3、電力需求側響應的市場空間及商業(yè)模式
3.1、電力需求側響應市場空間廣闊
根據《電力需求側管理辦法》(征求意見稿)中的有關要求，到2025年各省需求響應能力達到最大用電負荷的3%-5%，其中年度最大用電負荷峰谷差率超過40%的省份達到5%或以上(峰谷差率為統計時間內峰谷差與最高負荷的比值)，負荷監(jiān)測能力達到經營區(qū)域內最大用電負荷的70%以上，負荷控制能力達到經營區(qū)域內最大用電負荷的10%以上;到2030年，形成規(guī)?；膶崟r需求響應能力，結合輔助服務市場、電能量市場交易可實現電網區(qū)域內可調節(jié)資源共享互濟。電網企業(yè)依托新型電力負荷管理系統開展負荷精準調控，各地負荷監(jiān)測能力應逐步達到本地區(qū)最大用電負荷的70%以上，負荷控制能力應逐步達到本地區(qū)最大用電負荷的10%以上。各地10kV(6kV)及以上高壓電力用戶應全部納入負荷管理范圍。
(1)電力需求側響應發(fā)展的三個階段分別為邀約型、交易型和自治型。目前我國還處在邀約型的第一階段，由政府機構組織發(fā)出邀約信號，組織資源完成需求響應。第二階段為交易型，是在電力現貨市場和輔助服務市場建成后，通過電力交易引導市場主體加入電力市場以獲得收益。第三階段發(fā)展為自治型，能夠實現靈活調度電力資源、通過信息強化市場主體參與力度。
(2)數字化、智能化技術助力新型電力系統發(fā)展。數字信息技術是新型電力系統的重要驅動。為適應新能源在源網荷儲多環(huán)節(jié)的接入、交互和調度，“云大物移智鏈邊”等數字技術將在新型電力系統中廣泛應用。負荷側方面，通過微電網、虛擬電廠、綜合能源管理服務(智慧樓宇、智慧園區(qū)、智慧家庭、車聯網等)等技術加持，用戶將積極參與需求側響應，從而提升電力系統靈活性，最終實現“源網荷儲”的協同運行、靈活互動。電源側方面，未來將建設更多的風光發(fā)電基地和分布式電源設備，數字化技術可以為供給側的靈活調度提供有力的技術支持。電網側方面，推動分布式智能電網廣泛應用，促進分布式新能源并網消納，利用電網智能巡線、智能變電站、邊緣智能等數字化技術，保障電網的高效運轉和安全運行。
(3)電力需求側響應和綜合能源服務的市場空間測算。微電網/區(qū)域性綜合能源服務是虛擬電廠的“下沉市場”，短期服務于電網調度，長期形成大小網兼顧的配合模式。電力需求側響應市場空間：主要包括電網數字化和電力需求側響應各級架構，核心為電改進度(峰谷價差倒逼電改政策，完善商業(yè)模式是盈利的前提);各級架構的軟件(功率預測、調度、交易、負控軟件等)。23-25年我國縣級負荷管理平臺資產存量市場空間分別為6/30/60億元，縣級負荷管理平臺滲透率將于2025年達到100%。2024/2025/2030年我國虛擬電廠平臺資產存量市場空間分別為113/204/320億元。2024/2025/2030年我國聚合商、虛擬電廠邀約型市場運營空間分別為66/238/504億元。2024/2025/2030年我國聚合商、虛擬電廠市場型市場運營空間分別為59/219/526億元。
綜合能源服務市場空間：根據清大科越招股說明書(申報稿)中援引自中國電力企業(yè)聯合會《綜合能源服務發(fā)展情況研究》中的有關數據，預計2020-2025年，我國包括能源互聯網在內的綜合能源服務產業(yè)市場潛力規(guī)模將由0.5萬億元增長到0.8~1.2萬億元;2035年步入成熟期，市場潛力規(guī)模約在1.3~1.8萬億元。
(4)國內虛擬電廠項目情況
目前，國內的虛擬電廠仍處于邀約型(需求響應為主)的試點和探索階段。虛擬電廠把分布式能源、儲能、可調負荷等分散在電網的各類可調資源相聚合，進行協同優(yōu)化運行控制和市場交易，實現電源側的多能互補與負荷側的靈活互動，搭建與電力系統與可調資源之間的橋梁。
3.2、海外虛擬電廠模式與公司梳理
3.2.1、電力市場化打開全球虛擬電廠市場空間
電力市場化為虛擬電廠厚植創(chuàng)新發(fā)展土壤。為保證電力市場供需平衡，峰谷分時電價機制(Time-of-usetariffs)和電力交易通過市場手段鼓勵用戶調整用電量，釋放需求側靈活性，實現削峰填谷，有助于提高可再生能源的滲透率。
(1)美國電價形成機制
以較早電力市場化的加州為例，非居民用戶強制實行峰谷分時電價，售電公司根據用戶分類、最大需電量等標準，提前劃分出百余種電價資費標準，電費與分時電價、冬夏時令等因素有關，不按照批發(fā)市場調整每日電價。居民可自愿選擇實行分時電價，電價在一年內會進行多次調整。由加州非營利性的獨立系統運營商(CAISO)負責監(jiān)管電力系統、輸電線路和電力市場的運行。
(2)德國電價形成機制
2022年，德國可再生能源發(fā)電量再創(chuàng)新高，占總用電量的46.3%。德國政府要求可再生能源電廠參與市場交易，因為中型電廠單獨參與電力市場交易的邊際成本較高，虛擬電廠可以通過整合電力資源為其提供服務。德國實行分時電價，終端用戶可以自由選擇售電公司。形成日前、日內電力現貨市場(在歐洲電力現貨交易所EPEXSPOT交易)、電力期貨市場(在歐洲能源交易所EEX交易)與多級調頻輔助服務市場的電力市場結構。日間電力市場允許接近實時的電力交易。允許供過于求、可再生能源發(fā)電過剩等原因導致的負電價。平衡基團是電量平衡的核心機制。平衡基團中，必須通過買入或賣出電量達到平衡，該機制使電量像證券一樣可以交易，同時預測服務公司對可再生能源發(fā)電量提前預測。完善的平衡基團機制、精準預測和彈性負荷，為德國虛擬電廠的高水平發(fā)展奠定了重要基礎。
3.2.2、NextKraftwerke:歐洲最大的虛擬電廠與可再生能源電力交易商之一
德國私營公司NextKraftwerke(NEXT)成立于2009年，是歐洲最大的虛擬電廠之一，也是歐洲最大的可再生能源電力交易商之一。截止2022年Q4，公司已擁有15346個聚合單元，聚合裝機容量達12.29GW，占德國2022年凈發(fā)電裝機容量的5.39%，2019年參與電力交易規(guī)模為15.1Twh。主營業(yè)務為能源現貨市場交易、電力銷售、用戶結算、虛擬電廠相關業(yè)務等。NEXT公司主要通過以下三種方式獲利：
NEXT公司的主要產品及服務包括：
(1)電力交易
交易品種主要包括EPEX現貨、EXAA以及其他歐洲電力交易品種。交易方式則涵蓋日內交易、日前交易、短期交易平臺、平衡服務、期貨平臺和場外交易。NEXT提供實時數據和預測服務，有利于參與者及時了解市場信息并做出相應決策。NEXTRA是公司開發(fā)的一款電力交易和投資組合管理軟件，為發(fā)電廠、聚合商和消費者用戶提供數據分析、數據預測、市場參與、能源管理等功能。數據分析功能可以對用戶上傳的發(fā)電、購電、電力消費和電力計量數據進行實時分析;數據預測功能可以預測和量化投資組合中的不平衡數據，幫助消費者做出更好的商業(yè)決策;市場參與功能可以幫助消費者參與電力市場交易，從而獲得更好的價格和更高的收益;能源管理幫助聚合商和發(fā)電廠更好地通過軟件平臺管理資產。
(2)電力調度
市場價格變化巨大(日前交易市場電力價格每天變化24次，EPEX現貨市場電力價格每天變化96次)，期間價格差異可能超過50歐元/kWh。供電參與者可以通過在電價高峰時發(fā)電，電價低谷時讓資產休息，創(chuàng)造靈活性收入;需電參與者則可以在電價低谷時使用電力，電價高峰時減少用電，以降低能源成本。NEXT公司的專業(yè)分析員將為參與者提供高質量的時間表，其中包括短期電力交易所價格信息，使得參與者可以通過上述方式獲益。
(3)平衡電網
通過虛擬電廠聚合風電場、太陽能電廠、沼氣發(fā)電廠、水電廠等可調資源，形成規(guī)模優(yōu)勢，幫助穩(wěn)定和平衡其公司分布地區(qū)的電網，從而為電力供給者創(chuàng)造收入。
虛擬電廠將具有較短反應時間的小型發(fā)電資源進行聚合，可以提供更長的時間尺度和更高的靈活性。NEXT為7個歐洲輸電系統運營商區(qū)域提供電網輔助服務。2016-2019年，公司營業(yè)收入大幅增加，從2016年的2.83億歐元增長至2019年的7.35億歐元，2019年營收同比增長46.85%。受新冠疫情影響，2020年營收有所下降。隨著疫情影響減弱，2021年營收回升，同比增長3.87%。NEXT公司聚合裝機容量逐年攀升，2022年聚合容量首次超過1萬兆瓦。公司聚合裝機容量自2009年成立以來，總體增勢迅猛，可以反映虛擬電廠服務的市場需求較大。2019年，NEXT公司成為德國最大的光伏電站聚合商;2021年被殼牌公司收購，殼牌的目標是幫助NEXT公司自2030年起每年銷售560Twh電力。
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