中國儲能網訊:可再生能源在電力系統中占比持續(xù)攀升,電網調峰調頻需求日益凸顯。虛擬電廠作為提升電力系統調節(jié)能力的一種手段,在我國尚處于市場化轉型初期,而在歐洲部分地區(qū)起步更早,商業(yè)化運營模式探索更多。市場研究機構Fortune Business Insights的報告顯示,2024年,全球虛擬電廠市場規(guī)模已達18.6億美元,預計在2024—2032年將以37.7%的年均復合增長持續(xù)擴張,至2032年市場規(guī)模有望達239.8億美元。
在這一高速增長的市場中,德國企業(yè)Next Kraftwerke(以下簡稱“NK”)是早期參與者之一。NK成立于2009年,是歐洲兩大電力交易所EPEX SPOT和EEX的認證交易商。截至2025年第一季度,該公司聚合的分布式能源達14324個,總裝機容量突破12700兆瓦,業(yè)務覆蓋德國、法國、荷蘭等歐洲國家及日本、韓國等海外市場。2021年,國際能源巨頭殼牌(Shell)完成對NK的全資收購,進一步強化其技術整合與業(yè)務拓展能力。收購后,NK相繼中標荷蘭HKN海上風電場、德國Witznitz太陽能發(fā)電場(歐洲最大在建光伏項目)等標桿項目。
德國政策如何“鋪路搭橋”
電力市場化交易是虛擬電廠發(fā)展的必要環(huán)境。德國1998年出臺的新《能源經濟法》對傳統垂直一體化的電力供應體系進行拆分,發(fā)輸配售四個環(huán)節(jié)得以“松綁”,為第三方企業(yè)參與電力交易掃清了制度障礙,也為NK等虛擬電廠運營商的誕生創(chuàng)造了條件。
對可再生能源的大力扶持,催生了分布式能源聚合需求。2000年德國《可再生能源法》(EEG)的頒布,強制電網優(yōu)先消納綠電,推行以固定上網電價(Feed-in Tariff, FIT)機制為主的可再生能源激勵政策,德國分布式可再生能源裝機量快速增長。此后,該法歷經多次修訂:
· EEG-2012首次允許虛擬電廠聚合的可再生能源參與調頻市場。
· EEG-2014將長期固定電價收購制度轉變?yōu)橐允袌鰹閷虻母倶酥贫龋?00千瓦以上新建可再生能源電站必須參與市場交易,并配備遠程控制接口,以便由電力交易商進行調度。
· 至2021年,太陽能、風能和沼氣能源生產商長達20年的上網電價補貼終結,但仍可基于負電價時長延長獲得對應時段的補貼。
· EEG-2023規(guī)定,電力現貨市場價格連續(xù)三個小時以上為負時,補貼降至零。
此外,德國的平衡結算單元機制要求各平衡單元實時匹配發(fā)電與用電量。2021年10月實施的Redispatch 2.0政策,將參與再調度的門檻從10兆瓦降至100千瓦,強制分布式發(fā)電與儲能設施響應電網調度指令。這些規(guī)則促使中小型運營商加強與輸配運營商之間的協調配合,從而為虛擬電廠開辟了規(guī)?;袌隹臻g。
市場準入限制以及政策條件的變化,為NK等虛擬電廠的發(fā)展提供了有利環(huán)境?!斑@也是為什么在考慮向其他國家擴張時,立法始終是我們考量的關鍵因素”,NK創(chuàng)始人Jochen Schwill在一次采訪中強調。
從“技術派”到“生態(tài)構建者”
NK以自主研發(fā)的Next Pool資源聚合平臺為核心技術底座,通過遠程控制裝置(Next Box)和高速數據通信網絡,將分布式能源設備(風能、太陽能、水力、生物質能、儲能等)及可調節(jié)負荷單元鏈接,構建起可協調運行的“虛擬電廠”。該平臺的智能控制系統能實時優(yōu)化調度聚合資源,既可利用電能量現貨市場價差套利,又能為電網運營商提供調頻輔助服務。憑借這一輕資產運營模式,NK無需持有或建設實體電站,即可從電力交易與輔助服務市場中獲取收益分成,但需承擔相應的市場準入、交易手續(xù)費、人工運維、營銷及價格風險管理等成本。
針對德國電力市場復雜的準入規(guī)則與高門檻運營成本,NK進一步推出在線電力交易平臺NEXTRA,提供自助式電力市場接入解決方案,降低中小型發(fā)電商的參與難度,突破其單一資源聚合的商業(yè)模式邊界。平臺整合虛擬電廠實時運行數據、氣象預測模型及智能調度算法,為客戶提供精準的電力價格預測及資產調度優(yōu)化建議。通過這一交易門戶,用戶無需自行獲取交易許可,即可進入EPEX Spot 和EXAA等歐洲主要電力市場進行交易。據2025年第一季度披露數據,該公司2024年全年累計完成15.1太瓦時的電力交易量。
2018年,NK推出SaaS解決方案NEMOCS平臺,標志其從技術應用者向生態(tài)賦能者的戰(zhàn)略轉型。作為標準化虛擬電廠構建工具,NEMOCS支持多種標準接口協議,并可通過API與SAP系統、第三方交易平臺等實現數據交互,使用戶能夠自主搭建具備電力交易、資源調度及需求響應功能的虛擬電廠。NK創(chuàng)始人Jochen Schwill表示:“通過我們的VPP平臺NEMOCS,其他公司也有機會建立自己的虛擬發(fā)電廠,從而積極參與未來的綠色電力市場?!庇稍偕茉雌髽I(yè)Ecotricity成為該平臺首個用戶,隨后韓國光伏企業(yè)Haezoom、日本東北電力公司(Tohoku EPCO)、Energy on Track、日本東芝等跨國企業(yè)相繼接入。這一技術輸出模式不僅拓展了NK的盈利渠道,更推動了虛擬電廠行業(yè)的技術標準化與生態(tài)協作。
值得一提的是,NK的軟性營銷也是構建生態(tài)的一種方式。NK官網的知識庫與博客分區(qū)涵蓋大量能源行業(yè)詞條、市場問答文章,用戶可以從中獲取市場資訊、厘清運行邏輯,這也在一定程度上構成面向終端用戶的一種營銷手段。對NK而言,技術單點突破只是參與市場游戲的門票,而真正的護城河是讓產業(yè)鏈各方在其構建的生態(tài)系統中各取所需。
多維布局應對市場變化
NK持續(xù)推動國際化轉型,實現技術與資源的全球化整合。2014年以來,NK在奧地利、法國、荷蘭等多個國家設立子公司。2020年,與東芝在日本建立合資企業(yè),將虛擬電廠技術服務推廣至歐洲以外的海外市場。2021年,NK成為殼牌的全資子公司。在可再生能源補貼退坡的背景下,依托殼牌的平臺與資金優(yōu)勢,NK在大型項目中持續(xù)拓展商業(yè)邊界。典型案例包括歐洲最大的無補貼光伏項目——德國萊比錫南部的Witznitz光伏園區(qū)(總裝機容量650兆瓦),NK于2024年承接其585兆瓦的電力交易業(yè)務,提供平衡組管理、直接銷售、調度優(yōu)化等服務。NK于2023年也為荷蘭HKN海上風電場提供類似服務,該項目由殼牌和Eneco的合資企業(yè)CrossWind建設,預計裝機容量為759兆瓦。
電動汽車產業(yè)興起,促使NK積極布局“車網協同”模式,將電動汽車從“用電終端”升級為“電網調節(jié)單元”。2019年,NK與智能充電平臺Jedlix啟動V2G試點項目,在荷蘭輸電運營商TenneT管轄區(qū)域內,聚合電動汽車電池容量以提供輔助服務,探索私人充電場景下的電網服務商業(yè)化。隨后幾年,NK先后與本田、現代等車企深化合作,在德國輸電系統運營商Amprion控制區(qū)內實現電動汽車集群參與一次與二次調頻服務。
除此之外,NK也將目光投向了潛力尚未完全激活的家用市場。2020年,NK聯合德國儲能公司sonnen,將家庭儲能系統聚合成“儲備組”,每組容量為2兆瓦,參與頻率控制儲備(FCR)市場,減輕傳統調頻服務對大型集中式資源的依賴。近年來,德國儲能裝機容量顯著增長,其中家用電池儲能裝機容量約為6吉瓦,占電池市場的85%。然而,由于智能測控裝置普及不足,大多家用儲能資源尚未得到充分利用。Agora智庫報告顯示,截至2023年底,德國家庭智能測控裝置普及率僅為5%。
而Jochen Schwill于2022年卸任NK公司CEO職務后,再次創(chuàng)業(yè),成立Spot my Energy公司,進入智能測控裝置市場,聚焦熱泵、光伏、家用儲能和電動汽車等靈活資源的調度,致力于進一步推動德國能源系統轉型。
再調度3.0:電池的時代
據德國PSI軟件公司高級業(yè)務發(fā)展經理郭欣介紹,德國已經啟動再調度3.0(Redispatch 3.0)的試點項目,盡管NK3.0將帶來一個可觀的增量市場。
與以傳統電廠為主、以補償成本為導向的再調度2.0不同,再調度3.0旨在激活數百萬分散資源,建立一個“開放競爭、市場定價”的分散靈活性市場。試點項目主要聚焦兩大方向:市場設計和電動車應用。其中,電動車試點項目的基本思路十分直接:電動車集成平臺向輸電公司申報在電網負荷高峰期間可調控的充電容量,一旦出現電網瓶頸,輸電公司便可調用這些資源,集成平臺則將原本計劃在高峰時段進行的電動車充電任務,延后至負荷較低的時段。這樣,用戶不僅可以享受更便宜的充電電價,同時也減輕了電網的壓力。
郭欣補充,德國已經步入“電池時代”,未來幾年可能將是集中式電池儲能最風光的時期。由于戶用光伏和電池數量龐大,虛擬電廠也需要更新換代,以適應更高比例的分布式能源。從系統角度來看,電動車及其充電樁具有巨大的潛力,不過,這一潛力或許要在這波集中式電池儲能熱潮之后才會真正爆發(fā)。