“世界在燃燒，我們需要一場可再生能源革命”。面對今夏北半球不斷刷新紀(jì)錄的高溫天，聯(lián)合國秘書長古特雷斯急呼各國為保障能源安全、電力供給穩(wěn)定，加快轉(zhuǎn)向可再生能源。

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)史無前例的熱浪正使得多國電力系統(tǒng)承壓。除了不斷攀升的電價外，電力供給的安全也顯得尤為重要。

(資料圖)

權(quán)威氣候變化研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告顯示，最近50年來，全球變暖正以過去2000年以來前所未有的速度發(fā)生，熱浪、高溫、干旱、颶風(fēng)等極端天氣將更為平常。

那么，在極端氣候頻現(xiàn)的當(dāng)前，有沒有提升能源效率又兼顧經(jīng)濟(jì)成本的最優(yōu)解？近來，在西方頗受資本追捧的“虛擬電廠”（VPP）再度引發(fā)關(guān)注。市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Fortune Business Insights的最新數(shù)據(jù)顯示，全球虛擬電廠市場預(yù)計將從2021年的8.8億美元增長到2028年的64.7億美元，在預(yù)測期內(nèi)將以32.89%的年復(fù)合增長率（CAGR）迅猛增長。

虛擬電廠受追捧

對于90%能源供給依賴進(jìn)口的日本，引入虛擬電廠是其20多年電力市場結(jié)構(gòu)改革的一個縮影。日本環(huán)境省的數(shù)據(jù)顯示，日本的可再生能源發(fā)電占比已達(dá)到了18.5%（含水），預(yù)計可提前完成2030年占比達(dá)到22%~24%的目標(biāo)。可再生能源大規(guī)模增長和高比例接入，對現(xiàn)有電網(wǎng)可靠性以及電能質(zhì)量帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，虛擬電廠21世紀(jì)初在日本吸引了不少企業(yè)投資布局。

何為“虛擬電廠”？日本能源行業(yè)巨頭日立能源全球執(zhí)行副總裁、大中華區(qū)總裁張金泉告訴第一財經(jīng)，“虛擬電廠”其實是一座沒有發(fā)電機(jī)卻擁有發(fā)電功能的電廠，可以幫助電網(wǎng)調(diào)節(jié)負(fù)荷。

也就是說，虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種智能電網(wǎng)技術(shù)，其核心理念就是通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，把各類分散、可調(diào)節(jié)的電源和負(fù)荷匯聚起來，形成一個虛擬的“電廠”進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度。

張金泉對第一財經(jīng)解釋道，虛擬電廠可以對內(nèi)部發(fā)電和用電做一個很好的調(diào)節(jié)。他舉例稱，如果在發(fā)電比較緊張的情況下，讓空調(diào)停轉(zhuǎn)5分鐘可能會使屋里溫度升高了一兩度，但人體感覺有限，“如果一個區(qū)域的所有空調(diào)都停下來，那可能就相當(dāng)于出現(xiàn)了小型發(fā)電廠來支撐電網(wǎng)對電的需求，這是虛擬電廠很重要的一部分內(nèi)容。”

除了內(nèi)部調(diào)節(jié)外，張金泉表示，虛擬電廠還可以通過能源的優(yōu)化協(xié)調(diào)管理，實現(xiàn)儲能的功能，在能源比較便宜或者相對過剩的時候把能源先儲存，然后在需要的時候釋放。“這個概念現(xiàn)在全球都能普遍被接受，從效率上來看是最高的，避免了大范圍的跨區(qū)域電力調(diào)整、分配。”他說。

日本能源經(jīng)濟(jì)研究所（IEEJ）資深經(jīng)濟(jì)學(xué)家江藤涼（Ryo ETO）以日本的經(jīng)驗介紹道，在自然災(zāi)害更頻繁的情況下，虛擬電廠的使用能提高能源彈性，“由于虛擬電廠本質(zhì)上是分布式的，沒有單點故障，因此在自然災(zāi)害等不利事件期間，它們比集中式發(fā)電源更具彈性。”

日立能源近年來已把“虛擬電廠”理念和技術(shù)輸出日本，為歐洲多國電力市場提供了十余個虛擬電廠系統(tǒng)，覆蓋了海上風(fēng)電、鋼鐵和需求側(cè)管理等多個領(lǐng)域。

在中國市場，今年3月發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》就指出，要推動儲能設(shè)施、虛擬電廠、用戶可中斷負(fù)荷等靈活性資源參與電力輔助服務(wù)。此外，中國的北京、上海等多地的十四五規(guī)劃中也都提到發(fā)展和建設(shè)虛擬電廠。

據(jù)第一財經(jīng)了解，日立能源已為南方電網(wǎng)深圳供電局的首套自動化虛擬電廠系統(tǒng)提供技術(shù)支持。目前該虛擬電廠系統(tǒng)已經(jīng)在深圳110千伏投控變電站投入試運行。

對于虛擬電廠的未來，張金泉表示，很多與虛擬電廠有關(guān)的議題都值得業(yè)界進(jìn)一步探討，比如數(shù)據(jù)的收集、虛擬電廠在電網(wǎng)中的地位等。

據(jù)江藤涼介紹，一些日本的便利店已引入虛擬電廠，通過遠(yuǎn)程供給各分店的空調(diào)和照明使用，提高電力調(diào)配能力。他對虛擬電廠的前景十分樂觀，“受日本電力市場逐步開放競爭、太陽能上網(wǎng)電價逐步下調(diào)、新建住宅的零能耗建筑政策等因素影響，不斷變化的市場格局為虛擬電廠提供了發(fā)展機(jī)會。未來隨著更多參與者的入局，日本電力供應(yīng)商將通過虛擬電廠為業(yè)主提供余電使用的用電方式，從而達(dá)到合理電力調(diào)配的目的。”

全球用電需求還會高速增長

目前，不少國家都給出了“碳中和”的時間表。在這場“碳中和”的沖刺中，電力依舊扮演能源系統(tǒng)中的重要角色。國際可再生能源署發(fā)布的《2021年世界能源轉(zhuǎn)型展望報告》顯示，到2050年，電力消耗將增加一倍以上，占全球最終能源消耗的50%以上。

張金泉認(rèn)為，從全球經(jīng)濟(jì)和電氣化率的發(fā)展來看，全球?qū)﹄娏Φ男枨罅窟€會有一個很高的增長速度，“隨著電力需求的不斷增加，對新電網(wǎng)、新設(shè)備的需求也在增加。同時，一部分老設(shè)備也迎來升級改造的需求。預(yù)計全球電力市場的年增長率將超過3%，而中國的增速將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個數(shù)字。”

前述報告也認(rèn)為，數(shù)字化技術(shù)對實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要，是擴(kuò)大可再生能源發(fā)電和普及電氣化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。諸如智能數(shù)字設(shè)備、信息和通信技術(shù)（ICT）的部署，以及相關(guān)操作的實踐，旨在通過更靈活的方式滿足可再生能源的電力需求，優(yōu)化電力交付和使用過程，提供更高效率的用電服務(wù)。

在當(dāng)下能源系統(tǒng)正加速從以化石能源為主向可再生能源發(fā)電為主轉(zhuǎn)型之際，張金泉認(rèn)為，交通、工業(yè)、建筑領(lǐng)域為未來電氣化的程度會日益提升，同時，可再生能源載體可為直接電氣化提供補(bǔ)充。因此，尤其需要數(shù)字化和新型能源平臺，來應(yīng)對能源變革對電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)。

“構(gòu)建新型電力系統(tǒng)將為此提供重要支撐。首先需要環(huán)保型的解決方案，其次需要數(shù)字化的平臺，最后是能源平臺。三者結(jié)合起來，才能實現(xiàn)可靠的、能支撐可再生能源的新型電力系統(tǒng)。”張金泉說。

上述報告認(rèn)為，隨著未來極端天氣成為常態(tài)，為保障電網(wǎng)的安全性，需最大限度地實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，在這一過程中，電力現(xiàn)貨市場、智能電網(wǎng)服務(wù)、虛擬電廠等領(lǐng)域“大有可為”。

標(biāo)簽： 虛擬電廠 日立能源