虛擬電廠的“三味虛火”

　　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)

　　有關(guān)虛擬電廠的流行故事里，火力最猛的標(biāo)簽還有“黑科技”。虛擬電廠似乎具有無窮的魅力，其能“打造數(shù)字化能源世界”。在充滿未來感的話術(shù)加持下，物理電流和通信電波打破結(jié)界翻騰挪躍，虛擬電廠似乎成為“云、大、物、移、智”的代名詞。

　　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?，虛擬電廠發(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。