萊茵-魯爾地區(qū)是德國人口密度最高的區(qū)域。這里散布著風力渦輪機、屋頂太陽能電池板以及其他一些可再生能源設備。而在德國多特蒙德一個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籌安排這些設備的能量輸出。利用電力設備的無線鏈接和德國工程巨頭西門子公司設計的一套能源管理系統，RWE已經可以將數十個小型綠色能源設備的輸出組合在一起，實現穩(wěn)定供電，并獲得政府補貼。
RWE公司今年二月開始運營第一家商用規(guī)模的“虛擬電廠”。RWE利用該系統對可再生能源發(fā)電機組進行數字監(jiān)控，將它們產生的電力打包成較大的供應量，再通過計算機進行交易。RWE公司表示，在滿負荷生產時，其虛擬電廠的發(fā)電量可達80兆瓦。這些電力由該公司在歐洲最大的能源交易市場，位于萊比錫的歐洲能源交易所，進行銷售。
對于德國第二大發(fā)電企業(yè)RWE來說，進行能源交易是家常便飯。但對于可再生能源發(fā)電的技術所有人來說，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。
德國的綠色能源計劃在所有工業(yè)國家里是最激進的，在產業(yè)化規(guī)模上利用可再生能源提供電力的能力，對于該計劃的實現可能是決定性的。繼去年決定淘汰核電之后，德國現在計劃到2020年時，利用可再生能源提供的電力達到三分之一，并致力于到2050年時將這一比例提高到80％。
為了實現這些目標，德國將可能需要具備大規(guī)模能源存儲的技術，因為太陽能發(fā)電站和風力發(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制也有望一展所長，通過提供可用電力供給的詳細信息和對這些信息的提前預測，幫助能源公司管理整個電力傳輸情況。 RWE是不是唯一一家試圖開發(fā)這種電力供應系統的公司。今年三月，柏林的能源公司Vattenfall Europe宣布了推出虛擬電廠的計劃，這一趨勢也正在蔓延到能源公司之外：德國電信（Deutsche Telekom）上周開始向家用客戶銷售小型燃氣鍋爐發(fā)電機。這些發(fā)電機將通過DSL或以無線方式接入互聯網，讓它們在為家庭供暖之余，還可以共同作為一個虛擬電廠，供能源公司調用。
虛擬電廠是“智能電網”的一部分，智能電網的理念是將所有用戶和發(fā)電設備通過信息網絡連接起來。包括美國、意大利和英國在內的許多國家，已開始安裝家用智能電表。這一舉措是讓消費者參與節(jié)能所邁出的一步，比如在電網供電緊張時關閉空調或加熱器，就能享受電價折扣。
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貼（今年約180億美元），這導致大家一窩蜂地去興建太陽能發(fā)電站和風力發(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調范圍，造成德國電網供電的不穩(wěn)定，并給能源市場帶來額外的波動因素。 德國已開始努力開發(fā)更精細的控制方式。2007年，卡塞爾大學（Kassel University）和包括風力渦輪機制造商Enercon和太陽能電池生產商SolarWorld在內的一些能源公司，合作推出一個試點項目，以測試虛擬電廠概念。在同類最大的展示活動之一中，卡塞爾將遍布德國各地的28個風力渦輪機、太陽能系統、沼氣電站和水電站連在了一起。
派克研究所（Pike Research）的分布式能源分析師彼得·阿蘇莫斯（Peter Asmus）認為，這次展示獲得了技術上的成功，并為德國的能源政策帶來了“巨大的啟示”?？ㄈ麪柎髮W的研究團隊發(fā)現，雖然風力渦輪機和太陽能發(fā)現場可能無法持續(xù)穩(wěn)定供電，但卻可以通過引入水力或沼氣電廠來實現整體供電平衡。阿蘇莫斯表示，這一結果顯示“德國完全可以利用多種互補的可再生能源發(fā)電方式來進行供電。”
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關閉所有17個核反應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，根據目前的計劃，可再生能源發(fā)電將取代所有這些核電廠?？偫砟藸栐?月宣布新政策時說：“我們要盡快終止核能利用，進入可再生能源時代。”
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。他們兩個月前的產量為20兆瓦，如今這一數字已經增長至那時的四倍。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)電機所發(fā)的電。該項目似乎肯定能夠輕松實現200兆瓦的發(fā)電目標--甚至在今年年底就完成，比原計劃提前三年。 這樣的規(guī)模使得虛擬電廠足以匹敵一些天然氣電廠。且該系統還有增長的余地。虛擬電廠項目經理，來自RWE技術開發(fā)部的馬丁·克雷默（Martin Kramer)說：“從技術方面來說，沒有限制。”
不過到目前為止，RWE的虛擬電廠業(yè)務仍然在很大程度上依賴于政府補貼。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貼。以地面風力渦輪機為例，政府規(guī)定的風能發(fā)電價格為116美元（合89歐元）每兆瓦時，而實際上他們還能在此基礎上再獲得16美元（合12歐元）的補貼?？巳R默表示，這就是生產商都在積極加入的原因。他說：“你可以在能源價格之外獲得營銷獎勵。”
德國希望，高效的市場將通過包括讓小生產者與大型發(fā)電廠同臺競爭的方式，鼓勵分布式綠色能源的發(fā)展。如果電力價格如預計一樣上漲，補貼也可能會變得無關緊要。“主導的想法是從政府調控的能源供應系統，過渡到一個多少以市場為導向的系統。”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示范項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貼，虛擬電廠不會有太大吸引力。他預計到2017年，虛擬電廠的發(fā)電量將能達到150萬千瓦（比今年增加三倍），其中75％都將在歐洲發(fā)出。
