通用、福特与谷歌联手，虚拟发电厂或迎来爆发期
编译 / 张 鸥
编辑 / 吴 静
设计 / 赵昊然
来源 / RMI Outlet，Clean Technica，CNBC，作者：Liza Martin, Kevin Brehm，题图：Automotive News
在美国，购买电动汽车可能将获得又一个潜在激励因素：车主能够通过在特定时间充电/放电来赚取外快。
不仅简单、有钱赚，还可以通过积少成多来创造一个更有弹性的电网，减少对额外发电厂的需求。
这便是虚拟发电厂（VPPs）的愿景。
将邻近的分布式能源资源（如电动汽车）汇集在一起，可以创建一个电网电源网络。这些汽车在非高峰期充电，储存电力，在电力需求高峰期时可以返回电网。相比起传统发电厂的烟囱、输电线路和混凝土圆筒建筑，一个虚拟发电厂更像是一个点状地图。
RMI（一家专注于加速全球能源转型的非营利组织）无碳电力项目的董事总经理马克·戴森说：“通过协调，成千上万的电动汽车和家用电子产品可以像大型发电厂一样，为电网提供与发电厂相同的服务。使电网规划者和运营商能够更好地管理来自车辆、建筑和工业的日益增长的电力需求，确保电网更加可靠，应对持续的极端天气挑战和老化的基础设施。”
通常，电力需求在下午到傍晚人们下班回家时会达到高峰期——这恰好也是太阳能减弱的时候。极端天气则会使这些需求变得更加棘手。
美国能源部贷款项目办公室主任基格·沙（Jigar Shah）说：“电动车主平均将车辆插入电源的时间为11个小时，但其中只有约2个小时是真正在有效充电。客户并不关心他们的车辆是在哪2个小时充电，他们只希望在需要开车的时候已经充满了。”
因此，虚拟发电厂要想成功，电动车主必须参与其中。
Autotech风险投资公司的总经理阿列克谢·安德烈耶夫（Alexei Andreev）表示，部分消费者担心电池会因双向充电而退化，但如果有经济激励，他们就会改变想法了。
强强联手
包括福特汽车、通用汽车和谷歌子公司Nest（智能温控器制造商）在内的一些大公司在1月份发起了一个联盟，为虚拟发电厂制定标准和政策。
这项工作最初由谷歌Nest和通用汽车资助，并由清洁能源倡导者非营利组织RMI（Rocky Mountain Institute）带头。新联盟被称为VP3（Virtual Power Plant Partnership：虚拟电厂合作伙伴关系），福特、太阳能公司SunPower和Sunrun、智能电板制造商SPAN和其他一些能源管理公司都是创始成员。
这个联盟的想法是将一个由电动车队、家用太阳能系统以及智能恒温器和其他电器组成的虚拟发电厂与电网通信，能够把充电安排在一天中可再生能源最丰富的时候。或者，如果电网没有足够的电力来满足需求高峰，电动汽车电池可以集体向电网调度足够的能量来进行补充。
这些虚拟发电厂有希望能够取代通常在紧急情况下启动的污染更严重的燃气发电“调峰电厂”。除此之外，通过更好地管理随天气和时间波动的太阳能和风能的起伏，支持更多可再生能源的部署。
福特公司负责人比尔·克里德（Bill Crider）说：“电动汽车为消费者和企业带来了全新的机遇，创造了对可持续能源解决方案的更大需求，为我们的互联生活方式提供动力。通过引入智能备用电源等技术支持电网稳定是福特战略的核心，合作推进虚拟发电厂将是确保顺利过渡到电动汽车生活方式的又一重要步骤。”
通用汽车公司副总裁、V2X和电池解决方案负责人马克·波尔（Mark Bole）同样表示：“虚拟发电厂能够为家庭、企业和社区释放额外的价值。”
VP3联盟的意图是努力“催化产业和转变政策，以支持扩大虚拟发电厂的规模”，为此，该联盟将与在电动汽车、住宅能源系统、建筑、具有面向公用事业解决方案的软件供应商等领域处于领先地位的企业密切合作，让更多的电动车主、政策制定者和能源市场领导者了解虚拟发电厂和双向充电的好处，分享各种想法和做法，创造一个更具弹性的电网。
据RMI估计，到2030年，虚拟发电厂可以将美国的能源需求峰值减少60GW，到2050年可以减少超过200GW。
在德国和澳大利亚等国家以及美国的一些州，虚拟发电厂已经有效改善了电网的可靠性。2020年，伦敦的一个巴士车库开始储存电动巴士，以创建虚拟电站。
然而，由于它仍然被认为是一项新生的技术，有必要制定良好的标准和政策，以真正扩大规模。
该联盟表示，它将优先考虑对虚拟发电厂的研究，并推动有助于这一技术快速发展的政策。它还将为其制定“全行业的最佳实践、标准和路线图”。
马克·戴森在一份新闻稿中说：“要抓住虚拟发电厂的潜力，未来12-24个月对政策和项目的发展至关重要，VP3希望确保能源转型不会错过任何机会。”
2022年9月4日，加州电力机构发布声明，希望消费者在下午4点之后减少能源使用。（图源：Bloomberg）
2022年夏天，美国加州创纪录的热浪为电网带来了巨大压力，州政府不得不发出通知，要求居民紧急节约能源。在特斯拉虚拟发电厂和谷歌Nest智能恒温器的帮助下，该州避免了这场灾难。
特斯拉在德克萨斯州、日本和澳大利亚也有其他虚拟发电厂。而它并不是唯一建立虚拟电厂的公司，通用的能源子公司GM Energy也在与SunPower和加州公用事业公司PG&E合作建设虚拟发电厂。
更可持续的闪光点
虚拟发电厂的最大优势包括可靠性、可负担性、减碳和以及对电气化的支持。
1) 可靠性。像加州一样，极端天气的风险在世界各地都存在。虚拟发电厂能够在电网故障时带来复原力，这是传统发电厂无法做到的。它可以快速建设和部署，并且选址在负载附近，直接绕过输电和配电限制。
2）可负担性。随着通货膨胀的加剧和天然气价格的波动，人们更加需要负担得起的能源解决方案。加入虚拟发电厂的家庭和企业可以得到直接的补偿。通过将需求从高成本的调峰资源转移到低成本资源，进一步降低能源和燃料的批发成本。
3）减碳。虚拟发电厂可以在减少二氧化碳方面发挥很大的作用。部署更多的电力设备，使更多的可再生能源上线，以及淘汰煤炭发电，这一新兴技术的气候效益只会随着时间的推移而增加。预计到2050年，美国每年可以避免4400-5900万吨的二氧化碳。
4）电气化。电动汽车和热泵等电气化技术越来越普遍，这意味着我们必须适应电力系统的持续负荷增长。虚拟发电厂能够避开输电、配电和发电的瓶颈，鼓励采用电力技术，从而实现成本效益的电气化。
十年前的虚拟发电厂概念图（图源：Electric Power Research Institute）
事实上至少在十年前，就已经出现了“虚拟发电厂”的概念。
2012年，美国一家电力研究机构EPRI正在与电力公司American Power Company合作研究虚拟发电厂概念。当时在EPRI担任智能电网示范项目高级项目经理的约翰·西明斯（John Simmins）曾表示，这些灵活的发电厂在未来将成为重要的发电来源。他说：“在未来5-10年内，你会看到它变得无处不在。”
早期，对于虚拟发电厂的研究主要流传着两种模式：北美模式和欧洲模式。
北美模式以需求为导向，更注重整个虚拟发电网络中那些在关键时刻可以降低电力需求的部分；欧洲模式则是供应驱动，重点为可再生能源，因为欧洲大陆在风能和太阳能方面有大规模间歇性资源，相关研究集中在电力储存等领域。
全球虚拟发电厂市场在 2022 年的价值为 12 亿美元，预计到 2028 年将达到 46.3 亿美元的估值，在 2023-2028 年的预测期内将以 25.63% 的复合年增长率增长。
经过十年的“潜伏”和稳定发展，背靠电气化转型热潮以及来自大公司的推动，虚拟发电厂，可能终于要迎来爆炸性增长了。
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