撰文 ｜ Shushu；编辑 ｜ 郭郭
在持续40摄氏度的高温酷暑下，全国用电负荷急速上升。高温不仅炙烤大地，也带火了A股市场虚拟电厂概念板块，使得相关股票连续上涨。
截至7月29日收盘，Wind数据显示，虚拟电厂指数涨至7203．32点，自4月底阶段低位以来，涨幅近75％。此外，金智科技、国网信通、恒实科技等多只概念股累计涨幅超50％，甚至翻倍。
被资本市场炒翻天的虚拟电厂到底是什么？它为何突然成为资本追逐的风口？在国家力推新型电力系统的当下，虚拟电厂将起到什么作用？虚拟电厂为何在资本市场很火热，商业项目为何却很难落地？围绕这些问题，《环球零碳》拟作一分析。
01 什么是虚拟电厂，为何突然火了
虚拟电厂（Virtual Power Plant，VPP），通过字面意思可知，这不是一个真实的电厂，它既没有厂房，也不烧煤和消耗其他燃料，却具备发电和调节电网的能力，本质上，虚拟电厂是一种新型电源协调管理系统或管理模式。
它通过运用IOT、云服务、AI等信息技术和软件系统，实现分布式电源、储能、可控负荷、电动汽车等多种分布式资源聚合和协同优化。
这套系统，能将不同空间的多种资源聚合起来，自主协调优化控制，参与电力系统运行和电力市场交易，对外既可以作为“正电厂”向系统供电，也可以作为“负电厂”消纳系统的电力，灵活地削峰填谷。
虚拟电厂的出现，有一个大背景，那就是新能源革命。在全球迈向能源转型、建构永续未来、实现循环经济的路上，风光等绿色能源的隐忧就在于发电稳定性不足，相较于火力发电、核能发电，可再生能源对于储能设备、电力管理系统、智能电网解决方案等需求大增，这直接带动相关技术及产业的发展。
另一方面，电动汽车、电动机车承担着交通领域的脱碳任务，成为未来趋势，也带动配套的充电需求高涨，这对于原先就以分布不均、供应不稳的电网来说，成为另一项潜在冲击。
如何在此过程中保障民生、工业的用电平衡，在能源结构清洁化的过程中，减缓对用电侧可能带来的冲击，正是虚拟电厂可发挥重大作用的地方。
净零碳排、扩大采用可再生能源、电动汽车等电气化趋势，都会增加市场对于“能源管理”、“电力交易市场化”需求。通过虚拟电厂，除了可协助可再生能源导入电网、提高绿电使用率之外，还可以通过商业机制，促进供电端、用电端行为模式改变，增加电网稳定性。
所以，以储能、智慧电网、分布式能源打造的虚拟电厂，已成为全球能源管理的新显学。这也是资本不断炒作这一概念的原因。
虚拟电厂在一些发达国家有20余年发展，机制和模式比较成熟，而我国却仍处于初期，有一些示范项目，但尚无成熟商业模式。这一次虚拟电厂在中国资本市场突然被引爆，是因为特斯拉联合美国加州的太平洋天然气和电力公司（PG＆E），推出一项新的虚拟电厂（VPP）试点计划，消息传出，引发了市场对虚拟电厂的高度关注。
特斯拉进军虚拟电厂，其实老早就开始了，在南澳大利亚和美国德州，都有不错的业务开展。这一次在加州的试点，是商业模式有新进展。
这一次在加州，特斯拉邀请约25000名拥有Powerwalls（特斯拉的一种家庭用储能电池）的PG＆E客户加入虚拟电厂，并帮助共同形成这个非常大的分布式电池。
据说有超过3000名客户在该计划的前两周内表示有兴趣加入，而现在有超过1500名客户正式参与该计划。
随着更多客户的参与，特斯拉正在参与PG＆E的紧急减负荷计划（ELRP）试点。
参与的家庭越多，虚拟电厂越有价值。这样就可以将家庭电池系统组合成一个虚拟电厂，VPP能够在高电力需求时期将电力排放回电网。
参与该计划的客户，每增加一千瓦时的电力，他们的Powerwall就能获得2美元的收入。客户能够通过特斯拉应用程序设置他们的备用电源需求，以便在发生停电时有足够的电力消耗。新客户也可以通过他们的特斯拉手机应用程序注册VPP计划。
其实除了跟特斯拉合作之外，PG＆E还跟福特、通用汽车、宝马汽车的用户进行合作，以在加州打造一个通过虚拟电厂就能实现的电网稳定计划。
特斯拉此前在德州的虚拟电厂计划，似乎不是很成功。因为当时德州电网营运商没有改变市场规则，参与的用户都是进行无偿合作，特斯拉只给参与者发了一张价值40美元的礼品卡。
02 虚拟电厂为何发展慢？
通过特斯拉在美国德州和加州的两个案例，可以发现，虚拟电厂即使在美国这样市场化程度比较高的国家，要把项目推动和落地，也是有一定难度的。其中关键的一点，就是对现有电力市场规则的改变。
目前，在美国德州，还不允许私企向民众提供一些传统发电厂提供的关键电网服务。这个规则不改变，参与用户无法实现收益，就没有积极性。
因此，特斯拉开始呼吁德州电网营运商改变规则，就家用电池如何参与电力市场和获取收益制定新规则。
特斯拉还向运营电网的组织德州电力可靠性委员会 （ERCOT） 提出了一项规则变更要求，试图将使用太阳能板 ＋ 电池用户 （即使用住宅太阳能用户） 能够对额外的容量进行投标。
尽管特斯拉不断强调，联合Powerwall储能电池，构建虚拟电厂，能够为电网提供强大的支持。然而，只要规则不改变，商业模式就很难落地。
这里还涉及参与用户、电网营运商和聚合商的利益分配和平衡问题。
虚拟电厂抛开一切表象和概念，本质上就是电力市场化交易。
所谓电力市场，是对电能量进行买卖交易的市场，类似于一个大型网购平台，电能则是上面的商品。
虚拟电厂的交易模式主要分为两种：一种是传统的卖电模式，从发电站买电后卖给终端客户；另一种是主流的虚拟电站模式，用户安装新能源发电、储电设备后加入公司的虚拟电厂网络，公司将溢出的电量卖回至电网，赚取的电费利润与用户对分。
例如，澳大利亚的新能源零售公司Discover Energy，将存储在电池中的太阳能能源，通过虚拟电厂与电网进行交易，从而搭建商业化的端到端虚拟电站交易平台。
从虚拟电厂本身的经济效益来看，通过电力市场化交易，能够为能源投资者实现高回报收益。
而在我国，电力市场化交易尚未在全国范围实施，仍处于传统电力交易模式，电能量由电网公司从电厂统一购买、销售给用户，购售价格由国家相关部门确定。在这样的大环境下，虚拟电厂很难参与其中，扮演电力服务“管家”角色。
因此，为打破传统电力系统中根深蒂固的物理界限，我国开始进行电力交易市场试点工作。
7月23日，南方区域电力市场试运行在全国范围内率先启动，该市场覆盖广东、广西、云南、贵州、海南五省（区）。据悉，运行当天，云南、贵州、广东合计超过157家电厂和用户通过该平台达成首次跨省现货交易，全天市场化交易电量合计达27亿千瓦时。
电力市场的建立将还原电力的商品属性，电网公司不再是购电主体，而是配送商，电能的交易直接由生产者和使用者商定，同时，根据市场实时供求情况，发现电力在不同时间、不同空间的价格，为虚拟电厂的发展提供了巨大空间。
03 多家企业布局虚拟电厂，谁是最后赢家？
从政策和市场规模看，虚拟电厂在我国都将有巨大空间。今年3月发布的《“十四五”现代能源体系规划》提出，推动储能设施、虚拟电厂、用户可中断负荷等灵活性资源参与辅助服务。
另外，《北京市“十四五”时期能源发展规划》、《上海市数字经济发展“十四五”规划》中均提到发展和建设虚拟电厂。
按照机构测算，预计到2030年，我国虚拟电厂投资规模至少约1062亿元。
在这大规模的投资估算背后，主要源于未来社会用电量和可调负荷需求。这也是虚拟电厂灵活削峰填谷的关键因素。据预测，2030年全社会用电量达10．3万亿千瓦时，而最大负荷将达到17．7亿千瓦。
从可调负荷需求看，预计到2030年底，由于可再生能源占比提高，需构建的可调负荷资源响应能力提高，按6％计算届时资源库容量约为10620万千瓦。这将成为虚拟电厂的核心池，它包含光伏风能、抽水蓄能、充电桩、V2G电动汽车、微电网、家庭用能等等。
安信证券认为，虚拟电厂将带来三类企业受益：一是发电端信息化企业，有望参与发电端聚合优化进程；二是用电端信息化企业，深度参与电力交易，接通买卖双方；三是综合能源优化系统，全方位服务能源运作平台。
确实，多家上市公司开始布局并参与其中，像国能日新、朗新科技、国网信通、远光软件、恒实科技、国电南瑞等。
有些中国绿色科技企业，还凭借领先的技术，把业务拓展到了海外。
比如远景科技集团旗下的远景智能，在帮助新加坡港口打造全球“零碳超级港”的过程中，基于EnOS智能物联操作系统为新加坡国际港务集团（PSA）定制了能效管理、微网控制、虚拟电厂（VPP）、电力交易、绿证交易五大“新电网”应用，有效将单位集装箱用能成本降低20％，同时协同优化港口分布式光伏、储能与大量负荷侧设备，实现最大程度的控制优化的同时，形成虚拟电厂，既保障电力供应，同时可以参与到当地电力交易市场。
为实现零碳目标，新加坡港还将通过EnOS采购国际权威机构认证的绿证，一键实现100％清洁电力。
这些都是虚拟电厂应用场景的典型成功案例。
从长远来看，虚拟电厂兼顾分布式电源、可控负荷以及储能资源的模式，符合市场潮流与我国的国情特色，确实具有推广价值。
但当前我国虚拟电厂主要通过需求侧响应、辅助服务补贴获取收益，而虚拟电厂聚合商基于辅助服务收入进行分成盈利。体量较小的分布式电源、负荷以及储能具有较高的不确定性，单独参与市场议价能力差，不易获得可观收益。
“虚拟电厂行业资源整合能力门槛较高，强大的资源聚合能力会成为虚拟电厂运营商的核心竞争力。”中金公司指出。只有聚合资源，才可实现与大电网优势互补，在赚取收益的同时保障电网稳定运行，运营商可获得可观收益。
