البنية التحتية لحافة الشبكة: تشغيل انتقال الطاقة

بن هيرتز شارجل، الرئيس العالمي لحافة الشبكة في Wood Mackenzie

ستكون التقنيات والابتكارات الموزعة المعروفة مجتمعة باسم حافة الشبكة جزءًا لا يتجزأ من الطاقة الفعالة لعالم مكهرب. إذن ، من أين سيأتي رأس المال لتمويلها؟ وما هو الدور الذي ستلعبه المرافق في مستقبلها؟

تمثل زيادة الكهرباء والنمو الهائل لموارد الطاقة الموزعة ، مثل الطاقة الشمسية على الأسطح ، مضاعفة اعتماد المجتمع على الشبكة الكهربائية. في الوقت نفسه ، تفرض الكوارث الطبيعية والظواهر الجوية المتطرفة وارتفاع تكاليف الوقود ضغوطًا غير مسبوقة على البنية التحتية القائمة.

إعادة توصيل الشبكة

ستكون هناك حاجة إلى مئات المليارات من الدولارات لتحسين النقل الإقليمي والأقاليمي ، مما يسمح للسكان والمراكز التجارية بالوصول إلى الطاقة النظيفة المنتجة على بعد مئات أو حتى آلاف الأميال ، حيث يوجد المورد الطبيعي. ستكون تقنيات تحسين الشبكة الجديدة (GETs) مثل تدفق الطاقة الديناميكي وتقنيات تصنيف الخط لا تقدر بثمن لتعظيم قدرة خطوط النقل. وفي الوقت نفسه ، يجب تطبيق القياس الذكي - وهو مطلب لمعدلات المرافق المتقدمة ، والفواتير الفعالة ، والرؤى حول استخدام العميل للطاقة - بشكل كامل. حتى الآن ، بعد استثمار عشرات المليارات من الدولارات ، تم تركيب عداد ذكي في 63٪ فقط من المنازل والشركات.

بناء فئات جديدة من البنية التحتية

ومع ذلك ، فإن الاستثمار في شبكات النقل والتوزيع ليس سوى البداية. تتطلب طلبات العملاء لكهربة المباني والنقل والتوليد الموزع ومرونة الطاقة فئات جديدة من البنية التحتية على حافة الشبكة:

نقاط شحن المركبة الكهربائية: سيكون أكثر من 36 مليون مركبة كهربائية على الطريق في الولايات المتحدة بحلول عام 2030 ؛ سوف يسود الشحن من المنزل ، ولكن ستكون هناك حاجة إلى بنية تحتية قوية للشحن العام للسائقين الذين لا يمكنهم الوصول إلى مواقف السيارات بعيدًا عن الشارع ، أو أثناء السفر.

ميكروغريدس: تطالب الشركات والحكومات والمرافق التعليمية والمراكز السكانية المعرضة للخطر بشكل متزايد بالشبكات الصغيرة لتوفير الطاقة الاحتياطية عندما تنقطع الشبكة.

تخزين البطارية: يتم الاعتماد بشكل متزايد على التخزين "خلف العداد" في المنازل والشركات ، ليس فقط من قبل العميل النهائي لتحقيق المرونة وتوفير الفواتير ، ولكن من خلال المرافق كسعة طاقة محلية منخفضة الكربون عندما تكون شبكتهم مقيدة.

كيف سيتم دفع ثمنها؟

من المتوقع أن يصل الإنفاق السنوي على البنية التحتية لحواف الشبكة غير التقليدية إلى 20 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2026 (انظر انهيار السوق أدناه).

_{أحجام سوق حافة الشبكة الأمريكية المتوقعة لعام 2026 حسب النوع}

_{البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية (ECVI)}

_{$ 10.1bn الولايات المتحدة}

_{التخزين السكني}

_{$ 6.0bn الولايات المتحدة}

_Microgrids

_{$ 4.2bn الولايات المتحدة}

_{التخزين التجاري والصناعي (C&I)}

_{$ 1.7bn الولايات المتحدة}

السؤال الرئيسي هو من أين سيأتي رأس المال لتمويل هذه البنية التحتية الجديدة؟ هناك ثلاثة خيارات رئيسية: العملاء النهائيون ، أو رأس المال الخاص ، أو المرافق.

تمكين العملاء النهائيين

أحد الخيارات هو أن يمتلك أصحاب المنازل والشركات الأصول التي تخدمهم محليًا. ومع ذلك ، فإن تكلفة رأس المال مرتفعة بالنسبة للعملاء النهائيين ، الذين غالبًا ما يكونون غير قادرين على تحمل التكلفة الأولية. علاوة على ذلك ، تأتي ملكية الأصول مع مسؤوليات الصيانة والتشغيل للتكنولوجيا المعقدة بشكل متزايد. في حين أنه يمكن التعاقد على هذا الأمر ، فإن شراء الأصل يعرض العميل لمخاطر تتعلق بأداء الأصل وعمره.

الاعتماد على رأس المال الخاص

الاحتمال الثاني هو أن تقوم صناديق الأسهم الخاصة ومديرو الأصول والمستثمرون الآخرون بتزويد رأس المال اللازم. يتم نشر رأس مال المستثمر من قبل مطوري موارد الطاقة الموزعة (DER) من خلال ما يسمى بشكل عام عروض "الطاقة كخدمة". بموجب هذا النموذج ، يمول المستثمر التثبيت ويحتفظ بالأصل في ميزانيته العمومية ، بينما يدفع العميل رسوم خدمة متكررة لاستخدامه. عادة ما يكون حلاً جاهزًا ، مع رسوم الخدمة التي تغطي العمليات والصيانة وحتى ترقيات الأصول. غالبًا ما تنشئ شركات الأسهم الخاصة وموردو التكنولوجيا مشاريع مشتركة ، تعمل كمطور بميزانية عمومية هائلة.

في مساحة الشبكة الصغيرة ، نمت الحصة السوقية لهذا النهج من 18٪ في 2019 إلى 44٪ في 2022. وفي الوقت نفسه ، على الرغم من انخفاض تكلفة الملكية ، فإن علاوة السعر المقدّم الضخمة للسيارات الكهربائية تجعل نموذج الأسطول كخدمة أمر بالغ الأهمية للشركات الناشئة التي تسعى إلى كهربة المركبات التجارية الصغيرة وأساطيل الحافلات.

تتمثل إحدى ميزات نموذج الطاقة كخدمة للمطورين في أنهم يتمتعون بحرية تسييل الأصول من خلال تقديم خدمات طاقة متطورة للمرافق أو سوق الطاقة بالجملة. في حين أن هذه تدفقات ذات قيمة محفوفة بالمخاطر ، فإن بعض المطورين على استعداد للاكتتاب فيها ، مما يقلل من رسوم الخدمة للعملاء بناءً على الأرباح المتوقعة على مدى مدة العقد.

الاحتمال الآخر هو فصل الأصول كضمان مدعوم بالأصول ، مما يسمح للآخرين بالاستثمار في شرائح وفقًا لتحملهم للمخاطر. يقوم تجار التجزئة في مجال الطاقة الشمسية بالفعل بذلك من أجل اتفاقيات شراء الطاقة (PPAs) وعقود الإيجار التي يبيعونها للمنازل والشركات بدلاً من بيعها للنظام الشمسي بشكل مباشر.

يتمثل أحد التحديات في أن البنية التحتية لحافة الشبكة يجب أن تتنافس على رأس المال باستثمارات متجددة مكلفة وواسعة النطاق. تعد المشاريع أصغر حجمًا وأكثر خطورة من أموال البنية التحتية المستخدمة ، في حين أن معدلات العائد قد لا تفي بتحملها للمخاطر - لا سيما بالنسبة لمحطات شحن المركبات الكهربائية ، التي تعاني حاليًا من فواتير الخدمات المرتفعة ولكن الاستخدام المنخفض.

تجدر الإشارة أيضًا إلى أن مالكي المنازل يختارون بشكل متزايد قروضًا منخفضة الفائدة على اتفاقيات شراء الطاقة. ومع ذلك ، PPAالمؤسسة العامة للتقاعد
يجب أن تنتعش حصة السوق بفضل قانون الحد من التضخم ، الذي يخلق ميزة سعرية للنموذج المملوك لطرف ثالث بسبب إضافات الائتمان الضريبي.

الخدمات المصرفية على المرافق

الخيار الثالث هو للمرافق لتمويل مشاريع حافة الشبكة. في جميع الولايات تقريبًا ، يتم تحفيز المرافق المملوكة للمستثمرين (IOUs) للقيام باستثمارات رأسمالية ، يمكنهم من خلالها كسب معدل عائد منظم. عادةً ما تكون هذه الاستثمارات في أعمدة وأسلاك ، لكن المرافق الطموحة ترى على نحو متزايد البنية التحتية لحواف الشبكة كفرصة للإيرادات.

أنشأت ثمانية عشر مرفقًا في جميع أنحاء الولايات المتحدة وكندا شبكاتها العامة لشحن المركبات الكهربائية ، في حين سعت أربع منها على الأقل للحصول على موافقة تنظيمية لعروض المرونة كخدمة - حيث سيملكون البطاريات المثبتة في مباني العملاء ويقومون بتشغيلها. و 27 ولاية أمريكية - كلها على الساحل الغربي أو في الجنوب الشرقي - لديها مرافق قامت بنشر شبكات صغيرة. في نفس الوقت الذي يتم فيه الاستثمار في هذه الأصول التي تحقق عائدًا منظمًا ، فإن العديد من المرافق قد انفصلت عن أعمالها غير المنظمة ، والتي تنطوي استثماراتها على مخاطر.

يجادل المؤيدون بأن البنية التحتية لحافة الشبكة هي سلعة عامة يجب أن يتحمل جميع دافعي أسعار المرافق تكلفتها. يخشى المعارضون من أن المرافق قد تخنق المنافسة من خلال تأكيد قوتها السوقية. علاوة على ذلك ، قد يكون من الصعب تبرير قيام دافعي الضرائب بتسديد فاتورة أحد الأصول عندما يكون رأس المال الخاص مستعدًا لتمويله بدلاً من ذلك.

المرافق كمشغلين

إن البديل عن المرافق التي تمتلك البنية التحتية لحواف الشبكة هو الاتجاه الراسخ للاستفادة من أصول الطرف الثالث - من منظمات الحرارة الذكية السكنية إلى أنظمة البطاريات على نطاق المرافق - لتلبية احتياجات الموثوقية على نحو فعال من حيث التكلفة. في برامج إحضار جهازك الخاص (BYOD) ، على سبيل المثال ، يمكن لعملاء المرافق تسجيل منظم الحرارة أو البطارية أو شاحن EV أو EV نفسه أو حتى سخان المياه المتصل لتوفير خدمات الشبكة للمرافق.

مع استمرار العملاء في تبني موارد الطاقة الموزعة والسعي إلى تسييلها ، قد يصبح من الصعب على صانعي السياسات والمنظمين تجنب نهج الاستفادة من الأصول الحالية بدلاً من تعويض المرافق لبناء مواردهم الخاصة. السلطات القضائية التي هي إما جزر كهربائية أو تواجه اعتمادًا سريعًا للموارد الموزعة بشكل خاص هي في طليعة التحرك نحو مناهج تنظيمية بديلة تدعم هذا النموذج.

في كاليفورنيا ، قضت لجنة المرافق العامة بأنه من الآن فصاعدًا ، قد تستثمر المرافق فقط في البنية التحتية الكهربائية خلف محطات الشحن ، تاركة الاستثمار في المحطات نفسها لشركات أخرى. سنت الدولة أيضًا إطارًا يتطلب من المرافق العامة شراء خدمات الشبكة من أطراف ثالثة ، وتدرس الفصل الكامل لإيرادات المرافق من الاستثمار الرأسمالي في إجراء تنظيمي تاريخي.

في هاواي ، ذهب المنظمون إلى أبعد من ذلك ، حيث اعتمدوا نموذجًا جديدًا لتصنيف التقييمات قائم على الأداء يجرم المرافق لامتلاك أصول التوليد بدلاً من شراء خدمة الشبكة من أطراف ثالثة. قد تتطور الولايات القضائية الأخرى في هذا الاتجاه لأنها تقترب من نقاط التحول الخاصة بها في اعتماد الطاقة الموزعة.

المرافق لها دوافع ، لكن راقب الأسهم الخاصة

من غير المحتمل أن يكون أصحاب المنازل والشركات قادرين على تمويل الاستثمارات الكبيرة في البنية التحتية لحافة الشبكة المطلوبة لإزالة الكربون من الشبكة مع تمكين كهربة واسعة النطاق وضمان الموثوقية. وهذا يترك المسؤولية - والفرصة - لأسواق رأس المال الخاصة والمرافق العامة.

ما لم يتم إصلاح اللوائح التقليدية التي تكافئ المرافق على الاستثمار في البنية التحتية ، فإن شركات المرافق ستتابع بقوة هذه الأنواع من الاستثمارات. ومع ذلك ، ينبغي أن تركز كل الأنظار على ما إذا كانت صناديق الأسهم الخاصة الكبيرة مستعدة للتقدم إلى الأمام. من خلال الاستثمار في البنية التحتية للشبكة على نطاق واسع ، ستشير الأموال بشكل لا لبس فيه إلى صانعي السياسات والمنظمين بأنهم على استعداد لتمويل انتقال الطاقة.

^{بن سيتحدث في قمة ابتكار حافة الشبكة في Wood Mackenzie في فينيكس ، في ديسمبر من هذا العام. اضغط هنا لمعرفة المزيد.}