美洲能源与转型：聚合分布式能源成为美国电网重要资源的可行性分析

美洲能源与转型：看不见的调峰电源 - VPP能否成为美国的MVP？ 阳光电源、特斯拉和ReneW Home宣布达成一项框架协议，旨在向超大规模计算中心和公用事业公司提供高达16.8吉瓦（GW）的灵活能源容量，此时美国电网正面临约束，且电力争夺激烈。我们看好虚拟电厂（VPP）的理念，尽管我们不覆盖TSLA或RUN，但认为VPP的采用可能为ENPH和GEV创造机遇。 .+1 917 344 8503sunaina.ocalan@bernsteinsg.com奥卡兰·苏亚娜 +1 917 344 8306anshika.bajpai@bernsteinsg.com安希卡·巴贾帕伊 虚拟电厂（VPPs）是聚合型分布式能源资源，作为灵活能源发挥作用。分布式能源资源（DERs）是指如屋顶光伏、电动汽车充电桩和智能恒温器等分布式能源资产。 +1 917 344 8355raphael.lee@bernsteinsg.com李思豪 电力市场和电网对参与者有严格的规模和可靠性要求，以维持系统平稳运行（并避免停电等问题）。由于大多数分布式能源资源（DER）规模相对较小，且包含如需求响应等灵活资源，若没有显著的聚合，就难以参与电网。 规模和可靠性要求禁止许多资源参与。另一个障碍是跨市场的接入缺乏标准化。目前，美国在公用事业层面确定分布式能源资源和虚拟聚合商的接入，这限制了参与范围仅限于较小的市场，而非由区域输电组织（ISO）和区域输电机构（RTO）服务的更广泛区域市场。此外，接入在不同类型的能源市场（如批发市场、容量市场和辅助服务市场）之间也存在差异，限制了虚拟聚合商能够捕获的收入来源。 美国联邦能源管理委员会（FERC）发布第2222号令（2020年9月），旨在缓解并规范分布式能源资源（DER）和虚拟电厂（VPP）参与区域能源市场的相关规则。该命令将要求区域输电组织（ISO）和独立系统运营商（RTO）升级其系统，并建立或明确DER参与的相关规则，以降低市场准入门槛。该命令还将涉及跨不同市场的参与问题，以及现有零售项目参与活动的协调。 美国和欧洲在比较其电力市场的规模和产出时，看起来非常相似。然而，尽管欧洲的VPP（虚拟电厂）装机容量水平与美国相当，但普遍认为欧洲的VPP参与度要高得多。欧洲的可再生发电装机渗透率高于美国。这自然导致了更大的电网波动性，并激励了更大规模地使用VPP来进行负荷平衡。 欧洲在电力结构中分布式能源资源的占比也更大。例如，通过比较两个地区屋顶光伏容量（一种关键的DER）与公用事业规模光伏容量，可以看出欧洲安装的屋顶光伏GW数量更多，占整体光伏容量的比例更大。此外，欧盟2019年的清洁能源一揽子计划早期就正式确立了若干机制，以促进虚拟电厂参与电力市场。 我们相信，在FERC第2222号令的实施支持下，VPPs在美国电力市场中的持续增长和整合，可能创造市场 安菲尔德产品供应方面的机遇，以及GEV电气化业务方面的机遇。 伯恩斯坦行情表 投资影响 我们相信，随着弗吉尼亚州电力市场持续整合虚拟电厂（VPPs），以及联邦能源管理委员会第2222号命令的持续实施，这将为Enphase的产品供应以及GEV的电气化业务创造市场机遇。我们给予GEV“跑赢”评级，目标价为每股1206美元。我们给予ENPH“市场中性”评级，目标价为每股56美元。 细节 什么是 VPP？ 虚拟电厂（VPPs）是由软件协调的分布式能源资源网络，这些资源作为一个整体充当灵活的能源。分布式能源资源包括屋顶太阳能、电动汽车充电器和智能恒温器。DERs通常比发电厂和传统电网连接资源小得多——一个典型的由20块400W面板组成的屋顶太阳能系统容量约为8kW。电动汽车充电器平均额定功率约为7kW。美国公用事业规模的发电厂平均容量约为50MW，铭牌容量最高可达1.5GW。由于体积小，为了使DERs能够与大型发电厂一起有效参与电力市场，它们会被聚合到VPPs中（例如通过云平台）。聚合商作为能源市场的直接参与者。 美国现有的VPP（虚拟电厂）容量大多属于需求响应项目，在这些项目中，消费者根据信号指示的电网状况和激励措施来管理其能源使用，目的是平衡电力供需。 用图片解释传统电厂与虚拟电厂（VPP）的区别： 为什么 VPPS 很重要？ 虚拟电厂（VPPs，包括需求响应）可作为关键可靠性资源，在高峰时段平衡供需、缓解系统压力。这有助于避免为满足高峰需求而新增昂贵容量的成本（否则这些容量可能未被充分利用），并降低停电风险。 随着时间的推移，虚拟电厂（VPPs）可能会取代一部分目前由尖峰电厂所扮演的角色，尽管尖峰电厂能够快速响应，但其相对而言排放强度较高。随着可再生能源渗透率的提高，VPPs可以优化过剩发电，并将分布式资源聚合为一个可调度的虚拟电厂。目前的电池持续时间往往不足以吸收所有过剩的可再生能源发电，因此，随着我们增加更多可变电源，VPPs可以优化跨区域的电力使用。通过利用现有的分布式资源，VPPs可以释放输电容量，缓解配电网拥堵，扩展电网裕度并提高可靠性，并且有可能降低家庭能源账单，并（有时）向参与者提供直接支付作为签约激励。 虚拟电厂的市场参与 规模与可靠性要求 - 电力市场和电网对参与者有严格的规模和可靠性要求，以维持系统平稳运行（并避免停电等问题）。由于大多数分布式能源资源（DER）规模相对较小，且包含如需求响应等柔性资源，若没有显著的聚合，参与电网十分困难。规模与可靠性要求禁止许多资源参与。 标准化不足——另一个障碍是跨市场接入缺乏标准化。目前，美国在公用事业层面确定分布式能源资源（DER）和虚拟电厂（VPP）的接入权限，这限制了VPP的接入范围仅限于较小的市场，而非由区域输电组织（ISO）和区域电力交易组织（RTO）服务的区域市场。此外，接入权限在不同类型的能源市场（如批发市场、容量市场和辅助服务市场）之间也存在差异，限制了VPP能够捕获的可用收入来源。 美国联邦能源管理委员会（FERC）第2222号令旨在放宽并规范分布式能源资源（DER）和虚拟电厂（VPP）参与区域能源市场的相关规则。该令要求区域输电组织（ISO）和独立系统运营商（RTO）升级其系统，并建立或明确DER参与的相关规则，以降低市场准入门槛。该令还将涉及跨不同市场的参与问题，以及现有零售项目参与活动的协调工作。 为什么欧洲领先 美国和欧洲在比较其电力市场的规模和产量时，看起来非常相似。然而，尽管欧洲的VPP（虚拟电厂）装机容量与美国相当，但普遍认为欧洲的VPP参与度要高得多。 可再生能源和分布式发电容量占比更高 一个原因是欧洲的可再生发电装机渗透率高于美国。这自然导致了电网的更大波动性，并激励了为负载平衡目的而使用更多虚拟电厂（VPP）。 欧洲在电力结构中的分布式能源资源也占有较大份额。例如，通过比较两个地区屋顶光伏装机容量（一项关键的DER）与公用事业规模光伏装机容量，可以看出欧洲拥有更多安装的屋顶光伏GW，占整体光伏装机容量的比例更高，同时屋顶光伏在整体发电容量中也占更大的比例。 市场设计与政策支持 此外，欧盟2019年的清洁能源一揽子计划在早期就正式建立了一些机制，以促进虚拟电厂参与电力市场，而美国仍在执行联邦能源管理委员会第2222号令。 例如，CEP要求建立配电系统运营商实体，以强化负责配电网的DSO网络，而该网络对于协调和整合分布式能源资源（DER）入网至关重要。 《CEP》第十七条明确要求通过聚合培育需求响应，允许聚合商在所有电力市场享有非歧视性参与权。该条款还规定最终用户可与聚合商直接签订合同，并允许所有参与者之间进行数据交换。 为了调节电网频率，欧洲建立了集中式平衡市场，协调分布式系统运营商（DSOs）和输电系统运营商之间的平衡能力。这些市场跨境协调，高度整合，并允许分布式能源资源（DERs）开放参与。另一方面，美国的平衡功能在区域间标准化程度较低，且没有专门的平衡市场。相反，频率通过辅助服务和价格信号在实时市场中得到维持。允许DER参与的高度发达且区域协调的平衡市场，可能是VPPs在欧洲电力市场中更为整合的另一个原因。 引发我们对 Sunrun 特斯拉新能源家庭协议兴趣的是什么 我们视 Sunrun（不在覆盖范围内）特斯拉（不在覆盖范围内）/Renew Home 的发布为 VPPs 进入主流容量采购的重要证明。虽然 >16GW 的标题引人注目，但更重要的是，像 Sunrun（不在覆盖范围内）这样的公司正试图将其已安装的基础设施转化为可在 PJM 和弗吉尼亚等资源受限地区作为快速、灵活容量进行市场化的电网和数据中心资源。 股票 我们相信，随着弗吉尼亚州联邦能源管理委员会第2222号令的持续实施，虚拟电厂（VPPs）在美国电力市场中的增长和进一步整合，可能通过激励屋顶光伏、电动汽车充电器和家用电池系统的更大规模使用，为Enphase的产品提供市场机遇。我们还相信，这将为通用电气（GEV）的电气化业务创造机遇，特别是在电网管理解决方案方面。 ENPH 恩菲斯 IQ 电池 5P 和恩菲斯能源系统是参与虚拟电厂（VPP）的核心产品，它们将屋顶光伏等小型分布式能源资源与户用储能电池聚合起来，为电网提供服务。恩菲斯能源系统包括 IQ 电池 5P 和恩菲斯微型逆变器，可创建一个完整的家庭能源系统，该系统可被聚合用于 VPP 运营。同时，在与 VPP 软件协同工作时，它还能实现可再生能源的调峰、负荷跟踪和削峰。 GEV 通用电气（GE）弗诺瓦通过其太阳能/储能/混合能源解决方案中嵌入的公用事业规模控制、能源管理系统（EMS）、SCADA以及车队优化软件，对虚拟电厂（VPP）有间接接触。GE弗诺瓦的VPP业务重心是FLEXIQ，这是一个资产无关型EMS/厂控与车队软件平台，该平台可在不同场站协调公用事业规模的太阳能、储能及混合能源资产，以提供调度、优化和电网辅助功能。 披露附录 I. 强制性披露 “Bernstein”或“公司”在这些披露中的提及与以下实体相关：Bernstein Institutional Services LLC（自2024年4月1日起）、Sanford C. Bernstein & Co., LLC（2024年4月1日前）、Bernstein Autonomous LLP、BSG France S.A.（自2024年4月1日起）、盛博香港有限公司、Sanford C. Bernstein (Canada) Limited、Sanford C. Bernstein (India) Private Limited（印度证券交易委员会注册号：INH000006378）、Sanford C. Bernstein (Singapore) Private Limited、Sanford C. Bernstein Japan KK（サンフォード・C・バーンスタイン株式会社）以及根据Bernstein与Société Générale之间达成的全球服务协议，受Société Générale非洲技术与服务公司雇佣进行分析师，以生产Bernstein研究。 伯恩斯坦是法国兴业银行（SG）和联博资本管理公司（L.P.，简称AB）组建的合资企业的一部分。除非另有说明，根据本披露的目的，提及伯恩斯坦的“关联方”时，均指SG、AB及其各自的关联方。 评估方法 本研究出版物涵盖六家或更多公司。关于估值方法及其他公司披露信息：请访问：https://bernstein-autonomous.bluematrix.com/sellside/Disclosures.action。或者，您也可以致信合规总监，Bernstein Institutional Services LLC，245 Park Avenue, New York, NY 10167。 风险 本研究出版物涵盖六家或更多公司。关于风险及其他公司披露信息：请访问：https://bernstein-autonomous.bluematrix.