Bevezetés
A virtuális erőmű (VPP) nem egy erőmű. Nem virtuális a metaversum értelmében, és nem a hagyományos módon termel áramot. Ehelyett szervezi. Képzeljünk el egy digitális karmestert, aki a napelemes háztetők kaotikus zenekarát irányítja, otthoni akkumulátorok, EV-töltők, HVAC-rendszerek és ipari terhelések. Ez egy VPP. És annak ismerete, hogy hogyan termel pénzt, nem csak a befektetők számára hasznos, hanem a prosumerek, az aggregátorok, a közműszolgáltatók és mindenki számára, aki az energiaátalakításra fogadásokat köt.
Miért? Mert nem az ideológia, hanem a nyereségesség határozza meg, hogy ez az átmenet fenntartható-e.
200 kWh / 215 kWh akkumulátor Kereskedelmi akkumulátoros energiatároló rendszer
Mi az a virtuális erőmű - és mitől lesz nyereséges?
A virtuális erőmű szoftveresen koordinálja az elosztott energiaforrásokat (DER-ek), több ezer apró, szétszórt eszközt alakít át olyanná, amely úgy néz ki és úgy viselkedik, mint egy hagyományos erőmű, de nagyobb rugalmassággal.
A központosított erőművekkel ellentétben a VPP nem rendelkezik az általa használt hardverrel. Rugalmasságot bérel. Az energia adás-vételének pillanatait vásárolja meg. Ez az alapvető megkülönböztető jegy.
A nyereség nem a puszta generációs mennyiségből származik. Hanem az időzítésből, az intelligenciából és a piacra jutásból. Ha gyorsabban tud reagálni a hálózati jelzésekre, mint ahogy egy gázüzemű erőmű fel tudna pörögni, akkor értékesnek számít. Ha a felesleges napenergiát tárolni tudja, és éppen akkor tudja elküldeni, amikor az árak megugranak, akkor aranyat ér.
Őszintén szólva, régebben azt hittem, hogy a méretarány a nyereségesség kulcsa. De az évek során láttam, hogy a fürge, szoftveres startupok egyetlen dolog elsajátításával megelőzték a hardveres üzemeltetőket: rugalmasság monetizáció.
Hadd meséljek el egy történetet - 2017, München. Meglátogattam egy startup céget, amely 3000 otthoni akkumulátorok, amelyek közül egyik sem volt a tulajdonukban. Többet kerestek az API-hozzáférésen, mint amennyit a legtöbb gázerőmű a termeléssel keresett. Ez volt az elmebaj.
A virtuális erőmű bevételi forrásai
Energia arbitrázs
Vásárolj alacsonyan, adj el magasan. Egyszerűen hangzik - és az is -, amíg hozzá nem adjuk a gépi tanulást, a prediktív elemzést és az algoritmikus kereskedést. Az energiaarbitrázs lényegében tárolás-időzítés: töltse fel az akkumulátorait, amikor az árak csökkennek, és ürítse ki őket, amikor a csúcson vannak.
Tegyük fel, hogy az akkumulátor hajnali 2-kor $30/MWh értéken töltődik, és este 6-kor $120/MWh értéken ürül ki. Ez egy egészséges szórás. A nettó árrés a lebomlás és az oda-vissza veszteségek figyelembevétele után gyakran a 15-25% tartományba esik, de volatilitás esetén megugorhat.
Emlékszem, hogy a 2021-es texasi fagy idején egy akkumulátor, amelyet Austinban segítettem megtervezni, egyetlen éjszaka alatt három havi bevételt hozott. Az időzítés volt minden. De itt a kellemetlen igazság: nem lehet csak az arbitrázsra hagyatkozni. Ez túlságosan is lakmározik vagy éhezik.
Frekvenciaszabályozás és kiegészítő szolgáltatások
A kiegészítő szolgáltatások olyan támogató funkciók, amelyek fenntartják a hálózat stabilitását, mint például a frekvenciaszabályozás, a feszültségszabályozás és a forgó tartalékok.
Ez az a terület, ahol a VPP-k ragyognak. A frekvenciaszabályozásban az ezredmásodpercek számítanak. Ha a hálózati frekvencia 60 Hz alá csökken, valakinek gyorsan cselekednie kell. A VPP-k képesek erre.
A Tesla dél-ausztráliai Hornsdale Power Reserve nem csak azt bizonyította, hogy az akkumulátorok tudnak játszani - megdöntötték az eredménytáblát. Az első évben több mint $40 millió forintot takarított meg a hálózatszabályozási költségeken, és szép summát keresett magának.
A szabályozási piacok ISO/RTO-nként eltérőek, de a gyors reagálású erőforrásokért következetesen többet fizetnek. VPP-k, amelyek 4 másodperces vagy annál jobb válaszokat tudnak garantálni? Ők bevételi gépek.
És itt van egy érintőleges megjegyzés - egyszer viccelődtem egy hálózatüzemeltetővel, hogy a VPP-k olyanok, mint a pénzügyi kereskedők: nem keresnek semmit, csak pontosan tudják, mikor kell cselekedni.
Igényre reagáló programok
A közműszolgáltatók a VPP-knek fizetnek nem használja az erőt. Ellentmondásos? Üdvözöljük a keresletre való reagálásban.
Ha egy közműszolgáltató tudja, hogy a nyári csúcsidőszakban 500 MW keresletet tud lefaragni az Ön VPP-jének aktiválásával, akkor bőségesen fizetni fog. Az ISO New England, a PJM, a CAISO - mindannyian kínálnak kapacitási kifizetéseket erre a célra.
A National Grid például egy kereskedelmi és ipari keresletre reagáló programot működtet, amely a hűtőgépek kikapcsolásáért vagy a világítás lekapcsolásáért fizet a vállalkozásoknak. Az aggregátorok ezeket a tevékenységeket kiszámítható eszközökké alakítják.
Évekkel ezelőtt tanácsot adtam egy élelmiszertároló cégnek Massachusettsben. Több pénzt kerestünk azzal, hogy 30 percre kikapcsoltuk a fagyasztókat, mint a tényleges működéssel. Őrültség? Nem. Okos hálózati gazdaságtan.
Kapacitáspiaci részvétel
A kapacitáspiacok olyan mechanizmusok, amelyek az energiaforrásoknak fizetnek azért, hogy garantálják a rendelkezésre állást a keresleti csúcsidőszakokban. Gondoljon erre úgy, mintha azért fizetnének, hogy készenlétben álljon, nem pedig azért, hogy szállítson.
Ez az elkötelezettségről szól. Tud-e az Ön VPP-je 10 MW-ot ígérni jövő nyáron csúcsidőben? Ha igen, üdvözöljük a kapacitáspiacokon.
A FERC 2222-es rendelete megnyitotta az ajtót a DER-ek előtt. Ezt megelőzően a kapacitáspiacok a nagy szereplők hatáskörébe tartoztak.
Gondoljon erre úgy, mint a rácsbiztosításra. Azért fizetnek, hogy elérhető legyen, nem csak azért, hogy szállítson. Ez unalmas pénz, de az unalmas az energiában jó.
Hálózati szolgáltatások DSO-k vagy TSO-k számára
Az elosztórendszer-üzemeltetőknek (DSO-k) és az átviteli rendszerüzemeltetőknek (TSO-k) segítségre van szükségük a feszültségszabályozás, a szűk keresztmetszetek enyhítése és más helyi problémák megoldásához. Az erőművi erőművek, különösen a földrajzilag szétszórt eszközökkel rendelkező erőművek képesek ilyen szolgáltatásokat nyújtani.
Néha a pénz fix szolgáltatási szerződéseken keresztül érkezik. Máskor árveréseken keresztül folyik.
Még 2020-ban megfigyeltem, hogy egy dániai önkormányzati VPP egyszerűen a HVAC-terhelések szomszédságok közötti átirányításával hálózati támogatási bevételre tett szert. Ez volt az IT-hálózatok terheléselosztásának energetikai változata.
Üzleti modellek és érdekeltek: Ki és hogyan keres pénzt
Aggregátorok
Ők a bábjátékosok. Az aggregátorok a teljesítménydíjakon, az igénybevételre való reagálással kapcsolatos kifizetéseken és a szoftverlicenceken keresztül keresnek. Az olyan platformok, mint az AutoGrid és a Next Kraftwerke bebizonyították, hogy a piaci gördülékenység + gépi tanulás = valódi dollár.
Őszintén szólva, egyes aggregátorok megdicsőült közvetítők. A legjobbak azonban átláthatóságot és közös előnyöket biztosítanak.
Vagyontulajdonosok (Prosumers, C&I felhasználók, akkumulátor befektetők)
Napelem van a tetőn? Akkumulátor a garázsában? Ön egy VPP alapanyaga.
Az eszköztulajdonosok jellemzően vagy fix kifizetéseket (meghatározott havi díjat) vagy bevételmegosztást (részesedést kapnak abból, amit az aggregátor keres).
Kaliforniában találkoztam egy lakástulajdonossal, aki $40/hó keresett azzal, hogy Tesla Powerwallja részt vett egy helyi VPP-ben. Az ő ROI-periódusa? Valamivel kevesebb mint 5 év. Ez felülmúlja a legtöbb befektetési alapot.
Közművek és energiakereskedők
A közműszolgáltatók nagyot spórolnak a csúcsidő-csökkentés és az infrastruktúra halasztása révén. Egy új alállomás építése helyett 1000 ügyfelet vesznek fel egy VPP-be.
Néhányan még saját programokat is indítanak. A Green Mountain Power kiemelkedik ezek közül. Az otthoni akkumulátoros VPP-jük több millió átviteli költséget segített elkerülni.
Az ügyfelek hűségét is megnyerik. Ha az emberek úgy érzik, hogy a megoldás részei, akkor maradnak.
Ezek alulról szerveződő összefogások, amelyeket gyakran szövetkezetek vagy önkormányzatok működtetnek.
Vermontban és Németország egyes részein láttam, hogy a szomszédok úgy osztják össze a vagyont, mintha egy digitális csűr-emelésről lenne szó. A nyereség nem hatalmas, de a rugalmassági előnyök megfizethetetlenek.
Esettanulmányok: Virtuális erőművek: Nyereséges virtuális erőművek
Tesla virtuális erőmű (Ausztrália és Kalifornia)
A hálózati támogatásból származó bevétel, valamint az ügyfelek megtakarítása a kiskereskedelmi villamosenergia-árakon. Dél-Ausztráliában a Tesla VPP több mint $40M millióval csökkentette a szabályozási költségeket.
A kaliforniai változat segít elkerülni a gördülő áramkimaradásokat. A modell működik - és egyre terjed.
Következő Kraftwerke (Németország)
Több mint 10 000 decentralizált egység - biogáz, napenergia, szél, akkumulátorok. Platformjuk az energia-, a kiegészítő és a kapacitáspiacokon kereskedik.
Úttörők voltak abban, hogy milyen lehet egy "hálózatba kapcsolt közmű".
Green Mountain Power (Vermont, USA)
Az ügyfélnél elhelyezett akkumulátor VPP nem feltűnő, de hatékony.
Az ISO-NE csúcsidőszakokban a tárolt energia felhasználásával elkerülhetik a magas átviteli díjakat. Ez egy ritka eset, amikor a szabályozási megtakarítások jelentik az elsődleges megtérülést.
A sikertelen vagy korlátozott telepítések tanulságai
Néhány VPP megbukik. Sokakat megöl a szabályozási hiba. Mások az elégtelen DER-sűrűség vagy a rossz előrejelzés miatt buknak meg.
Egyszer egy floridai VPP-nél konzultáltam. Gyönyörű felület. Szörnyű gazdasági szempontból. Miért? Nincs volatilitás = nincs arbitrázs. Tanulság.
A VPP pénzügyi felépítése: Hogyan folyik a pénz?
Kövesse a pénzt. Az ISO fizet az aggregátornak. Az aggregátor megtartja a részesedést. A többi az eszköztulajdonosoké.
A költségek magukban foglalják a szoftvereket (diszpécser motorok, előrejelző eszközök), a hálózati díjakat (biztonságos kommunikáció, késleltetés optimalizálása), a hardver üzemeltetési és karbantartási költségeit, valamint a jogszabályi megfelelés költségeit.
Az átláthatóság a legfontosabb. Mindig azt tanácsolom az ügyfeleknek: mutassa meg a felhasználóknak, honnan származnak a dollárjaik, és miért ingadoznak.
Mi fogja vezérelni a VPP nyereségességét a következőkben
Három szó: Adatok, politika, EV-k.
A mesterséges intelligencia és a prediktív analitika egyre ijesztőbb. Kombináljuk ezt intelligens inverterekkel, valós idejű telemetriával és IoT-telítettséggel - és máris egy rugalmas, hatodik érzékkel rendelkező eszközt kapunk.
Az olyan szakpolitikák, mint a FERC 2222 és az EU Tiszta Energia Csomagja lebontják az akadályokat. A piacok megnyílnak. A kapuőrök gyengülnek.
Az EV-k és az otthoni akkumulátorok az alvó óriások. Ahogy a részvételi platformok érnek, a Ford F-150 Lightning többet kereshet parkolva, mint vezetve.
Őszintén szólva gyanítom, hogy öt év múlva a legjövedelmezőbb VPP-ket kerekekre fogják építeni.
Következtetés
A virtuális erőművek nem egy sci-fi álom - ezek egy pragmatikus, skálázható pénzügyi modell, amely a rugalmasságot dollárrá alakítja.
A bevételi források többrétegűek, rugalmasak és egyre inkább demokratizálódnak. Legyen Ön akár eszköztulajdonos, egy szedett-vedett aggregátor vagy egy előremutató közműszolgáltató, itt az ideje, hogy kihasználja ezt a lehetőséget.
Mert a hálózatnak már nem csak áramra van szüksége. Időzítésre, mozgékonyságra és intelligenciára is szüksége van. A VPP-k mindhármat biztosítják - és ezért jól megfizetik őket.
GYIK
Támogatások nélkül is nyereségesek a virtuális erőművek?
Igen, a nagy volatilitású vagy kiegészítő szolgáltatási piacokon. De a támogatások felgyorsítják a méretgazdaságosságot.
Mennyit kereshet egy kis akkumulátor-tulajdonos a VPP-vel?
$10-$50/hó között, piactól és programtípustól függően.
Hogyan oszlanak meg a VPP bevételek a résztvevők között?
Általában teljesítményalapú rev-share modell, bár egyesek fix havi kifizetéseket is kínálnak.
Mi a különbség a VPP és a mikrohálózat között a megtérülés szempontjából?
A mikrohálózatok a rugalmasságot, a VPP-k a bevételt helyezik előtérbe. A VPP-k gyakran gyorsabb megtérülést kínálnak.
A vállalkozások vagy közösségek létrehozhatják saját VPP-jüket?
Teljes mértékben - különösen a kulcsrakész platformok esetében. Ehhez adathozzáférés, megfelelés és üzleti indoklás szükséges.