記者 | 席菁華
今年夏天的熱浪,也帶熱了“虛擬電廠”概念。
Wind顯示,虛擬電廠指數自4月低谷開始攀升,至今已上漲約七成,尤其是8月初以來,漲勢明顯。
虛擬電廠獲得資本市場的追捧,主要因今年夏天多地的高溫干旱天氣帶動用電量攀升,川渝等多地出現了用電緊張情況,并波及到工業生產及居民生活。虛擬電廠是提升電力系統調節能力的重要手段,人們指望它能有效調節電力獲得平衡。
隨著極端天氣出現頻率增多,電力“平時充裕、尖峰緊張”特征日趨明顯,電力峰谷差矛盾日益突出,電網調峰壓力增加,亟需虛擬電廠彌合電力供需矛盾,緩解用電緊張,保障電力安全。
“雙碳”目標下,以新能源為主體的新型電力系統建設加速,可再生能源發展迅猛,使得負荷側資源的協調響應成為剛性需求。
市場需求增加,疊加今年以來利好政策密集出臺,國內首個虛擬電廠示范項目獲得盈利,助推虛擬電廠進入豹變前夜。
中金公司測算,中國虛擬電廠行業有望在2030年觸達1320億元的理論市場空間。
今年7月,新能源巨頭特斯拉使用旗下家用電池存儲產品Powerwall,進行虛擬電廠試點項目。這為虛擬電廠概念再添一把火。
但虛擬電廠并不是新概念,在國內已經歷了六七年的發展。依靠虛擬電廠,能解決高溫限電難題嗎?目前國內這一市場發展情況及未來前景如何?都有哪些公司進行了實質性布局?是否已形成明確的商業模式?
何為虛擬電廠?
與傳統電廠不同,虛擬電廠并不存在實體形式,而是一種智能電網技術。通過數字化手段,虛擬電廠作用范圍極廣,能夠將不同空間的分布式電源、儲能電池、電動汽車等聚沙成塔,進行統一管理和調度,并對外等效形成可控電源,響應電網調度指令。
虛擬電廠不僅可以發揮和真實電廠相似的物理特性,其大數據屬性還可以應對更復雜的電力系統帶來的挑戰,大幅提升能源生產消費效益,幫助區域穩定用電和節能降碳。因此,在中國新舊電力系統轉型期,它將扮演愈加重要的角色。
在電源側,虛擬電廠具備資源聚合能力,可以整合大量分布式能源,讓更多小型分布式新能源電源有組織地接入系統平臺,新能源滲透率高,彌補傳統電網對分布式電源覆蓋的不足。
在電網側,虛擬電廠可以作為“正電廠”向系統供電調峰,還可以作為“負電廠”加大負荷消納,配合系統填谷。在迎峰度夏的用戶側大負荷期間,可以更靈活的削峰填谷。
在用戶側,通過控制調節用電側電力流向及流量,可以盡可能多地接入可調節用電負荷,最具經濟性地安排用電計劃,降低用戶側用能成本。同時,還可使用戶側參與者等同于電廠參與電力市場,利用峰谷電價差,通過靈活配置電力實現需求響應,獲取經濟收益。
簡言之,虛擬電廠類似一個集合了電源側、電網側、用戶側的智慧調度平臺,目的是讓系統用電更合理、穩定且高效節能。
“雙碳”目標確立后,中國將由傳統以火電為主的電力系統轉向以新能源為主體的新型電力系統,具有波動性、間歇性特點的新能源大規模接入電網,對電力系統靈活調節能力提出更高要求。
虛擬電網可以應對風光隨機性帶來的電網不穩定性問題,大幅提升系統調節能力,提升新能源消納能力,使得新能源利用率更高更穩定。
同時,虛擬電廠也是解決電網尖峰負荷最經濟的選項之一。
華北電力大學經濟與管理學院教授袁家海等作者撰寫的《中國電力供應安全的經濟分析與保障路徑研究》報告顯示,三產居民用電負荷正成為新增負荷主體,全國用電負荷特性持續惡化,用電峰谷差拉大,單純依靠增加電源來滿足100%的負荷需求要付出較高代價。
據國家電網推算,通過建設煤電機組滿足經營區內5%的峰值負荷,需要投資4000億元,而通過虛擬電廠,在建設、運營、激勵等環節投資僅需500億-600億元,僅為煤電投資的12.5%。
未來,中國用電量和最大負荷將呈現雙極增長態勢,擁有龐大的可調負荷需求,虛擬電廠市場空間廣闊。
中國電力傳媒集團能源情報研究中心能源研究員封紅麗在《虛擬電廠市場發展前景及實踐思考》一文中測算,2025年,國內需構建可調負荷資源庫約7850萬千瓦,到2030年底將達10620萬千瓦。
考慮項目可行性,投資成本按1000元/千瓦計算,2025年、2030年,虛擬電廠投資規模分別至少約為785億元和1062億元。
多公司加碼布局
去年以來,虛擬電廠迎來多項利好政策。
2021年7月,國家發改委、能源局在《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》中,提出要積極探索智慧能源、虛擬電廠等商業模式。
2021年10月,國務院發布《2030年前碳達峰行動方案》,提出要大力提升電力系統綜合調節能力,引導虛擬電廠參與新型電力系統靈活調節。
今年2月,發改委、能源局印發《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》提出,支持用戶側儲能、電動汽車充電設施、分布式發電等用戶側可調節資源,以及負荷聚合商、虛擬電廠運營商、綜合能源服務商等參與電力市場交易和系統運行調節。
今年3月,《“十四五”現代能源體系規劃》提出,要開展工業可調節負荷、樓宇空調負荷、大數據中心負荷、用戶側儲能、新能源汽車與電網(V2G)能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范。
今年6月,山西省能源局發布《虛擬電廠建設與運營管理實施方案》,為目前國內首份省級虛擬電廠運營管理文件,明確了虛擬電廠的入市流程、技術規范和運營模式等。