Úvod
Virtuálna elektráreň (VPP) nie je elektráreň. Nie je virtuálna v zmysle metaversa a nevyrába energiu tradičným spôsobom. Namiesto toho ju organizuje. Predstavte si digitálneho dirigenta, ktorý riadi chaotický orchester strešných solárnych elektrární, domáce batérie, nabíjačky elektrických vozidiel, systémy HVAC a priemyselné záťaže. To je VPP. A vedieť, ako zarába peniaze, nie je užitočné len pre investorov - je to nevyhnutné pre prosumers, agregátorov, verejné služby a všetkých, ktorí vsádzajú na energetickú transformáciu.
Prečo? Pretože ziskovosť, a nie ideológia, rozhoduje o tom, či sa tento prechod udrží.
200 kWh / 215 kWh batéria Komerčný batériový systém skladovania energie
Čo je virtuálna elektráreň a čo ju robí ziskovou?
Virtuálna elektráreň koordinuje distribuované zdroje energie (DER) prostredníctvom softvéru a mení tisíce malých, rôznorodých prostriedkov na niečo, čo vyzerá a správa sa ako tradičná elektráreň - ale s väčšou agilitou.
Na rozdiel od centralizovanej elektrárne VPP nevlastní hardvér, ktorý využíva. Flexibilitu si prenajíma. Kupuje si okamihy odovzdávania a preberania energie. To je hlavný rozlišovací znak.
Zisk nevyplýva z objemu výroby. Pochádza z načasovania, inteligencie a prístupu na trh. Ak dokážete reagovať na signály zo siete rýchlejšie, ako sa dokáže roztočiť plynová peakerová elektráreň, ste cenní. Ak dokážete uskladniť prebytočnú solárnu energiu a odoslať ju práve vtedy, keď ceny stúpnu, ste zlatí.
Úprimne povedané, myslel som si, že kľúčom k ziskovosti je rozsah. Ale v priebehu rokov som videl, ako svižné, softvérovo orientované startupy predbehli hardvérovo náročných operátorov tým, že zvládli jedinú vec: monetizácia flexibility.
Dovoľte mi povedať vám príbeh - 2017, Mníchov. Navštívil som startup, ktorý spravoval 3 000 domáce batérie, z ktorých žiadnu nevlastnili. Na prístupe k API zarobili viac ako väčšina plynární na výrobe. Bol to zmätok.
Príjmy virtuálnej elektrárne
Energetická arbitráž
Nakupujte nízko, predávajte vysoko. Znie to zjednodušene - a je to tak - kým sa do tohto mixu nepridá strojové učenie, prediktívna analytika a algoritmické obchodovanie. Energetická arbitráž je v podstate časovanie skladovania: nabíjajte batérie, keď ceny klesajú, a vybíjajte, keď dosahujú vrchol.
Povedzme, že vaša batéria sa o druhej hodine ráno nabije na $30/MWh a o šiestej večer sa vybije na $120/MWh. To je zdravé rozpätie. Čisté rozpätie po zohľadnení degradácie a okružných strát sa často pohybuje v rozmedzí 15-25% - ale počas volatility môže prudko stúpnuť.
Pamätám si, že počas Texaského mrazu v roku 2021 batéria, ktorú som pomáhal špecifikovať v Austine, získala za jednu noc trojmesačný príjem. Načasovanie bolo všetko. Ale je tu nepríjemná pravda: nemôžete sa spoliehať len na arbitráž. Je to priveľká hostina alebo hlad.
Regulácia frekvencie a podporné služby
Pomocné služby sú podporné funkcie, ktoré udržiavajú stabilitu siete, ako napríklad regulácia frekvencie, regulácia napätia a spinningové rezervy.
Práve v tejto oblasti sú VPP vynikajúce. Pri regulácii frekvencie sú dôležité milisekundy. Keď frekvencia siete klesne pod 60 Hz, niekto musí rýchlo konať. VPP to dokážu.
Elektráreň Hornsdale Power Reserve spoločnosti Tesla v Južnej Austrálii nielenže dokázala, že batérie dokážu hrať - oni rozbili tabuľku s výsledkami. Vo svojom prvom roku ušetrila viac ako $40 miliónov eur na nákladoch na reguláciu siete a zarobila pre seba slušný balík .
Trhy s reguláciou sa líšia podľa ISO/RTO, ale zdroje s rýchlou odozvou sú neustále platené viac. VPP, ktoré dokážu zaručiť 4-sekundové alebo lepšie reakcie? Sú to stroje na príjmy.
A ešte jedna poznámka - raz som žartoval s jedným prevádzkovateľom siete, že VPP sú ako finanční obchodníci: nič nevydelávajú, len presne vedia, kedy majú konať.
Programy reakcie na dopyt
Komunálne služby platia VPP nie používať energiu. Je to kontraintuitívne? Vitajte v reakcii na dopyt.
Ak energetická spoločnosť vie, že aktiváciou vášho VPP môže znížiť 500 MW dopytu počas letnej špičky, zaplatí vám za to veľmi slušne. ISO New England, PJM, CAISO - všetky ponúkajú platby za kapacitu.
Spoločnosť National Grid napríklad prevádzkuje program reakcie na dopyt v komerčnej a priemyselnej sfére, v rámci ktorého platí podnikom za vypnutie chladiacich zariadení alebo stlmenie svetiel. Agregátori premieňajú tieto činnosti na predvídateľné aktíva.
Pred rokmi som radil spoločnosti na skladovanie potravín v Massachusetts. Viac peňazí sme zarobili vypínaním mrazničiek na 30 minút ako skutočnou prevádzkou. Šialenstvo? Nie. Inteligentná ekonomika siete.
Účasť na kapacitnom trhu
Trhy s kapacitami sú mechanizmy, ktoré platia energetickým zdrojom za zaručenie dostupnosti počas špičkového dopytu. Predstavte si to ako platbu za pohotovosť, nielen za dodávku.
Ide o záväzok. Môže váš VPP sľúbiť 10 MW počas budúceho leta v čase špičky? Ak áno, vitajte na kapacitných trhoch.
Nariadenie FERC 2222 otvorilo dvere pre DER. Predtým boli kapacitné trhy doménou veľkých hráčov.
Považujte to za poistenie siete. Dostávate zaplatené za to, že ste k dispozícii, nielen za doručenie. Sú to nudné peniaze - ale v energetike je nuda dobrá.
Sieťové služby pre prevádzkovateľov distribučných sústav alebo prevádzkovateľov prenosových sústav
Prevádzkovatelia distribučných sústav (DSO) a prevádzkovatelia prenosových sústav (TSO) potrebujú pomoc pri regulácii napätia, zmierňovaní preťaženia a iných lokálnych problémoch. VPP, najmä tie s geograficky rozptýlenými aktívami, môžu tieto služby ponúkať.
Niekedy sa peniaze získavajú prostredníctvom pevných zmlúv o poskytovaní služieb. Inokedy prúdia prostredníctvom aukcií.
V roku 2020 som sledoval, ako obecná VPP v Dánsku získava príjmy z podpory siete jednoducho tým, že presmeruje záťaže HVAC v jednotlivých štvrtiach. Bola to energetická verzia vyrovnávania záťaže v IT sieťach
Obchodné modely a zainteresované strany: Kto a ako zarába peniaze
Agregátory
Sú to majitelia bábok. Agregátori zarábajú na poplatkoch za výkon, platbách za reakciu na dopyt a licenciách na softvér. Platformy ako AutoGrid a Next Kraftwerke ukázali, že plynulosť trhu + strojové učenie = skutočné doláre.
Úprimne povedané, niektorí agregátori sú oslavovaní sprostredkovatelia. Tie najlepšie však poskytujú transparentnosť a spoločné výhody.
Vlastníci aktív (odberatelia, používatelia C&I, investori do batérií)
Máte na streche solárne zariadenie? Batériu v garáži? Ste surovinou pre VPP.
Vlastníci aktív zvyčajne dostávajú buď fixné platby (stanovený mesačný poplatok), alebo podiel na výnosoch (podiel z toho, čo agregátor zarobí).
V Kalifornii som sa stretol s majiteľkou domu, ktorá zarábala $40 mesačne tým, že sa jej Tesla Powerwall zapojila do miestneho VPP. Jej návratnosť investície? Necelých 5 rokov. To prekonáva väčšinu podielových fondov.
Verejné služby a maloobchodníci s energiou
Komunálne služby ušetria veľké sumy na znížení spotreby v špičke a odklade infraštruktúry. Namiesto výstavby novej rozvodne zaregistrujú 1 000 zákazníkov do VPP.
Niektoré z nich dokonca prevádzkujú vlastné programy. Jedným z nich je Green Mountain Power. Ich VPP na domáce batérie pomohol vyhnúť sa miliónovým nákladom na prenos.
Získajú si aj lojalitu zákazníkov. Keď sa ľudia cítia ako súčasť riešenia, zostávajú.
Ide o občianske združenia, ktoré často prevádzkujú družstvá alebo obce.
Vo Vermonte a v niektorých častiach Nemecka som videl, ako susedia spájajú majetok, akoby to bolo digitálne stodolové zberateľstvo. Zisky nie sú obrovské, ale prírastky odolnosti sú na nezaplatenie.
Prípadové štúdie: Ziskové virtuálne elektrárne
Virtuálna elektráreň Tesla (Austrália a Kalifornia)
Príjmy z podpory siete a úspory zákazníkov za maloobchodnú elektrinu. V Južnej Austrálii znížila spoločnosť Tesla VPP náklady na reguláciu o $40M+.
Kalifornská verzia pomáha predchádzať výpadkom elektrickej energie. Tento model funguje - a rozširuje sa.
Ďalšie Kraftwerke (Nemecko)
Viac ako 10 000 decentralizovaných jednotiek - bioplyn, slnko, vietor, batérie. Ich platforma obchoduje na trhoch s energiou, pomocnými zdrojmi a kapacitou.
Boli priekopníkmi v tom, ako môže vyzerať "sieťová služba".
Green Mountain Power (Vermont, USA)
Ich batéria VPP umiestnená u zákazníka nie je honosná, ale je účinná.
Využívaním uskladnenej energie počas špičiek ISO-NE sa vyhnú vysokým poplatkom za prenos. Je to zriedkavý prípad, keď sú hlavnou návratnosťou investícií regulačné úspory.
Poučenie z neúspešných alebo obmedzených nasadení
Niektoré VPP sú neúspešné. Mnohé z nich zabíja nesprávne nastavenie regulácie. Iné zlyhávajú kvôli nedostatočnej hustote DER alebo zlým prognózam.
Raz som poskytoval konzultácie v rámci VPP na Floride. Krásne rozhranie. Hrozná ekonomika. Prečo? Žiadna volatilita = žiadna arbitráž. Ponaučenie.
Finančná architektúra VPP: ako prúdia peniaze
Sledujte peniaze. ISO platí agregátorovi. Agregátor si ponecháva podiel. Zvyšok dostanú vlastníci aktív.
Náklady zahŕňajú softvér (dispečerské systémy, prediktívne nástroje), sieťové poplatky (zabezpečená komunikácia, optimalizácia latencie), prevádzka a údržba hardvéru a dodržiavanie predpisov.
Transparentnosť je všetko. Klientom vždy radím: ukážte používateľom, odkiaľ pochádzajú ich doláre a prečo kolíšu.
Čo bude ďalej hnať ziskovosť VPP
Tri slová: Údaje, politika, elektrické vozidlá.
Umelá inteligencia a prediktívna analytika sú čoraz lepšie. Ak to skombinujete s inteligentnými striedačmi, telemetriou v reálnom čase a nasýtenosťou internetom vecí, získate flexibilný majetok so šiestym zmyslom.
Politiky ako FERC 2222 a balíček EÚ o čistej energii odstraňujú prekážky. Trhy sa otvárajú. Strážcovia brány sa oslabujú.
Elektrické vozidlá a domáce batérie sú spiacimi obrami. Keď platformy pre participáciu dozrejú, váš Ford F-150 Lightning by mohol zarábať viac na parkovaní ako na jazde.
Úprimne povedané, mám podozrenie, že za päť rokov budú najziskovejšie VPP postavené na kolesách.
Záver
Virtuálne elektrárne nie sú sci-fi snom - sú pragmatickým, škálovateľným finančným modelom, ktorý mení flexibilitu na doláre.
Zdroje príjmov sú viacvrstvové, odolné a čoraz viac demokratizované. Či už ste vlastník majetku, malý agregátor, alebo pokrokový podnik, teraz je čas využiť túto príležitosť.
Pretože sieť už nepotrebuje len energiu. Potrebuje aj načasovanie, obratnosť a inteligenciu. VPP poskytujú všetky tri možnosti - a dostávajú za to dobre zaplatené.
ČASTO KLADENÉ OTÁZKY
Sú virtuálne elektrárne ziskové bez dotácií?
Áno, na trhoch s vysokou volatilitou alebo na trhoch s doplnkovými službami. Ale dotácie urýchľujú rozsah.
Koľko môže majiteľ malej batérie získať z VPP?
Od $10-$50/mesiac v závislosti od trhu a typu programu.
Ako sa príjmy z VPP rozdeľujú medzi účastníkov?
Zvyčajne ide o model založený na podiele na zisku, hoci niektoré ponúkajú fixné mesačné platby.
Aký je rozdiel medzi VPP a mikrosieťou z hľadiska návratnosti investícií?
Mikrosiete uprednostňujú odolnosť, VPP uprednostňujú príjmy. VPP často ponúkajú rýchlejšiu návratnosť.
Môžu si podniky alebo komunity vytvoriť vlastné VPP?
Určite - najmä v prípade platforiem na kľúč. Je potrebný prístup k údajom, súlad s predpismi a obchodný prípad.