Introduzione
Una centrale elettrica virtuale (VPP) non è una centrale. Non è virtuale nel senso del metaverso e non produce energia in modo tradizionale. Al contrario, orchestra. Immaginate un direttore d'orchestra digitale che guida un'orchestra caotica di tetti fotovoltaici, batterie domestiche, caricatori EV, sistemi HVAC e carichi industriali. Questo è un VPP. E sapere come si guadagna non è utile solo per gli investitori: è essenziale per i prosumer, gli aggregatori, le utility e tutti coloro che scommettono sulla transizione energetica.
Perché? Perché è la redditività, e non l'ideologia, a determinare la tenuta di questa transizione.
Batteria da 200 kWh / 215 kWh Sistema di accumulo energetico a batteria commerciale
Cos'è una centrale elettrica virtuale e cosa la rende redditizia?
Una centrale elettrica virtuale coordina le risorse energetiche distribuite (DER) attraverso un software, trasformando migliaia di piccoli asset eterogenei in qualcosa che ha l'aspetto e il comportamento di una centrale elettrica tradizionale, ma con maggiore agilità.
A differenza di una centrale elettrica centralizzata, un VPP non possiede l'hardware che sfrutta. Affitta la flessibilità. Acquista momenti di scambio di energia. Questo è il principale elemento di differenziazione.
Il profitto non deriva dal puro volume di generazione. Il profitto deriva dal tempismo, dall'intelligenza e dall'accesso al mercato. Se riuscite a rispondere ai segnali della rete più velocemente di quanto possa fare un impianto peaker a gas, siete preziosi. Se riuscite a immagazzinare l'energia solare in eccesso e a distribuirla proprio quando i prezzi aumentano, siete oro.
Francamente, un tempo pensavo che la scala fosse la chiave della redditività. Ma nel corso degli anni ho visto startup agili e orientate al software superare gli operatori che utilizzano l'hardware grazie alla padronanza di un singolo aspetto: monetizzazione della flessibilità.
Vi racconto una storia-2017, Monaco di Baviera. Ero in visita a una startup che gestiva 3.000 batterie domestiche, nessuna delle quali di loro proprietà. Guadagnavano di più con l'accesso all'API che con la produzione della maggior parte degli impianti di gas. È stato un colpo di fulmine.
Flussi di reddito di una centrale elettrica virtuale
Arbitraggio energetico
Comprare al ribasso, vendere al rialzo. Sembra semplicistico - e lo è - finché non si aggiungono l'apprendimento automatico, l'analisi predittiva e il trading algoritmico. L'arbitraggio dell'energia è essenzialmente un'attività di stoccaggio: si caricano le batterie quando i prezzi scendono, si scaricano quando si raggiungono i picchi.
Supponiamo che la batteria si carichi a $30/MWh alle 2 del mattino e si scarichi a $120/MWh alle 6 del pomeriggio. Si tratta di uno scarto sano. I margini netti, dopo aver tenuto conto del degrado e delle perdite di andata e ritorno, sono spesso compresi tra 15 e 5%, ma possono aumentare in caso di volatilità.
Ricordo che durante il Texas Freeze del 2021, una batteria che ho aiutato a speculare ad Austin ha guadagnato tre mesi di ricavi in una sola notte. Il tempismo era tutto. Ma ecco la scomoda verità: non si può fare affidamento solo sull'arbitraggio. È un'attività troppo ricca di risorse.
Regolazione della frequenza e servizi ausiliari
I servizi ausiliari sono funzioni di supporto che mantengono la stabilità della rete, come la regolazione della frequenza, il controllo della tensione e le riserve di rotazione.
È qui che i VPP brillano. Nella regolazione della frequenza, i millisecondi contano. Quando la frequenza della rete scende al di sotto dei 60 Hz, qualcuno deve agire in fretta. I VPP possono farlo.
La Hornsdale Power Reserve di Tesla, nell'Australia meridionale, non ha solo dimostrato che le batterie possono giocare, ma ha anche rotto il tabellone. Nel suo primo anno, ha risparmiato $40+ milioni di euro in costi di regolazione della rete e ha guadagnato una bella fetta di denaro.
I mercati della regolazione variano a seconda dell'ISO/RTO, ma le risorse a risposta rapida vengono sempre pagate di più. I VPP che possono garantire risposte di 4 secondi o superiori? Sono macchine da reddito.
Ed ecco una tangente: una volta ho scherzato con un operatore di rete dicendo che i VPP sono come i trader finanziari: non guadagnano nulla, ma sanno esattamente quando agire.
Programmi di risposta alla domanda
Le utility pagano i VPP per non utilizzare il potere. Controintuitivo? Benvenuti nella risposta alla domanda.
Se una utility sa di poter ridurre 500 MW di domanda durante un picco estivo attivando il vostro VPP, pagherà profumatamente. ISO New England, PJM, CAISO: tutti offrono pagamenti di capacità per questo.
National Grid, ad esempio, gestisce un programma di risposta alla domanda commerciale e industriale che paga le aziende per lo spegnimento dei refrigeratori o l'abbassamento delle luci. Gli aggregatori trasformano queste azioni in attività prevedibili.
Anni fa, sono stato consulente di un'azienda di stoccaggio alimentare del Massachusetts. Abbiamo guadagnato più soldi spegnendo i congelatori per 30 minuti che con le operazioni vere e proprie. Una follia? No. Economia delle reti intelligenti.
Partecipazione al mercato della capacità
I mercati della capacità sono meccanismi che pagano le risorse energetiche per garantire la disponibilità durante i periodi di picco della domanda. Si può pensare che venga pagato per restare in attesa, non solo per consegnare.
Si tratta di impegno. Il vostro VPP può promettere 10 MW la prossima estate durante le ore di punta? Se sì, benvenuti nei mercati della capacità.
L'ordine FERC 2222 ha aperto la porta alle DER. Prima di allora, i mercati della capacità erano appannaggio dei grandi operatori.
Consideratela come un'assicurazione sulla griglia. Si viene pagati per essere disponibili, non solo per fornire. Sono soldi noiosi, ma nell'energia la noia è un bene.
Servizi di rete per DSO o TSO
I gestori dei sistemi di distribuzione (DSO) e i gestori dei sistemi di trasmissione (TSO) hanno bisogno di aiuto per il controllo della tensione, l'eliminazione delle congestioni e altri problemi localizzati. I VPP, soprattutto quelli con asset geograficamente dispersi, possono offrire questi servizi.
A volte il denaro arriva attraverso contratti di servizio fissi. Altre volte, invece, arriva tramite aste.
Nel 2020, ho visto un VPP municipale in Danimarca guadagnare entrate per il supporto alla rete semplicemente reindirizzando i carichi HVAC tra i quartieri. Era la versione energetica del bilanciamento del carico nelle reti informatiche.
Modelli di business e stakeholder: Chi guadagna e come
Aggregatori
Sono i burattinai. Gli aggregatori guadagnano attraverso le commissioni di performance, i pagamenti per la risposta alla domanda e le licenze software. Piattaforme come AutoGrid e Next Kraftwerke hanno dimostrato che la fluidità del mercato e l'apprendimento automatico sono sinonimo di guadagni reali.
Francamente, alcuni aggregatori sono dei gloriosi intermediari. I migliori, tuttavia, offrono trasparenza e vantaggi condivisi.
Proprietari di attività (consumatori, utenti C&I, investitori in batterie)
Avete un impianto solare sul tetto? Una batteria nel vostro garage? Siete la materia prima di un VPP.
I proprietari degli asset ricevono in genere pagamenti fissi (una quota mensile stabilita) o la condivisione dei ricavi (una parte di ciò che l'aggregatore guadagna).
In California, ho incontrato un proprietario di casa che guadagnava $40/mese facendo partecipare il suo Powerwall Tesla a un VPP locale. Il suo periodo di ROI? Poco meno di 5 anni. È meglio della maggior parte dei fondi comuni di investimento.
Distributori di energia e servizi di pubblica utilità
Le aziende di servizi pubblici risparmiano molto sulla riduzione dei picchi e sul rinvio delle infrastrutture. Invece di costruire una nuova sottostazione, iscrivono 1.000 clienti a un VPP.
Alcuni gestiscono anche programmi propri. Green Mountain Power è un esempio. Il loro VPP per le batterie domestiche ha contribuito a evitare milioni di costi di trasmissione.
Inoltre, si fidelizzano i clienti. Quando le persone si sentono parte della soluzione, restano in azienda.
Si tratta di aggregazioni di base, spesso gestite da cooperative o comuni.
Nel Vermont e in alcune zone della Germania, ho visto i vicini mettere in comune i propri beni come se si trattasse di una raccolta digitale di granai. I profitti non sono enormi, ma i guadagni in termini di resilienza sono impagabili.
Casi di studio: Centrali elettriche virtuali redditizie
Centrale elettrica virtuale Tesla (Australia e California)
Entrate dal supporto alla rete, più i clienti risparmiano sull'elettricità al dettaglio. Nel South Australia, il VPP di Tesla ha ridotto i costi di regolazione di oltre $40M.
La versione californiana aiuta a evitare i blackout. Il modello funziona e si sta espandendo.
Avanti Kraftwerke (Germania)
Oltre 10.000 unità decentrate: biogas, solare, eolico, batterie. La loro piattaforma opera sui mercati dell'energia, dei servizi ausiliari e della capacità.
Sono stati i pionieri di come può apparire una "utility in rete".
Green Mountain Power (Vermont, USA)
La batteria VPP installata dai clienti non è appariscente, ma è efficace.
Utilizzando l'energia immagazzinata durante i picchi ISO-NE, evitano gli elevati costi di trasmissione. È un caso raro in cui il risparmio normativo è il principale ROI.
Insegnamenti da distribuzioni fallite o limitate
Alcuni VPP falliscono. Il disallineamento normativo ne uccide molti. Altri falliscono a causa di una densità di DER insufficiente o di previsioni sbagliate.
Una volta ho fatto da consulente per un VPP in Florida. Bella interfaccia. Terribile dal punto di vista economico. Perché? Nessuna volatilità = nessun arbitraggio. Ho imparato la lezione.
Architettura finanziaria di un VPP: come fluisce il denaro
Seguire il denaro. L'ISO paga l'aggregatore. L'aggregatore trattiene una parte. Il resto va ai proprietari degli asset.
I costi includono software (motori di dispacciamento, strumenti predittivi), costi di rete (comunicazioni sicure, ottimizzazione della latenza), O&M dell'hardware e conformità alle normative.
La trasparenza è tutto. Consiglio sempre ai clienti: mostrate agli utenti da dove provengono i loro dollari e perché fluttuano.
Cosa guiderà la redditività dei VPP nel prossimo futuro
Tre parole: Dati, politica, veicoli elettrici.
L'intelligenza artificiale e l'analisi predittiva sono diventate spaventosamente buone. Se a questo si aggiungono gli inverter intelligenti, la telemetria in tempo reale e la saturazione dell'IoT, si ottiene una risorsa flessibile con un sesto senso.
Politiche come la FERC 2222 e il Pacchetto Energia Pulita dell'UE stanno abbattendo le barriere. I mercati si stanno aprendo. I gatekeeper si stanno indebolendo.
I veicoli elettrici e le batterie domestiche sono i giganti addormentati. Con la maturazione delle piattaforme di partecipazione, il vostro Ford F-150 Lightning potrebbe guadagnare più parcheggiando che guidando.
Francamente, sospetto che tra cinque anni i VPP più redditizi saranno costruiti su ruote.
Conclusione
Le centrali elettriche virtuali non sono un sogno fantascientifico, ma un modello finanziario pragmatico e scalabile che trasforma la flessibilità in dollari.
I flussi di reddito sono stratificati, resistenti e sempre più democratizzati. Che siate un proprietario di asset, un aggregatore scrauso o un'utility lungimirante, è il momento di sfruttare questa opportunità.
Perché la rete non ha più bisogno solo di energia. Ha bisogno di tempismo, agilità e intelligenza. I VPP forniscono tutte e tre le caratteristiche e vengono pagati bene per questo.
FAQ
Le centrali elettriche virtuali sono redditizie senza sussidi?
Sì, nei mercati ad alta volatilità o dei servizi ausiliari. Ma i sussidi accelerano la scala.
Quanto può guadagnare un piccolo proprietario di batteria da un VPP?
Da $10 a $50 al mese, a seconda del mercato e del tipo di programma.
Come vengono ripartiti i ricavi del VPP tra i partecipanti?
Di solito si tratta di un modello di condivisione dei ricavi basato sulle prestazioni, anche se alcuni offrono pagamenti mensili fissi.
Qual è la differenza tra VPP e microgrid in termini di ROI?
Le microgrid danno priorità alla resilienza, i VPP alle entrate. I VPP spesso offrono un recupero più rapido.
Le aziende o le comunità possono costruire il proprio VPP?
Assolutamente sì, soprattutto con le piattaforme "chiavi in mano". È necessario l'accesso ai dati, la conformità e un caso aziendale.