Innledning
Et virtuelt kraftverk (VPP) er ikke et kraftverk. Det er ikke virtuelt i metaverse-forstand, og det produserer ikke strøm på tradisjonelt vis. I stedet orkestrerer det. Se for deg en digital dirigent som leder et kaotisk orkester av solcelleanlegg på taket, hjemmebatterier, elbil-ladere, HVAC-systemer og industrielle laster. Det er et VPP. Og det er ikke bare nyttig for investorer å vite hvordan de tjener penger - det er avgjørende for prosumenter, aggregatorer, kraftselskaper og alle som satser på energiomleggingen.
Hvorfor det? Fordi det er lønnsomhet, ikke ideologi, som avgjør om denne omstillingen holder seg.
200 kWh / 215 kWh Batteri Kommersielt energilagringssystem med batteri
Hva er et virtuelt kraftverk - og hva gjør det lønnsomt?
Et virtuelt kraftverk koordinerer distribuerte energiressurser (DER) ved hjelp av programvare, og forvandler tusenvis av små, uensartede ressurser til noe som ser ut og oppfører seg som et tradisjonelt kraftverk - men med større fleksibilitet.
I motsetning til et sentralisert kraftverk eier ikke et VPP maskinvaren det benytter seg av. Det leier fleksibilitet. Det kjøper øyeblikk av kraftutveksling. Det er den viktigste forskjellen.
Profitt kommer ikke av rent produksjonsvolum. Den kommer fra timing, intelligens og markedstilgang. Hvis du kan reagere på signaler fra nettet raskere enn et gasskraftverk kan starte opp, er du verdifull. Hvis du kan lagre overskudd av solkraft og sende den ut akkurat når prisene stiger, er du gull verdt.
Jeg pleide å tro at stordrift var nøkkelen til lønnsomhet. Men i årenes løp har jeg sett kvikke, programvarebaserte oppstartsbedrifter utkonkurrere maskinvaretunge operatører ved å mestre en enkelt ting: inntektsgenerering av fleksibilitet.
La meg fortelle deg en historie - 2017, München. Jeg besøkte en oppstartsbedrift som forvaltet 3000 hjemmebatterierIngen av disse eide de. De tjente mer på API-tilgang enn de fleste gassverk tjente på produksjon. Det var en tankevekker.
Inntektsstrømmene til et virtuelt kraftverk
Arbitrasje på energiområdet
Kjøp lavt, selg høyt. Det høres enkelt ut - og det er det også - helt til du legger til maskinlæring, prediktiv analyse og algoritmisk handel i miksen. Energiarbitrasje handler i bunn og grunn om lagring: Lad batteriene når prisene synker, og lad dem ut når de stiger.
La oss si at batteriet lades med $30/MWh kl. 02.00 om natten og utlades med $120/MWh kl. 18.00 om kvelden. Det er en sunn spredning. Nettomarginer, etter at det er tatt hensyn til degradering og tur/retur-tap, ligger ofte i området 15-25% - men kan øke under volatilitet.
Jeg husker da det var iskaldt i Texas i 2021, og et batteri jeg hjalp til med å spesifisere i Austin, tjente inn tre måneders inntekter på én natt. Timing var alt. Men her er den ubehagelige sannheten: Du kan ikke bare basere deg på arbitrasje. Det er for mye fest eller sult.
Frekvensregulering og tilleggstjenester
Hjelpetjenester er støttefunksjoner som opprettholder stabiliteten i nettet, for eksempel frekvensregulering, spenningsregulering og roterende reserver.
Det er her VPP-ene briljerer. Når det gjelder frekvensregulering, er det millisekunder som teller. Når nettfrekvensen synker under 60 Hz, må noen handle - og det raskt. Det kan VPP-er.
Teslas Hornsdale Power Reserve i Sør-Australia beviste ikke bare at batteriene kunne spille - de knuste resultattavlen. I løpet av det første året sparte den $40+ millioner i nettreguleringskostnader og tjente en pen slump til seg selv.
Reguleringsmarkedene varierer fra ISO/RTO til ISO/RTO, men ressurser med rask respons får gjennomgående mer betalt. VPP-er som kan garantere 4 sekunders respons eller bedre? De er inntektsmaskiner.
Og her er en liten spøk - jeg spøkte en gang med en nettoperatør om at VPP-er var som finansielle tradere: De tjener ingenting, de vet bare nøyaktig når de skal handle.
Programmer for etterspørselsrespons
Selskapene betaler VPP-er for å ikke bruke makt. Kontraintuitivt? Velkommen til etterspørselsrespons.
Hvis et kraftselskap vet at de kan redusere etterspørselen med 500 MW under en sommertopp ved å aktivere VPP-en din, vil de betale godt. ISO New England, PJM, CAISO - alle tilbyr kapasitetsbetalinger for dette.
National Grid har for eksempel et program for etterspørselsrespons i handel og industri som betaler bedrifter for å slå av kjølemaskiner eller dimme lyset. Aggregatorer gjør disse handlingene om til forutsigbare eiendeler.
For mange år siden var jeg rådgiver for et matlagringsfirma i Massachusetts. Vi tjente mer penger på å slå av frysere i 30 minutter enn på selve driften. Galskap? Nei. Smart nettøkonomi.
Deltakelse i kapasitetsmarkedet
Kapasitetsmarkeder er mekanismer som betaler energiressurser for å garantere tilgjengelighet i perioder med høy etterspørsel. Tenk på det som å få betalt for å stå klar, ikke bare for å levere.
Dette handler om forpliktelse. Kan din VPP love 10 MW neste sommer i rushtiden? Hvis ja, velkommen til kapasitetsmarkedene.
FERC Order 2222 åpnet døren for DERs medvirkning. Før dette var kapasitetsmarkedene forbeholdt de store aktørene.
Tenk på dette som en nettforsikring. Du får betalt for å være tilgjengelig, ikke bare for å levere. Det er kjedelige penger - men kjedelig er bra i energisektoren.
Nettjenester for DSOer eller TSOer
Distribusjonssystemoperatører (DSO) og transmisjonssystemoperatører (TSO) trenger hjelp med spenningskontroll, avlastning ved overbelastning og andre lokaliserte problemer. VPP-er, spesielt de som har geografisk spredte anlegg, kan tilby disse tjenestene.
Noen ganger kommer pengene gjennom faste servicekontrakter. Andre ganger flyter de via auksjoner.
I 2020 så jeg et kommunalt VPP i Danmark tjene penger på nettstøtte bare ved å omdirigere HVAC-last mellom nabolag. Det var energiversjonen av lastbalansering i IT-nettverk
Forretningsmodeller og interessenter: Hvem tjener penger og hvordan
Aggregatorer
De er marionettmestrene. Aggregatorene tjener penger gjennom ytelsesgebyrer, utbetalinger for etterspørselsrespons og programvarelisenser. Plattformer som AutoGrid og Next Kraftwerke har vist at markedskunnskap + maskinlæring = ekte penger.
Noen aggregatorer er rett og slett rene mellommenn. De beste tilbyr imidlertid åpenhet og felles oppside.
Eiere av aktiva (prosumenter, C&I-brukere, batteriinvestorer)
Har du solceller på taket? Et batteri i garasjen? Du er råmaterialet til et VPP.
Eiere av aktiva mottar vanligvis enten faste utbetalinger (en fast månedlig avgift) eller inntektsdeling (en andel av det aggregatoren tjener).
I California møtte jeg en huseier som tjente $40/måned ved å la sin Tesla Powerwall delta i en lokal VPP. Hennes avkastningsperiode? I underkant av fem år. Det slår de fleste aksjefond.
Forsyningsselskaper og energiforhandlere
Energiverkene sparer store summer på å kutte effekttopper og utsette bygging av infrastruktur. I stedet for å bygge en ny transformatorstasjon kan de melde 1000 kunder inn i et VPP.
Noen driver til og med sine egne programmer. Green Mountain Power skiller seg ut. Deres VPP for hjemmebatterier bidro til at de unngikk millioner av kroner i overføringskostnader.
De vinner også kundelojalitet. Når folk føler seg som en del av løsningen, blir de værende.
Dette er grasrotsammenslutninger, ofte drevet av kooperativer eller kommuner.
I Vermont og deler av Tyskland har jeg sett naboer slå sammen eiendeler som om det var en digital låveoppsamling. Fortjenesten er ikke enorm, men robustheten er uvurderlig.
Casestudier: Lønnsomme virtuelle kraftverk
Teslas virtuelle kraftverk (Australia og California)
Inntekter fra nettstøtte, pluss at kundene sparer strøm i sluttbrukermarkedet. I Sør-Australia reduserte Tesla VPP reguleringskostnadene med mer enn $40 millioner.
Californias versjon bidrar til å unngå strømbrudd. Modellen fungerer - og den blir stadig mer utbredt.
Neste Kraftwerke (Tyskland)
Over 10 000 desentraliserte enheter - biogass, sol, vind, batterier. Plattformen deres handler i energi-, tilleggs- og kapasitetsmarkeder.
De var banebrytende for hvordan et "nettverksbasert verktøy" kan se ut.
Green Mountain Power (Vermont, USA)
Det kundeplasserte batteriet VPP er ikke prangende, men det er effektivt.
Ved å bruke lagret kraft under ISO-NE-topper unngår de høye overføringsavgifter. Det er et sjeldent tilfelle der besparelser på grunn av regulatoriske forhold er den primære avkastningen.
Erfaringer fra mislykkede eller begrensede utplasseringer
Noen VPP-er flopper. Mange mislykkes på grunn av feilreguleringer. Andre mislykkes på grunn av utilstrekkelig DER-tetthet eller dårlige prognoser.
Jeg var en gang konsulent på et VPP i Florida. Vakkert grensesnitt. Forferdelig økonomi. Hvorfor det? Ingen volatilitet = ingen arbitrasje. Det har jeg lært.
Den finansielle arkitekturen til et VPP: Hvordan pengene flyter
Følg pengene. ISO betaler aggregatoren. Aggregatoren beholder en andel. Resten går til kapitaleierne.
Kostnadene inkluderer programvare (dispatch-motorer, prediktive verktøy), nettverksavgifter (sikker kommunikasjon, latensoptimalisering), drift og vedlikehold av maskinvare og overholdelse av regelverk.
Åpenhet er alfa og omega. Jeg råder alltid kundene mine til å vise brukerne hvor pengene deres kommer fra, og hvorfor de svinger.
Hva vil drive VPP-lønnsomheten fremover?
Tre ord: Data, politikk, elbiler.
AI og prediktiv analyse begynner å bli skremmende bra. Kombiner det med smarte vekselrettere, sanntids telemetri og IoT-metning - og du har en fleksibel ressurs med en sjette sans.
Politiske tiltak som FERC 2222 og EUs Clean Energy Package bryter ned barrierer. Markedene åpnes. Portvokterne svekkes.
Elbiler og hjemmebatterier er de sovende gigantene. Etter hvert som deltakelsesplattformene modnes, kan din Ford F-150 Lightning tjene mer på å stå parkert enn å kjøre.
Jeg tror ærlig talt at de mest lønnsomme VPP-ene om fem år vil være bygget på hjul.
Konklusjon
Virtuelle kraftverk er ikke en science fiction-drøm - det er en pragmatisk, skalerbar økonomisk modell som gjør fleksibilitet til penger.
Inntektsstrømmene er lagdelte, elastiske og stadig mer demokratiserte. Enten du er en eiendomsbesitter, en liten aggregator eller et fremtidsrettet nettselskap, er det nå på tide å utnytte denne muligheten.
For nettet trenger ikke bare strøm lenger. Det trenger timing, smidighet og intelligens. VPP-er leverer alle tre - og de får godt betalt for det.
VANLIGE SPØRSMÅL
Er virtuelle kraftverk lønnsomme uten subsidier?
Ja, i markeder med høy volatilitet eller tilleggstjenester. Men subsidier fremskynder skalering.
Hvor mye kan en eier av et lite batteri tjene på en VPP?
Alt fra $10-$50/måned, avhengig av marked og programtype.
Hvordan fordeles VPP-inntektene mellom deltakerne?
Vanligvis en resultatbasert modell for omsetningsdeling, selv om noen tilbyr faste månedlige betalinger.
Hva er forskjellen mellom VPP og mikronett når det gjelder avkastning på investeringen?
Mikronett prioriterer robusthet, mens VPP-er prioriterer inntekter. VPP-er tilbyr ofte raskere tilbakebetaling.
Kan bedrifter eller lokalsamfunn bygge sin egen VPP?
Absolutt - spesielt med nøkkelferdige plattformer. Det krever datatilgang, samsvar og en business case.