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Next Kraftwerke的虚拟电厂模式解析

经过战略调整,Next Kraftwerke不仅扭亏为盈,而且成为虚拟电厂业态的典范。

(文章来源 微信公众号:能源新媒)

近年来,随着能源转型与电力市场化改革的协同推进,我国电力交易体系正在经历系统性的转变。随着《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号文)的落地实施,全国各地电力现货交易市场机制不断完善,为售电市场开辟了新的发展空间。其中,虚拟电厂凭借其分布式资源聚合能力,通过整合光伏、储能等分布式电力资产,有效解决了分布式能源“规模小、布局散、管理难”等难题,通过资源聚合向可调度资产转化,开辟了分布式电力资源规模化接入电力市场的创新商业路径。

然而,当前国内虚拟电厂产业仍处于商业化初期,多数企业聚焦于需求响应等细分领域。在此背景下,全球虚拟电厂标杆企业德国Next Kraftwerke的商业模式具有重要研究价值——作为欧洲最大的第三方虚拟电厂运营商,其管理超过15,000个分布式能源单元,年交易电量占德国现货市场总量的5.8%。其技术路径和商业模式对我国构建新型电力系统具有显著的借鉴意义。本报告将系统剖析Next Kraftwerke的运营体系,重点分析其在资源聚合机制和商业模式创新的实践成果,为研判我国虚拟电厂产业发展路径提供战略参考。

Next Kraftwerke发展背景:

分布式光伏与虚拟电厂

1.1德国《可再生能源法》发展历程

德国《可再生能源法》(Erneuerbare-Energien Gesetz,EEG),是德国能源转型的核心政策工具。2000年立法实施以来,通过系统性制度与市场机制的创新驱动可再生能源规模化发展。该法案的核心机制,经历了三个阶段的重大调整。2000—2011年为政策实施的第一阶段,构建了“上网电价补贴(fixedfeed-in-tariff)+优先并网”双重保障体系,针对不同技术类型的新能源发电项目设定差异化收购电价(电价锁定期20年),并赋予新能源有限并网权,在新能源产业发展初期提供保障。2012—2021年为政策实施的第二阶段。法案将固定电价模式升级为“市场化直售(directmarketing)+市场溢价补贴(sliding market premium)”机制,进入市场化转型期。这一阶段开始要求新能源运营商直接参与电力现货市场交易,同时设置动态补偿机制弥补市场电价与标杆电价的差额,既保留投资稳定性又培育市场参与能力。2021年至今为政策实施的第三阶段。该阶段法案修订后极大调升了德国能源转型目标(2030年新能源发电量占比超过80%),同时将新能源价格机制从行政补贴转为市场竞价。通过立法废止政府定价的补贴模式,全面推行技术中性、规模导向的项目招标体系,建立以电力现货价格为基准的动态溢价补偿机制,同时全面拓展了参与市场化直售机制的新能源项目的范围标准。该阶段预示着德国新能源市场从“政府指导”、“保量保价”向“市场驱动”的转变。这一系列渐进式改革系统性重构了电力市场规则,为新型能源市场主体崛起奠定了制度基础。

在上述EEG法案的多轮调整中,2021年之后的法案修订对分布式光伏(屋顶光伏、小型光伏、隔音带光伏等)如何参与电力市场,制定了一套更精细的规则。其核心目标是要求分布式光伏从依赖“政策补贴”全面转向“市场化”。首先,对于新投运的分布式光伏项目,EEG2021年新规要求装机容量大于等于100kW的项目必须通过“市场化直售”(Direct Marketing)参与交易(2024年11月,德国修改能源法,“市场化直售”容量要求进一步扩展到25kW以上新能源项目),不得再单纯依赖固定补贴。尽管有上述政策要求,现实中绝大部分小规模分布式光伏业主并不具备直接参与电力市场交易的专业知识与能力。因此在实践中,绝大多数分布式光伏项目选择将售电业务委托给第三方电力交易代理服务商,由此催生了巨大的电力交易代理服务市场。此外,在技术层面,政策明确规定,装机容量超25kW的分布式光伏系统需要配备智能远程可控设备,实现发电量的实时监测和远程调度能力。这一要求为聚合大规模分布式光伏、参与虚拟电厂(VPP)及电力市场奠定了技术基础。

1.2Next Kraftwerke发展历程

Next Kraftwerke成立于2009年,由科隆大学能源经济研究所的两位博士生Jochen Schwill和Hendrik Sämisch创立,诞生之初正值德国能源转型加速与分布式能源发展初期。公司将自身定位为“数字化能源服务商”和“无实体电厂的电力运营商”。公司创立的初衷是为了解决高比例可再生能源并网所带来的电网灵活性难题。其核心技术为“NextBox”通信设备和虚拟电厂(VPP)软件平台,可对每个接入电力资产的发电情况进行实时监测、发用电预测和优化调度。Next Kraftwerke最早聚合了数百台沼气发电机,然后迅速拓展至风电、光伏、水电、热电联产(CHP)等多种分布式能源资产,利用虚拟电厂技术将这些零散的小型发电资产聚合参与电力现货市场与辅助服务市场,为整个电网提供灵活性调节资源。该阶段Next Kraftwerke的主要营收为辅助服务市场分成。

2012年德国《可再生能源法》的修订成为Next Kraftwerke业务的关键转折点,Next Kraftwerke借此契机进入售电领域。本次修订要求发电运营商必须通过电力交易所出售电力,由此催生出全新电力市场主体——专业售电机构。其核心职能在于整合分布式可再生能源电力,并通过日前市场、日内市场等短期交易平台进行集中销售。在该模式下,大多数新能源电站运营商选择将售电业务完全委托给专业售电机构。在电力销售完成后,运营商获得扣除佣金后的直接售电收入加市场溢价补贴,而专业售电机构则获得交易服务佣金。此阶段Next Kraftwerke凭借其虚拟电厂聚合技术优势,迅速在电力现货市场套利、偏差电量平衡等环节建立核心竞争力,奠定其欧洲虚拟电厂龙头的市场地位。该阶段Next Kraftwerke的主要营收模式实现了多元化,以“电力交易佣金”及“辅助服务市场分成”为主。2013年公司实现盈利,验证了虚拟电厂分布式资源聚合商业模式的可行性。

2021年德国《可再生能源法》修订极大地刺激了第三方代理售电业务,为Next Kraftwerke营收爆发式增加奠定了基础。同年,全球能源巨头壳牌公司(Shell)看到了虚拟电厂业务的发展机会,收购了Next Kraftwerke全部股权。此举被视为壳牌可再生能源战略布局的重要组成部分。通过收购Next Kraftwerke,壳牌可以迅速扩大其可再生能源资产组合并提升其电力交易和风控能力。在完成收购后,Next Kraftwerke继续以独立品牌和管理团队运营,壳牌也为其提供了充足的资金支持与广阔的市场/客户渠道,使其能够推出更复杂的电力交易产品、扩展国际市场并加快技术迭代,从而推动虚拟电厂及代理售电业务的快速增长。

截至2025年第一季度,Next Kraftwerke已发展成为欧洲最大的虚拟电厂运营商。其虚拟电厂平台聚合的装机总容量超过13,500MW,聚合超过14324台分布式发电与储能设备,2024年交易电量达151亿千瓦时。从其发展历程来看,Next Kraftwerke的成长和成功不仅是技术创新和政策窗口契合的产物,而且代表了全球能源转型进入数字智能与分布式的崭新阶段。

Next Kraftwerke

财务数据分析

2.1 公司整体经营情况分析

Next Kraftwerke的其发展轨迹与德国能源转型政策改革及企业战略布局呈现高度协同性,而壳牌集团的并购则成为其规模化发展的重要战略节点。从公司资产、营收与利润规模可以看出,公司发展经历了两个主要阶段。

公司成立—2020年,自然发展与业务探索期:

公司于2013年开始盈利,早期收入主要来源于沼气发电参与辅助服务市场。其初创及成长阶段(2009—2016年)正逢德国《可再生能源法》修订窗口期,政策催生的分布式能源聚合需求为其创造了初期发展机遇。Next Kraftwerke利用此机会实现营收的快速增长,从2013年的1.0亿欧元增长至2016年的2.8亿欧元,年复合增长率接近40%。2016年,德国新能源装机量激增引发电力市场结构性过剩,导致电价水平下跌至10年低位,叠加公司跨境业务拓展带来的运营成本增加,使得公司首次出现净亏损。2017年,由于电价回升、辅助服务需求增长翻倍,以及意大利、荷兰等国的新增业务增量贡献,公司扭亏为盈,凸显轻资产模式在政策红利期与市场震荡期的风险抵御能力。

2017年后,随着德国加速退煤弃核,可再生能源发电占比突破35%,虚拟电厂作为灵活性资源的重要性被市场认可,公司业绩呈现出“稳定增长—小幅回调”的特征。从业务角度出发,该阶段公司虚拟电厂业务规模实现跨越式发展,管理的装机容量显著增长,特别是光伏领域取得突破性进展。

2018年虚拟电厂市场竞争加剧,小型运营商退出,公司通过规模效应巩固行业地位,营业收入大幅增长62.4%。到2019年底,公司已成为德国最大的光伏聚合商,光伏聚合装机规模达3.1GW。从财务角度出发,2018—2019年受德国调频辅助服务市场机制调整影响,公司连续两年小幅亏损。2020年受新冠疫情影响营收有所下滑,但息税前利润(EBIT)较2019年增长超过100%,在传统能源企业普遍承压的情况下反而提升了盈利能力。这一阶段Next Kraftwerke业务结构发生明显变化,售电收入占比持续增加,辅助服务收入经历了从下滑到恢复性增长的转变过程。这四年间,公司业务重心逐渐转向多元化业务组合,直接售电、电力期货和电力供应业务收入贡献显著增加,体现了公司对市场变化的战略适应性。

2021—现在,高速发展期:

2021年,Next Kraftwerke完成与壳牌集团的全资并购后,企业运营进入规模化扩张新阶段。

2021年欧洲能源市场受新冠疫情影响,天然气价格创纪录上涨,欧洲电价达到20年高位,致使企业电力采购成本与风险准备金激增,公司材料成本同比增幅达225.7%。2021年公司净亏损超过1000万欧元,为公司成立以来最大经营亏损。然而,随着壳牌于当年7月完成控股交割,公司经营表现迅速逆转并呈现持续上行趋势,业务体量迅速扩大。2021—2023年,Next Kraftwerke资产规模由3.5亿欧元攀升至5.36亿欧元,年均复合增长率突破20%;营收自并购前不足10亿欧元快速跃升至20亿~50亿欧元区间,年均增速超30%;2023年净利润达到1.26亿欧元,较上年实现翻倍,创历史最佳盈利水平,公司经营表现大幅优于行业均值。

壳牌并购显著优化了企业资本结构:现金储备从并购前6,180万欧元增至2.16亿欧元,股东权益从855万欧元跃升至6,303万欧元,资本充足率提升至12.9%(2022年财报)。同时,壳牌收购给公司管理层结构带来优化,新增两位高管强化风险管理体系。2022年俄乌冲突期间,公司敏锐把握市场机会,依托壳牌风险管理体系支持,成功锁定多笔长期电力采购协议(PPA)。该战略为公司在2023年带来丰厚回报。

技术发展层面,并购后Next Kraftwerke持续加强虚拟电厂核心技术投入,重点推进自主开发的“NEMOCS”平台及新一代控制系统“NEXTbox 4.0”迭代升级,明确将VPP-as-a-Service平台作为核心技术方向,年均研发投入超过100万欧元,且内部开发占比超七成。面对2023年电价下行与市场竞争加剧,公司敏捷地调整商业模式。一方面调整“NEMOCS”新客户拓展策略,将资源集中于“NEXTbox 4.0”的深度研发和关键市场客户(英国等欧洲国家);一方面推进灵活能源解决方案及大客户开发,成功拓展大型海上风电业务。通过上述战略调整,Next Kraftwerke在实现扭亏为盈的同时,保持了虚拟电厂技术的持续迭代,构建了更具规模化与可复制性的虚拟电厂业务生态。其显著超越行业均值的营收增速、盈利能力,配合高效的运营成本控制与资产扩张节奏,已然成为能源科技企业转型发展的标杆范例。

2.2公司财务数据详细分析

从Next Kraftwerke的资产配置分析可见,其轻量化运营特征尤为突出。最新财务数据显示(见图6),2023年企业固定资产在总资产中仅占2.08%,而流动资产占比高达97.79%,为典型轻资产企业。纵向观察企业发展轨迹(见图7),固定资产占比从历史峰值的14%逐步降至当前的2%,与公司总资产的增长曲线形成鲜明对比,说明公司持续贯彻轻资产战略,始终严格控制重资产投入,将资源聚焦于电力交易等核心业务,不断强化运营模式的灵活性。

值得注意的是,在Next Kraftwerke的各类资产当中,应收账款占总资产比例超过70%。这种资产结构特征与企业主营售电业务相匹配,在带来运营灵活性的同时对企业资金管理提出了更高要求。

高比例应收账款降低了企业快速变现能力,当遭遇突发性资金需求或市场剧烈波动时,对经营稳定性形成了压力。此外,大额应收账款放大客户信用风险,客户逾期或违约将引起资金流断裂。这一结构性特征既解释了Next Kraftwerke在疫情期间遇到经营危机的深层原因,也揭示了壳牌并购后经营改善的关键路径——借助大型企业的规模优势与市场话语权,优化客户结算条款,显著提升资金流转效率与抗风险能力。

通过分析Next Kraftwerke的收入构成可以发现,售电相关业务始终是其核心盈利支柱。2013年以来,直接电力交易(Direktvermarktung)与电力交易服务、绿证业务(Stromhandelsdienstleistungen,Stromzertifikate)始终占据收入绝对主导地位,而两者可同被归纳到售电相关业务当中。从财务数据看,售电相关业务收入占比始终保持在90%以上且呈上升趋势,2023年占比更是达到97.76%的历史峰值。相比之下,企业创立之初所聚焦的辅助服务收入占比常年低于2%。该收入结构表明售电收入是欧洲现阶段虚拟电厂产业的主要商业模式。

从净资产收益率(ROE)来看,Next Kraftwerke在创立初期的经营表现波动较大。这反映了新能源初创企业在早期阶段面临的高资本投入、受宏观环境影响大以及收益不稳定等行业特性。然而,2021年被壳牌收购后,公司ROE显著提升,2022年达到86.44%,2023年为66.66%。这表明,成功的资本运作对企业资本回报率具有积极影响。壳牌的资源整合和战略支持促进了Next Kraftwerke的规模扩张和效率提升,形成了“规模扩张—效率提升—收益倍增”的良性循环,验证了能源行业头部企业并购整合对创新型企业回报能力的指数级放大效应。

Next Kraftwerke

典型商业案例

3.1德国FIMA公司分布式光伏聚合交易策略

Next Kraftwerke在德国FIMA公司装机总量为2GW的分布式光伏项目的电力交易服务中,基于其自研虚拟电厂平台\”NEMOCS\”,主要通过现货市场售电和Solar Flex补贴实现盈利,同时提供的辅助服务市场接入、再调度支持等服务来提升收益和降低风险。该案例展现了虚拟电厂在电力交易中的核心能力:通过聚合分布式光伏资源、优化发电预测与动态调度策略,帮助新能源电站最大化市场收益。

德国光伏项目开发商FIMA Projekt成立于2016年,主要在德国巴伐利亚及周边地区建设和运营太阳能光伏项目,业务范围涵盖了从150kW的屋顶光伏到超过40MW的大型地面光伏电站等多种类型的项目。本案例中并网项目总装机容量约4410kWp。这些分散的分布式光伏系统全部接入Next Kraftwerke的虚拟电厂平台,通过平台进行电力直接电力交易。签约后,Next Kraftwerke将FIMA的分布式光伏纳入自身电力资产平衡池,不仅承担了直接营销的义务,而且负责气象与价格预测、日常电力市场交易操作以及再调度义务。在日前市场,虚拟电厂根据光照预测和历史出力数据制定日均投标电量,并判断接近预期电价的报价水平。Next Kraftwerke 24/7交易团队,可灵活调整头寸,于日前和日内市场同时参与交易。在遇到市场负价时,虚拟电厂一般会降低发电量或中止发电以避免亏损。本案例针对这种情况提出了“solar Flex补贴”机制——当Next Kraftwerke出于系统需要或者负电价被迫削减光伏功率时,FIMA可获得2.5欧分/kWh的额外补偿。此外,长期合同(如PPA)也是对冲策略之一。FIMA与Next Kraftwerke的合作正逐步向如大型电站的购电协议(PPA)拓展,以减少市场波动风险。

通过该案例可以看到,虚拟电厂的关键价值在于通过聚合分布式可再生能源资产,有效突破了中小型电站独立参与电力市场带来的规模、波动性、市场准入门槛及技术限制。通过智能聚合和实时调度,整合小型光伏等资源,合并投标至电力交易市场,扩大了业务体量,提升了谈判能力和市场影响力,从而带来了更有竞争力的报价和更高的项目回报。虚拟电厂平台还承担了电力交易相关的各种事务,极大减轻了运营商的人力与专业负担,并为其持续扩张提供了后端支持保障。从电网层面来看,虚拟电厂在电网末端动态平衡供需,通过聚合调度及出力预测实现分布式可再生能源的柔性上网与波动管理,大大提升了可再生能源的系统友好性。“solar Flex补贴”等创新型金融工具,为分布式光伏运营商确保了整个电力资产组合的收益稳健。

3.2综合性公共事业与虚拟电厂的协同创新

公共事业公司GGV将旗下丰富的可再生能源发电资产与电力用户接入Next Kraftwerke虚拟电厂,从最初的沼气发电到后来拓展至所有能源资产,通过日内与日前交易平滑组合偏差并参与电量平衡市场,在降低电力采购成本的同时获取多元化收入。Next Kraftwerke承担电能平衡管理与调度风险管理,替GGV进行发电与负荷预测并在现货平台执行交易。

Stadtwerke Groß-Gerau Versorgungs GmbH(GGV)为德国法兰克福西部的一家市政公用事业公司,于2012年1月成为首家加入Next Kraftwerke虚拟电厂平台的市政公用事业公司。目前GGV接入Next Kraftwerke虚拟电厂的资产包括沼气发电、生物质、其他可调度可再生能源资产及电力用户,年交易电量约150GWh,其中可再生能源发电约12GWh。Next Kraftwerke负责预测GGV组合的发电与负荷(包括发电资产、家庭和工商业电力消费者),每日将计划表提交给电网运营商(TSO),并在电力现货交易平台EPEXSPOT进行日前交易;如有偏差,则通过日内市场进行调整,以减少考核成本。在该模式下,GGV降低了自身的电力采购成本,同时无须组建自己的交易部门,节省了人力成本开支。

本案例揭示了市政公用事业公司参与虚拟电厂的意义与价值,市政公用事业公司通常拥有多种灵活性资源,但规模有限,难以独立有效参与电力市场。通过虚拟电厂整合这些分散资源,形成规模效应,从而实现在复杂电力市场中的资源优化,提升成本效益。市政公用事业公司面临的一个核心挑战是缺乏专业的交易团队和准确的预测能力。本案例中,Next Kraftwerke承担了专业密集型的预测、交易和电能平衡的职能,不仅降低了GGV的人力资源压力,而且转移了交易风险。这种模式下,虚拟电厂已从单纯的技术聚合平台发展为全方位电力资产优化与市场合作伙伴,将合作从简单的资源聚合扩展到更复杂的市场策略和风险管理服务。

结论

Next Kraftwerke作为全球虚拟电厂领域的标杆企业,其典型的运营模式可以概括为“轻资产+聚合交易”。一方面依托自研的虚拟电厂平台和远程通信控制设备,精准实现对分布式能源的远程监控与智能调度;另一方面,通过聚合光伏、风电、生物质等丰富的可再生能源资产,形成规模化调度,依托专业的交易团队与算法模型,在电力现货市场、辅助服务市场实现超额利润与风险对冲。其核心优势在于三方面。一是强大的资源聚合与交易执行能力,保障了其在电力市场中的价格优势与稳定收益;二是对电力市场政策变化的快速响应与战略调整能力,确保其在政策变化周期中能抓住市场机遇;三是轻资产、高周转的运营策略,大幅提高了资本效率与风险防控水平。Next Kraftwerke的经验,不仅印证了虚拟电厂商业模式的可行性,而且验证了其在分布式新能源市场化过程中的关键作用。通过规模化聚合分散资源、优化市场参与策略,虚拟电厂能够有效缓解新能源波动性对电网的冲击,同时为中小发电主体创造稳定的收益空间。

原文链接:http://1guigang.com/industrialchain/transformer/83964.html,转载请注明出处~~~
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