2024年中国建筑虚拟电厂行业现状分析

-1-2024年中国建筑虚拟电厂行业现状分析内容概要：商业建筑虚拟电厂是虚拟电厂行业的重要分支，能够实现精细化管理每小时用能，规模化聚合商业楼宇资源，打造智能化、规模化、资源多元化商业建筑灵活性负荷资源的虚拟电厂运营管理模式。现如今，商业建筑虚拟电厂已被纳入上海电力需求响应常规调度资源，促进电力供需平衡和资源优化配置，切实提高了区域商业建筑用户电力需求侧管理能力，深化推进新型电力系统应用，参与构建虚拟电厂新技术标准。关键词：虚拟电厂、商业建筑虚拟电厂、装机规模、投资规模、商业楼宇一、建筑虚拟电厂稳步发展，商业建筑虚拟电厂应用占比不断提升建筑虚拟电厂以城市新区、功能园区、校园园区等各类园区及公共建筑群为对象，对其建筑用能数据进行精准统计、监测、分析，利用建筑用电设备智能群控等技术，在满足用户用电需求的前提下，打包可调、可控用电负荷，形成区域建筑虚拟电厂，整体参与电力需求响应及电力市场化交易，提高建筑用电效率，降低用电成本。按照应用领域的不同，建筑虚拟电厂可以分为商业建筑虚拟电厂和非商业建筑虚拟电厂，其中商业建筑虚拟电厂是现阶段建筑虚拟电厂行业的重点发展方向之一。商业建筑虚拟电厂是在商业建筑负荷领域开展大规模、精准化电力需求响应的实现方式，其以中央空调等柔性负荷资源为聚合对象，对上参与电力市场交易并接受调度指令，对下协调用户侧设备运行，整合用户参与市场化交易获利。以一座大厦为例，在用电高峰期，建筑虚拟发电厂控制系统只需对大厦各楼层中央空调的预设温度、风机转速、送风量等参数进行柔性调节，通过减负为电网释放出超过100千瓦电能，如果同时管控几百座这样的大厦，就等于释放几万千瓦的电能，对整个电网来说这就相当于新建一个发电厂。可见，商业建筑虚拟电厂的实质，就是通过规模化的对用户行为精细化调节，实现柔性的负荷控制。通过“化整为零”将能耗指标分解为每小时精细管理；通过“化零为整”，将各楼宇碎片化的节能行为聚合成“发电”资源，虚拟平衡发电，实现系统性节能，是一种先进的区域性能源集中管理模式。二、全球各国积极布局建筑虚拟电厂，装机、投资规模持续提升21世纪以来，欧美多国已经关注建筑虚拟电厂等产业，虚拟电厂示范工程在世界范围内逐步投建，并在不同系统调度体系与不同电力市场环境下探索运行，为虚拟电厂从起步示范阶段向推广培育阶段的过渡提供重要案例参考。目前，全球虚拟电厂示范工程主要分布在欧洲、美国、澳大利亚、日本、中国等地。各国在虚拟电厂聚合资源方面类型丰富且各有侧重，包括了源侧、负荷侧和储能侧等各类资源。其中，欧洲各国侧重分布式电源+储能，北美侧重可控负荷，澳大利亚以用户侧储能为主，日本以用户侧储能+分布式电源为主。作为能源智慧化的关键技术，建筑虚拟电厂应用前景广泛，全球都在抢占先机，争取战略主动。为此，近年来，全球各国纷纷大力推动虚拟电厂产业发展，带动虚拟电厂装机规模持续提升。根据《2023中国虚拟电厂产业发展白皮书》，2022年全球虚拟电厂新增投资规模9.9GW，累计装机规模达21.2GW，到2030年，全球虚拟电厂累计规模有望达到58GW，2022至2025年年均复合增速达39.9%，三年间全球虚拟电厂将新增装机规模约36.8GW。2022年全球电力需求为26,779TWh，虚拟电厂参与交易电量约32.6TWh，仅占全球电力需求量的1.2‰，有着充足的发展和提升空间，虚拟电厂未来仍有巨大的市场潜力。在虚拟电厂产业的快速发展下，建筑虚拟电厂作为其重要组成部分，有望受市场需求、产业升级、技术变革等多重因素的影响，得到快速发展，装机规模也将得到进一步提升和增长。相关数据显示，2022年全球虚拟电厂项目的新增投资规模约99亿元，单GW投资成本约10亿元/GW，至2030年，该成本预计将降至8亿元/GW。2023-2025年，随着全球虚拟电厂迅速规模化发展，单位装机规模的投资成本将有所下降，按照9亿元/GW投资成本测算，至2025年，全球虚拟电厂的累计投资规模将达到543亿元，即2023-2025年市场规模扩容约331亿元，2022-2025年年均复合增速达36.8%。在虚拟电厂行业的影响下，建筑虚拟电厂市场投资规模也将不断扩张，实现进一步增长。三、国内建筑虚拟电厂发展稳中向好，商业建筑虚拟电厂发展提速当前，以可再生能源为代表的现代能源系统，正加速替代以油气为代表的传统能源系统。从能源生产、消费和配置各环节看，现代能源系统以电为中心、以电网为平台的特点日益显著。在分布式可再生能源、新型储能等配电网中的分散发电和有源负荷的快速增长下，更多电力用户由单一的消费者转变为混合型的产消者，在带动电力行业快速发展的同时，也对电网的安全、可靠、经济运行等提出新的挑战。在此背景下，建筑虚拟电厂对于提升电网安全保障水平、推动能源绿色低碳转型等具有重要意义。建筑虚拟电厂作为智能决策中枢，有望构建不同建筑能源系统的桥梁，使得工商业建筑电力用户甚至居民建筑用户直接可以互利共赢，同时直接从电力市场的价格信号中受益，在充分利用当地资源的同时，大大降低建筑能源成本。为此，国家和政府部门相继出台多项调控政策和具体措施，有效促进建筑虚拟电厂的技术进步和市场应用，进而推动能源结构的转型升级，提高能源利用效率，助力实现绿色、低碳的新型城镇化目标。根据《2023中国虚拟电厂产业发展白皮书》显示，近年来，我国虚拟电厂累计装机规模保持稳步增长态势，在政府部门的大力扶持下，未来虚拟电厂装机规模还将得到进一步提升，虚拟电厂累计装机规模预计将从2022年的3.7GW增长至39GW，2022-2025年年均复合增速达108.1%。即2022至2025年中国虚拟电厂装机规模新增35.3GW，中国的虚拟电厂装机量全球占比将从2022年的17.5%提升至2025年的67.2%。目前国内多个省份正在加速布局虚拟电厂相关项目。其中，上海虚拟电厂参与的负荷类型最多；山东虚拟电厂既可参与辅助服务，也可参与日前现货交易；广东开启需求响应市场化交易；山西率先出台虚拟电厂建设和运营管理实施方案，并围绕现货市场修订细化虚拟电厂市场化运营规则，为虚拟电厂实现商业运行探索盈利模式。2022年8月26日，国内首家虚拟电厂管理中心在深圳成立，标志着深圳虚拟电厂迈入快速发展新阶段，也意味着国内虚拟电厂从初步探索阶段向实践阶段迈出重要一步。2023年12月28日，芜湖供电公司综合能源分公司与芜湖虚拟电厂公司签署正式合作协议，标志着国内首个城市级虚拟电厂进入实体化运作阶段。至2025年，中国虚拟电厂的累计投资规模预计将达到约300亿元，全球市场份额约55%，即2023-2025年中国虚拟电厂市场规模扩容约267亿元，2022-2025年年均复合增速达108.1%。商业建筑虚拟电厂是虚拟电厂行业的重要分支，能够实现精细化管理每小时用能，规模化聚合商业楼宇资源，打造智能化、规模化、资源多元化商业建筑灵活性负荷资源的虚拟电厂运营管理模式。现如今，商业建筑虚拟电厂已被纳入上海电力需求响应常规调度资源，促进电力供需平衡和资源优化配置，切实提高了区域商业建筑用户电力需求侧管理能力，深化推进新型电力系统应用，参与构建虚拟电厂新技术标准。黄浦区作为上海市商业建筑的密集聚集区，拥有超过200幢大型商业建筑，并且在原有建筑中配备能耗监测装置，有完备的基础条件实施需求响应项目。基于上述条件，上海市于2016年开展国家级需求管理示范项目“上海黄浦区商业建筑虚拟电厂示范项目”建设，项目的建设落地为电力系统安全运行提供保障，有效提高了可再生新能源的消纳水平，充分体现绿色节能理念。截至2024年上半年，黄浦区虚拟电厂平台已接入商业建筑155幢，覆盖率超过50%，已被纳入上海电力需求响应常规调度资源，累计调度超2000幢次/50万千瓦，单次最大削减负荷50.5MW，柔性负荷调度能力超过10%，包含了冷水机组、风冷热泵、电热锅炉、动力照明、充电桩等大量设备。黄浦区商业建筑虚拟电厂实现了在不降低用户用能体验的前提下，针对用户的一楼一策个性化定制。在此基础上，黄浦区进一步将居民小区纳入虚拟电厂覆盖范围，在2024