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、最高電力負荷，“水電大省”四川電力供需形勢由高峰時期電力“緊缺”，轉變?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、可調的分布式能源。國內首家虛擬電廠管理中心落地、首個省級虛擬電廠實施方案印發(fā)、虛擬電廠可作為獨立市場主體參與現(xiàn)貨市場交易……近年來，虛擬電廠在我國獲得實質進展。國際方面已有成功實踐，亮點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口分一杯羹。Wind數(shù)據(jù)顯示，自年內4月份低點以來，“虛擬電廠”指數(shù)累計漲幅高達84.21%，跑贏同期滬深300指數(shù)76.02個百分點，實現(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。

　　事實上，虛擬電廠業(yè)務在我國尚未形成規(guī)模，多數(shù)企業(yè)相關業(yè)務尚未落地，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，一邊驚嘆資本強大的“鈔能力”，一邊臨時補課追趕落了下風的步伐。虛實之間，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，一面照出了能源轉型的艱巨和復雜。

　　虛火一：虛擬電廠拯救電荒?

　　實際調節(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。

　　2021年2月，美國得州遭遇數(shù)十年來最冷天氣，電力需求超預期增長;另一方面，寒潮導致天然氣供給短缺，加上風機受凍無法發(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，水電裝機比重超過75%，煤電裝機比重不足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不足，電源結構性問題導致上述地區(qū)電力供應趨緊。

　　國內外能源轉型從根源上面臨“魚和熊掌不可兼得”的兩難抉擇：風與光低碳但“看天吃飯”，瞬息間千變萬化難以控制;煤油氣化石能源可控可靠但高碳高能耗，基礎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、地區(qū)跨度之大、分布數(shù)量之多前所未有，依靠人工難以準確把控錯綜復雜的運行局面，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“負電廠”加大消納;既可快速響應指令保障系統(tǒng)穩(wěn)定，也可如同真實的電廠一樣參與各類電力市場獲得經(jīng)濟收益。簡而言之，虛擬電廠不生產電，只是電的搬運工。

　　目前虛擬電廠在發(fā)達國家已有成熟實踐。以歐洲為例，2005~2009年，來自歐盟8個國家的20個研究機構和組織合作實施和開展了FENIX項目，旨在將大量的分布式電源聚合成虛擬電廠。此后，虛擬電廠項目不斷升級，用以聚合管理需求側資源和分布式能源。美國則通過虛擬電廠降低用電負荷來保證電網(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管理示范項目“上海黃浦區(qū)商業(yè)建筑VPP項目”建設;2019年，國網(wǎng)冀北電力的虛擬電廠示范工程投運;今年，深圳虛擬電廠管理中心正式揭牌，山西省發(fā)布國內首份省級虛擬電廠運營管理，山東省虛擬電廠可作為獨立市場主體參與電力交易。

　　促進新能源消納、優(yōu)化調度運行、服務電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，是虛擬電廠的確定性價值。今年以來有關保供的舉措中，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”類似云云觀點聽起來酷炫，但不免有資本方‘炒作畫餅’之嫌。”業(yè)內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)實的。”華能浙江公司吳科俊告訴記者，“準確表述是，可以緩解供需矛盾，讓其直接發(fā)電頂負荷是不可能的，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)的特定細分領域發(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)電設備，注意是發(fā)電設備，而不是調節(jié)設備。虛擬電廠可以實現(xiàn)短時間的負荷用電特性調整，比如10小時以內，負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荷持續(xù)很長時間不用電?或者說給多少錢才能實現(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，本質上要解決時間空間上供應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，以及全球應對氣候變化面臨的共同迷局中，虛擬電廠這類調節(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了這一事實：“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?

　　實際是行政指令下的需求響應

　　有關虛擬電廠的流行故事里，火力最猛的標簽還有“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加持下，物理電流和通信電波打破結界翻騰挪躍，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體行業(yè)的脫節(jié)一角。“當前活躍臺前的虛擬電廠業(yè)務，本質上還是‘電力需求響應’。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，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試點以來，在我國開展了大量實踐。典型應用場景之一，即每年迎峰度夏供電缺口期，通過供電企業(yè)提前邀約，用戶響應邀約，在約定時間減少用電。事后，參與響應的用戶可以獲得補貼，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“大力提升電力負荷彈性”，加強電力需求側響應能力建設，力爭到2025年，電力需求側響應能力達到最大用電負荷的3%~5%。

　　需求響應和虛擬電廠之間，能以假亂真但不能如假包換。一般認為虛擬電廠的范疇包括需求響應，兩者本質相同，是同時存在的兩個概念，區(qū)別主要在于包含主體的變化，前者是對后者的補充與拓展，后者是前者的子集。前者不僅聚合了可調負荷，還重點關注近幾年大規(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，虛擬電廠的運作機制和電力現(xiàn)貨市場關聯(lián)更緊密。需求響應通常只在傳統(tǒng)的夏季負荷供應緊張期間，根據(jù)特定的機制緩解用電緊張。脫離了電力市場這個關鍵語境，虛擬電廠實質仍是行政指令下的需求響應。吳科俊直言：“需求響應是計劃模式下的一種補貼機制，效率較低且不可持續(xù)。”

　　王澍指出，虛擬電廠技術或類似負荷控制技術，已經(jīng)在科研領域出現(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。沒有電力市場機制，具體來說是沒有電力現(xiàn)貨市場機制，虛擬電廠只能是示范示范再示范，無法形成商業(yè)化、規(guī)模化、常規(guī)化的產業(yè)形態(tài)。

　　虛擬電廠是打開“能源數(shù)智化的關鍵鑰匙”，卻未能推開市場的門。我國電力現(xiàn)貨市場尚處于模擬結算試運行中，以此為基的國內虛擬電廠亦在第一階段投石問路，廣闊“錢景”在當下只是一種美好假設。當前眾多券商盡力營造緊迫感，羅列日益增長的新能源裝機數(shù)據(jù)為論據(jù)，聲稱“國內虛擬電廠市場規(guī)模2030年可翻倍增長至千億元，其中2025~2030年年均復合增速高達10%以上”，更不乏有大膽者預測，虛擬電廠是“十個三峽”萬億級別空間新藍海。

　　論證過程頗有偷換概念之嫌，結論是否值得推敲另當別論。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)濟和金融分析研究所(IEEFA)近期發(fā)布報告稱，澳大利亞能源市場運營商(AEMO)在2019年宣布其虛擬電廠示范項目時，AEMO預測到2022年可能有700兆瓦的規(guī)模。到2021年AEMO示范結束時，僅有31兆瓦加入，占應急頻率控制和輔助服務(FCAS)3%的市場份額。

　　對于發(fā)展緩慢的原因，IEEFA報告指出，目前，對于客戶或虛擬電廠供應商來說，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預計虛擬電廠運營商利潤率不高。

　　根據(jù)彭博新能源財經(jīng)(BNEF)今年4月對全球93家虛擬電廠企業(yè)的調研結果，截至目前尚未有任何一家虛擬電廠企業(yè)實現(xiàn)盈利。加拿大安大略省獨立電力系統(tǒng)運營公司高級經(jīng)濟師何愛民告訴記者：“在國外因為成本和效益因素，虛擬電廠發(fā)展得并不快。”

　　虛火三：虛擬電廠即將井噴?

　　實際還要“過五關斬六將”

　　商業(yè)化、產業(yè)化、規(guī)模化，這些關鍵詞串起了虛擬電廠產業(yè)發(fā)展的主線。國外虛擬電廠建設趟出了一條成熟的產業(yè)化之路，囿于商業(yè)化的羈絆在規(guī)?；M階路上步伐放緩。對照之下，我國虛擬電廠建設從白紙起步，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，不斷探路從0到1需要“過多少關斬多少將”。

　　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負荷為主，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儲能為主。“歐洲采用自調度模式，我國采用集中式調度模式，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，需要與當?shù)氐碾娏κ袌瞿Ｊ较嘟Y合。”吳科俊告訴記者。

　　對我國而言，以現(xiàn)貨市場為基礎、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(試運行V12.0)》。新版規(guī)則最大的亮點是將虛擬電廠、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)《關于進一步做好2022年下半年山東省電力現(xiàn)貨市場結算試運行工作有關事項的通知》，7月份起，虛擬電廠可作為獨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)貨市場里的負荷側虛擬電廠，說白了調度沒法調，調度也不敢調。調度要保證電力供應，結果卻要主動調整用戶用電。受限于商業(yè)模式不成熟、補貼規(guī)模不充裕等原因，負荷側參與意愿也不強。一些已參與用戶或發(fā)電商的投資收益、技術支持、運維服務等無法得到政策法律保障。另外，我國大多數(shù)工商業(yè)用戶側負荷可調控性差(或無)，得到的補貼又難以超過損失的效益，寧愿根據(jù)市場價格主動調整，對于安裝相應調控模塊被動接受調度態(tài)度消極。”

　　在實際操作過程中，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荷獲得收益，也可以選擇繼續(xù)用電。“用戶擁有自主權，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貼。”山東地區(qū)一線人員結合親身操作經(jīng)驗坦言。

　　現(xiàn)貨市場之外，虛擬電廠也積極謀求探索在輔助服務市場占有一席之地。不過我國輔助服務市場中，相較于煤電、燃氣機組、常規(guī)水電、抽水蓄能、電化學儲能等一眾先頭部隊，虛擬電廠可發(fā)揮空間有限。加之輔助服務市場本身價格機制尚待理順，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”，解決產業(yè)層面的藩籬更具實操價值。在產業(yè)層面，我國目前尚未出臺虛擬電廠各類資源準入、并網(wǎng)、調度等相關標準規(guī)范，各類設備及負荷聚合商通信協(xié)議不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)交互壁壘高、不順暢，增加了建設難度和成本。目前，我國大部分試點項目的組織、實施和管理大體沿襲需求管理模式，不同項目對于虛擬電廠定義、內涵、功能、服務也不甚明確統(tǒng)一，市場化響應政策機制普遍缺乏，相關電價和補償機制也有待針對性完善。

　　在缺乏總體政策指導和機制驅動情況下，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)境落后于技術環(huán)境;產業(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)、智能電器等領域頭部企業(yè)入局虛擬電廠，難以激發(fā)其開展技術研究、設備研發(fā)和項目建設的熱情。

　　新業(yè)態(tài)的孵化“燒錢”又“燒腦”，對于追捧概念無視經(jīng)濟性的聲音，市場投資者和政策決策者需多方調研審慎看待。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，虛擬電廠的產業(yè)化之路才能開啟。