能提高清洁使用能源效率,如果能够大面积系统性推广,必将对我国双碳战略落地推广会起到重要推进作用。

  根据华西证券研报,虚拟电厂的核心功能包括调节分布式电源、储能和可控负荷。其中可控负荷是指新型电力系统中,负荷特性由传统的刚性、纯消费型,向柔性、生产与消费兼具型转变,比如冬夏两季用电高峰期,虚拟电厂控制系统通过AI和远程控制,在不影响人体舒适度的情况下,调节空气温度;在不影响楼宇安全的情况下,调节电梯运行方式;调节楼宇中的储能设备;将周边楼宇充电桩的充电模式由快充变成慢充等。

  在此背景之下,陈佳认为,未来居民用电方式上会更加偏向节能环保类电器,而传统的高耗能电器会因为高负荷低能效逐渐出局。“简单来说,当前我国电力网络主要还只能满足负荷需求,未来一旦实现了全方面的电力现货市场管理,电力储能借助虚拟电厂就能实现同时满足负荷与电源两种需求。”陈佳解释道。从储能方面来看,未来,多元化的终端设备,智能化的家电产品,在存储电力应用上相结合,在一定程度上,也有助于节能减排和低碳环保。