21世紀經濟報道記者 吳斌 上海報道 極端天(tian)(tian)氣、新能源“看天(tian)(tian)吃飯”、無(wu)序充電……解(jie)決(jue)能源安全問(wen)題刻不容(rong)緩。
盡管新能源發電是大(da)(da)勢(shi)所趨，但卻具有波動性和(he)無(wu)序(xu)性，如何(he)解決大(da)(da)規模可再生(sheng)(sheng)能源發電產生(sheng)(sheng)的棄風、棄光、棄水、消納，成為一個(ge)全(quan)球(qiu)性難題(ti)。
特銳德＆特來電(dian)(dian)董事長于(yu)德翔對21世(shi)紀經濟報道記者(zhe)表示，新能源汽車儲(chu)能的潛力極大(da)，會是(shi)一個(ge)巨(ju)大(da)的藍海市(shi)場，相(xiang)信以電(dian)(dian)動汽車為(wei)核心的電(dian)(dian)池儲(chu)能和光、儲(chu)、充一體化的智慧(hui)能源系統很快就(jiu)會在全國逐步(bu)展開。無序(xu)充電(dian)(dian)的時代(dai)即將結束，之后就(jiu)會進入有序(xu)充電(dian)(dian)階(jie)段。
從更大范圍來看(kan)，虛擬電(dian)廠風口已然席卷(juan)全球。歐盟(meng)正(zheng)在(zai)醞釀“能源(yuan)系統數(shu)字化”計劃，預計9月底會正(zheng)式發布，2030年前(qian)在(zai)基礎設施方面投資(zi)5650億歐元，并尋求從2024年開始推動共享(xiang)電(dian)力使用數(shu)據，提高地區(qu)能源(yuan)市場(chang)的靈(ling)活性(xing)，允許(xu)電(dian)動汽車將(jiang)電(dian)力重新輸(shu)入電(dian)網。
在美國(guo)，特(te)斯(si)(si)拉也在積(ji)極布局(ju)虛擬電(dian)廠。特(te)斯(si)(si)拉與美國(guo)地產(chan)商正在得(de)州奧斯(si)(si)汀安裝Solar Roof（屋(wu)頂(ding)光伏）和Powerwall，奧斯(si)(si)汀或將迎(ying)來世界上第一個特(te)斯(si)(si)拉光伏社區，屋(wu)頂(ding)光伏項目產(chan)出的多余電(dian)力可能會被納(na)入特(te)斯(si)(si)拉的得(de)州虛擬電(dian)廠。
此外，特(te)斯(si)拉(la)已與南加(jia)州愛迪生公(gong)司（SCE）建立(li)合作(zuo)關(guan)系，將其位(wei)于(yu)(yu)北加(jia)州的虛擬電(dian)廠(chang)業(ye)務擴大至該(gai)州的南部地(di)區。目(mu)前(qian)，位(wei)于(yu)(yu)加(jia)州西南部的洛杉磯和(he)周邊地(di)區的特(te)斯(si)拉(la)Powerwall用戶已可以通過向電(dian)網提供電(dian)力獲得相應的報酬。
全球風口“撲面而來”
隨著極端(duan)天氣導(dao)致區域性(xing)電(dian)(dian)力短缺、高比例新能(neng)源(yuan)帶來的(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)隨機性(xing)、不確(que)定性(xing)的(de)(de)問(wen)題加劇，虛擬(ni)電(dian)(dian)廠的(de)(de)重要(yao)性(xing)愈發(fa)凸顯。
虛擬電廠是一種通過先進(jin)信息通信和監(jian)測控制技術，實現對(dui)海量(liang)分布式新能源(yuan)、儲能系統、可控負荷(he)（電動(dong)汽車）等(deng)的聚合和協(xie)調優化，并將其整(zheng)體作為一個(ge)特殊電廠參與電網運行(xing)和電力市場的電源(yuan)協(xie)調管理系統，對(dui)外(wai)表現為一個(ge)可控能源(yuan)。
其實早在(zai)1997年，Shimon Awerbuch博士(shi)在(zai)其著作(zuo)《虛擬(ni)公共設施：新興產業的(de)描述、技術及競爭力》中便提出(chu)了“虛擬(ni)電廠”相關概念(nian)，受市場驅動的(de)獨(du)立(li)實體間靈(ling)活合作(zuo)，且能夠為消費者提供所需的(de)高效電能服(fu)務而不必擁(yong)有相應的(de)資產。
對(dui)于中(zhong)國而言，在邁向(xiang)“3060”雙碳(tan)目標(biao)的過程中(zhong)，光伏、風(feng)電、新能源汽(qi)車產(chan)業將(jiang)發(fa)揮重要作用。中(zhong)國的光伏和風(feng)電產(chan)業發(fa)展雖然已相當成熟(shu)，發(fa)電成本低，但無法確保全天候供電，光伏和風(feng)電的無序、波動及消納也是(shi)待解決的難題。
全世界(jie)電(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)特點是(shi)發(fa)電(dian)和用電(dian)在同一(yi)時間必須相等、平衡，若不(bu)能(neng)做到實(shi)時平衡，電(dian)網(wang)(wang)就會崩潰瓦解(jie)，導致大(da)停電(dian)。近十(shi)年中國打(da)造了(le)世界(jie)最堅(jian)強電(dian)網(wang)(wang)，對發(fa)電(dian)側的(de)(de)機組調峰(feng)也做了(le)升級改造，但對新能(neng)源還(huan)是(shi)不(bu)能(neng)全額消納。
據國家(jia)電(dian)網測(ce)算，通過火(huo)電(dian)廠實(shi)現電(dian)力系統削峰(feng)填谷(gu)，滿足5%的峰(feng)值負(fu)荷需要投資(zi)4000億(yi)(yi)；而(er)通過虛(xu)擬(ni)電(dian)廠，在建設、運營、激勵等環(huan)節(jie)投資(zi)僅需500億(yi)(yi)-600億(yi)(yi)元。
中國“十(shi)四五”現(xian)代能(neng)源體(ti)系規劃明確(que)提出，要加強電力(li)需求側(ce)響應能(neng)力(li)建設，整合(he)分散需求響應資源，虛擬電廠正是(shi)實現(xian)這一目標的(de)關鍵。
在廈(sha)門大學中(zhong)國能源(yuan)政(zheng)策(ce)研(yan)究院院長林伯強看(kan)來，我國電力(li)供應(ying)量整體處于穩定區間，短期內(nei)不會(hui)有太大的變化，面對極端天氣下用電負(fu)荷驟然加大的情(qing)況，加強電力(li)調度尤(you)為關鍵，虛擬(ni)電廠的優勢在今(jin)年(nian)被凸顯出(chu)來。
從全球來看，虛擬(ni)電(dian)廠(chang)的浪潮早已掀起(qi)。從2000年起(qi)，德國、英國、法(fa)國、西班牙、丹(dan)麥等(deng)歐洲國家(jia)開(kai)始興(xing)起(qi)以發(fa)電(dian)側(ce)資(zi)源聚合(he)為主(zhu)要目標的虛擬(ni)電(dian)廠(chang)項目，并誕生出(chu)歐洲最(zui)大的虛擬(ni)電(dian)廠(chang)運營商德國Next-Kraftwerke公司。
而美國則聚焦(jiao)用(yong)(yong)(yong)戶側(ce)資源(yuan)，實行需求側(ce)響(xiang)應，通(tong)過市場化激勵機(ji)制引導用(yong)(yong)(yong)戶錯峰用(yong)(yong)(yong)電，保(bao)障電網(wang)系統穩定性，如特斯拉布局(ju)家用(yong)(yong)(yong)儲能Powerwall。
去年，特(te)(te)斯(si)(si)拉(la)在(zai)加州(zhou)啟動(dong)了一個虛(xu)擬電廠(chang)試點項目，讓電網在(zai)壓力較大的時候(hou)可(ke)以從Powerwall用(yong)(yong)戶(hu)處調(diao)動(dong)電力。今(jin)年6月(yue)，特(te)(te)斯(si)(si)拉(la)和(he)覆蓋北加州(zhou)地區的太平洋燃氣電力公司(si)（PG&E）在(zai)特(te)(te)斯(si)(si)拉(la)APP上(shang)推出了虛(xu)擬電廠(chang)正式版功能模塊，Powerwall用(yong)(yong)戶(hu)和(he)特(te)(te)斯(si)(si)拉(la)車主可(ke)以通過特(te)(te)斯(si)(si)拉(la)應用(yong)(yong)程(cheng)序(xu)加入項目并獲取收益。
當虛(xu)擬電廠需要(yao)調動Powerwall用(yong)(yong)戶(hu)的電力時，每調動1千瓦時（度(du)）的電力將向用(yong)(yong)戶(hu)支付2美(mei)(mei)元的報酬激勵(li)。據估計，Powerwall用(yong)(yong)戶(hu)能在每起(qi)電力緊急狀況(kuang)期間總共獲(huo)得10至60美(mei)(mei)元。
與海外相對(dui)成(cheng)熟的虛擬電廠業務相比，國內虛擬電廠建設尚未(wei)形成(cheng)成(cheng)熟的成(cheng)套解決方案，處于概念驗證(zheng)和試(shi)點階段，但(dan)未(wei)來發展前(qian)景廣闊(kuo)。
電動汽車能否化身“超級電池”？
針對風電光(guang)伏的(de)無(wu)序(xu)性(xing)和波動(dong)性(xing)，需要(yao)建立大規(gui)模儲能才能消納(na)，目前國家要(yao)求風電企業要(yao)按照裝機容量配置(zhi)10%的(de)儲能，以對沖和平(ping)衡風電光(guang)伏的(de)波動(dong)性(xing)和無(wu)序(xu)性(xing)。
如何低成(cheng)(cheng)本(ben)儲(chu)能成(cheng)(cheng)了關鍵問題(ti)。充電網(wang)(wang)鏈接電動汽車(che)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)儲(chu)能網(wang)(wang)，對電網(wang)(wang)起到巨大平衡調節作用(yong)，同時利用(yong)起電動汽車(che)的(de)兼職和共享屬性，成(cheng)(cheng)本(ben)很低，可以促進風電、光伏的(de)規模化發(fa)展(zhan)。
根據發改(gai)委(wei)發布(bu)的數據，截至2022年(nian)8月，中國新能源(yuan)汽車保有量為(wei)1099萬輛(liang)。目前電(dian)動(dong)汽車規模還不夠大，但不斷增長(chang)的市場意(yi)味著未(wei)來(lai)電(dian)動(dong)汽車或有望成為(wei)“超級電(dian)池”。
多數(shu)電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車80%的時間都(dou)處于(yu)停(ting)泊狀態，在(zai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)的低谷期(qi)把棄(qi)風、棄(qi)光(guang)、棄(qi)水(shui)的低成本(ben)電(dian)(dian)(dian)充到(dao)電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車里，在(zai)高峰(feng)期(qi)可以把車上富余的電(dian)(dian)(dian)賣出來(lai)，實現對電(dian)(dian)(dian)網(wang)的削峰(feng)填(tian)谷。
據特來電(dian)(dian)計算，目前每(mei)臺電(dian)(dian)動汽(qi)車(che)(che)上平均(jun)(jun)裝(zhuang)(zhuang)了(le)50度鋰(li)電(dian)(dian)池，平均(jun)(jun)續(xu)航400千米(mi)，每(mei)天平均(jun)(jun)行駛里程50-60千米(mi)，每(mei)天消耗10-15度電(dian)(dian)，至少還有20度電(dian)(dian)可以(yi)參與電(dian)(dian)網(wang)儲(chu)能調(diao)(diao)(diao)峰服(fu)務(wu)。目前中(zhong)國的(de)(de)發電(dian)(dian)總裝(zhuang)(zhuang)機20億kW，若2030年(nian)中(zhong)國電(dian)(dian)動汽(qi)車(che)(che)達到(dao)1億輛，通過充電(dian)(dian)網(wang)鏈接到(dao)電(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)電(dian)(dian)動汽(qi)車(che)(che)的(de)(de)總電(dian)(dian)池量將達到(dao)50億kWh，若有1/3的(de)(de)車(che)(che)參與調(diao)(diao)(diao)峰，每(mei)輛車(che)(che)調(diao)(diao)(diao)峰20kWh，每(mei)天的(de)(de)調(diao)(diao)(diao)峰電(dian)(dian)量將達到(dao)6.6億度，等(deng)于電(dian)(dian)網(wang)裝(zhuang)(zhuang)了(le)一個巨大(da)的(de)(de)儲(chu)能調(diao)(diao)(diao)節池。
從能源(yuan)屬性上看，電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車就是一個移(yi)動(dong)儲(chu)能終(zhong)端。隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車的(de)規模化發展，鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)儲(chu)能的(de)價格已經(jing)從幾年(nian)前的(de)4元(yuan)/W下降到(dao)今(jin)天0.5元(yuan)/W，儲(chu)能的(de)成本(ben)也從2元(yuan)/W降到(dao)0.4元(yuan)/W，循環次數(shu)可以(yi)到(dao)3000次，循環1萬(wan)次的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)也指(zhi)日可待。電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)成為所(suo)有儲(chu)能中成本(ben)最低(di)的(de)、響應電(dian)(dian)(dian)網需求最快的(de)儲(chu)能模式。
這也意(yi)味著，隨著電(dian)動汽車的大規模發(fa)展(zhan)，充電(dian)網(wang)或將成為未來最(zui)大的儲能網(wang)，成為實現“3060”雙(shuang)碳目標的有利載體(ti)。
整體而言(yan)，當前虛擬電廠發展(zhan)的技術(shu)障礙已基本破除，但如何更好地實現(xian)商業化則(ze)是更為(wei)復雜的命題。
V2G（車(che)輛到電(dian)網）參(can)與虛擬電(dian)廠運(yun)行仍面臨(lin)一(yi)(yi)系(xi)列挑(tiao)戰。深創投(tou)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員林瑋(wei)對21世紀經濟(ji)報(bao)道記者表示，一(yi)(yi)二線(xian)負荷中心是否(fou)有(you)容量(liang)報(bao)裝(zhuang)？布線(xian)多長？自建(jian)樁(zhuang)(zhuang)多的農村(cun)或低線(xian)城市(shi)是否(fou)有(you)調峰需(xu)求？雙向充電(dian)樁(zhuang)(zhuang)是否(fou)是一(yi)(yi)個趨(qu)勢？電(dian)池折壽問(wen)題如何破解？高度隨機的電(dian)動車(che)充電(dian)如何統一(yi)(yi)控制(zhi)與管理(li)？回輸電(dian)流如何確(que)保穩定而(er)不沖擊電(dian)網？一(yi)(yi)系(xi)列問(wen)題都需(xu)要得到解決。
特銳德擬將特來電分拆至科創板上市
布(bu)局“超級(ji)電池(chi)”的(de)特來(lai)電是“創業(ye)板第一(yi)股(gu)”特銳(rui)德(de)控股(gu)子公司，股(gu)東包括國家產業(ye)調(diao)整基金(jin)、國新基金(jin)、國家電投、三(san)峽基金(jin)等(deng)。特銳(rui)德(de)有(you)關人士向21世(shi)紀經(jing)濟報道記者透露，特銳(rui)德(de)擬將特來(lai)電分拆(chai)至科創板上市。
特來電(dian)虛(xu)擬電(dian)廠是(shi)一種通過(guo)信息(xi)技術和軟件系統，實現分布(bu)式電(dian)源(yuan)、儲能、可調(diao)負荷等多(duo)種分布(bu)式資源(yuan)的(de)聚合和協同優化(hua)，作為(wei)一個特殊的(de)電(dian)廠，參與電(dian)力市場和電(dian)網運(yun)行的(de)協調(diao)管理系統。
于德翔向記者(zhe)介紹，特來電(dian)以先進的調度控制技術和信(xin)息通信(xin)技術為(wei)手(shou)段，以電(dian)動(dong)汽車充放電(dian)、分布(bu)式新(xin)(xin)能(neng)(neng)源、儲能(neng)(neng)系統、可調負荷(he)等(deng)資源為(wei)載體(ti)，“充電(dian)網+微電(dian)網+儲能(neng)(neng)網”正成為(wei)虛擬電(dian)廠的新(xin)(xin)主體(ti)，是實(shi)現碳中和的最佳路(lu)徑之一。
記者了解到(dao)，目前特(te)來電已完(wan)成與國(guo)內多(duo)家電網調度(du)中心(xin)的對接，具(ju)備條件(jian)的可調度(du)資源容量超過1300MW，不同場景下已調度(du)容量超過300MW，總調度(du)電量超過30000MWh。
8月26日，深圳虛擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)管理(li)中(zhong)心舉行(xing)揭牌儀式(shi)，這是(shi)國(guo)內首家(jia)虛擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)管理(li)中(zhong)心。特來(lai)電(dian)等14家(jia)負(fu)荷聚合商首批接入了深圳虛擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)，接入容量達87萬千(qian)瓦(wa)，接近一座大型煤電(dian)廠(chang)(chang)(chang)的裝機容量。
虛擬電(dian)(dian)廠走紅(hong)背后，能源系統數(shu)(shu)字化轉(zhuan)型(xing)(xing)浪潮已然來襲。林瑋對記者(zhe)表示，虛擬電(dian)(dian)廠是能源數(shu)(shu)字化轉(zhuan)型(xing)(xing)中(zhong)的(de)“滴滴出行”，能源服務正成為新的(de)投資熱點，電(dian)(dian)力(li)碳中(zhong)和仍(reng)為核心。他認為，目(mu)前我國的(de)虛擬電(dian)(dian)廠技術壁壘在于軟硬結合和數(shu)(shu)據算(suan)法，面臨(lin)多數(shu)(shu)用戶側負荷可(ke)調控性差、收費模式不清(qing)晰、網絡與(yu)數(shu)(shu)據安全存疑等挑(tiao)戰，正處于從邀(yao)約(yue)型(xing)(xing)向市場型(xing)(xing)轉(zhuan)型(xing)(xing)階段，需要重(zhong)視(shi)用戶側響應。
