中国储能网讯:可再生能源在电力系统中占比持续攀升,电网调峰调频需求日益凸显。虚拟电厂作为提升电力系统调节能力的一种手段,在我国尚处于市场化转型初期,而在欧洲部分地区起步更早,商业化运营模式探索更多。市场研究机构Fortune Business Insights的报告显示,2024年,全球虚拟电厂市场规模已达18.6亿美元,预计在2024—2032年将以37.7%的年均复合增长持续扩张,至2032年市场规模有望达239.8亿美元。
在这一高速增长的市场中,德国企业Next Kraftwerke(以下简称“NK”)是早期参与者之一。NK成立于2009年,是欧洲两大电力交易所EPEX SPOT和EEX的认证交易商。截至2025年第一季度,该公司聚合的分布式能源达14324个,总装机容量突破12700兆瓦,业务覆盖德国、法国、荷兰等欧洲国家及日本、韩国等海外市场。2021年,国际能源巨头壳牌(Shell)完成对NK的全资收购,进一步强化其技术整合与业务拓展能力。收购后,NK相继中标荷兰HKN海上风电场、德国Witznitz太阳能发电场(欧洲最大在建光伏项目)等标杆项目。
德国政策如何“铺路搭桥”
电力市场化交易是虚拟电厂发展的必要环境。德国1998年出台的新《能源经济法》对传统垂直一体化的电力供应体系进行拆分,发输配售四个环节得以“松绑”,为第三方企业参与电力交易扫清了制度障碍,也为NK等虚拟电厂运营商的诞生创造了条件。
对可再生能源的大力扶持,催生了分布式能源聚合需求。2000年德国《可再生能源法》(EEG)的颁布,强制电网优先消纳绿电,推行以固定上网电价(Feed-in Tariff, FIT)机制为主的可再生能源激励政策,德国分布式可再生能源装机量快速增长。此后,该法历经多次修订:
· EEG-2012首次允许虚拟电厂聚合的可再生能源参与调频市场。
· EEG-2014将长期固定电价收购制度转变为以市场为导向的竞标制度,要求100千瓦以上新建可再生能源电站必须参与市场交易,并配备远程控制接口,以便由电力交易商进行调度。
· 至2021年,太阳能、风能和沼气能源生产商长达20年的上网电价补贴终结,但仍可基于负电价时长延长获得对应时段的补贴。
· EEG-2023规定,电力现货市场价格连续三个小时以上为负时,补贴降至零。
此外,德国的平衡结算单元机制要求各平衡单元实时匹配发电与用电量。2021年10月实施的Redispatch 2.0政策,将参与再调度的门槛从10兆瓦降至100千瓦,强制分布式发电与储能设施响应电网调度指令。这些规则促使中小型运营商加强与输配运营商之间的协调配合,从而为虚拟电厂开辟了规模化市场空间。
市场准入限制以及政策条件的变化,为NK等虚拟电厂的发展提供了有利环境。“这也是为什么在考虑向其他国家扩张时,立法始终是我们考量的关键因素”,NK创始人Jochen Schwill在一次采访中强调。
从“技术派”到“生态构建者”
NK以自主研发的Next Pool资源聚合平台为核心技术底座,通过远程控制装置(Next Box)和高速数据通信网络,将分布式能源设备(风能、太阳能、水力、生物质能、储能等)及可调节负荷单元链接,构建起可协调运行的“虚拟电厂”。该平台的智能控制系统能实时优化调度聚合资源,既可利用电能量现货市场价差套利,又能为电网运营商提供调频辅助服务。凭借这一轻资产运营模式,NK无需持有或建设实体电站,即可从电力交易与辅助服务市场中获取收益分成,但需承担相应的市场准入、交易手续费、人工运维、营销及价格风险管理等成本。
针对德国电力市场复杂的准入规则与高门槛运营成本,NK进一步推出在线电力交易平台NEXTRA,提供自助式电力市场接入解决方案,降低中小型发电商的参与难度,突破其单一资源聚合的商业模式边界。平台整合虚拟电厂实时运行数据、气象预测模型及智能调度算法,为客户提供精准的电力价格预测及资产调度优化建议。通过这一交易门户,用户无需自行获取交易许可,即可进入EPEX Spot 和EXAA等欧洲主要电力市场进行交易。据2025年第一季度披露数据,该公司2024年全年累计完成15.1太瓦时的电力交易量。
2018年,NK推出SaaS解决方案NEMOCS平台,标志其从技术应用者向生态赋能者的战略转型。作为标准化虚拟电厂构建工具,NEMOCS支持多种标准接口协议,并可通过API与SAP系统、第三方交易平台等实现数据交互,使用户能够自主搭建具备电力交易、资源调度及需求响应功能的虚拟电厂。NK创始人Jochen Schwill表示:“通过我们的VPP平台NEMOCS,其他公司也有机会建立自己的虚拟发电厂,从而积极参与未来的绿色电力市场。”英国可再生能源企业Ecotricity成为该平台首个用户,随后韩国光伏企业Haezoom、日本东北电力公司(Tohoku EPCO)、Energy on Track、日本东芝等跨国企业相继接入。这一技术输出模式不仅拓展了NK的盈利渠道,更推动了虚拟电厂行业的技术标准化与生态协作。
值得一提的是,NK的软性营销也是构建生态的一种方式。NK官网的知识库与博客分区涵盖大量能源行业词条、市场问答文章,用户可以从中获取市场资讯、厘清运行逻辑,这也在一定程度上构成面向终端用户的一种营销手段。对NK而言,技术单点突破只是参与市场游戏的门票,而真正的护城河是让产业链各方在其构建的生态系统中各取所需。
多维布局应对市场变化
NK持续推动国际化转型,实现技术与资源的全球化整合。2014年以来,NK在奥地利、法国、荷兰等多个国家设立子公司。2020年,与东芝在日本建立合资企业,将虚拟电厂技术服务推广至欧洲以外的海外市场。2021年,NK成为壳牌的全资子公司。在可再生能源补贴退坡的背景下,依托壳牌的平台与资金优势,NK在大型项目中持续拓展商业边界。典型案例包括欧洲最大的无补贴光伏项目——德国莱比锡南部的Witznitz光伏园区(总装机容量650兆瓦),NK于2024年承接其585兆瓦的电力交易业务,提供平衡组管理、直接销售、调度优化等服务。NK于2023年也为荷兰HKN海上风电场提供类似服务,该项目由壳牌和Eneco的合资企业CrossWind建设,预计装机容量为759兆瓦。
电动汽车产业兴起,促使NK积极布局“车网协同”模式,将电动汽车从“用电终端”升级为“电网调节单元”。2019年,NK与智能充电平台Jedlix启动V2G试点项目,在荷兰输电运营商TenneT管辖区域内,聚合电动汽车电池容量以提供辅助服务,探索私人充电场景下的电网服务商业化。随后几年,NK先后与本田、现代等车企深化合作,在德国输电系统运营商Amprion控制区内实现电动汽车集群参与一次与二次调频服务。
除此之外,NK也将目光投向了潜力尚未完全激活的家用市场。2020年,NK联合德国储能公司sonnen,将家庭储能系统聚合成“储备组”,每组容量为2兆瓦,参与频率控制储备(FCR)市场,减轻传统调频服务对大型集中式资源的依赖。近年来,德国储能装机容量显著增长,其中家用电池储能装机容量约为6吉瓦,占电池市场的85%。然而,由于智能测控装置普及不足,大多家用储能资源尚未得到充分利用。Agora智库报告显示,截至2023年底,德国家庭智能测控装置普及率仅为5%。
而Jochen Schwill于2022年卸任NK公司CEO职务后,再次创业,成立Spot my Energy公司,进入智能测控装置市场,聚焦热泵、光伏、家用储能和电动汽车等灵活资源的调度,致力于进一步推动德国能源系统转型。
再调度3.0:电池的时代
据德国PSI软件公司高级业务发展经理郭欣介绍,德国已经启动再调度3.0(Redispatch 3.0)的试点项目,尽管NK3.0将带来一个可观的增量市场。
与以传统电厂为主、以补偿成本为导向的再调度2.0不同,再调度3.0旨在激活数百万分散资源,建立一个“开放竞争、市场定价”的分散灵活性市场。试点项目主要聚焦两大方向:市场设计和电动车应用。其中,电动车试点项目的基本思路十分直接:电动车集成平台向输电公司申报在电网负荷高峰期间可调控的充电容量,一旦出现电网瓶颈,输电公司便可调用这些资源,集成平台则将原本计划在高峰时段进行的电动车充电任务,延后至负荷较低的时段。这样,用户不仅可以享受更便宜的充电电价,同时也减轻了电网的压力。
郭欣补充,德国已经步入“电池时代”,未来几年可能将是集中式电池储能最风光的时期。由于户用光伏和电池数量庞大,虚拟电厂也需要更新换代,以适应更高比例的分布式能源。从系统角度来看,电动车及其充电桩具有巨大的潜力,不过,这一潜力或许要在这波集中式电池储能热潮之后才会真正爆发。