《普華永道:2024能源新紀元系列報告:虛擬電廠行業趨勢洞察篇(27頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《普華永道:2024能源新紀元系列報告:虛擬電廠行業趨勢洞察篇(27頁).pdf(27頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、能源新紀元:虛擬電廠行業趨勢洞察目錄03021.背景:中國電力結構發展現狀導言2.洞察:虛擬電廠行業趨勢233.服務:全鏈服務護航能源企業成功轉型08能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察1導言在可持續發展浪潮中,能源轉型成為全球尋求低碳發展的共識。中國正積極推進“雙碳”目標,加速構建新型電力系統。面對新能源的間歇性、隨機性、波動性,在大范圍內,大規模風光基地可使用特高壓輸電通道促進消納,并結合大型火電站予以調節;而在區域范疇,虛擬電廠以其天然的資源聚合與調度特性,將成為區域電力系統穩定運行的重要支持,通過釋放源儲荷資源內在的調節潛力,促進新能源有效利用、推動能源結構優化,實現成本、清潔、安全共
2、贏的電力系統可持續發展,為能源體系從化石燃料轉向可再生能源保駕護航。本文將根據虛擬電廠產業的發展趨勢、最前沿的熱點,結合普華永道對當前國內虛擬電廠產業特點的分析,為能源企業尋找制勝之道。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察21背景:中國電力結構發展現狀能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察3在新能源快速增長和用電負荷持續攀升的雙重壓力下,傳統的“源隨荷動”電力系統正經歷著前所未有的挑戰。截至2023年12月底,我國累計發電裝機容量達到約2.92 TW,其中光伏和風電裝機容量分別約為0.61 TW和0.44 TW,風光裝機總量占總發電裝機容量的36%。從發電量上看,2020至2023年間,預計風光
3、發電量以24%的年復合增長率迅猛上升,而傳統能源的增長速度則放緩至3.7%,風光發電在總發電量中的占比也從10%上升至15%。預計隨著我國能源轉型的持續加速,到2035年,新能源發電量占比有望接近50%。新能源的間歇性新能源的間歇性、隨機性和波動性對隨機性和波動性對電網的調節能力提出了更高要求電網的調節能力提出了更高要求。資料來源:IEA,中石化,國家能源局,中電聯,普華永道分析7,6147,7211,19102,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,000單位:TWh7417,04610%202098311%202113%20221,408
4、7,73815%2023E2,0747,62721%2025E4,4547,00039%2030E6,3406,98548%2035E風光傳統電源風光發電占比2020-2035年中國風光發電量與傳統電源發電量對比年中國風光發電量與傳統電源發電量對比同時,我國全社會用電總量和最高負荷屢創新高,2023年最高用電負荷達到13.39億千瓦。剛過去的2024夏季,我國多地的連續40多日高溫天氣對夏季負荷平衡帶來了嚴峻的挑戰。在國家雙碳轉型、注重效率和推動新質生產力的大背景下,僅僅依賴增加容量的僅僅依賴增加容量的方式解決高峰負荷將難以為繼方式解決高峰負荷將難以為繼。單位:億千瓦12.1312.9013.
5、39051015202021202220232025E2030E16.3018.90可調負荷0.820.952025E2030ECAGR:4%資料來源:國家能源局2021-2030年全國電網統調最大用電負荷年全國電網統調最大用電負荷能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察45%5%在這個過程中,可調節負荷資源的快速增長為電力系統提供了新的可能性。隨著非連續性生產型工業的用電活動、第三產業用能、工商業儲能、電動交通等可調節性的用電需求占比的提升,如何將用電負荷如何將用電負荷“挑戰挑戰”轉轉化為靈活性調節化為靈活性調節“資源資源”,成為新能源實現成為新能源實現高效消納和保障供需平衡的新方案高效消納和保
6、障供需平衡的新方案,推動電推動電力系統從力系統從“源隨荷動源隨荷動”逐步向逐步向“源荷互動源荷互動”的新模式轉型的新模式轉型。與此同時,隨著電力市場化機制的推進,價格信號引導發電側與負荷側主動調節。而虛擬電廠作為靈活性資源的聚合商和調節商,通過響應價格信號通過響應價格信號,聚合與調節靈活性資源聚合與調節靈活性資源保障電力系統穩定運營保障電力系統穩定運營,將成為電力市場施將成為電力市場施行調節能力的重要組成行調節能力的重要組成。虛擬電廠的成熟模式成熟模式下,虛擬電廠主要通過聚合負荷側資源,參與需求響應來實現源荷平衡,這種方式相較于電源側增加容量和儲能側增加靈活性調節能力,更加注重對負荷側存量資產
7、的再開發利用(如數字化驅動的節能降耗改造從而讓節能資源具備可聚合性),從而實現需求側靈活性資源的挖潛增效,展現出顯著的經濟性和靈活性優勢。經經濟濟性性投資成本元/w靈靈活活性性啟停時間h爬坡速率Pn/min0.6-0.74-101-6%2.6-3.528%0.8元/wh0.1100%火電火電電源側電源側氣電氣電電化學電化學儲能儲能需求響應需求響應0.2-0.40瞬時靈活性資源潛力凸顯靈活性資源潛力凸顯能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察5資料來源:國家電網,普華永道分析進階模式下,虛擬電廠的調節能力不僅局限于負荷側,它還可擴展至電源側。通過整合各類電源側資源,虛擬電廠作為發電主體參與電力市場交
8、易,統一響應價格信號以實現電力產銷平衡。進一步地,虛擬電廠的“聚合”能力使其能夠整合不同種類能源的特性,如將經濟性高但穩定性低的風光能源與經濟性低但穩定性高的調節型能源(如煤電、氣電、小水電、生物質發電)相結合,打造既經濟又穩定的能源產品,從而在電力市場上獲得競爭優勢。資料來源:國家電網,普華永道分析傳統電源傳統電源高可控性高可控性風電風電光伏光伏火電火電/氣電氣電經濟性+穩定性-經濟性-穩定性+經濟性+穩定性+聚合電力產品聚合電力產品新能源電源新能源電源低可控性低可控性虛擬電廠的進階模式虛擬電廠組合各類能源提供經濟穩定性俱佳的產品虛擬電廠組合各類能源提供經濟穩定性俱佳的產品我國虛擬電廠發展目
9、前正處于早期邀約型階邀約型階段段,相關機構組織用戶側參與需求響應,有電網引導各方參與共同完成邀約、響應和激勵流程實現可調節負荷的有序用電,主要遵從計劃機制。隨著電能量市場、輔助服務市場的基本成型,虛擬電廠將邁向市場性階段市場性階段,虛擬電廠聚合商將以類似于實體電廠的模式主動響應市場價格信號,通過整合調度源、儲、荷類資源參與電能量市場和輔助服務市場,促進源荷互動,保障電力系統穩定運行。隨著電力市場的日益完善,輸電通道建設完備、逐漸覆蓋高頻次、跨區域的電力交易需求,虛擬電廠將發展到自主調度性階段自主調度性階段聚合商將成為虛擬電廠的市場主體,去促進各類聚合資源的參與力度和靈活性程度,高頻跨區域的價格
10、信號,加速供需雙方反饋,實現即時的大范圍的電力供需高效平衡。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察6邀約型階段邀約型階段自主調度性階段自主調度性階段市場性階段市場性階段虛擬電廠虛擬電廠電網電網邀約信號需求響應優化用能虛擬電廠虛擬電廠輔助服務市場輔助服務市場電能量市場電能量市場價格信號參與市場報價可調節可調節負荷負荷儲能儲能資源資源虛擬電廠虛擬電廠成熟電力市場成熟電力市場高頻、跨區價格信號自動量化交易豐富的輔助市場產品可調節可調節負荷負荷儲能儲能資源資源分布式分布式發電發電可調節可調節負荷負荷儲能儲能資源資源分布式分布式發電發電整合調度優化用能整合調度優化用能整合調度計劃機制計劃機制完全市場化機制
11、完全市場化機制計劃計劃+市場雙軌運行市場雙軌運行調度需求指令響應指令中國虛擬電廠發展階段中國虛擬電廠發展階段現階段虛擬電廠發展仍處于發展早期階段:機制尚在完善機制尚在完善:成熟的管理機制是虛擬電廠發展的前提。盡管在今夏多地連續3040天高溫天氣下,需求側響應多次觸發,并實現可觀經濟收益,但仍舊為電網傳統通知和結算運營模式,而非虛擬電廠的市場預算,虛擬電廠在電力系統中的應用機制尚未完全成熟。市場化水平仍在加強市場化水平仍在加強:用戶參與度是衡量虛擬電廠市場成熟度的關鍵。目前,用戶對虛擬電廠的認知度較低,參與意愿不強,續約率不高。工商業用戶仍缺乏能源管理意識,尚未對自身靈活性生產活動進行挖掘并管理
12、。經濟性是引導用戶參與聚合的前提,而虛擬電廠的重要盈利手段現貨市場仍處于機制尚不成熟,大部分計劃交易,市場化交易比例有限的階段,經濟性吸引力不足?,F階段虛擬電廠市場主要依賴于讓利策略,以培養用戶的認知和習慣為現階段目標。聚合方類型單一聚合方類型單一:多元化主體競爭是推動虛擬電廠快速發展的核心動力。目前,負荷聚合商多為購售電公司,基于其用電側的渠道能力,根據客戶的用電特征聚合需求并提供電網調節服務。然而,參與方式較為傳統,主要通過電話通知,缺乏高效、數字化的系統平臺支持。為加強虛擬電廠的調節作用,需要推動參與方的多元化,包括引入更多的技術服務提供商、能源管理公司以及大型能源消費企業參與共同開發,
13、提高聚合效率和效益。隨著電力市場化改革的深入,虛擬電廠的商業價值和市場競爭力有望得到進一步提升。預計到2025年,虛擬電廠調節電量占全社會用電量的比例將達到2%,到2030年將達到5%。隨著技術創新和成本降低,以及市場需求和政策推動,虛擬電廠將有更大的市場空間。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察7示示意意圖圖2洞察:虛擬電廠行業趨勢能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察8趨勢一趨勢一乘電改東風,虛擬電廠迎來市場化隨著電力市場化改革的不斷深化,市場交易電量的占比持續提升,交易類型日益多樣化。新能源發電比例的穩步增長,特別是風電和光伏的快速發展,正在激發輔助服務市場和日內現貨市場的活力,增強市場價
14、格的彈性,為虛擬電廠(VPP)的盈利模式提供了更廣闊的空間。21,771 24,760 30,405 41,408 44,289 28,344 31,663 37,787 52,500 56,680 39%42%45%60%61%0%10%20%30%40%50%60%020,00040,00060,00080,000100,000電量(億千瓦時)市場交易電量占全社會用電量比例20192020202120222023占全社會用電量比例市場交易電量非市場交易電量全國市場交易電量占比持續增加全國市場交易電量占比持續增加資料來源:國家能源局、普華永道分析從2017年到2023年,市場交易電量占比持續
15、增長。2023年,全國電力市場交易電量達到5.7萬億千瓦時,同比增長7.9%,占全社會用電量的61.4%,其中,中長期交易電量占市場化電量比重超90%,其他現貨市場、輔助服務市場、容量市場和儲能市場等雖然仍處于起步階段,但發展迅速。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察9現貨市場試運行啟動現貨市場試運行啟動:廣東成為首個啟動現貨市場試運行的試點,蒙西、浙江、山西、山東、附件、四川和甘肅首批試點輔助市場與現貨市場融合:輔助市場與現貨市場融合:浙江實現調頻、備用等輔輔助服務市場助服務市場同現貨交易市現貨交易市場場聯合優化、一體出清一體出清非試點省份建設啟動:非試點省份建設啟動:重慶、山西、寧夏、青海
16、、江西、冀南、黑龍江等第二批電力現貨試點:第二批電力現貨試點:上海、江蘇、安徽、遼寧、河南、湖北等6省市省市輔助服務市場試運行啟動:輔助服務市場試運行啟動:國家能源局批復了東北、福建、山西、新疆、山東、甘肅、寧夏、廣東8個個能源監管派出機構開展電力輔助服電力輔助服務市場專項改革試點務市場專項改革試點實現首次結算運行:實現首次結算運行:首批中的7個省份采用“集中式”市場模式,省內中長期市場省內中長期市場采用差價合約,省內現貨交易采用“日前日前市場市場+實時市場實時市場”的組合;而蒙西采用“分散式”市場模式,中長期交易合同采用實物合約,并在日前和實時市場之間加入日內市場日內市場2016201720
17、19.62019.920222021國內電力輔助市場和現貨市場建設進展國內電力輔助市場和現貨市場建設進展隨著新能源發電比例的提高,輔助服務市場的品類也在增加。傳統的15分鐘級輔助服務已不足以應對高比例新能源電力系統的需求,電網需要引入更精準的輔助服務來穩定運行。預計輔助服務將增加多類分鐘級、秒級產品,并呈現出價格分化的趨勢。日內市場正在逐步完善,新能源在4小時至30秒的作用域內將在日內市場激發高價格波動,推動日內市場規??焖侔l展。借鑒歐洲成熟的電力市場,豐富的電力交易產品為虛擬電廠提供了廣闊的盈利空間。電力市場主要包括中長期市場、現貨市場、調頻輔助市場和其他輔助市場四大類型,其中,中國未來將重
18、點發展現貨市場、調頻輔助服務和其他輔助市場。目前,中國的輔助服務主要由電網提供,以火電作為主要調節資源,輔助服務市場已經開展,但仍處于早期階段,僅向部分地區、部分參與對象開放,產品種類也較少。隨著未來電網將其保障作用日益市場化,虛擬電廠作為潛力巨大的調節資源將實現更高的收入。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察10虛擬電廠的發展與電力改革呈伴隨態勢,隨著電力改革的持續深化,電力交易市場化水平提高,虛擬電廠將加速邁入市場化階段虛擬電廠將加速邁入市場化階段。在從邀約階段邁入市場性階段,輔助市場與電能量市場將逐漸成為虛擬電廠主要盈利點,根據市場特性根據市場特性,聚合優質資源聚合優質資源,選取優勢地選
19、取優勢地區是當前階段的布局重點區是當前階段的布局重點。歐洲電力市場類型歐洲電力市場類型中長期中長期市場市場中長期電中長期電力衍生品力衍生品中長期市場中長期市場日內交易日內交易日前交易日前交易現貨市場現貨市場頻率控制頻率控制備用備用(FCR)頻率恢復頻率恢復備用備用(FRR)替代備用替代備用(RR)調頻輔助市場調頻輔助市場電網損耗電網損耗補償補償黑啟動黑啟動服務服務負荷跟蹤負荷跟蹤無功和無功和電壓控制電壓控制其他輔助市場其他輔助市場能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察11在邀約型階段,虛擬電廠主要聚合負荷側的靈活性資源,組織大工業和工商業企業,參與需求響應和能效優化,向電力系統提供調節能力。在這
20、一階段,掌握穩定且可控的優質資源,尤其是那些用電曲線平穩、可調節比例高的資源,將成為虛擬電廠競爭力的關鍵。優先選取風光發電占比高,峰谷價差較大的地區,是虛擬電廠實現盈利的前提。隨著電力市場的成熟,虛擬電廠的業務范圍將從負荷側擴展到電源側和儲能側。聚合分布式發電和儲能資源,參與電能量市場和輔助服務市場,將成為虛擬電廠的新盈利點。在電能量市場中,度電成本低、可柔性控制出力的資源是判斷聚合資源是否優質的主要標準。而在輔助服務市場中,響應速度同樣是資源競爭力的關鍵因素。一般而言,虛擬電廠的盈利潛力受到多種市場特征的影響,包括峰谷價差、分布式資源的豐富程度、電能量市場的活躍度、價格信號的明顯性以及輔助市
21、場的活躍度和品類的豐富性。這些因素將直接影響虛擬電廠的盈利水平,所以對于靈活性資源豐富、電力市場進度較快的省份,可優先考慮虛擬電廠布局。各類虛擬電廠優勢資源、優勢市場特征各類虛擬電廠優勢資源、優勢市場特征能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察12優勢市場特征優勢市場特征電能量交易活躍,價格信號明顯電能量交易活躍,價格信號明顯輔助市場活躍,品類豐富輔助市場活躍,品類豐富分布式資源豐富分布式資源豐富峰谷價差大峰谷價差大負荷側負荷側電源側、儲能測電源側、儲能測優質資源特征優質資源特征用電曲線和電量穩定用電曲線和電量穩定可控可調負荷比例高可控可調負荷比例高可柔性控制出力可柔性控制出力響應速度快響應速度快
22、度電成本低度電成本低需求響應市場需求響應市場能效優化能效優化輔助市場輔助市場調峰調頻其他輔助服務電能量市場電能量市場中長期市場現貨市場應用場景應用場景邀約型階段邀約型階段市場性階段市場性階段聚合對象聚合對象大工業、工商業企業 分布式發電 靈活機組(成本低,穩定性差):風電、光伏 調節機組(成本高,穩定性強):氣電、煤電、生物質發電 儲能風光發電占比高風光發電占比高省份省份累計分布式累計分布式風光能源風光能源(MW)平均峰谷價平均峰谷價差(元差(元/度)度)是否開展電力是否開展電力現貨市場現貨市場電力市場成熟程度電力市場成熟程度(交易量(交易量/電量電量-億千瓦時)億千瓦時)2024年年3月月2
23、6日日實時現貨市場波動性實時現貨市場波動性(元元/MHh)虛擬電廠參虛擬電廠參與市場類型與市場類型廣東147181.351已正式運行5754.1226617波動性大 山東413520.892第一批試運行3947-90424波動性大,負電價常態化 河南348980.851第二批試運行2358-江蘇279381.002第二批試運行3389-浙江269310.966第一批試運行3363-安徽195130.857第二批試運行1854-河北239440.748非試點運行2109-江西103371.012非試點運行910-山西82150.49已正式運行17790360波動性大,0電價常態化 湖北77891
24、.002第二批試運行1048-遼寧47290.957第二批試運行2440.25-湖南85721.012非試點運行1269-福建83530.631第一批試運行970-上海24960.499第二批試運行293-四川5150.822第一批試運行2172-陜西67470.668非試點運行150-天津19040.714-339-北京10330.6-260-重慶7110.921非試點運行784-需求側響應 輔助服務 電力現貨市場資料來源:國家能源局、各地方電力交易所、普華永道分析部分省份的分布式能源累計裝機與電力市場條件可支持虛擬電廠發展部分省份的分布式能源累計裝機與電力市場條件可支持虛擬電廠發展分布式風
25、光能源多意味著可聚合資源多、調節需求大,奠定了市場的素材與需求。電力市場水平高意味盈利性水平。對于能源豐富、電力市場發展成熟的市場,峰谷價差大、已開展電力現貨市場,建議優先部署。對于分布式能源資源有限或電力市場發展具有潛力但尚未成型,可考慮待條件成熟后發展。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察13趨勢二趨勢二多元玩家入局,技術主導產業未來虛擬電廠的產業鏈是一個涉及多個環節的復雜系統,其核心在于通過先進的信息通信技術和軟件系統,實現對分布式發電(DG)、儲能系統、可控負荷、電動汽車等分布式能源資源(DER)的聚合和協調優化。這一系統能夠作為一個特殊主體參與電力市場和電網運行,提供管理和輔助服務。
26、在產業鏈的上游,主要涉及靈活性資源,包括分布式電源如光伏和風電、充電樁、儲能設備以及可調負荷等。這些資源在當前階段尤為重要,尤其是在工業、建筑和交通領域。中游則是虛擬電廠的運營平臺,它基于設備設施和技術能力,有效地組織和調度這些分散的資源,并響應電力市場的價格信號。產業鏈的下游則是電力需求主體,主要由電網公司、售電公司和大型用戶組成,其中電網公司作為電網運營商,是電力市場的重要買方,也是目前虛擬電廠的主要收入來源。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察14上游靈活性資源上游靈活性資源下游需求主體下游需求主體中游系統平臺中游系統平臺虛擬電廠平臺虛擬電廠平臺電網公司電網公司售電公司售電公司用電用戶用
27、電用戶電網領域的售電公司工業企業商業用戶獨立售電公司擁有配網運營權的售電公司運營服務平臺電力交易平臺技術支持平臺設備銷售維護基礎資源基礎資源分布式電源可調負荷儲能充電樁連續型工業公共建筑電動交通非連續型工業商業建筑非電動交通居民住宅工業建筑交通可調負荷可調負荷虛擬電廠產業鏈虛擬電廠產業鏈我國虛擬電廠目前正處于初期階段,產業鏈的發展將首先惠及上游的基礎資源建設,如儲能設施或可調負荷側。隨后,平臺建設將受益,這包括軟件開發、硬件部署和整體解決方案的提供。隨著電力市場的建設和完善,以及商業模式的確立,虛擬電廠運營商的利潤有望得到改善。在當前試點性階段,中國的虛擬電廠已經證明了其聚合能力和應用場景的有
28、效性。在聚合能力方面,已經實現了多種類資源的大規模聚合,單體可調資源規模超過100MW。同時,應用場景也已順利跑通,需求響應、輔助市場、電能量市場等多應用場景已試運行成功。然而,試點項目的經濟性仍處于較低水平,市場化能力亟需加強。但虛擬的電場作為未來電力系統的調節能力的重要組成之一,其未來的市場化下的盈利潛力依然會吸引多元企業布局,未來的參與方將不僅僅是傳統手握資源的能源集團,多元主體可憑借渠道資源渠道資源、數據資源與技術優數據資源與技術優勢勢參與虛擬電廠運營,尋找規?;臋C會。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察15數字化驅動的節能減排公司數字化驅動的節能減排公司,可憑借其在節能降耗數字化方
29、案提供的優勢,在幫助客戶實現用能總量減少、用能成本優化的同時,將這些降耗負荷轉化為可調資源,參與虛擬電廠的運營。交易驅動的售電公司交易驅動的售電公司,利用直接與客戶建立的服務渠道,以及工商業用戶的電力交易數據和量化交易技術,為虛擬電廠提供了豐富的市場交易機會。這些公司通過與客戶的密切接觸和長期售電服務積累的信任,可以代理客戶直接參與電力市場,為虛擬電廠的運營創造了更多的盈利可能性。同時,這些公司可進一步聚合大量售電用戶的負荷,從而形成優質的可調節資源。能源資產投資驅動的綜合能源托管公司能源資產投資驅動的綜合能源托管公司,通過對新能源和儲能資產運營托管,代理新能源資產投資者參與虛擬電廠的需求響應
30、和輔助服務。這些公司利用準確的天氣預測、供給預測技術、儲能充放模型以及市場交易信息,為投資商實現資產的最優化收益,并為電力市場提供多樣化的服務,增強了虛擬電廠的市場競爭力。電網驅動的電力領域信息化公司電網驅動的電力領域信息化公司,作為聚合解決方案提供商,通過供給預測技術和聚合調控技術,有效地聚合分布式能源投資商渠道和工商業用戶渠道的電源側供給數據。這些公司在電力市場中扮演著重要的角色,為虛擬電廠的穩定運營提供了強有力的技術支持。虛擬電廠作為資源的調度方,聚合資源的規模很大程度決定其收入水平和發展空間,技技術能力與資源能力同等重要術能力與資源能力同等重要,決定了虛擬電決定了虛擬電廠的盈利能力廠的
31、盈利能力,并進一步幫助虛擬電廠吸引并進一步幫助虛擬電廠吸引高質量可聚合資源高質量可聚合資源,打造自我強化循環打造自我強化循環。這主要依賴于四項關鍵技術:聚合調控技術聚合調控技術:虛擬電廠通過聚合分散的源荷儲資源并統一調度施行調節能力,技術能力是否能充分覆蓋各類資源,并高效協調控制聚合資源響應從而實現有效調度,是虛擬電廠運營的前提。信息通信技術信息通信技術:作為聚合調控的基礎,通過如5G通信、大數據等信息通信技術對市場/環境進行安全及時的響應是保障虛擬電廠有效運行的基石。市場交易技術市場交易技術:在聚合資源的基礎上,如何挖掘資源的調節潛力,優化資源的市場參與配置,設計高效的交易策略,甚至通過數字
32、化手段實現自動化交易策略執行是虛擬電廠盈利的根本。供需預測技術供需預測技術:通過精準實現對聚合資源方面的功率預測、市場交易方面的電價預測,電力市場的需求預測,為交易策略提供支持。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察16在優秀的技術能力支持下,虛擬電廠將有望實現高經濟收益,并進一步吸引高質量資源聚合,打造自我強化循環。技術優勢強化虛擬電廠盈利能力打造自我強化循環技術優勢強化虛擬電廠盈利能力打造自我強化循環技術能力技術能力光伏發電本地控制充電樁可控負荷儲能集控平臺電網電能量市場具有“源具有“源-荷”雙重身份荷”雙重身份能量交互5G通信、大數據等信息通信技術可調容量市場出清虛擬電廠虛擬電廠輸配電網輸
33、配電網32可調節資源可調節資源1數據分析5資源優化配置4實現高經濟收益實現高經濟收益吸引高質量資源聚合吸引高質量資源聚合資源聚合能力資源聚合能力1聚合調控技術聚合調控技術2信息通信技術信息通信技術3市場交易技術市場交易技術4供需預測技術供需預測技術5以歐洲為例的完全商業化的虛擬電廠格局中,相比于以發電資源用戶資源優勢起家的大型電力公司運營的虛擬電廠,通過技術優勢高效調度產生收益吸引各類資源聚合的獨立虛擬電廠成為市場的最終勝利者。截至2023年,能源公司為代表的企業中,普遍為GW級別以下,而獨立虛擬電廠中的領軍企業以12.3GW的電廠規模成為市場的絕對主導者,深化數字化能力是把握虛擬電廠機遇的重
34、中之重。對于具有資源優勢亟待布局技術能力打造虛擬電廠產業優勢的傳統能源企業,可以通過合作合作、服務采購服務采購、并購方式取得技術優勢并購方式取得技術優勢以提高市場競爭力。合作方案合作方案:對于小型投資商、聚合商等專注于特點領域的分布式資源開發商企業,可以與技術優勢公司合作委托對方提供調度服務,將自身定位為聚合商獲取分成收益。SAAS(平臺平臺)方案方案:對于大型能源公司、聚合商,傾向于專注核心業務領域,希望快快速部署速部署先進的虛擬電廠技術能力,并保持對保持對虛擬電廠的運營控制權虛擬電廠的運營控制權的企業,可通過購買技術優勢公司的SAAS服務取得技術能力,并自行運營,參與電力市場交易獲取收益。
35、并購方案并購方案:對于資金雄厚的大型能源公司、聚合商、能源轉型意愿強的大型工商業企業,需要通過技術能力打造虛擬電廠行業的可持續競爭力,深度挖掘與自身業務的協同效應,可以考慮通過并購技術優勢公司取得技術能力,以子公司形式運營,參與電力市場交易。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察17趨勢三趨勢三化挑戰為機遇,車網互聯打造優質聚合資源虛擬電廠(VPP)的分類依據其聚合的資源特性,可歸納為四種主要類型,每種類型都有其獨特的盈利側重點:1.負荷型虛擬電廠負荷型虛擬電廠:專注于提供功率調節服務,其主要盈利途徑是參與需求響應市場。這類虛擬電廠通過整合如樓宇溫控系統、電動汽車充電網絡和工業生產流程等可調節負
36、荷,參與需求側管理。隨著電力市場的成熟,這些虛擬電廠亦可通過策略性購買現貨市場電力,進一步優化能源成本,從而拓展盈利模式。2.電源型虛擬電廠電源型虛擬電廠:擁有能量銷售能力,其盈利模式主要通過參與電能量市場和提供輔助服務。這類虛擬電廠通過聚合分布式新能源發電資源(如光伏和風電)以及調節型發電資源(如生物質能、煤電和氣電),以發電方身份參與市場交易。3.儲能型虛擬電廠儲能型虛擬電廠:具備快速響應市場變化的能力,目前主要通過參與需求側響應市場來實現盈利。隨著電力市場的進一步發展,這類虛擬電廠將能夠聚合多樣化的儲能資源(如工商業和家庭儲能系統),并參與輔助服務市場,成為其盈利增長點。4.混合型虛擬電
37、廠混合型虛擬電廠:兼具上述三種類型的能力,能夠協調電源、負荷和儲能三方面的靈活性資源,參與多元化的市場活動。這種類型的虛擬電廠在盈利模式上最為靈活多樣,能夠根據市場條件和政策導向,靈活調整其市場參與策略。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察18而隨著雙碳政策形成新的推力,新能源汽車進入發展“快車道”,2030年保有量有望突破1億輛。滲透率在 2030年將達到64%。而新能源車作為典型的第一類負荷性資源負荷性資源,未來或將發揮巨大的功效未來或將發揮巨大的功效。備注:*以每15分鐘為一個時段計算編差單并遺行考核資料來源:山西省能源局虛擬電廠建設與運營管理方案,普華永道分析負荷型負荷型電源型電源型儲
38、能型儲能型混合型混合型主要特征主要特征 具有功率調節能力 參與需求響應市場 具有能量出售能力 參與輔助服務市場 具有快速響應能力 通過放電出售電能 同時具備三種能力 以源荷儲參與市場聚合資源聚合資源可調節負荷可調節負荷 樓宇溫控 電動汽車 工業產線新能源發電新能源發電 分布式光伏、風電調節型發電調節型發電 生物質發電 煤電/氣電儲能資源儲能資源 工商業儲能 家庭儲能電源負荷儲能多種靈活性資源靈活性資源盈利模式盈利模式輔助服務需求側響應現貨市場能效優化輔助服務需求側響應現貨市場能效優化輔助服務需求側響應現貨市場能效優化輔助服務需求側響應現貨市場能效優化主要途徑次要途徑不參與虛擬電廠類型及盈利模式
39、虛擬電廠類型及盈利模式能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察19通過虛擬電廠聚合新能源汽車資源集中調控,將新能源汽車從對電網造成壓力的波動性負荷轉化為響應電網削峰填谷需求的靈活性資源。這一轉變在我國現階段已有展現。2023年1月20日至25日,山東電網連續6天組織開展緊急型填谷電力需求響應,試點低壓分布式光伏和電動汽車充電站可控負荷聚合為虛擬電廠,參與需求側響應進行填谷,聚合3001座自有運營電動汽車充換電站,和50座私營汽車換電站,促進2344.08萬千瓦新能源消納,進一步肯定了新能源車作為優質聚合資源的價值。7841,3102,0413,0593,9255,1696,4547,7399,01
40、010,29615%27%36%41%46%51%56%59%62%64%010203040506070809002,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,0002021202220232024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E新能源汽車保有量新能源汽車滲透率2021-2030新能源汽車保有量(萬輛)與滲透率(新能源汽車保有量(萬輛)與滲透率(%)資料來源:國家自然科學基金,國網能源研究院、普華永道分析能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察203服務:全鏈服務護航能源企業成功轉型能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察2
41、1上文普華永道分析了能源行業轉型的整體特征以及細分領域的核心趨勢及最佳解決方案(參見定期發布的細分領域趨勢報告)。然而,對于能源企業來說,面對不斷變化的市場和技術環境,把握窗口期,抓住轉型特征,實現自身能源轉型并打造未來增長的二次曲線的這一進程仍將充滿挑戰。普華永道依托全能源價值鏈的豐富經驗與市場洞察總結出業務增長業務增長、精益運營和多元協同精益運營和多元協同是能源企業在轉型過程中的三大戰略要務三大戰略要務。首先,保證業務增長業務增長是能源轉型戰略的根本。企業需要通過打造市場先發優勢市場先發優勢保障高項目收益,不斷尋求新的業務增長點,并靈活調整業務布局,以適應市場的變化和需求的多樣化。其次,精
42、益運營精益運營在可再生能源企業的轉型過程中也起著至關重要的作用。在項目執行和后期運維中,貫徹成本優先與規模效應成本優先與規模效應策略可以幫助企業規避生產風險點,提高運營效率,降低成本,為企業打造可持續的市場競爭力。此外,多元協同多元協同策略也是可再生能源企業應對轉型挑戰的重要手段之一。通過跨界合作跨界合作與資源整合與資源整合,企業可以促進組織內外部的協同運營,并與價值鏈上下游的合作伙伴實現協同發展。這有助于企業整合資源、優化供應鏈、提升創新能力,從而更好地適應市場的變化和競爭的壓力。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察22只有在這些方面做足功夫,企業才能夠應對不斷變化的市場環境,保持競爭優勢,
43、實現可持續發展。為了應對上述三大戰略要務,普華永道總結了對于能源公司的戰略和戰術杠桿:三三大大戰戰略略要要務務普華永道能源領域戰略與戰術杠桿普華永道能源領域戰略與戰術杠桿普普華華永永道道賦賦能能主主要要杠杠桿桿戰戰術術杠杠桿桿市場機遇勘察階段性過渡輔助項目組合與機會管理新興市場開發知識遷移與合作本土化、定制化項目管控進度推進合同與物流優化工程數據管理生產優化(降低LPF)數字工廠監測與管控活動、成本與人員效益提升能源+一體化業務協同與技術整合能源金融與投資端到端價值鏈協同數字中臺整合技術/產品研發業務增長業務增長多元協同多元協同精益運營精益運營EPC成本成本優化優化資產價值資產價值最大化最大化
44、多元資源多元資源整合整合價值鏈價值鏈協同運營協同運營先發優勢先發優勢區域區域/技術技術組合組合能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察23在這一進程中,普華永道結合自身服務經驗與經典國內外案例,愿意成為能源企業可持續轉型的最佳陪跑伙伴,為企業提供從戰略規劃到落地實施端到端的轉型服務。戰略企劃服務前沿技術與商業模式研究市場進入戰略國際化戰略數字化業務戰略煤電光伏核電風電天然氣儲能氫能石油充電樁 能力建設支持服務ESG報告與鑒證服務潛在機會挖掘內部控制與風險管理企業變革管理戰略規劃業務管理業務落地交易計劃管理數字化零售管理與財務建模綠證與碳交易管理價格預測與交易規劃業務支持落地實施管理提升業務變革服務
45、資產業務數字化升級設計可再生能源布局規劃集中式供應鏈管理整合優化 新型基礎設施建設規劃 分布式智慧綠能服務規劃 可持續增長戰略零碳戰略ESG戰略碳管理數字化組織架構管理資產配置優化涉及能源行業普華永道深耕能源領域,多年來持續提供專業的咨詢服務和行業洞察,動態解析能源轉型所面臨的機遇和挑戰,為企業提供定制化的解決方案,協助企業解決轉型過程中的困難,保證戰略的順利落地和實施,幫助企業在競爭激烈的市場環境中保持領先地位,最終實現可持續的發展目標。普華永道能源領域服務矩陣普華永道能源領域服務矩陣集成業務管理全生命周期聚合資源管理集成研發管理(IPD)智能制造與精益生產聚合資源管理聚合資源籌劃數字化調度平臺優化發電測出力管理與用能規劃數字化預測管理能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察24虛擬電廠聯系我們蔡曉穎蔡曉穎普華永道中國ESG可持續發展主管合伙人+86(21)2323 孫越孫越普華永道中國ESG可持續戰略與轉型合伙人+86(21)2323 郜怡晨郜怡晨普華永道中國ESG可持續發展經理+86(21)2323 徐龐博、衛欣、于鈞霆徐龐博、衛欣、于鈞霆對本文有貢獻。對本文有貢獻。能源新紀元系列:虛擬電廠行業趨勢洞察25本文僅為提供一般性信息之目的,不應用于替代專業咨詢者提供的咨詢意見。2024 普華永道。版權所有。普華永道系指普華永道網絡及/或普華永道網絡中各自獨立的成員機構。詳情請進入