Вступ
Віртуальна електростанція (ВЕС) - це не завод. Вона не є віртуальною в метавербальному сенсі і не виробляє енергію в традиційний спосіб. Натомість вона оркеструє. Уявіть собі цифрового диригента, який керує хаотичним оркестром сонячних батарей на даху, домашні акумуляторизарядні пристрої для електромобілів, системи опалення, вентиляції та кондиціонування, а також промислові навантаження. Це і є VPP. І знання того, як вона заробляє гроші, корисне не лише для інвесторів - воно важливе для споживачів, агрегаторів, комунальних підприємств та всіх, хто робить ставку на енергетичний перехід.
Чому? Тому що прибутковість, а не ідеологія, визначає, чи буде цей перехід стійким.
Акумуляторна батарея 200 кВт-год / 215 кВт-год Комерційна акумуляторна система зберігання енергії
Що таке віртуальна електростанція і чому вона прибуткова?
Віртуальна електростанція координує розподілені енергетичні ресурси (РЕР) за допомогою програмного забезпечення, перетворюючи тисячі крихітних, розрізнених активів на щось, що виглядає і поводиться як традиційна електростанція - але з більшою гнучкістю.
На відміну від централізованої електростанції, ВЕС не володіє обладнанням, яке вона використовує. Вона орендує гнучкість. Вона купує моменти відпуску та прийому електроенергії. Це основна відмінність.
Прибуток не залежить від обсягів виробництва електроенергії. Він залежить від часу, інтелекту та доступу до ринку. Якщо ви можете реагувати на сигнали мережі швидше, ніж газові пікові електростанції можуть розкрутитися, ви цінні. Якщо ви можете зберігати надлишкову сонячну енергію і відправляти її в мережу, коли ціни на неї різко зростають, ви - золото.
Чесно кажучи, раніше я думав, що масштаб - це ключ до прибутковості. Але з роками я спостерігав, як спритні стартапи, що спочатку створюють програмне забезпечення, випереджають операторів з важким апаратним забезпеченням, освоївши одну-єдину річ: гнучкість монетизації.
Дозвольте розповісти вам історію 2017 року, Мюнхен. Я був у гостях у стартапу, який керував 3 000 домашні акумуляторижодним з яких вони не володіли. Вони заробили на доступі до API більше, ніж більшість газових заводів заробляли на генерації. Це було приголомшливо.
Потоки доходів віртуальної електростанції
Енергетичний арбітраж
Купуй дешево, продавай дорого. Це звучить спрощено - і так воно і є, - поки ви не додасте сюди машинне навчання, предиктивну аналітику та алгоритмічну торгівлю. Енергетичний арбітраж - це, по суті, зберігання часу: заряджайте батареї, коли ціни падають, і розряджайте, коли вони досягають піку.
Скажімо, ваш акумулятор заряджається зі швидкістю $30/MWh о 2 годині ночі і розряджається зі швидкістю $120/MWh о 6 годині вечора. Це здоровий розкид. Чиста маржа, після врахування деградації та втрат в обидва кінці, часто знаходиться в діапазоні 15-25%, але може різко зростати під час волатильності.
Пам'ятаю, як під час Техаського заморозку у 2021 році батарея, яку я допомагав продавати в Остіні, заробила тримісячну виручку за одну ніч. Все було зроблено вчасно. Але ось незручна правда: не можна покладатися лише на арбітраж. Це занадто бенкет або голод.
Частотне регулювання та допоміжні послуги
Допоміжні послуги - це допоміжні функції, які підтримують стабільність енергосистеми, такі як регулювання частоти, контроль напруги та резерви обертання.
Ось де VPP блищать. У регулюванні частоти значення мають мілісекунди. Коли частота мережі падає нижче 60 Гц, хтось повинен діяти швидко. ВЕС можуть це зробити.
Електростанція Tesla Hornsdale Power Reserve у Південній Австралії не просто довела, що акумулятори можуть грати - вона побила всі рекорди. За перший рік роботи він заощадив $40+ мільйонів доларів на регулюванні енергомережі та заробив чималий шматок для себе.
Ринки регулювання різняться залежно від ISO/RTO, але ресурси, що швидко реагують, незмінно отримують більшу винагороду. VPP, які можуть гарантувати 4-секундну реакцію або краще? Це машини для отримання прибутку.
І ось дотична - я якось пожартував з оператором мережі, що ВЕС схожі на фінансових трейдерів: вони нічого не заробляють, вони просто точно знають, коли треба діяти.
Програми реагування на попит
Комунальні підприємства платять ВПП за не використовувати енергію. Контрінтуїтивно? Ласкаво просимо до "Реагування на попит".
Якщо компанія знає, що може скоротити попит на 500 МВт під час літнього піку, активувавши вашу ВЕС, вона добре заплатить. ISO New England, PJM, CAISO - всі вони пропонують за це оплату за потужність.
Наприклад, National Grid реалізує програму реагування на комерційний та промисловий попит, яка платить підприємствам за вимкнення холодильників або приглушення світла. Агрегатори перетворюють ці дії на передбачувані активи.
Багато років тому я консультував компанію зі зберігання продуктів харчування в штаті Массачусетс. Ми заробили більше грошей, вимикаючи морозильні камери на 30 хвилин, ніж від фактичної роботи. Божевілля? Ні. Розумна мережева економіка.
Участь у ринку потужності
Ринки потужності - це механізми, за допомогою яких оплачуються енергетичні ресурси, щоб гарантувати їх доступність у періоди пікового попиту. Уявіть собі, що вам платять за готовність, а не тільки за постачання.
Йдеться про зобов'язання. Чи може ваша ВЕС пообіцяти 10 МВт наступного літа в години пік? Якщо так, ласкаво просимо на ринки потужності.
Наказ НКРЕ 2222 відкрив двері для РДН. До цього ринки потужності були сферою діяльності великих гравців.
Подумайте про це як про страхування мережі. Вам платять за те, щоб ви були доступні, а не лише за те, що ви постачаєте. Це нудні гроші - але нудьга хороша в енергетиці.
Послуги мережі для ОСР або ОСП
Оператори систем розподілу (ОСР) та оператори систем передачі (ОСП) потребують допомоги з регулюванням напруги, усуненням перевантажень та іншими локальними проблемами. ВЕС, особливо ті, що мають географічно розподілені активи, можуть запропонувати ці послуги.
Іноді гроші надходять через фіксовані контракти на обслуговування. Інколи вони надходять через аукціони.
У 2020 році я спостерігав, як муніципальна ВЕС у Данії заробляла на підтримці електромережі, просто перенаправляючи навантаження на опалення, вентиляцію та кондиціювання повітря через сусідні райони. Це була енергетична версія балансування навантаження в ІТ-мережах
Бізнес-моделі та стейкхолдери: Хто і як заробляє гроші
Агрегатори
Вони - ляльководи. Агрегатори заробляють за рахунок комісійних, виплат за реагування на попит і ліцензування програмного забезпечення. Такі платформи, як AutoGrid і Next Kraftwerke, показали, що знання ринку + машинне навчання = реальні гроші.
Відверто кажучи, деякі агрегатори є прославленими посередниками. Однак найкращі з них забезпечують прозорість і спільну вигоду.
Власники активів (споживачі, користувачі C&I, інвестори в акумуляторні батареї)
У вас сонячна батарея на даху? Батарея в гаражі? Ви - сировина для ВЕС.
Власники активів зазвичай отримують або фіксовані виплати (встановлену щомісячну плату), або розподіл доходу (частку від того, що заробляє агрегатор).
У Каліфорнії я познайомився з домовласницею, яка заробляла $40 на місяць, дозволяючи своїй Tesla Powerwall брати участь у місцевій VPP. Її період окупності? Трохи менше 5 років. Це краще, ніж у більшості взаємних фондів.
Комунальні підприємства та енергозбутові компанії
Комунальні підприємства суттєво економлять на згладжуванні пікових навантажень та відтермінуванні розвитку інфраструктури. Замість того, щоб будувати нову підстанцію, вони підключають 1 000 клієнтів до ВДЕ.
Деякі навіть запускають власні програми. Green Mountain Power вирізняється з-поміж інших. Їхній домашній акумулятор VPP допоміг уникнути мільйонних витрат на передачу електроенергії.
Вони також завойовують лояльність клієнтів. Коли люди відчувають себе частиною рішення, вони залишаються з нами.
Це низові об'єднання, якими часто керують кооперативи або муніципалітети.
У Вермонті та деяких регіонах Німеччини я бачив, як сусіди об'єднують активи так, ніби це цифрове вирощування корів. Прибутки не величезні, але підвищення стійкості безцінне.
Практичні приклади: Прибуткові віртуальні електростанції
Віртуальна електростанція Tesla (Австралія та Каліфорнія)
Дохід від підтримки мережі, плюс клієнти заощаджують на роздрібній електроенергії. У Південній Австралії ВЕС Tesla скоротила витрати на регулювання на $40M+.
Каліфорнійська версія допомагає уникнути віялових відключень. Модель працює - і вона розширюється.
Next Kraftwerke (Німеччина)
Понад 10 000 децентралізованих установок - біогазові, сонячні, вітрові, акумуляторні. Їх платформа торгує на енергетичних, допоміжних ринках та ринках потужностей.
Вони першими показали, як може виглядати "мережева утиліта".
Green Mountain Power (Вермонт, США)
Їх акумуляторна батарея VPP, що встановлюється у клієнта, не виділяється, але вона ефективна.
Використовуючи накопичену потужність під час піків ISO-NE, вони уникають високих тарифів на передачу. Це рідкісний випадок, коли регуляторна економія є основним джерелом повернення інвестицій.
Уроки з невдалих або обмежених розгортань
Деякі VPP зазнають невдачі. Багато з них гинуть через невідповідність регуляторним нормам. Інші виходять з ладу через недостатню щільність ПЕД або погане прогнозування.
Одного разу я консультувався щодо VPP у Флориді. Гарний інтерфейс. Жахлива економіка. Чому? Немає волатильності = немає арбітражу. Урок засвоєний.
Фінансова архітектура ВПП: як рухаються гроші
Слідкуйте за грошима. ISO платить агрегатору. Агрегатор залишає собі частину. Решту отримують власники активів.
Витрати включають програмне забезпечення (диспетчерські механізми, інструменти прогнозування), мережеві збори (безпечний зв'язок, оптимізація затримок), експлуатацію та обслуговування обладнання, а також дотримання нормативних вимог.
Прозорість - це все. Я завжди раджу клієнтам: показуйте користувачам, звідки беруться їхні долари і чому вони коливаються.
Що буде визначати прибутковість ВЕС далі
Три слова: Дані, політика, електромобілі.
Штучний інтелект і предиктивна аналітика стають страшенно ефективними. Поєднайте це з розумними інверторами, телеметрією в реальному часі та насиченістю Інтернету речей - і ви отримаєте гнучкий актив з шостим чуттям.
Такі політики, як постанова Федеральної комісії з регулювання енергетики № 2222 та Пакет чистої енергії ЄС, руйнують бар'єри. Ринки відкриваються. Ворота слабшають.
Електромобілі та домашні акумулятори - сплячі гіганти. З розвитком платформ участі ваш Ford F-150 Lightning може заробляти більше на парковці, ніж за кермом.
Чесно кажучи, я підозрюю, що через п'ять років найприбутковіші ВЕС будуть будуватися на колесах.
Висновок
Віртуальні електростанції - це не науково-фантастична мрія, а прагматична, масштабована фінансова модель, яка перетворює гнучкість на долари.
Потоки доходів є багаторівневими, стійкими та все більш демократичними. Незалежно від того, чи ви є власником активів, чи вибагливим агрегатором, чи далекоглядною комунальною компанією, зараз саме час скористатися цією можливістю.
Тому що електромережі більше не потрібна просто потужність. Їй потрібні час, маневреність та інтелект. ВЕС забезпечують всі три складові - і за це їм добре платять.
ПОШИРЕНІ ЗАПИТАННЯ
Чи прибуткові віртуальні електростанції без субсидій?
Так, на ринках з високою волатильністю або на ринках допоміжних послуг. Але субсидії прискорюють масштабування.
Скільки може заробити власник невеликої батареї на VPP?
Від $10 до $50 на місяць залежно від ринку та типу програми.
Як розподіляються доходи VPP між учасниками?
Зазвичай це модель розподілу прибутку, що базується на результатах діяльності, хоча деякі пропонують фіксовані щомісячні платежі.
Яка різниця між ВЕС та мікромережею з точки зору рентабельності інвестицій?
Мікромережі ставлять на перше місце стійкість, а ВЕС - дохід. ВЕС часто пропонують швидшу окупність.
Чи може бізнес або громада побудувати власну ВЕС?
Безумовно, особливо з готовими платформами. Для цього потрібен доступ до даних, відповідність вимогам та бізнес-кейс.