这个产业只会“空手套白狼”，却成为“碳中和”的财富密码

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最近很多新能源车主发现：充不起电了。

         

就在这个夏天，充电费突然变贵了。

         

上海有些地方的充电费用在两个月内翻了一倍，有的地方接近2块钱一度电。广州一些充电桩在下午也达到了1.6元左右。北京、浙江、河南等地的部分公用桩也出现了涨价的情况。

         

有人测算，2元/度电的价格充满一块78度的电池，加上服务费要花近200元，折算每公里的用车成本接近甚至超过了油车的一半。

         

充电涨价有两方面的原因：一方面是之前充电便宜，背后有国家和地方补贴对建设充电站的支持，现在政策逐渐退坡，运营商就要提高收费，应对电桩维护支出；另一方面是迎峰度夏，今年很多地方的电网负荷突破了历史纪录，电变得紧张起来，电费就涨了。

         

在这种情况下，有一个新东西热度就变得越来越高，也就是“虚拟电厂”。

         

有了虚拟电厂，充电桩不光能让我们掏钱，还能帮我们挣钱。

         

2022年，特斯拉就邀请2.5万户特斯拉用户参与了虚拟电厂反向供电的活动，比方说用“特斯拉全家桶”——除了电动车以外，还有特斯拉旗下SolarCity的光伏板，特斯拉的家用储能Powerwall，就可以给电网反向送电。

有用户一个晚上就挣到了75美元，约合510元人民币。

         

不是说这样一户人家就叫一个“虚拟电厂”，而是成千上万这样的用户，他们在一个虚拟电厂平台的调度下，成功完成了电力资源的调度，电便宜的时候充电（或者只用自家光伏、储能充电），电贵的时候卖给电网获利。

         

         

这种“盛况”很难在中国复制，因为美国电价贵，比如这些用户卖给电网的电，一度能挣2美元，相当于14~15元人民币。

         

虽然我们电便宜，但是不代表我们的虚拟电厂生意就没有搞头。

         

以后我们很多人办公的写字楼，楼下的充电桩，工厂、农村屋顶的光伏板，可能很多都会变成虚拟电厂的一部分。

去年四川限电的时候，虚拟电厂就火过一阵。

         

今年夏天电力供应吃紧，大家又讨论了起来。

         

这到底是个什么东西呢？

         

它不是一个发电厂，但它可以帮着电网“迎峰度夏”。

         

用虚拟电厂，我们能盘活“闲置的电”。

         

有点像滴滴等打车平台，它聚合了司机的资源，又聚合了乘客的资源。

         

虚拟电厂聚合了一些发电资源，又聚合了一些可以调节的用电需求。

         

它的本质是一套软件平台系统，通过协同控制这些电力资源和电力需求，参与到电力市场中来挣钱。

比方说，电网给虚拟电厂下命令，你今天下午1点，必须发出600千瓦功率的电，虚拟电厂一盘算，发现光伏能发300千瓦，手头可以调节的楼宇空调、电灯、充电桩可以少用100千瓦（相当于发电），储能还能发200千瓦，这样就齐活了。

         

它不是电厂，胜似电厂，所以叫“虚拟电厂”。

         

我们都知道，电是没法直接储存的，即便是各种储能，也是把电能转换成了其他形式的能量，比如锂电池的化学能，抽水蓄能电站的重力势能等等。

         

所以从电网的角度来说，理想状态就是电功率的供需匹配。

         

你突然打开功率1千瓦的空调，那头电厂的发电功率也相应提升1千瓦。

         

夏天电网压力大，就是大家（居民、工厂、写字楼）都在疯狂用这些大功率电器，发电厂功率非常吃紧。

         

甚至有的时候用电功率太高了，发电厂实在是绷不住了，于是就出现了拉闸限电、轮流用电这些人为操作。

         

以前吧，只要还撑得住，要发电厂开足马力顶上去是比较容易的一件事——多烧煤呗。

         

但以后不是这样了，因为可再生能源发电的占比越来越高。

         

比如光伏、风电、水电这些。

         

         

但是它们发电太不稳定了。

         

东边沿海地区今天特别热，开空调，用电功率大，但是通过特高压给它送电的光伏电站，在大西北，今天就是阴天，送不来什么电；另一处风电场，今天也没风。

         

那你就只能干瞪眼。

         

这时候电网公司就只能调集其他发电资源，比如火电、水电顶上去。

         

不光是发电侧变得不稳定，咱们用电侧也比过去更不稳定。

         

因为电动车越来越多。

         

咱就不说快充、超快充这种大功率的充电桩了，就说家里小区，假设有500户居民，再过个十几、二十几年，可能楼下停着400辆电动车，其中有200~300辆在充电。

         

很多人都是晚上回了家，怼上充电头充一宿。

         

但从电网的角度来说，晚上直到睡前，本来就是居民区用电功率的高峰时段。

         

一个慢充桩可能是7千瓦的功率，但问题是咱们一户人家晚上开着电视、电脑、空调、冰箱的用电功率可能也就是7千瓦左右。

         

多一辆充电的车，就相当于多了一户人家用电。

         

         

本来500户的小区，一下子变成了700~800户人家在用电，对电网变电站等基础设施就是很大的考验。

         

如果所有（老旧）小区都做电网扩容，且不说能不能做到，要花多少钱，更主要的是——它浪费啊。

         

一天24个小时，可能只有晚上8点到夜里0点这段是用电最高峰，你为了满足这4个小时不掉线，剩下20个小时都的电网设施都处于不饱和、冗余的闲置状态。

         

这就是用电侧的不稳定状态。

         

发电侧不稳定，用电侧也不稳定，这怎么搞？

         

“碳中和”三个字听起来很美妙，但落实到大电网上压力太大了。

         

怎么办呢？除了咱们要大力发展储能、火电调峰等硬件设施，也得在软的方面下功夫。

         

也就是虚拟电厂。

         

你发电侧不稳定，那你能不能把风电、光伏跟储能设施结合起来用？你的储能是你光伏发电厂在管，还是另外一家储能公司在管，还是第三方（比如虚拟电厂）可以来调度？

用电侧不稳定——大家都想回家充电。行，那小区充电桩的实时充电功率可不可以交给第三方（比如虚拟电厂）来调度——你前半夜看电视、玩电脑，充电功率可不可以先降一点，等到后半夜都关灯睡觉了，再把充电功率提上去？

         

也就是把图中红色的用电负荷挪到了凌晨0点之后的绿色部分。

实施有序充电后居民区负荷曲线对比图

图源：建筑电气杂志

你说：我不干，我就要前半宿快点给我充，我晚上十一二点还要出门呢。

         

可以，那我们用电价来调节——谁愿意接受高峰时期降低充电功率，谁充的电更便宜；反之，就要充更贵的电。

         

比如在深圳，已经有1.8万根充电桩介入了虚拟电厂，可以随时响应电网调度进行调峰。

         

一辆车充电时长增加30分钟，但每度电打5折，车主在充电前就可以选择接不接受降低功率。

         

更有甚者——我愿意前半夜把电池里的电卖给电网，后半夜电便宜了，我再充回来，你只要保证我早上出门电是满的就可以。

         

这个就叫V2G（Vehicle to Grid），电动车给电网送电。

         

         

不要以为只有电站里的才叫储能，电动车里的动力电池也在发挥储能的作用。

         

想象一下，现在中国机动车保有量4.3亿辆。

         

我们假设未来十几二十几年以后，中国有1亿辆电动车，每辆车电池包70度电。

         

这就是趴在车里的70亿度电。

         

如果真的是遇到那种极端重大的灾难性情况，那么用V2G的方式，让所有电动车给电网反向送电，足够全国14亿人使用7.1个小时（按2022年全社会用电量折算）。

         

很多人现在出门露营，也会用电车给露营的电器供电，是一个道理。

         

我们就是要充分调动这种灵活的闲置资源，来满足全社会正常生产生活的用电需求。

         

国家电网测算过，如果让整个电力系统为了满足那5%的峰值负荷，去投资火电厂，那么得投资4000亿元，而通过虚拟电厂来“削峰填谷”，只需要500~600亿元就够了。

所以说有了虚拟电厂以后，我们要回答一开始的那个问题：

         

我们以后的充电电价会不会越来越贵？

         

如果你在用电高峰的季节和时段，坚持要求高功率快充，那么相应的电价可能就会水涨船高。

         

但如果你没有紧急需求，你愿意接受电网和虚拟电厂灵活调节你的电车充电功率，你甚至愿意给它们反向送电，那么你的电价一定是那个时候的优惠电价，甚至还能小赚一笔。

我们很多人都适应了5毛钱左右的居民电价一成不变，认为电价就应该稳定，就应该发挥“保民生”的作用。

         

但在“碳中和”的时代，即便出于某些考虑，居民用电价格能保持固定不变，其他方面的电价（比如工商业用电）也一定会灵活多变起来，有时候可能是居民电价的几倍，有时候可能比居民电价还便宜，有时候甚至你用电还能挣钱（不是V2G挣钱，而是实时电价为负，某一时刻发电量远大于用电量导致的）。

         

2022年，全国峰谷电价差平均是0.7元/度电。

         

2023年上半年，有19个省份的最大峰谷价差超过0.7元/度电，最大的是广东珠三角达到了1.352元/千瓦时，峰电比谷电贵了1块3不止。而很多省份跟去年同期相比，价差持续拉大。

如果大家都认同，我们不能再年复一年地忍受极端的高温、暴雨、洪水、寒潮了，那么应对气候变化，大力发展可再生能源发电就是必须做的，那么我们也就必须打造出一整套适应可再生能源发电特性的“发电、储电、输电、配电、用电”基础设施出来，那么我们就必须接受“新基建”条件下的“新电价”规则。

         

这是一整套大逻辑，要么不接受（回到化石能源时代），要么全盘接受，我们不可能在里面挑三拣四、挑肥拣瘦。

         

有人说，你说得挺美，但我不想拿我花钱买的电池，给电网送电，挣那点钱，还不够我电池折旧损耗的呢！

         

当然，未来也不是所有车主都能接受V2G的方式，即便接受，也要你自己点击充电界面上的“同意”按钮才行。

         

目前国内还没有关于V2G充放电对动力电池衰减情况影响的权威报告。

         

         

所以如果担心V2G带来电池损耗的话，比较适合V2G模式的是把电池“外包”出去，甩给车企或第三方来经营，也就是我们熟悉的“换电+租电池”模式，目前国内搞这个的主要是蔚来。

         

电池资产是蔚来的，租电池每个月要付租金，但是通过V2G，车主又可以用租来的电池从电网挣钱。

         

举个例子，70度电池包，每天开车用20度电，剩下50度电在某地低谷电价0.307元/度时充进去，在白天波峰价格0.671元/度时卖出去，每天可以获益18.5元，每个月就是555元，能冲抵这个电池包一大半的月租费用。

         

所以蔚来在上个月也率先推出了20千瓦的V2G充电桩，他们踩在自家基础设施上面又往前迈了一步。

         

而且很多人不知道的是，在国内，很多换电站也已经参与到电网/虚拟电厂的调峰当中，成为了像储能电站一样的存在，几乎不会影响换电用户的实际体验。

         

去年蔚来在全国就有108座换电站参与到了各自城市的电网削峰响应当中。

         

         

在工业领域也一样，一些敢为人先的工业企业已经参与到虚拟电厂当中来。

         

2019年开始，国网辽宁投资1934万元，在鞍山建设了菱镁工业虚拟电厂，接入了当地很多家菱镁生产企业。

         

         

企业直接给虚拟电厂开放了一定的调节区间，在这个范围里，电网可以直接“插手干预”企业的生产功率，这基于双方高度的互相信任。

         

菱镁是一种碳酸镁的矿物。电费是这个产业中，是电熔镁工艺最主要的一块成本，所以企业一般利用晚上低谷电价，集中夜间生产。

         

但这样局部电网夜间负载率过高。

         

企业也很害怕停电，煅烧窑炉如果停电超过半小时，恢复供电重新起炉、修复炉衬、重新升温的费用高达700~800万元。

         

         

接入虚拟电厂以后，企业和电网信息互通有无，如果电网负荷过高，企业主动切除不怕短时间停电的生产线，这样就能避免因为整体拉闸造成的损失。

         

当夜间海上风力强劲，风电大发的时候，虚拟电厂就会给菱镁企业发出指令，增加生产计划，这样企业能够增产、满产，还能用上更便宜的清洁电力，而原本用不了要“弃电”的风电此时也有了去处。

         

根据推算，辽宁现有的菱镁企业如果全部接入虚拟电厂进行调节，每年可以消纳2亿多度风光发电，还能为企业降低电费成本。

         

事实上，虚拟电厂就是有这个功能，会让咱们国家每年的用电量进一步提升。

         

尤其是像现在夏天缺电的时期，虚拟电厂可以帮助消纳新能源电力，让更多清洁电能物尽其用、有的放矢。

         

这个东西并不像我们想象的“没有技术含量”，事实上它在软件、硬件、资源等方面都需要不同的公司来开发相应的产品、提供相应的服务。

相关机构预计，到2025年，虚拟电厂平均每年的投资建设规模将达到200亿元，运营市场规模每年在50亿元以上。

         

只不过，要让很多物业的业主，放心把自家的用电资源交给第三方来接管——就像辽宁的菱镁企业那样，还存在很多障碍，尤其是信任问题。

         

闲置资源，谁用得好就给谁用，听起来很美好，但还有一些现实障碍需要跨越。

         

在这方面，虚拟电厂企业的竞争力，最核心的除了调节适应电网的技术能力，更重要的是“拼资源”，谁能整合到更多、更丰富的虚拟电厂资源，并且善加利用，除了自己挣钱，也让各个参与方得利，掌握着大范围的负荷可调节能力，这就是未来新型电力系统的重要战略资源，也是企业能够真正“空手套白狼”的财富密码。

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