虛擬電廠如何塑造未來？

虛擬發電廠是一個分布式能源資源系統，例如屋頂太陽能電池板、電動汽車充電器和智能熱水器，它們共同協作，以大規模平衡能源供需。它們通常由負責監督這一平衡行爲的當地公用事業公司運營。虛擬電廠是一種整合資源組合的方式，可以幫助電網應對高能源需求，同時減少能源系統的碳足跡。

首先，虛擬電廠的虛擬性質源於其缺乏像傳統煤炭或天然氣電廠那樣的中央物理設施。通過發電和平衡能源負荷，聚合電池和太陽能電池板提供了許多傳統發電廠的功能。在美國，能源部估計虛擬發電廠的容量約爲 30 至 60 千兆瓦。這約佔全國峯值電力需求的 4% 至 8%，在整個系統中只佔很小一部分。然而，一些州和公用事業公司正在迅速採取行動，向電網添加更多虛擬發電廠。美國能源部在一份報告中發現 ，大規模部署虛擬發電廠可以比傳統資源更低的成本解決需求增長和峯值上升問題，從而降低美國人的能源成本，目前美國六分之一的美國人已經拖欠電費。

其次，電網運營商必須滿足年度或每日的峯值負荷，即電力需求最高的時刻。爲此，經常使用天然氣峯值電廠，這些電廠一年中大部分時間處於閒置狀態，只有在電力需求高峯時才可以啓動。虛擬電廠將減少電網對這些電廠的依賴。目前，能源部的目標是到 2030 年將全國 VPP 容量擴大到 80 至 160 吉瓦。許多公用事業公司表示，虛擬電廠除了能減少排放外，還能降低消費者的能源費用。研究表明，在高峯需求期間利用分布式能源比依賴天然氣發電廠的成本效益高出 60%。

此外，虛擬電廠的另一個重要優勢是鼓勵人們更多地參與能源系統。通常，客戶只是接收電力。在虛擬電廠系統中，他們既消耗電力，又將電力回饋給電網。這種雙重角色可以提高他們對電網的了解，並讓他們更多地投資於向清潔能源的轉型。美國能源部表示，由於電動汽車、充電站和智能家居設備的廣泛應用，分布式能源的容量正在迅速擴大。將這些連接到虛擬發電廠系統可以增強電網實時平衡電力需求和供應的能力。

美國能源部指出，大多數現有的虛擬發電廠都是所謂的需求響應計劃，虛擬發電廠可以滿足 10% 至 20% 的峯值電力需求。專注於可持續發展的非營利研究機構落基山研究所稱虛擬發電廠是推進關鍵電網目標的寶貴且被忽視的資源，包括可靠性、可負擔性、脫碳和電氣化等。

總的來說， 通過協調電動汽車、電池和智能家居設備，虛擬電廠可以幫助電網變得更清潔、更高效。簡化流程將有助於公用事業公司充分利用電動汽車和熱泵等分布式能源資源。標準化虛擬電廠的部署還可以加快其在全國範圍內的發展。虛擬發電廠能夠按需吸收和釋放電力，分散高峯和低谷，因此生產和使用之間始終保持完美和諧。一旦這一夢想實現，電力成本就會下降，因爲無需支付煤炭、石油、甲烷或核燃料的費用。