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从欧美经验看,虚拟电厂可能如何运营

中国的虚拟电厂在未来会往哪个方向发展,以什么样的方式把大众卷入进来?这个问题提给我们自己其实有点早,毕竟中国的虚拟电厂还在发展的早期,已经落地的那些试点项目,基本上也都是靠行政力量来邀约组织起来的。

不过我们仍然可以摸着欧美过河。在过去二十年里,欧洲和美国分别趟出了一条挺成熟的发展虚拟电厂的路径,我们要是先去了解一下,以后就能带着慈祥的眼光看着中国虚拟电厂逐渐走过来。

在讲欧美的发展路径之前,我们先补充两个背景知识。

第一个在第一季讲过了,一个完整的电力市场可以分成上中下三游:

上游叫供电侧,负责发电的;中游叫电网侧,是负责输电和配售电的;下游就是用电侧,负责把电能给用掉的。

另一个背景知识是虚拟电厂的产业链上中下游。

上一讲我们说了,一个虚拟电厂可以由发电方、储能方和负荷方,用智能通信技术给组织起来。虚拟电厂主要是服务电网侧,帮电网削峰填谷的,它自己有一条自己的产业链。

像前面说到的发电方、储能方和负荷方,都是有电能资源,也有能力给别人供电的,所以算是最上游;

中游,是资源的聚合商和运营商,负责整合上游的资源,负责提供软件系统来安排虚拟电厂的运转;

下游,就是对虚拟电厂的补给能力有需求的电网公司、售电公司和市场上的交易方。

带着这两个背景知识,我们往下走。

 

 

欧洲

先看欧洲的虚拟电厂是怎么玩的。

欧洲的虚拟电厂产业可以说是被清洁能源转型给催生的。欧洲自身的化石能源并不充足,1970年代的石油危机之后,他们就意识到必须摆脱对外部能源的依赖。所以1980年代以后,欧洲就开始在全世界造势,把气候变化和环保拱成了热门议题,同时自己也下了决心,要往可再生能源转型。

当时的欧洲又有资金又有技术,转型自然不是问题。但它们很快意识到,有必要为这个转型再开发一种辅助产品,来平抑可再生能源的供应波动。

于是,到了2000年,全球第一个虚拟电厂就在德国、荷兰、西班牙、罗马尼亚等几个国家之间诞生了。这之后,英国、法国、丹麦、波兰、比利时等都开始组建虚拟电厂运营商,把充电站、光伏电站、风电场、水电站等资源都组织起来,有的虚拟电厂是去统筹跨国的电力交易,有的就在本国内部调度。

这些年欧洲的这些虚拟电厂运营商发展起来,主要是为了聚合发电资源,来帮供给端优化供给能力。

那他们的商业模式怎么走呢?

我们拿欧洲最大的虚拟电厂运营商来举例子。这是一家德国公司,叫Next Kraftwerke,我们简称它NK。NK的虚拟电厂业务模式分三种:

第一种,给可再生能源发电企业提供情报。比如用数字化能力去监测风力发电的情况,接下来风是会变大还是会变小,监测可再生能源的价格等等。用这些信息来帮发电企业扩大盈利,让企业在高价的时候,把电能卖出去。

NK有一个奥地利的小客户,就是做风力发电的,它发的风电里面有20%,就是借助NK的情报,来放在电力现货市场上交易,这20%的电能就能给小公司贡献总收入的60%~70%。为什么?就是因为借着情报能够卖出更好的价钱。

第二种,给电网侧提供“柔性储能服务”。

比如王富贵家的屋顶发了2度电,刘秋香家的风车发了3度电,但电网侧每小时只有1度电的缺口,虚拟电厂就先把这5度电储存起来,分5个小时传给电网。

第三种,调控需求侧的用电量,来让电网侧能够喘口气。

比如说,我们还拿王富贵举例子,王富贵家的特斯拉在18点晚高峰的时候就开始充电了。这个时候全城用电都很紧张,那虚拟电厂就可以把他家的充电桩启动时间调后到23点,或者还是让它18点就开始充,但是充电功率下调一半。有了这个安排,电网侧就能够喘口气,就愿意为这个服务给虚拟电厂支付辅助费用,虚拟电厂再跟王富贵分成,来感谢王富贵愿意腾挪。

这就是欧洲的主流玩法。光电和风电发多少主要得看太阳和风的心情,所以欧洲的虚拟电厂们主要是去帮着可再生能源多退少补,增加供给端的确定性。

 

 

美国

而美国的玩法又不太一样。美国的虚拟电厂业务是从用电侧入手的。美国的虚拟电厂运营商们,更多是去调控电能用户们的用电模式和节奏。

欧洲做虚拟电厂的最初动力是清洁能源转型,而美国做虚拟电厂的最初动力是公用事业企业太强势,电价太贵了。

你肯定知道,美国的电力市场是私有化的,有接近一半地区的发电侧和电网侧业务都被电力企业给垄断,它的电价在过去20年里涨了59%。那为了应对垄断,很多的美国家庭就愿意装载家用的光伏系统,自己发电自己用。所以,美国有很多分布式的光伏电源,是直接跟用电侧连在一起形成一张微电网的。

自己发电的美国家庭多了,美国就开始有企业琢磨,能不能把家庭用户组织起来,来帮着电网应对用电高峰呢?

所以你熟悉的特斯拉在2015年推出了家用储能的能量设备之后,就开始跟电力公司们合作,做虚拟电厂项目了。佛蒙特州有一家电能公司叫“绿山能源”,绿山就帮着特斯拉分销储能设备,同时跟购买者们约定:购买者可以以折扣价在绿山这里买到特斯拉的储能设备,但条件是要让渡一部分储能设备的控制权给绿山,允许绿山用当中的一部分电能来给电力系统削峰填谷。

我们中国用户听这个套路一定很耳熟,这跟移动运营商让我们充话费送定制手机一样一样的。

特斯拉还在2022年还跟另一个叫PG&E的加州电力公司,摸出了另外一种虚拟电厂的经营模式:这个公司的电力用户,只要家里有特斯拉储能设备的,可以直接真金白银地把电能卖给公司。当然,是在这家电能公司确实有紧急供应缺口的时候才买。这种情况下的交易,一度电就能够卖2美元,远远高于加州平时25美分的电价。

而这个虚拟电厂高价买电自己也不会亏,它再把电能卖给其他临时有紧急需求的用电方,还能够再赚一笔差价。

 

 

前面说了,中国的虚拟电厂现在还是行政驱动,那未来是会更像欧洲还是美国呢?也说不定,短期可能更像澳大利亚。

特斯拉也在2018年跟南部澳大利亚政府启动过一个合作,以政府补贴和贷款的方式,给5万个家庭免费安装了光伏板和储能设备,再把这些家庭连接起来,来帮电网应对波动。

我最近刚好看到一个新词儿:“风电下乡”。什么意思呢?国家能源局剧透说,它下属的新能源和可再生能源司正在组织编制“千乡万村驭风行动”方案,也就是在千千万万个乡村里,把风力发电项目给安排上。

在“风电下乡”消息的前后脚,河北风能资源最充裕的张家口市也提出,9月起再有风电项目想要在张家口地区落地,不用走复杂的行政核准流程了,备案就行。这也是在降低门槛,鼓励小规模风电项目落地开花。

你肯定有印象,10多年前的“家电下乡”项目,帮着中国消解了一部分2008年国际金融危机。

而这次“风电下乡”的出现,可能暗示了中国风电领域2023年的发展重点:让广大的乡村,布满小规模的、分散式的风电厂。

风电产业也是这两年中国的风口产业,2021年以前这个产业的重点是做西北内陆的大规模集中风电厂,2022年重点是开发海上风电厂,到了2023年,我猜重点就是乡村风电项目了。

而这些分散式的乡村风电厂要是大批量做起来,那可是一场全民发电运动了,就跟新能源汽车类似,这对中国的虚拟电厂事业一定是一个大推进。

对了,中国的第一个虚拟电厂试点项目在河北,叫“国网冀北虚拟电厂”,它曾经被当作示范工程写进了国际电工委员会标准用例。这个项目有一个全程参与的供应商,名叫“恒实科技”,是国内最早布局虚拟电厂的企业之一。你要是对这个行业有深度的兴趣,不妨去研究一下这家公司。

好,关于虚拟电厂,还有哪些有意思的公司值得让《商业参考》的同学知道?欢迎你把你知道的信息发在留言区,给我们详细讲讲。

再见。

股市有风险,投资须谨慎。
公司敞开聊,股票别瞎买。

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