3、電力需求側(cè)響應(yīng)的市場空間及商業(yè)模式
3.1、電力需求側(cè)響應(yīng)市場空間廣闊
根據(jù)《電力需求側(cè)管理辦法》(征求意見稿)中的有關(guān)要求，到2025年各省需求響應(yīng)能力達(dá)到最大用電負(fù)荷的3%-5%，其中年度最大用電負(fù)荷峰谷差率超過40%的省份達(dá)到5%或以上(峰谷差率為統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)峰谷差與最高負(fù)荷的比值)，負(fù)荷監(jiān)測能力達(dá)到經(jīng)營區(qū)域內(nèi)最大用電負(fù)荷的70%以上，負(fù)荷控制能力達(dá)到經(jīng)營區(qū)域內(nèi)最大用電負(fù)荷的10%以上;到2030年，形成規(guī)模化的實(shí)時(shí)需求響應(yīng)能力，結(jié)合輔助服務(wù)市場、電能量市場交易可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)可調(diào)節(jié)資源共享互濟(jì)。電網(wǎng)企業(yè)依托新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)開展負(fù)荷精準(zhǔn)調(diào)控，各地負(fù)荷監(jiān)測能力應(yīng)逐步達(dá)到本地區(qū)最大用電負(fù)荷的70%以上，負(fù)荷控制能力應(yīng)逐步達(dá)到本地區(qū)最大用電負(fù)荷的10%以上。各地10kV(6kV)及以上高壓電力用戶應(yīng)全部納入負(fù)荷管理范圍。
(1)電力需求側(cè)響應(yīng)發(fā)展的三個(gè)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(jī)構(gòu)組織發(fā)出邀約信號，組織資源完成需求響應(yīng)。第二階段為交易型，是在電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場建成后，通過電力交易引導(dǎo)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?qū)崿F(xiàn)靈活調(diào)度電力資源、通過信息強(qiáng)化市場主體參與力度。
(2)數(shù)字化、智能化技術(shù)助力新型電力系統(tǒng)發(fā)展。數(shù)字信息技術(shù)是新型電力系統(tǒng)的重要驅(qū)動(dòng)。為適應(yīng)新能源在源網(wǎng)荷儲(chǔ)多環(huán)節(jié)的接入、交互和調(diào)度，“云大物移智鏈邊”等數(shù)字技術(shù)將在新型電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。負(fù)荷側(cè)方面，通過微電網(wǎng)、虛擬電廠、綜合能源管理服務(wù)(智慧樓宇、智慧園區(qū)、智慧家庭、車聯(lián)網(wǎng)等)等技術(shù)加持，用戶將積極參與需求側(cè)響應(yīng)，從而提升電力系統(tǒng)靈活性，最終實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”的協(xié)同運(yùn)行、靈活互動(dòng)。電源側(cè)方面，未來將建設(shè)更多的風(fēng)光發(fā)電基地和分布式電源設(shè)備，數(shù)字化技術(shù)可以為供給側(cè)的靈活調(diào)度提供有力的技術(shù)支持。電網(wǎng)側(cè)方面，推動(dòng)分布式智能電網(wǎng)廣泛應(yīng)用，促進(jìn)分布式新能源并網(wǎng)消納，利用電網(wǎng)智能巡線、智能變電站、邊緣智能等數(shù)字化技術(shù)，保障電網(wǎng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和安全運(yùn)行。
(3)電力需求側(cè)響應(yīng)和綜合能源服務(wù)的市場空間測算。微電網(wǎng)/區(qū)域性綜合能源服務(wù)是虛擬電廠的“下沉市場”，短期服務(wù)于電網(wǎng)調(diào)度，長期形成大小網(wǎng)兼顧的配合模式。電力需求側(cè)響應(yīng)市場空間：主要包括電網(wǎng)數(shù)字化和電力需求側(cè)響應(yīng)各級架構(gòu)，核心為電改進(jìn)度(峰谷價(jià)差倒逼電改政策，完善商業(yè)模式是盈利的前提);各級架構(gòu)的軟件(功率預(yù)測、調(diào)度、交易、負(fù)控軟件等)。23-25年我國縣級負(fù)荷管理平臺(tái)資產(chǎn)存量市場空間分別為6/30/60億元，縣級負(fù)荷管理平臺(tái)滲透率將于2025年達(dá)到100%。2024/2025/2030年我國虛擬電廠平臺(tái)資產(chǎn)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(yùn)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(yùn)營空間分別為59/219/526億元。
綜合能源服務(wù)市場空間：根據(jù)清大科越招股說明書(申報(bào)稿)中援引自中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)《綜合能源服務(wù)發(fā)展情況研究》中的有關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2020-2025年，我國包括能源互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的綜合能源服務(wù)產(chǎn)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(nèi)虛擬電廠項(xiàng)目情況
目前，國內(nèi)的虛擬電廠仍處于邀約型(需求響應(yīng)為主)的試點(diǎn)和探索階段。虛擬電廠把分布式能源、儲(chǔ)能、可調(diào)負(fù)荷等分散在電網(wǎng)的各類可調(diào)資源相聚合，進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制和市場交易，實(shí)現(xiàn)電源側(cè)的多能互補(bǔ)與負(fù)荷側(cè)的靈活互動(dòng)，搭建與電力系統(tǒng)與可調(diào)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(shí)電價(jià)機(jī)制(Time-of-usetariffs)和電力交易通過市場手段鼓勵(lì)用戶調(diào)整用電量，釋放需求側(cè)靈活性，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，有助于提高可再生能源的滲透率。
(1)美國電價(jià)形成機(jī)制
以較早電力市場化的加州為例，非居民用戶強(qiáng)制實(shí)行峰谷分時(shí)電價(jià)，售電公司根據(jù)用戶分類、最大需電量等標(biāo)準(zhǔn)，提前劃分出百余種電價(jià)資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，電費(fèi)與分時(shí)電價(jià)、冬夏時(shí)令等因素有關(guān)，不按照批發(fā)市場調(diào)整每日電價(jià)。居民可自愿選擇實(shí)行分時(shí)電價(jià)，電價(jià)在一年內(nèi)會(huì)進(jìn)行多次調(diào)整。由加州非營利性的獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商(CAISO)負(fù)責(zé)監(jiān)管電力系統(tǒng)、輸電線路和電力市場的運(yùn)行。
(2)德國電價(jià)形成機(jī)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?yàn)橹行碗姀S單獨(dú)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(wù)。德國實(shí)行分時(shí)電價(jià)，終端用戶可以自由選擇售電公司。形成日前、日內(nèi)電力現(xiàn)貨市場(在歐洲電力現(xiàn)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(diào)頻輔助服務(wù)市場的電力市場結(jié)構(gòu)。日間電力市場允許接近實(shí)時(shí)的電力交易。允許供過于求、可再生能源發(fā)電過剩等原因?qū)е碌呢?fù)電價(jià)。平衡基團(tuán)是電量平衡的核心機(jī)制。平衡基團(tuán)中，必須通過買入或賣出電量達(dá)到平衡，該機(jī)制使電量像證券一樣可以交易，同時(shí)預(yù)測服務(wù)公司對可再生能源發(fā)電量提前預(yù)測。完善的平衡基團(tuán)機(jī)制、精準(zhǔn)預(yù)測和彈性負(fù)荷，為德國虛擬電廠的高水平發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。
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(gè)聚合單元，聚合裝機(jī)容量達(dá)12.29GW，占德國2022年凈發(fā)電裝機(jī)容量的5.39%，2019年參與電力交易規(guī)模為15.1Twh。主營業(yè)務(wù)為能源現(xiàn)貨市場交易、電力銷售、用戶結(jié)算、虛擬電廠相關(guān)業(yè)務(wù)等。NEXT公司主要通過以下三種方式獲利：
NEXT公司的主要產(chǎn)品及服務(wù)包括：
(1)電力交易
交易品種主要包括EPEX現(xiàn)貨、EXAA以及其他歐洲電力交易品種。交易方式則涵蓋日內(nèi)交易、日前交易、短期交易平臺(tái)、平衡服務(wù)、期貨平臺(tái)和場外交易。NEXT提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測服務(wù)，有利于參與者及時(shí)了解市場信息并做出相應(yīng)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(fèi)者用戶提供數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)預(yù)測、市場參與、能源管理等功能。數(shù)據(jù)分析功能可以對用戶上傳的發(fā)電、購電、電力消費(fèi)和電力計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析;數(shù)據(jù)預(yù)測功能可以預(yù)測和量化投資組合中的不平衡數(shù)據(jù)，幫助消費(fèi)者做出更好的商業(yè)決策;市場參與功能可以幫助消費(fèi)者參與電力市場交易，從而獲得更好的價(jià)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(tái)管理資產(chǎn)。
(2)電力調(diào)度
市場價(jià)格變化巨大(日前交易市場電力價(jià)格每天變化24次，EPEX現(xiàn)貨市場電力價(jià)格每天變化96次)，期間價(jià)格差異可能超過50歐元/kWh。供電參與者可以通過在電價(jià)高峰時(shí)發(fā)電，電價(jià)低谷時(shí)讓資產(chǎn)休息，創(chuàng)造靈活性收入;需電參與者則可以在電價(jià)低谷時(shí)使用電力，電價(jià)高峰時(shí)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(zhì)量的時(shí)間表，其中包括短期電力交易所價(jià)格信息，使得參與者可以通過上述方式獲益。
(3)平衡電網(wǎng)
通過虛擬電廠聚合風(fēng)電場、太陽能電廠、沼氣發(fā)電廠、水電廠等可調(diào)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(wǎng)，從而為電力供給者創(chuàng)造收入。
虛擬電廠將具有較短反應(yīng)時(shí)間的小型發(fā)電資源進(jìn)行聚合，可以提供更長的時(shí)間尺度和更高的靈活性。NEXT為7個(gè)歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營商區(qū)域提供電網(wǎng)輔助服務(wù)。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?duì)I收同比增長46.85%。受新冠疫情影響，2020年?duì)I收有所下降。隨著疫情影響減弱，2021年?duì)I收回升，同比增長3.87%。NEXT公司聚合裝機(jī)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(jī)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(wù)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(biāo)是幫助NEXT公司自2030年起每年銷售560Twh電力。
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