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作为脱碳王牌的“虚拟发电厂”的商业模式备受瞩目

日期:2021-10-15    来源:PV JAPAN BRIDGE

国际太阳能光伏网

2021
10/15
12:05
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关键词: 可再生能源 电力市场 可再生能源电力

“虚拟发电厂(VPP,virtual power plant)”有望成为推动可再生能源普及和脱碳的商业模式。其中,“本地生产、本地消费型的VPP项目”作为区域脱碳的“日本版VPP”之一而备受关注。在这一系列文章中,我们将解释“本地生产、本地消费型的VPP项目”的当前问题以及未来愿景。在这篇文章中,我们将从VPP的全球化趋势和VPP业务在日本的现状开始介绍。

VPP的概念在2010年初开始被探索,尤其是在欧洲和美国。由于这些地区已经具备了在市场上买卖电力的交易功能,VPP也建立了以市场交易为前提的盈利模式。

另一方面,在日本,可再生能源电力供应长期以来一直基于可再生能源固定价格收购(FIT)制度,而基于市场的可再生能源交易仍处于由上网电价FIP(Feed in Premium)计划 “系统化”的阶段,该计划将于2022年开始实施。由于实际上还没有价格的业绩和指标,公司可以开始小规模启动快赢业务,如在特定区域内完成的非贸易型 “可再生能源企业PPA(Power Purchase Agreement,购电协议)”或 “VPP(本地生产、本地消费型的VPP项目)”。

在本系列中,我们将探讨在日本成为主流的“非交易型VPP业务”的现状,以及随着地域层面的脱碳加速而备受关注的“本地生产、本地消费型的VPP项目”问题的现状整理和利用数字化转型(Digital Transformation ,缩写为DX)的未来发展蓝图。

在本篇文章中,我们将讨论VPP在全世界的动向和VPP业务在日本的现状。

01

VPP在全世界的动向及在日本的现状

VPP示范项目始于2010年左右的欧洲,但其商业化的重要契机是2012年德国《可再生能源法》的修订。在此之前,德国的可再生能源开发商,就像今天日本的开发商一样,在FIT制度下可以长期获得电力收购保障。而通过该修正案,再生能源电力的市场销售开始成为可能。

2014年,直接向市场出售100千瓦或以上的可再生能源电力成为强制性规定,这导致不了解 FIT 以外的售电方式的可再生能源开发商通过被称为VPP聚合商的中介机构在市场上出售电力的商业模式增多。作为中介机构的聚合公司将此视为商机,扩大了其在欧洲的VPP业务。

日本也决定在 2022 年 4 月从 FIT 制度过渡到 FIP制度。根据这一制度,可再生能源生产商在电力市场上销售电力时将获得一定的溢价。通过这种方式,可再生能源生产商可以通过了解供需平衡和市场价格的波动来增加他们的利润。

然而,一直以来习惯FIT的电力生产商对市场交易并不熟悉,所以作为再生能源从业者的代理,将可再生能源电源汇总在一起,进行市场交易的VPP聚合商的存在感将会提高。特别是在近期,因为50kW以下的低压太阳能发电项目已经被排除在FIT之外(不包括自家消费型的区域利用和农场养殖型),而且这些小型电站的未来发展潜力比巨型太阳能电站还要大。低压太阳能发电的聚集需求已经有目共睹。

图1 可再生能源收入模式的转变图

但截至2022年,仅通过新认证批准FIP的电源数量在1MW以上,而且主要是大型电源,因此估计从实施之初,只会有少量的企业会利用FIP制度。

在欧洲,辅助服务市场也被用来出售从VPP产生的电力,并为所谓的电网稳定向公众征集调控力量。在日本,这个被称为供需调节市场已经在2021年4月启动,但目前只有响应时间在45分钟以内(从输配电公司向资源持有者提出提供调节电力的要求到实际供电的时间)有三次调整能力的调节器才有资格参与。而反应时间更短的一级和二级调节器计划在2024年开始启动。

在以供需调整市场为代表的辅助服务市场中,资源的响应时间越长,相应的报酬也会越高。尤其是蓄电池这类快速响应的电源,往往已经显现出在初级调整电源市场上获得较高收益的趋势,因此,基于蓄电池提供调节电源的VPP市场很可能要到2024年或更晚才会全面运作。

但从今年年初日本电力批发交易所(JEPX)的价格暴涨可以看出,由原传统电力公司提供的火力发电和其他常规电源的电力供应在日本的电力供应中占了极大的比例。如果这种供应能力停滞不前,市场价格的波动率可能会急剧提高,估计短期内不会有很多企业考虑依赖市场交易的商业模式。

接下来笔者将以这样的市场背景和现状为基础,对日本的VPP按商业模式进行整理。

02

按商业模式整理日本版VPP

目前日本正在研究或已经商业化的VPP业务大致可分为以下三种类型(见图2)。

图2 VPP的各类型整理图

类型1:”交易型VPP项目”

这就是上文提到的欧美主流交易型VPP。这是一种将可再生能源、蓄电池、电动汽车、空调和生产设施等按照需求将资源捆绑在一起,并向电力批发市场和供需调节市场等电力市场出售的模式。

例如,当可再生能源的发电量超过需求量时,或者当电力市场的交易价格较低时,来自可再生能源的电力可以储存在蓄电池等中,在市场价格较高时可以出售电力,从而增加交易利润。为实现这一点,精确预测电价的交易诀窍和技术(人工智能等)必不可少。已经有国内电力市场交易经验的原综合电力公司和新的电力公司,以及熟悉海外电力市场的交易公司,正在开展示范项目,旨在争取聚合商地位。

类型2:”可再生能源集约化VPP项目”

它是一种捆绑可再生能源电源并以企业 PPA 形式出售给 RE100 公司和地方政府和其他企业的模式。可再生能源公司和聚合商开始建立企业PPA,将非FIT和分级FIT的电源捆绑在一起,例如低压太阳能,因为他们可以通过合同保证向大公司(如RE100成员)长期售电。

到目前为止,该项目一直以在企业用地内铺设太阳能电池板,自家消费型的现场PPA为中心进行开发。但仅靠现场供电无法满足企业的全部需求,因此,向企业提供远距离可再生能源电力的所谓场外PPA已开始被认真考虑,但几乎没有先例。这是因为根据现行的电气事业法,企业不能直接与发电事业者签订PPA购电协议,但三方之间可以通过零售电力企业进行购电协议。也就是说,这是零售运营商同时具备可再生能源开发能力的企业更容易进行业务探索的领域,预计未来零售商和可再生能源开发商之间的整合、并购和联盟也将加速发展。

类型3:“本地生产、本地消费型VPP项目”

该模式使用区域内的可再生能源(太阳能、水电、生物质能、风电等)作为区域和周边地方政府拥有的电力资源、预计将向该地区或邻近城市拥有的公共设施和当地企业供电,并有望在未来向该地区或邻近地区的RE100企业拥有的商店、工厂、仓库等供电。以地方政府和地方企业为中心设立的“区域新电力”,原本就从事本地生产、本地消费型的电力业务,因此,本地生产、本地消费型的VPP的商业模式也主要由地方电力公司形成。

此外,如图2所示,这种商业模式与政府在区域层面的脱碳目标、企业的ESG措施、区域发展和抗灾能力高度兼容,也是一种可以应用于智慧城市项目的商业模式。如图2所示,这是一个由众多行业参与的合作,是近来备受关注的商业模式。

03

“本地生产、本地消费型VPP项目”的未来

如上所述,目前的市场形成情况与欧美有很大不同,VPP运营商需要探讨日本特有的商业模式。其中,在日本脱碳步伐迅速、气候变化灾害增多的背景下,日本政府已经将可再生能源在地区层面的普及作为重要主题,预计未来本地生产、本地消费型VPP项目的数量将会进一步增加。

在本系列的第二和第三期中,我们将重点讨论本地生产、本地消费型VPP项目,对其现状和课题进行整理,并介绍未来值得期待的技术。

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