高温+电荒,千亿级虚拟电厂赛道,什么样的企业最容易跑出来?

电力大力士 2022-08-25

用电负荷能源虚拟技术

4072 字丨阅读本文需 10 分钟

持续的高温热浪席卷川渝,干涸的河流和水库,见证着这场多年不遇的旱灾,随之而来的便是缺电。

各地方纷纷暂停商业用电,选择“让电于民”。于是多家企业开始拉闸节电,作为用电大户,汽车行业更是影响严重。包括一汽丰田的成都工厂、长安工厂相继暂停生产。

除此之外,充电桩和换电站也加入了“断电”的行列,目前成都多家蔚来服务中心断电,不少特来电公共充电站也无法充电。

这一幕似曾相识,去年我们已经经历了一次缺电潮,眼下历史似乎在重演,有没有一种技术能够缓解或者避免用电荒?

实际上,确实有一项技术,正因号称能解决“缺电限电”问题而迅速火爆,那就是虚拟电厂。通过聚合发电、储能、用电三侧资源,虚拟电厂能有效弥合电力供需矛盾,成为解决缺电问题“最经济”的手段。

那么,虚拟电厂对缺电问题的解决力度到底如何?社会关注虚拟电厂的原因又是什么?当观察的视角深入产业,这条赛道上的主要玩家都有哪些,市场的机会又会留给谁?

1、“缺电”频发,虚拟电厂概念走高

消息面,入夏以来,四川、上海、浙江、江苏、河南、河北等多地最高气温超过40度,导致各地用电量及用电负荷持续飙升。

据报道,2022年6月以来,国家电网公司经营区域内,河南、河北、甘肃、宁夏等4个省级电网用电负荷创历史新高,国家电网经营区域最大用电负荷超过8.44亿千瓦,部分地区电力供需失衡。

在此背景下,虚拟电厂作为重要调节手段备受关注,概念股走俏也在情理之中。

所谓虚拟电厂,又称“看不见的电厂”,它没有厂房也没有机组,不烧煤不烧气,但能像常规电厂一样可以参与电力平衡。

具体来讲, “虚拟电厂”通过先进信息通信技术和软件系统,把分散在电网中的电源、负荷、储能资源,如光伏/风电设施、户用储能、电动车、充电桩、空调等整合起来,合并作为一个特别的电厂。

短期来看,虚拟电厂可以缓解极端天气带来的用电负荷骤然加大,长期来看,能够很好地协调智能电网与分布式能源之间的矛盾,在提升电力资源利用效率、促进清洁能源消纳等各个环节扮演重要作用。

据国家电网测算,通过火电厂实现电力系统削峰填谷,满足5%的峰值负荷需要投资4000亿;而通过虚拟电厂,在建设、运营、激励等环节投资仅需500-600亿元,可大大节省投资。

今年以来,国家发展改革委等部门印发的《“十四五”现代能源体系规划》以及北京、上海等省市相继发布的“十四五”能源电力发展规划及碳达峰实施方案,均对发展虚拟电厂提出明确要求,我国虚拟电厂发展具有广阔发展空间。

国内虚拟电厂目前处于发展初期,政策机制完善后,市场空间巨大。中金公司也表示,伴随虚拟电厂的渗透以及多元盈利途径的探索,预计国内虚拟电厂2030年有望触达1320亿元潜在市场空间。

2、参与者众,充电桩、储能厂商半路杀入

虚拟电厂方兴未艾,各大背景的上市/创业公司已开始布局。

从业者可以大致划分为两种。一类是“资源切入型”,以国家电网、发电集团、售电公司等有着天然的用电客户资源优势的地方性企业为主,这些企业自己有“矿”,比如国网综能、国网信通、国电南瑞等等。

另外,有着可调节负荷资源优势的新型储能领域玩家/充电桩玩家,也纷纷开启虚拟电厂探索,比如天楹股份、电享科技、国能日新、特来电、零碳智能等等。

不过,这部分储能/充电桩玩家并非虚拟电厂行业的主力军,而更多是将其作为一种收入补充方式。一位电力公司高级分析师告诉36碳,储能设备适合参与虚拟电厂调频,虚拟电厂是当下火热的储能行业的终极商业模式,经过测算发现,部分储能项目据此只需要3年就能够回收成本。

第二类主力玩家是“技术切入型”,为前述玩家提供软硬件技术服务能力,可以理解为提供“挖矿”工具。比如为参与冀北电力公司虚拟电厂建设的恒实科技、金智科技、科陆电子等上市公司,为江浙地市电网公司建设虚拟电厂的“浙达能源”,以及前述提到的创业公司“兆瓦云”。

尽管各大玩家已一脚跃入虚拟电厂领域,希望从广袤的电力市场化变革中分得一杯羹,各自对于虚拟电厂的认知并不一致。

一名行业人士告知,行业内一部分玩家对于虚拟电厂的理解相对狭隘,只是停留在如何获取补贴/套利。比如,有的厂商认为只要能实现设备负荷按照需求削减或增加,就能够建所谓的虚拟电厂,但本质上并没有与电网建立更深入的技术绑定和连接,成为电网的一部分。“慢慢的大家会发现很多能力瓶颈 ”,蒋雪冬表示。

而虚拟电厂是一个高度资源依赖、技术依赖和数据依赖的赛道,长期需要拼综合能力。

“营销团队是否足够专业,高技术能力的封装是否足够简单易用,基础能力是否足够标准化,决定了大家在这个赛道跑的快慢”,蒋雪冬表示。中金公司也提出,兼具资源与技术的虚拟电厂聚合商有望成为行业龙头。

不管是什么背景的玩家、以什么样的商业模式落地,数位行业人士告知,当下虚拟电厂摆在眼前的难点一方面在于,如何说服用户端尽可能把更多调节能力给到虚拟电厂运营厂商,把用户侧资源池子做大做丰富。

所以,目前行业面临的最大挑战是,厂商如何把虚拟电厂的能力推销出去,让用户愿意配合;其次,是要对用户端的负荷特性、生产计划和用电设备足够了解,协调好用户光伏、储能等多类资源,准确挖掘出用户的可调能力;最后才是,考虑如何对负荷进行分类/组合/优化/运营,把收益最大化。

上一个难点更多是在于,企业如何打磨内功。摆在眼前的另一个客观掣肘在于,政策和电网调度如何搭桥铺路。

未来虚拟电厂项目能不能做大,与政策引导直接挂钩。一位虚拟电厂创业者在某东南沿海省份落地业务的时候发现,尽管当地已经出台了电力辅助市场文件,但并没有很好落地执行,部分地区对于使用虚拟电厂进行电力调度的接受度并不高,反而更愿意接受抽水蓄能/火力机组调度等传统的灵活性资源调度方式。

一位分析师说,当前不管是电力市场推进速度,还是辅助服务、需求侧响应的政策还有待完善,“用户端以什么形式参与还没有框架”。此外,受电网调度关系的影响,发电侧、用电侧的聚合需要电网同意,”虚拟电厂能不能做、怎么做,还是要看电网。”

目前来看,不管是从清洁能源接入规模、市场成熟度,或是行业对虚拟电厂的认知来看,均处于从零到一的起步阶段。

在蒋雪冬看来,虚拟电厂这一个分支市场要快速发展起来,需要顶层设计、市场环境、配套政策、技术规范、工程规范的完善。

现在看来,骤然爆火的虚拟电厂还有一段路要走,但到如今,已经没有人会怀疑它的价值。

3、千亿级赛道开始发力向前,盈利点在哪?

当市场空间充裕,一个新的千亿级赛道开始发力向前。

从中国的现实来看,目前虚拟电厂已实现的负荷场景包括蓄热(电锅炉)、蓄冷(冷库)、商业楼宇(主要为中央空调与照明)、换电站、矿业、景区、大型工业负荷、储能等十数种场景。

不同的虚拟电厂玩家,其盈利模式也有所不同。目前虚拟电厂的盈利模式主要有三种:

第一种是通过响应电网的调度,为电网提供削峰填谷的辅助服务,赚取电网收益。我国首个虚拟电厂示范项目“国网冀北电力泛在电力物联网虚拟电厂示范工程”,在早期就采用这一模式;

第二种是凭借电的峰谷差价,参与能量市场套利,即帮助用户在用电低谷时储电,并在用电高峰期时反哺电网,赚取发电费用。国家电投集团在深圳部署的虚拟电厂,就是虚拟电厂通过参与电力现货市场交易获利的首例;

第三种则是优化用户的能源使用模型,降低用户容量电费,提高储能与用电设施的使用效率,由用户支付服务费用。目前,许多民营企业在运营虚拟电厂时都会采取这种模式。

在未来,同时玩转多种盈利模式,会成为虚拟电厂企业进化的方向。

4.虚拟电厂的壁垒是负荷

当下,虚拟电厂已迎来了发展的高峰期,社会热度前所未有,但距离真正落地,依旧长路漫漫。

王永利介绍,虚拟电厂的发展可分为邀约型、市场型和自主调度型三个阶段,每个阶段的演进,都要伴随着制度、技术的全方位升级。

邀约型是虚拟电厂最早期的阶段,顾名思义,主要以政府和调度部门邀请各方参与为主,多为试点,其控制手段初级,尚不具备市场交易模型。目前,我国现有虚拟电厂项目就以第一阶段为主。

对这个阶段的虚拟电厂运营模式,陈烨然打趣地形容:“本质就是‘打电话’,通过监控发电、储能以及负荷设备的使用情况,及时将发电曲线与负荷曲线的变化告诉有关部门,供其参考,依靠人工手段协调调度。”

区别于邀约型,市场型虚拟电厂可参与各类型的市场交易,能基本实现各类资源的优化和调度,国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂示范工程就处在这一发展阶段。从技术的角度看,虚拟电厂的初创企业,如兆瓦云和零探智能,也都处在这一阶段。

何宇俊认为,从邀约型向市场型突破有两个核心难点,一是技术升级,即算法模型的完善;二是拓客,即扩充签约容量池。相比于单纯的技术问题,如何吸引用户参与虚拟电厂交易,如何获取用户信任,并使之接受虚拟电厂的调度显然更加困难。

当下,不论是发电侧还是用电侧,其参与虚拟电厂调节的积极性都不高。

对于发电厂而言,“发电量才是印钞机”的传统思维还没有完全转变,通过增加自身发电量来获得收益依旧是首选项。尤其是营收动辄高达百亿的大型发电集团,参与虚拟电厂调度而产生的百万、千万级利润还并不足以吸引其躬身入局。

利润薄的问题同样困扰着用电侧。据了解,在华北地区,如果虚拟电厂的平均日响应量能达到60MW时,那它获取的平均日收益应当在2500元左右,而国内目前绝大多数虚拟电厂的日响应能力,均在100MW上下。很明显,对于大型工厂而言,单日百元、千元级的收益,吸引力并不明显。

冀北虚拟电厂是中国首个虚拟电厂落地项目,代表国内先进水平,其运营收益也同样有限。「甲子光年」获悉,冀北虚拟电厂的建设投资约为3000万元,在2021年,其参与调峰调频的频率大概为每年5-6次,实现的运营商和用户收益约为600余万元。

陈烨然也表示,零探智能虚拟电厂项目,目前也多是在为客户提供储能服务时的增值服务,“我们有一个工厂客户上了虚拟电厂项目,在平时生产中主要是配合电价的峰谷差,帮助节约电费;在限电时,则通过储能动态增容来保证工厂的稳定生产。只有在保证工厂正常运作的前提下,才能去调动储能参与电力市场的需求响应,客户对这部分服务的关心程度有限。”

除了利润薄,客户之所以不用虚拟电厂,还因为对其安全性缺乏信任。据某智慧电源设备龙头企业的副总经理马化云(化名)介绍,当其公司在试图调节用户的生产设备使用时间时,用户总是非常警惕,“对用户来说,植入一个能直接控制设备运行情况的系统,无异于将要害暴露给别人。”

对于信任问题,兆瓦云给出的解决方案是“基于用户的用电数据,对其负荷资源进行‘分解辩识’,区分出可控容量与不可控容量,并仅对可控容量部分进行调控,以此保证用户的正常用电行为。”

或许,随着赛道的发展,未来的虚拟电厂会形成以电网调度需求为核心,发电集团、具备国资背景的能源数字化企业,以及民营企业三足鼎立的市场格局。发电集团以及能源数字化领域的国家队,或将共享发电侧资源这块蛋糕,而广袤的负荷侧市场,如工厂、楼宇、充电桩以及新能源汽车,则会由民营企业来运营。

当虚拟电厂的发展走向成熟,风光电的消纳将不再是难题,每一度电都会被充分的调度、利用,做到真正的用电有序。而到了那个时刻,如去年缺煤、今年缺水而引发的限电潮,将不再轻易发生。

让我们期待那样一个未来。

文章来源:香港财华社,36碳,甲子光年

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