はじめに
バーチャル発電所（VPP）は発電所ではない。メタバース的な意味でのバーチャルではないし、伝統的な方法で電力を作るわけでもない。その代わり、指揮をする。混沌とした屋根上太陽光発電のオーケストラを導くデジタル指揮者を想像してほしい、 ホームバッテリーEV充電器、空調システム、産業用負荷。これがVPPだ。プロシューマー、アグリゲーター、電力会社、そしてエネルギー転換に賭けるすべての人々にとって不可欠だ。
なぜか？イデオロギーではなく収益性こそが、この移行が持続するかどうかを決めるからだ。
200 kWh / 215 kWh 商業用蓄電池システム
バーチャルパワープラントとは何か？
バーチャルパワープラントは、分散型エネルギー資源（DER）をソフトウェアで調整し、何千もの小さな異種の資産を、従来の発電所のような、しかしより俊敏性のあるものに変える。
集中型発電所とは異なり、VPPは活用するハードウェアを所有しない。柔軟性を借りるのだ。電力のギブ・アンド・テイクの瞬間を買うのだ。これが差別化の核心だ。
利益の源泉は大量生産ではない。タイミング、インテリジェンス、市場アクセスによってもたらされる。ガスピークプラントが回転するよりも早く送電網の信号に反応できれば、その発電所は価値がある。余剰の太陽光発電を貯蔵し、価格が急騰したときにそれを発送することができれば、あなたは金になる。
正直なところ、以前は規模こそが収益性の鍵だと考えていた。しかし、長年にわたり、私は一つのことを極めることで、軽快なソフトウェア・ファーストの新興企業がハードウェアを多用する事業者に勝るのを見てきた： 柔軟な収益化.
2017年、ミュンヘンの話である。私はある新興企業を訪問した。 ホームバッテリーいずれも自社所有ではない。彼らはAPIへのアクセスから、ほとんどのガスプラントが発電で稼ぐよりも多くの収入を得ていた。それは驚きだった。
仮想発電所の収益の流れ
エネルギー裁定取引
安く買って高く売る。機械学習、予測分析、アルゴリズム取引をミックスに加えるまでは、単純に聞こえるし、実際そうだ。エネルギー・アービトラージとは、基本的に蓄電のタイミングを計ることである。価格が下落したときにバッテリーを充電し、ピークに達したときに放電する。
あなたのバッテリーが午前2時に$30/MWhで充電し、午後6時に$120/MWhで放電するとします。これは健全なスプレッドだ。劣化と往復ロスを考慮した後のネット・マージンは、15～25%の範囲に収まることが多いが、変動時には急増する可能性がある。
2021年のテキサス凍結の際、オースティンで私が設計を手伝ったバッテリーが一晩で3カ月分の収益を得たことを覚えている。タイミングがすべてだった。しかし、ここに不愉快な真実がある： 裁定取引だけには頼れない.ごちそうさまでした。
周波数調整とアンシラリーサービス
アンシラリーサービスとは、周波数調整、電圧制御、回転予備力など、系統の安定性を維持するための支援機能である。
ここがVPPの光るところだ。周波数調整では、ミリ秒単位が重要だ。送電網の周波数が60Hzを下回ると、誰かが迅速に対応する必要がある。VPPなら可能です。
南オーストラリア州にあるテスラのホーンズデール・パワー・リザーブは、バッテリーが再生可能であることを証明しただけでなく、スコアボードを壊した。初年度に$4,000万ドル以上の送電網調整コストを削減し、それなりの利益を得たのだ。
規制市場はISO/RTOによって異なるが、応答の速い資源は一貫して高い報酬を得ている。4秒以上のレスポンスを保証できるVPPは？それは収益装置である。
余談だが、ある送電網事業者と「VPPは金融トレーダーのようなものだ」と冗談を言ったことがある。
デマンド・レスポンス・プログラム
電力会社はVPPに以下を支払う。 ない パワーを使う。直感に反する？デマンドレスポンスへようこそ。
もし電力会社が、あなたのVPPを作動させることで、夏のピーク時に500MWの需要を削減できることを知れば、彼らは多額の報酬を支払うだろう。ISOニューイングランド、PJM、CAISOはすべて、このためにキャパシティペイメントを提供している。
例えば、ナショナル・グリッドは、冷房機を止めたり照明を暗くしたりした企業に対して報酬を支払う、商業・産業用のデマンド・レスポンス・プログラムを実施している。アグリゲーターは、これらの行動を予測可能な資産に変える。
数年前、私はマサチューセッツ州の食品貯蔵会社の顧問をしていた。30分間冷凍庫の電源を切ることで、実際のオペレーションよりも多くの利益を得た。狂気の沙汰か？いいえ、スマートグリッド経済学です。
容量市場への参加
容量市場とは、エネルギー資源に対価を支払い、需要ピーク時の可用性を保証する仕組みである。単に供給するだけでなく、待機することで対価を得るものと考えてほしい。
これはコミットメントの問題だ。あなたのVPPは、来年の夏のピーク時に10メガワットを約束できますか？もし可能なら、容量市場へようこそ。
FERC指令2222号は、DERの参入に門戸を開いた。それ以前は、容量市場は大手の領域だった。
これはグリッド保険だと思ってください。供給するだけでなく、供給可能であることで報酬を得るのだ。退屈なお金だが、エネルギー業界では退屈なことが良いことなのだ。
DSOまたはTSO向けグリッド・サービス
配電系統運用者（DSO）や送電系統運用者（TSO）は、電圧制御、混雑緩和、その他の局所的な問題に対する支援を必要としている。VPP、特に地理的に分散した資産を持つVPPは、これらのサービスを提供することができる。
固定されたサービス契約によって資金がもたらされることもある。また、オークションを通じて支払われることもある。
2020年当時、私はデンマークの自治体VPPが、近隣の空調負荷を迂回させるだけでグリッドサポート収入を得るのを見た。それは、ITネットワークにおける負荷分散のエネルギー版だった。
ビジネスモデルとステークホルダー誰がどのように儲けるのか
アグリゲーター
彼らは操り人形の親玉なのだ。アグリゲーターは、パフォーマンスフィー、デマンドレスポンスペイアウト、ソフトウェアライセンスを通じて利益を得る。AutoGridやNext Kraftwerkeのようなプラットフォームは、市場の流動性＋機械学習＝実際のドルであることを示している。
正直なところ、一部のアグリゲーターは単なる中間業者だ。しかし、最高のアグリゲーターは、透明性を提供し、アップサイドを共有する。
資産所有者（プロシューマー、C&Iユーザー、電池投資家）
屋根にソーラー？ガレージにバッテリー？あなたはVPPの原料だ。
アセット・オーナーは通常、固定支払い（毎月の一定料金）か、収益分配（アグリゲーターが稼いだ金額の一部）のいずれかを受け取る。
カリフォルニアで、テスラ・パワーウォールを地元のVPPに参加させて、月$40を得ている住宅所有者に会った。彼女のROI期間は？5年弱です。これはほとんどの投資信託よりも優れている。
公益事業およびエネルギー小売業者
公益事業者はピークカットとインフラの延期で大きな節約になる。新しい変電所を建設する代わりに、1,000人の顧客をVPPに加入させる。
独自のプログラムを実施しているところもある。グリーン・マウンテン・パワー社はその中でも傑出している。同社の家庭用バッテリーVPPは、何百万ドルもの送電コストを回避するのに役立っている。
顧客ロイヤルティも獲得できる。人々がソリューションの一部であると感じるとき、彼らは近くに留まる。
これらは草の根的な集合体であり、多くの場合、生協や自治体によって運営されている。
バーモント州やドイツの一部では、隣人たちがまるでデジタルの畜舎集めのように資産をプールしているのを見たことがある。利益は大きくないが、回復力の向上はかけがえのないものだ。
ケーススタディ収益性の高い仮想発電所
テスラ・バーチャル発電所（オーストラリア＆カリフォルニア）
送電網のサポートによる収入に加え、顧客は小売電力を節約できる。南オーストラリア州では、テスラVPPが規制コストを1TP440M以上削減した。
カリフォルニア州は計画停電を回避。このモデルはうまくいっており、拡大しつつある。
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バイオガス、太陽光、風力、バッテリーなど、1万を超える分散型ユニット。同社のプラットフォームは、エネルギー、アンシラリー、容量市場で取引されている。
彼らは「ネットワーク化されたユーティリティ」とはどのようなものかを開拓した。
グリーン・マウンテン・パワー（米国バーモント州）
客先設置型のバッテリーVPPは派手ではないが、効果的だ。
ISO-NEのピーク時に貯蔵電力を使用することで、高額な送電料金を避けることができる。規制上の節約が主なROIとなる珍しいケースだ。
失敗または限定的な展開からの教訓
一部のVPPは失敗。規制の不一致がその多くを殺している。また、DERの密度が不十分だったり、予測が甘かったりしたために失敗するケースもある。
フロリダでVPPのコンサルタントをしたことがある。美しいインターフェース。ひどい経済性。なぜか？ボラティリティがない＝裁定取引がない。教訓を得た。
VPPの財務構造：資金の流れ
金の流れを追え。ISOはアグリゲーターに支払う。アグリゲーターは分け前を得る。残りはアセットオーナーに支払われる。
コストには、ソフトウェア（ディスパッチエンジン、予測ツール）、ネットワーク料金（安全な通信、待ち時間の最適化）、ハードウェアのO&M、規制遵守などが含まれる。
透明性がすべてです。私はいつもクライアントに、ドルの出所と変動理由をユーザーに示すようアドバイスしている。
次にVPPの収益性を高めるものは何か
3つの言葉だ： データ, 政策, EV.
AIと予測分析は恐ろしく優秀になってきている。これをスマート・インバーター、リアルタイムの遠隔測定、IoTの飽和状態と組み合わせれば、第六感を備えた柔軟な資産を手に入れることができる。
FERC2222やEUクリーン・エネルギー・パッケージのような政策が障壁を取り払いつつある。市場は開かれている。ゲートキーパーは弱体化している。
EVと家庭用バッテリーは眠れる巨人だ。参加型プラットフォームが成熟すれば、あなたのフォードF-150ライトニングは運転よりも駐車場代を稼ぐようになるかもしれない。
率直に言って、あと5年もすれば、最も収益性の高いVPPは車輪の上に作られるようになるだろう。
結論
仮想発電所はSFの夢物語ではなく、柔軟性をドルに変える現実的でスケーラブルな財務モデルなのだ。
収益源は幾重にも重なり、弾力性があり、民主化が進んでいる。あなたが資産所有者であろうと、屑のようなアグリゲーターであろうと、先進的な公益事業者であろうと、今こそこの機会を利用する時である。
送電網に必要なのはもはや電力だけではない。必要なのはタイミング、敏捷性、そしてインテリジェンスだ。VPPはこの3つを提供し、その対価として高い報酬を得ている。
よくあるご質問
仮想発電所は補助金なしで採算が取れるのか？
ボラティリティの高い市場やアンシラリーサービス市場ではそうだ。しかし、補助金は規模の拡大を加速させる。
小型バッテリーのオーナーは、VPPでどれくらいの収入を得ることができますか？
市場やプログラムの種類によって異なるが、月額$10～$50。
VPPの収入はどのように分配されるのか？
通常は成果報酬型のレブ・シェア・モデルだが、月々の支払いが固定されているものもある。
VPPとマイクログリッドのROIの違いは？
マイクログリッドは回復力を優先し、VPPは収益を優先する。VPPは多くの場合、投資回収が早い。
企業や地域が独自のVPPを構築することは可能か？
特にターンキー・プラットフォームではそうだ。データアクセス、コンプライアンス、ビジネスケースが必要です。