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光伏發(fā)電的「價(jià)值通縮」

正如70年代石油危機(jī)推進(jìn)西方世界——尤其是西歐國(guó)家的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程，本輪能源危機(jī)與電力危機(jī)或進(jìn)一步拉動(dòng)清潔能源在歐洲市場(chǎng)的滲透率。今年以來，歐洲在加速實(shí)現(xiàn)“完全擺脫化石燃料”方面彰顯雄心。一項(xiàng)新的歐盟目標(biāo)旨在于2030年之前將該地區(qū)可再生能源的電力份額提高至63％，遠(yuǎn)超出此前55％的目標(biāo)。

筆者認(rèn)為，短中期看來，美國(guó)市場(chǎng)對(duì)于中國(guó)清潔能源產(chǎn)業(yè)出口廠商未必有利可圖。美國(guó)近日通過《通脹削減法案》撥款3740億美元用于脫碳，同時(shí)支持在風(fēng)能、光伏、電池以及綠氫領(lǐng)域的本土制造業(yè)，以大幅削減對(duì)華依賴。此外，除了美國(guó)對(duì)華監(jiān)管限制，相較于歐洲市場(chǎng)，美國(guó)能源轉(zhuǎn)型的政策延續(xù)性更值得懷疑。盡管與中國(guó)不同，歐美能源政策均為“危機(jī)心態(tài)”主導(dǎo)，但是歐洲較美國(guó)更大的能源進(jìn)口依賴決定了美國(guó)能源解決方案更容易停留于權(quán)宜之計(jì)。

因此，歐洲或?qū)⒊蔀橹袊?guó)新能源廠商在中國(guó)本土市場(chǎng)以外得以成長(zhǎng)的廣袤天地，而新能源產(chǎn)業(yè)必然拉動(dòng)儲(chǔ)能以及能源需求管理產(chǎn)業(yè)的相應(yīng)增長(zhǎng)——風(fēng)電光伏供電的不穩(wěn)定性決定了二者與新興儲(chǔ)能以及能源需求管理解決方案往往攜手并進(jìn)。

以太陽能為例，云層遮蔽等氣候現(xiàn)象影響光伏電網(wǎng)的瞬時(shí)供電——以風(fēng)電光伏為首的可再生能源因而被稱為間歇性能源。為了提升太陽能利用率，光伏裝機(jī)量需要持續(xù)提升。然而，隨著裝機(jī)量提升，這種供電波動(dòng)也隨之放大。為了“配合”光伏發(fā)電，多種電源需要被接入電網(wǎng)，而這種多樣性意味著更高的建設(shè)成本。同時(shí)，光伏發(fā)電占比越高，發(fā)電系統(tǒng)波動(dòng)范圍越寬，隨之加強(qiáng)的發(fā)電調(diào)節(jié)力度進(jìn)一步增加了電力系統(tǒng)的維護(hù)成本。

Varun Sivaram將此稱為太陽能潛在的“價(jià)值通縮”——光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)價(jià)值可能隨著太陽能普及率的提高而縮水。

由此可見，光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展并非僅僅關(guān)于提升裝機(jī)量、提升電池效率或者提高滲透率，開發(fā)高效的調(diào)峰解決方案和能量存儲(chǔ)技術(shù)迫在眉睫。

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虛擬電廠「削峰填谷」

元?dú)赓Y本此前提到，“或是由于石油進(jìn)口依賴程度不同，歐洲對(duì)能源轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)出的熱情遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出美國(guó)。2020年上半年，風(fēng)電光伏在德國(guó)、英國(guó)電力市場(chǎng)滲透率分別高達(dá)42％和33％，這一數(shù)字在美國(guó)僅為12％”。事實(shí)上，德國(guó)便是開拓Virtual Power Plant，即虛擬電廠的先驅(qū)。早在2008年至2012年間，德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部門便已資助一項(xiàng)名為eTelligence的早期虛擬電廠研究項(xiàng)目。

Virtual Power Plant，即虛擬電廠，是一種基于“云”和“小型分布式能源集群”的調(diào)峰解決方案。這種能源管理系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)往往包括可調(diào)度或不可調(diào)度、可控負(fù)荷或靈活負(fù)荷（CL或FL）的分布式發(fā)電系統(tǒng)。這意味著，無論屋頂太陽能電池板、小型風(fēng)力發(fā)電廠 （WPP），還是大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)的備用發(fā)電機(jī)，都能通過被聚合并作為單個(gè)發(fā)電廠運(yùn)行。

互連單元通過虛擬電廠中央控制系統(tǒng)（VPP 軟件）進(jìn)行調(diào)度，但在操作和所有權(quán)方面保持獨(dú)立，并且能夠在能源市場(chǎng)上進(jìn)行智能交易。Pike Research分析師Peter Asmus將虛擬電網(wǎng)稱為“能源互聯(lián)網(wǎng)”。

△ 虛擬電廠能源結(jié)構(gòu)通常涉及微型熱電聯(lián)產(chǎn)、天然氣往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)、小型風(fēng)力發(fā)電廠、光伏、徑流式水力發(fā)電廠、小型水電、生物質(zhì)能、備用發(fā)電機(jī)和儲(chǔ)能系統(tǒng)等（來源：Power Mag）

△ 分布式供能系統(tǒng)（來源：西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院）

由于分散的發(fā)電單元和VPP軟件之間能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)通信，虛擬電廠得以聚合、控制、監(jiān)控和優(yōu)化分布式能源 （DER） 的分布式能源生產(chǎn)，從而調(diào)節(jié)負(fù)載波動(dòng)。在此過程中，發(fā)電單元成為一個(gè)可調(diào)度資源，這種聯(lián)網(wǎng)為發(fā)電單元提供了發(fā)電靈活性。通過優(yōu)化電力生產(chǎn)、電力消費(fèi)，以及電力存儲(chǔ)，虛擬電網(wǎng)將發(fā)電效率最大化，并實(shí)現(xiàn)面向終端用戶的高效能源分配。

CNBC曾于2012年指出虛擬電廠北美模式與歐洲模式的區(qū)別，“由于美國(guó)的需求響應(yīng)市場(chǎng)更加成熟，包括EnerNOC和Constellation Energy在內(nèi)的北美虛擬電廠由需求驅(qū)動(dòng)；而歐洲虛擬電廠則由供給驅(qū)動(dòng)，這是因?yàn)闅W洲大陸擁有大規(guī)模風(fēng)能和太陽能等間歇性電力資源”。

虛擬電廠能為公用事業(yè)部門和聚合商帶來效率跟高、利潤(rùn)更高的商業(yè)模式。歐盟能源聯(lián)盟副主席Maro? ?ef?ovi?曾于2015年表露電網(wǎng)改革對(duì)歐洲能源獨(dú)立的決定性意義，“智能電網(wǎng)之于歐洲，就像頁(yè)巖氣之于美國(guó)……截至目前，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化能為我們減少30％的供電容量”。