能源的未来：虚拟发电厂能否加速能源转型？

根据Copernicus Climate Change Service的数据，2023年不仅是有记录以来最热的一年，而且全球平均地表温度也比工业化前水平(《巴黎气候协定》承诺控制变暖的温度)高出近1.5°C。这份报告加剧了关于气候变化加速和全球变暖走向不可逆转的风险的争论。在科学家梳理事实和影响的同时，清洁能源行业正在呼吁增加投资和监管改革，将分布式能源(DER)，如屋顶太阳能电池阵列、建筑安装电池、热水瓶储能、智能恒温器和其他智能电器、电动汽车(EV)和充电站，纳入虚拟发电厂，以加快2024年的能源转型。虚拟发电厂(VPP)将小型分布式能源(DER)连接到公用电网，并通过注入人工智能的软件远程控制电力转换。技术已经存在，清洁能源资产正在成倍增加。但挑战在于如何扩大VPP的规模，这需要克服监管障碍，开发“灵活需求”的新思维，并将制造的开放协议标准化。

VPP和峰值能源需求

为了避免限电和停电，公用事业企业寻求在用电高峰时期为家庭和企业提供足够的电力供应，例如当每个人下班回家、运行多台电器时;或者当寒流袭来、冻结整个地区时。公用事业企业与峰值电厂建立或签订供应合同，这些峰值发电厂仅间歇性运行，通常使用化石燃料。峰值发电厂的电力更昂贵，有时是平均供应成本的两倍或更多。

作为峰值发电厂的替代方案，VPP为电网提供了更大的弹性、可负担性、效率并减少了温室气体排放。如果电网运营商或公用事业企业在特定地点需要额外的千瓦时，其可以利用VPP，即不同电源和电源类型的网络。运营商可以灵活地更好地降低峰值需求，如通过远程控制智能恒温器并适度减少用电量，从而推迟对额外容量和基础设施的投资，以服务峰值负载。清洁能源非政府组织落基山研究所(RMI)估计，到2050年，VPP每年可避免44-5900万吨二氧化碳排放。VPP参与者可以获得所提供服务的补偿。从降低关税率到现金激励，补偿模式各不相同。不仅是直接参与者受益;由VPP服务的社区的费率也会降低。

随着越来越多的家庭和企业转向电动汽车、热泵和热水器等电力驱动技术，电力需求预计将会增长。美国能源部(DOE)估计，2023年至2030年间，美国将需要增加足够的新发电容量，以满足超过200吉瓦的峰值需求。为了让美国在2035年实现100%清洁电力，新产能需求可能会增加近一倍。在2023年10月的一份报告《商业崛起之路：虚拟发电厂》中，美国能源部提出，到2030年，VPP可以部署80吉瓦到160吉瓦，覆盖美国估计峰值电力需求的10%到20%。RMI提供了更为乐观的估计:到2030年，VPP可以减少美国峰值需求60吉瓦，平均5000万户家庭的消费量，到2050年减少200吉瓦以上。

大规模开发VPP面临的挑战