今夏迎峰,行業(yè)“電量焦慮癥”再起。
8月,因遭遇歷史同期最極端高溫、最少降雨量、最高電力負(fù)荷,“水電大省”四川電力供需形勢由高峰時期電力“緊缺”,轉(zhuǎn)變?yōu)槿祀娏﹄娏?ldquo;雙缺”。自2020年底湖南啟動緊急有序用電至今,不時有局部地區(qū)拉閘限電,原因大同小異——吃力的供給難以滿足旺盛的需求。近幾年,紓困煤電企業(yè)、釋放煤炭產(chǎn)能、解扣“煤電頂牛”多管齊下,合力治愈困擾行業(yè)近三年的“頑疾”。
不同的是,虛擬電廠成了今年鏡頭前“對癥藥”的主角。虛擬電廠并不是一個物理意義上的電廠,它不燒煤,沒有廠房,而是通過軟件系統(tǒng)和信息通信等搭建起一套能源管理系統(tǒng),用來整合分散、可調(diào)的分布式能源。國內(nèi)首家虛擬電廠管理中心落地、首個省級虛擬電廠實(shí)施方案印發(fā)、虛擬電廠可作為獨(dú)立市場主體參與現(xiàn)貨市場交易……近年來,虛擬電廠在我國獲得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。國際方面已有成功實(shí)踐,亮點(diǎn)在于美國科技巨頭特斯拉重磅入局,與美國加州最大的電網(wǎng)公司共同成立了虛擬電廠。
科技和限電兩大現(xiàn)象級IP撞出了火花,投資者們爭相涌入,希望在新能源資本賽道中壓中風(fēng)口分一杯羹。Wind數(shù)據(jù)顯示,自年內(nèi)4月份低點(diǎn)以來,“虛擬電廠”指數(shù)累計(jì)漲幅高達(dá)84.21%,跑贏同期滬深300指數(shù)76.02個百分點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了成分股的全面上漲。一時間,“虛擬電廠拯救電荒”“虛擬電廠是電網(wǎng)的‘定海神針’”“虛擬電廠下一個‘千億黃金賽道’”等聲音異?;钴S。
事實(shí)上,虛擬電廠業(yè)務(wù)在我國尚未形成規(guī)模,多數(shù)企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)尚未落地,電力行業(yè)諸多從業(yè)人士不免驚訝,十幾年前就出現(xiàn)的概念緣何突然名聲鵲起?就連嗅覺敏銳的電力行業(yè)證券分析師也多數(shù)懵圈,一邊驚嘆資本強(qiáng)大的“鈔能力”,一邊臨時補(bǔ)課追趕落了下風(fēng)的步伐。虛實(shí)之間,虛擬電廠的意外走紅像一面多棱鏡,一面照出了資本市場的狂熱,一面照出了能源轉(zhuǎn)型的艱巨和復(fù)雜。
虛火一:虛擬電廠拯救電荒?
實(shí)際調(diào)節(jié)性資源難扛保供大旗
在電力無法大規(guī)模儲存的前提下,要想做到用多少發(fā)多少,即便邁入信息化時代,依然是無法完成的任務(wù)。
2021年2月,美國得州遭遇數(shù)十年來最冷天氣,電力需求超預(yù)期增長;另一方面,寒潮導(dǎo)致天然氣供給短缺,加上風(fēng)機(jī)受凍無法發(fā)電,得州電力供給三分之一缺位。今年我國西南地區(qū)堪稱“夏天版”的美國得州,四川、云南等水電大省,水電裝機(jī)比重超過75%,煤電裝機(jī)比重不足15%。極端高溫干旱、汛期來水偏枯,水電頂不上出力且煤電裝機(jī)不足,電源結(jié)構(gòu)性問題導(dǎo)致上述地區(qū)電力供應(yīng)趨緊。
國內(nèi)外能源轉(zhuǎn)型從根源上面臨“魚和熊掌不可兼得”的兩難抉擇:風(fēng)與光低碳但“看天吃飯”,瞬息間千變?nèi)f化難以控制;煤油氣化石能源可控可靠但高碳高能耗,基礎(chǔ)保障不可或缺又要逐步退出歷史舞臺。在破與立的不斷檢驗(yàn)之下,科技成為人類對抗不確定性的有效憑證。
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中,集中式大電源,發(fā)輸配用單向電力傳輸。在新型電力系統(tǒng)中,電網(wǎng)的潮流流向無論在時間上還是空間上,都打破了傳統(tǒng)輸配電邏輯。新型電力系統(tǒng)中,顆粒度之細(xì)、地區(qū)跨度之大、分布數(shù)量之多前所未有,依靠人工難以準(zhǔn)確把控錯綜復(fù)雜的運(yùn)行局面,虛擬電廠有了用武之地。
具體而言,虛擬電廠既可作為“正電廠”向系統(tǒng)供電,又可作為“負(fù)電廠”加大消納;既可快速響應(yīng)指令保障系統(tǒng)穩(wěn)定,也可如同真實(shí)的電廠一樣參與各類電力市場獲得經(jīng)濟(jì)收益。簡而言之,虛擬電廠不生產(chǎn)電,只是電的搬運(yùn)工。
目前虛擬電廠在發(fā)達(dá)國家已有成熟實(shí)踐。以歐洲為例,2005~2009年,來自歐盟8個國家的20個研究機(jī)構(gòu)和組織合作實(shí)施和開展了FENIX項(xiàng)目,旨在將大量的分布式電源聚合成虛擬電廠。此后,虛擬電廠項(xiàng)目不斷升級,用以聚合管理需求側(cè)資源和分布式能源。美國則通過虛擬電廠降低用電負(fù)荷來保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,特斯拉虛擬電廠智能平臺Autobidder是典例。
我國沿著國外虛擬電廠的先行路徑開始逐步探索。自2016年起,上海市開展國家級需求側(cè)管理示范項(xiàng)目“上海黃浦區(qū)商業(yè)建筑VPP項(xiàng)目”建設(shè);2019年,國網(wǎng)冀北電力的虛擬電廠示范工程投運(yùn);今年,深圳虛擬電廠管理中心正式揭牌,山西省發(fā)布國內(nèi)首份省級虛擬電廠運(yùn)營管理,山東省虛擬電廠可作為獨(dú)立市場主體參與電力交易。
促進(jìn)新能源消納、優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行、服務(wù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,是虛擬電廠的確定性價值。今年以來有關(guān)保供的舉措中,虛擬電廠賺足了眼球。“虛擬電廠解決用電供需失衡難題”“干掉電荒”類似云云觀點(diǎn)聽起來酷炫,但不免有資本方‘炒作畫餅’之嫌。”業(yè)內(nèi)某長期從事電力行業(yè)供需研究的人士戲稱。
削峰填谷、優(yōu)化配置不代表可以解決供需矛盾,更不代表其具備超能力。“‘解決’這個說法是不現(xiàn)實(shí)的。”華能浙江公司吳科俊告訴記者,“準(zhǔn)確表述是,可以緩解供需矛盾,讓其直接發(fā)電頂負(fù)荷是不可能的,虛擬電廠本身不是真正的電廠。”
天津華大億電科技有限公司首席技術(shù)官王澍表示贊同。“虛擬電廠不是萬能的,其只能在電力系統(tǒng)的特定細(xì)分領(lǐng)域發(fā)揮功能。解決電荒需要能夠長時間,持續(xù)發(fā)電72小時或以上、10萬千瓦以上大功率的發(fā)電設(shè)備,注意是發(fā)電設(shè)備,而不是調(diào)節(jié)設(shè)備。虛擬電廠可以實(shí)現(xiàn)短時間的負(fù)荷用電特性調(diào)整,比如10小時以內(nèi),負(fù)荷改變用電行為的時間越長,所付出的代價越高。試問哪個虛擬電廠能夠讓負(fù)荷持續(xù)很長時間不用電?或者說給多少錢才能實(shí)現(xiàn)這個效果?”
電荒通常是十幾個小時、數(shù)周甚至月度層面的緊缺。解決供需失衡問題,本質(zhì)上要解決時間空間上供應(yīng)能力與用電需求不匹配的問題。在電力需求增長態(tài)勢與電力供給托底能力減弱的雙重夾擊下,以及全球應(yīng)對氣候變化面臨的共同迷局中,虛擬電廠這類調(diào)節(jié)性資源顯然不是唯一“解藥”,也難以扛起保供“主力軍”的大旗。
山東電力行業(yè)一位一線工作人員證實(shí)了這一事實(shí):“去年大規(guī)模限電時,虛擬電廠壓根沒啥動靜。以儲能為例,在限電的情況下,電池放空后再充電都存在難度,長時間虧電對儲能壽命傷害不小。”
虛火二:虛擬電廠是黑科技?
實(shí)際是行政指令下的需求響應(yīng)
掀開虛擬電廠所謂科技感的“面紗”,窺探到資本市場和實(shí)體行業(yè)的脫節(jié)一角。“當(dāng)前活躍臺前的虛擬電廠業(yè)務(wù),本質(zhì)上還是‘電力需求響應(yīng)’。對電力行業(yè)而言,挺尋常的一個事物。”上述電力行業(yè)的研究人員告訴記者。
需求響應(yīng),電力行業(yè)耳熟能詳?shù)蟊娭跎佟?013年上海首次開展需求響應(yīng)試點(diǎn)以來,在我國開展了大量實(shí)踐。典型應(yīng)用場景之一,即每年迎峰度夏供電缺口期,通過供電企業(yè)提前邀約,用戶響應(yīng)邀約,在約定時間減少用電。事后,參與響應(yīng)的用戶可以獲得補(bǔ)貼,即“不用電可賺紅包”。
國家發(fā)改委、國家能源局今年5月印發(fā)的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出“大力提升電力負(fù)荷彈性”,加強(qiáng)電力需求側(cè)響應(yīng)能力建設(shè),力爭到2025年,電力需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到最大用電負(fù)荷的3%~5%。
需求響應(yīng)和虛擬電廠之間,能以假亂真但不能如假包換。一般認(rèn)為虛擬電廠的范疇包括需求響應(yīng),兩者本質(zhì)相同,是同時存在的兩個概念,區(qū)別主要在于包含主體的變化,前者是對后者的補(bǔ)充與拓展,后者是前者的子集。前者不僅聚合了可調(diào)負(fù)荷,還重點(diǎn)關(guān)注近幾年大規(guī)模發(fā)展的分布式電源及儲能。
在兩者交集之外,虛擬電廠之所以稱之為虛擬電廠,差異涇渭分明。區(qū)別在于,虛擬電廠的運(yùn)作機(jī)制和電力現(xiàn)貨市場關(guān)聯(lián)更緊密。需求響應(yīng)通常只在傳統(tǒng)的夏季負(fù)荷供應(yīng)緊張期間,根據(jù)特定的機(jī)制緩解用電緊張。脫離了電力市場這個關(guān)鍵語境,虛擬電廠實(shí)質(zhì)仍是行政指令下的需求響應(yīng)。吳科俊直言:“需求響應(yīng)是計(jì)劃模式下的一種補(bǔ)貼機(jī)制,效率較低且不可持續(xù)。”
王澍指出,虛擬電廠技術(shù)或類似負(fù)荷控制技術(shù),已經(jīng)在科研領(lǐng)域出現(xiàn)了10年以上,但是我們清楚地看到,在傳統(tǒng)電力體制下,不具備催生虛擬電廠規(guī)模化發(fā)展的環(huán)境。沒有電力市場機(jī)制,具體來說是沒有電力現(xiàn)貨市場機(jī)制,虛擬電廠只能是示范示范再示范,無法形成商業(yè)化、規(guī)?;?、常規(guī)化的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。
虛擬電廠是打開“能源數(shù)智化的關(guān)鍵鑰匙”,卻未能推開市場的門。我國電力現(xiàn)貨市場尚處于模擬結(jié)算試運(yùn)行中,以此為基的國內(nèi)虛擬電廠亦在第一階段投石問路,廣闊“錢景”在當(dāng)下只是一種美好假設(shè)。當(dāng)前眾多券商盡力營造緊迫感,羅列日益增長的新能源裝機(jī)數(shù)據(jù)為論據(jù),聲稱“國內(nèi)虛擬電廠市場規(guī)模2030年可翻倍增長至千億元,其中2025~2030年年均復(fù)合增速高達(dá)10%以上”,更不乏有大膽者預(yù)測,虛擬電廠是“十個三峽”萬億級別空間新藍(lán)海。
論證過程頗有偷換概念之嫌,結(jié)論是否值得推敲另當(dāng)別論。真相是,后天很美好,卻難捱明天的困難,虛擬電廠在國外也并非一片坦途。
美國能源經(jīng)濟(jì)和金融分析研究所(IEEFA)近期發(fā)布報(bào)告稱,澳大利亞能源市場運(yùn)營商(AEMO)在2019年宣布其虛擬電廠示范項(xiàng)目時,AEMO預(yù)測到2022年可能有700兆瓦的規(guī)模。到2021年AEMO示范結(jié)束時,僅有31兆瓦加入,占應(yīng)急頻率控制和輔助服務(wù)(FCAS)3%的市場份額。
對于發(fā)展緩慢的原因,IEEFA報(bào)告指出,目前,對于客戶或虛擬電廠供應(yīng)商來說,沒有大額可靠收入,而開發(fā)成本可能是巨大的,特別是對于初創(chuàng)企業(yè)而言成本不低。因此,IEEFA預(yù)計(jì)虛擬電廠運(yùn)營商利潤率不高。
根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)今年4月對全球93家虛擬電廠企業(yè)的調(diào)研結(jié)果,截至目前尚未有任何一家虛擬電廠企業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利。加拿大安大略省獨(dú)立電力系統(tǒng)運(yùn)營公司高級經(jīng)濟(jì)師何愛民告訴記者:“在國外因?yàn)槌杀竞托б嬉蛩兀摂M電廠發(fā)展得并不快。”
虛火三:虛擬電廠即將井噴?
實(shí)際還要“過五關(guān)斬六將”
商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化,這些關(guān)鍵詞串起了虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主線。國外虛擬電廠建設(shè)趟出了一條成熟的產(chǎn)業(yè)化之路,囿于商業(yè)化的羈絆在規(guī)?;M(jìn)階路上步伐放緩。對照之下,我國虛擬電廠建設(shè)從白紙起步,從業(yè)者們抱著“先占位”的心態(tài)提前布局,在跌跌撞撞中為業(yè)界提供借鑒經(jīng)驗(yàn),不斷探路從0到1需要“過多少關(guān)斬多少將”。
決心出發(fā)要先定好朝向。虛擬電廠商業(yè)模式的建立需要依靠電力現(xiàn)貨市場,現(xiàn)貨市場的模式進(jìn)而決定了虛擬電廠的形態(tài)。國外不同的現(xiàn)貨模式,衍生出了不同的虛擬電廠模式。美國虛擬電廠以可調(diào)負(fù)荷為主,以德國為代表的歐洲國家以分布式電源為主,澳大利亞則以用戶側(cè)儲能為主。“歐洲采用自調(diào)度模式,我國采用集中式調(diào)度模式,歐洲虛擬電廠自平衡模式顯然不適用于我國,而我國目前的討論中常有人將其混為一談。虛擬電廠提供哪種類型的服務(wù),需要與當(dāng)?shù)氐碾娏κ袌瞿J较嘟Y(jié)合。”吳科俊告訴記者。
對我國而言,以現(xiàn)貨市場為基礎(chǔ)、真正參與電力市場的虛擬電廠屈指可數(shù)。今年6月,山西省能源局發(fā)布了《山西省電力市場規(guī)則匯編(試運(yùn)行V12.0)》。新版規(guī)則最大的亮點(diǎn)是將虛擬電廠、儲能企業(yè)納入山西電力市場主體范圍,其中虛擬電廠分為“負(fù)荷類”虛擬電廠、“源網(wǎng)荷儲一體化”虛擬電廠。今年8月,山東省下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步做好2022年下半年山東省電力現(xiàn)貨市場結(jié)算試運(yùn)行工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》,7月份起,虛擬電廠可作為獨(dú)立市場主體參與市場交易。
“不好推。”山東一線工作人員直言,“現(xiàn)貨市場里的負(fù)荷側(cè)虛擬電廠,說白了調(diào)度沒法調(diào),調(diào)度也不敢調(diào)。調(diào)度要保證電力供應(yīng),結(jié)果卻要主動調(diào)整用戶用電。受限于商業(yè)模式不成熟、補(bǔ)貼規(guī)模不充裕等原因,負(fù)荷側(cè)參與意愿也不強(qiáng)。一些已參與用戶或發(fā)電商的投資收益、技術(shù)支持、運(yùn)維服務(wù)等無法得到政策法律保障。另外,我國大多數(shù)工商業(yè)用戶側(cè)負(fù)荷可調(diào)控性差(或無),得到的補(bǔ)貼又難以超過損失的效益,寧愿根據(jù)市場價格主動調(diào)整,對于安裝相應(yīng)調(diào)控模塊被動接受調(diào)度態(tài)度消極。”
在實(shí)際操作過程中,現(xiàn)貨市場給予了明確的價格信號,比如某時段現(xiàn)貨價格高企,用戶可以選擇主動降低用電負(fù)荷獲得收益,也可以選擇繼續(xù)用電。“用戶擁有自主權(quán),為何要被動聽從人工指令呢?除非能夠額外再得到一筆足以動心的補(bǔ)貼。”山東地區(qū)一線人員結(jié)合親身操作經(jīng)驗(yàn)坦言。
現(xiàn)貨市場之外,虛擬電廠也積極謀求探索在輔助服務(wù)市場占有一席之地。不過我國輔助服務(wù)市場中,相較于煤電、燃?xì)鈾C(jī)組、常規(guī)水電、抽水蓄能、電化學(xué)儲能等一眾先頭部隊(duì),虛擬電廠可發(fā)揮空間有限。加之輔助服務(wù)市場本身價格機(jī)制尚待理順,虛擬電廠的加盟更多是示范意義。
商業(yè)模式的探索“萬事開頭難”,解決產(chǎn)業(yè)層面的藩籬更具實(shí)操價值。在產(chǎn)業(yè)層面,我國目前尚未出臺虛擬電廠各類資源準(zhǔn)入、并網(wǎng)、調(diào)度等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,各類設(shè)備及負(fù)荷聚合商通信協(xié)議不統(tǒng)一,數(shù)據(jù)交互壁壘高、不順暢,增加了建設(shè)難度和成本。目前,我國大部分試點(diǎn)項(xiàng)目的組織、實(shí)施和管理大體沿襲需求管理模式,不同項(xiàng)目對于虛擬電廠定義、內(nèi)涵、功能、服務(wù)也不甚明確統(tǒng)一,市場化響應(yīng)政策機(jī)制普遍缺乏,相關(guān)電價和補(bǔ)償機(jī)制也有待針對性完善。
在缺乏總體政策指導(dǎo)和機(jī)制驅(qū)動情況下,虛擬電廠目前的盈利模式不具可持續(xù)性,一定程度造成我國虛擬電廠發(fā)展的商業(yè)環(huán)境落后于技術(shù)環(huán)境;產(chǎn)業(yè)環(huán)境和商業(yè)模式不成熟,也一定程度制約了互聯(lián)網(wǎng)、智能電器等領(lǐng)域頭部企業(yè)入局虛擬電廠,難以激發(fā)其開展技術(shù)研究、設(shè)備研發(fā)和項(xiàng)目建設(shè)的熱情。
新業(yè)態(tài)的孵化“燒錢”又“燒腦”,對于追捧概念無視經(jīng)濟(jì)性的聲音,市場投資者和政策決策者需多方調(diào)研審慎看待。究其根本,電力市場是“土壤”,虛擬電廠是“植被”,與其說虛擬電廠的發(fā)展的過程是電力現(xiàn)貨市場完善的過程,不如說是電力現(xiàn)貨市場的發(fā)展為虛擬電廠落地生根創(chuàng)造了必備土壤。待現(xiàn)貨市場逐步完善,虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)化之路才能開啟。
原標(biāo)題:虛擬電廠的“三味虛火”