萊茵-魯爾地區(qū)是德國人口密度高的區(qū)域。這里散布著風(fēng)力渦輪機(jī)、屋頂太陽能電池板以及其他一些可再生能源設(shè)備。而在德國多特蒙德一個(gè)辦公大樓里的電腦屏幕前，能源公司巨頭RWEAG公司的發(fā)電廠操作員就可以統(tǒng)籌安排這些設(shè)備的能量輸出。利用電力設(shè)備的無線鏈接和德國工程巨頭西門子公司設(shè)計(jì)的一套能源管理系統(tǒng)，RWE已經(jīng)可以將數(shù)十個(gè)小型綠色能源設(shè)備的輸出組合在一起，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電，并獲得政府補(bǔ)貼。
RWE公司今年二月開始運(yùn)營家商用規(guī)模的“虛擬電廠”。RWE利用該系統(tǒng)對可再生能源發(fā)電機(jī)組進(jìn)行數(shù)字監(jiān)控，將它們產(chǎn)生的電力打包成較大的供應(yīng)量，再通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行交易。RWE公司表示，在滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，其虛擬電廠的發(fā)電量可達(dá)80兆瓦。這些電力由該公司在歐洲大的能源交易市場，位于萊比錫的歐洲能源交易所，進(jìn)行銷售。
對于德國第二大發(fā)電企業(yè)RWE來說，進(jìn)行能源交易是家常便飯。但對于可再生能源發(fā)電的技術(shù)所有人來說，這恐怕還是頭一遭。他們也因此有能力與天然氣、煤炭和核能發(fā)電站展開合同競爭。
德國的綠色能源計(jì)劃在所有工業(yè)國家里是激進(jìn)的，在產(chǎn)業(yè)化規(guī)模上利用可再生能源提供電力的能力，對于該計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)可能是決定性的。繼去年決定淘汰核電之后，德國現(xiàn)在計(jì)劃到2020年時(shí)，利用可再生能源提供的電力達(dá)到三分之一，并致力于到2050年時(shí)將這一比例提高到80％。
為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，德國將可能需要具備大規(guī)模能源存儲(chǔ)的技術(shù)，因?yàn)樘柲馨l(fā)電站和風(fēng)力發(fā)電場都不能保證穩(wěn)定均勻的電力供給。而諸如虛擬電廠這樣的基于市場的機(jī)制也有望一展所長，通過提供可用電力供給的詳細(xì)信息和對這些信息的提前預(yù)測，幫助能源公司管理整個(gè)電力傳輸情況。
RWE是不是一家試圖開發(fā)這種電力供應(yīng)系統(tǒng)的公司。今年三月，柏林的能源公司VattenfallEurope宣布了推出虛擬電廠的計(jì)劃，這一趨勢也正在蔓延到能源公司之外：德國電信（DeutscheTelekom）上周開始向家用客戶銷售小型燃?xì)忮仩t發(fā)電機(jī)。這些發(fā)電機(jī)將通過DSL或以無線方式接入互聯(lián)網(wǎng)，讓它們在為家庭供暖之余，還可以共同作為一個(gè)虛擬電廠，供能源公司調(diào)用。
虛擬電廠是“智能電網(wǎng)”的一部分，智能電網(wǎng)的理念是將所有用戶和發(fā)電設(shè)備通過信息網(wǎng)絡(luò)連接起來。包括美國、意大利和英國在內(nèi)的許多國家，已開始安裝家用智能電表。這一舉措是讓消費(fèi)者參與節(jié)能所邁出的一步，比如在電網(wǎng)供電緊張時(shí)關(guān)閉空調(diào)或加熱器，就能享受電價(jià)折扣。
在德國，挑戰(zhàn)不止在于對需求的管理。政府為可再生能源提供了豐厚的補(bǔ)貼（今年約180億美元），這導(dǎo)致大家一窩蜂地去興建太陽能發(fā)電站和風(fēng)力發(fā)電場。這種廣闊式分布的間歇性發(fā)電裝置的爆炸式增長，很快就超出了所有人的掌控和協(xié)調(diào)范圍，造成德國電網(wǎng)供電的不穩(wěn)定，并給能源市場帶來額外的波動(dòng)因素。
德國已開始努力開發(fā)更精細(xì)的控制方式。2007年，卡塞爾大學(xué)（KasselUniversity）和包括風(fēng)力渦輪機(jī)制造商Enercon和太陽能電池生產(chǎn)商SolarWorld在內(nèi)的一些能源公司，合作推出一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，以測試虛擬電廠概念。在同類大的展示活動(dòng)之一中，卡塞爾將遍布德國各地的28個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)、太陽能系統(tǒng)、沼氣電站和水電站連在了一起。
派克研究所（PikeResearch）的分布式能源分析師彼得·阿蘇莫斯（PeterAsmus）認(rèn)為，這次展示獲得了技術(shù)上的成功，并為德國的能源政策帶來了“巨大的啟示”?？ㄈ麪柎髮W(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，雖然風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽能發(fā)現(xiàn)場可能無法持續(xù)穩(wěn)定供電，但卻可以通過引入水力或沼氣電廠來實(shí)現(xiàn)整體供電平衡。阿蘇莫斯表示，這一結(jié)果顯示“德國完全可以利用多種互補(bǔ)的可再生能源發(fā)電方式來進(jìn)行供電。”
德國對可再生能源發(fā)電的發(fā)展和供電能力所抱有的信心，是其去年作出在十年內(nèi)關(guān)閉所有17個(gè)核反應(yīng)堆的決定的更重要的原因。德國約有三分之一的電力來自核電廠，根據(jù)目前的計(jì)劃，可再生能源發(fā)電將取代所有這些核電廠。總理默克爾在5月宣布新政策時(shí)說：“我們要盡快終止核能利用，進(jìn)入可再生能源時(shí)代。”
對于西門子和RWE公司來說，自打他們在萊比錫能源交易市場上推出其虛擬電廠以來，增長一直非常迅速。他們兩個(gè)月前的產(chǎn)量為20兆瓦，如今這一數(shù)字已經(jīng)增長至那時(shí)的四倍。其主要原因在于有更多的客戶與RWE公司簽約，出售他們在家中和企業(yè)里的小型發(fā)電機(jī)所發(fā)的電。該項(xiàng)目似乎肯定能夠輕松實(shí)現(xiàn)200兆瓦的發(fā)電目標(biāo)--甚至在今年年底就完成，比原計(jì)劃提前三年。
這樣的規(guī)模使得虛擬電廠足以匹敵一些天然氣電廠。且該系統(tǒng)還有增長的余地。虛擬電廠項(xiàng)目經(jīng)理，來自RWE技術(shù)開發(fā)部的馬丁·克雷默（MartinKramer）說：“從技術(shù)方面來說，沒有限制。”
不過到目前為止，RWE的虛擬電廠業(yè)務(wù)仍然在很大程度上依賴于政府補(bǔ)貼。今年生效的一份德國可再生能源法的修正案保證，所有在能源市場上售出的可再生能源電力都將得到額外補(bǔ)貼。以地面風(fēng)力渦輪機(jī)為例，政府規(guī)定的風(fēng)能發(fā)電價(jià)格為116美元（合89歐元）每兆瓦時(shí)，而實(shí)際上他們還能在此基礎(chǔ)上再獲得16美元（合12歐元）的補(bǔ)貼。克萊默表示，這就是生產(chǎn)商都在積極加入的原因。他說：“你可以在能源價(jià)格之外獲得營銷獎(jiǎng)勵(lì)。”
德國希望，的市場將通過包括讓小生產(chǎn)者與大型發(fā)電廠同臺(tái)競爭的方式，鼓勵(lì)分布式綠色能源的發(fā)展。如果電力價(jià)格如預(yù)計(jì)一樣上漲，補(bǔ)貼也可能會(huì)變得無關(guān)緊要。“主導(dǎo)的想法是從政府調(diào)控的能源供應(yīng)系統(tǒng)，過渡到一個(gè)多少以市場為導(dǎo)向的系統(tǒng)。”克萊默說。
美國和加拿大的公用事業(yè)部門也正在智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目中嘗試引入虛擬電廠。不過分析師阿蘇莫斯表示，如果沒有像德國一樣的政府補(bǔ)貼，虛擬電廠不會(huì)有太大吸引力。他預(yù)計(jì)到2017年，虛擬電廠的發(fā)電量將能達(dá)到150萬千瓦（比今年增加三倍），其中75％都將在歐洲發(fā)出。
