ويخبرنا البنك الدولي بأن معدل الكهرباء العالمي الحالي جالس عند نحو 90% وقد ارتفع بأكثر من 15% خلال 20 عاماً فقط. شركات المرافق في جميع أنحاء العالم هي التي تقدم تلك الطاقة - ولا غرباء على التعطيل والتغيير - ظلت تحافظ على تدفق قوتنا لأكثر من قرن من الزمن. ولكن مع بدء استقرار غبار ما بعد الجائحة، فإن اللاعبين الرئيسيين في صناعة المرافق يأخذون نظرة جيدة ويدركون أنهم يعملون في مشهد مختلف للغاية عن أي وقت مضى. وإذا رغب قطاع الطاقة في تحقيق أهدافه الصافية الصفرية وما زال مربحا، فإنه سيعني معالجة اللاعبين الجدد والممارسات الجديدة والاستجابة لطلبات العملاء وسلوكياتهم المتغيرة بسرعة.

وعندما يتعلق الأمر بالتحول للطاقة النظيفة، سيبحث العالم عن قطاع المرافق العامة من أجل الريادة والابتكار التكنولوجي في الوقت الذي نسعى فيه مجتمعين لإزالة الكربون.

ما هو تحول الطاقة؟

يشير تحول الطاقة إلى التحول من الأنظمة القائمة على الأحفورية لإنتاج الطاقة واستهلاكها - بما في ذلك النفط والغاز الطبيعي والفحم - إلى مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والشمس. ويشمل التحول أيضا الاتجاه نحو شبكة متصلة من مصادر الطاقة الموزعة وبعيدا عن المرافق المركزية تقليديا ومصادر واحدة للطاقة.

إزالة الكربون والتحول الاقتصادي نحو الطاقة المستدامة

ويشير جولدمان ساكس في تقريرهم الواسع للكاربونومكس إلى أنه في عام 2021، من المتوقع أن يتجاوز الإنفاق على مشاريع الطاقة المتجددة الإنفاق على المنبع للنفط والغاز للمرة الأولى في التاريخ. جزء من سبب جاذبية هذه المشاريع هو أن تكلفة توصيل الطاقة المتجددة تتناقص بسرعة. ويلقي تقرير حديث للوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) نظرة على المتوسط المرجح العالمي لتكلفة الكهرباء (LCOE) لمشاريع الطاقة المتجددة ويجد أنه في السنوات العشر الماضية "انخفضت الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق واسع بنسبة 82٪؛ والطاقة الشمسية المركزة (CSP) بنسبة 47٪؛ والرياح على الشاطئ بنسبة 39٪؛ والرياح البحرية تنخفض أكثر من 29٪."

ويذهب التقرير إلى القول بأن الإنفاق على النفط والغاز ينخفض أكثر من 60% عن عام 2014 وأن عمر الاحتياطي النفطي العالمي (نسبة احتياطيات النفط إلى إنتاج النفط) انخفض أيضاً بشكل كبير. واستجابة لهذه الاتجاهات، تخبرنا فوربس أنه في العام الماضي “أعلنت العديد من البنوك الاستثمارية الخاصة، بما في ذلك دويتشه بنك، ومورجان ستانلي إم إس، وسيتي بنك، عن استراتيجياتها أيضا للحد من تعرضها لقطاع النفط والغاز. وبالإضافة إلى ذلك، فإن شركات الأسهم الخاصة الكبيرة تضع الآن استثماراتها بشكل متزايد في تقنيات إزالة الكربون."

وفي الوقت الحالي، تجد شركات المرافق نفسها في وقت يزداد فيه إقبال المستثمرين على مشاريع مصادر الطاقة المتجددة وتخفض باستمرار تكاليف البنية التحتية ذات الصلة وتكاليف بدء التشغيل.

مصادر وتكنولوجيات الطاقة المتجددة على نطاق المرافق

في السعي على المدى الطويل للقضاء على الاعتماد على الوقود الأحفوري، هناك العديد من الساحات من النشاط البشري التي ستحتاج إلى إزالة الكربون مع مرور الوقت بما في ذلك النقل والصناعة الثقيلة والتصنيع والبيئة المبنية. ومع ذلك، وبما أن قطاع المرافق يوفر الطاقة لمعظم تلك الصناعات الأخرى، فإنه على وشك مبادرات التحول إلى الطاقة النظيفة.

ما هو مقياس الأداة؟

ونحن نشهد شبكات متنامية من مولدات الطاقة وموزعيها الأصغر حجما والأكثر انتشارا، فضلا عن زيادة الطلب العام على مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح.

ويعد مصطلح "مقياس المنفعة" بمثابة مقياس نقيس به قدرة كل هذه الموارد. يجب أن يكون نظام الطاقة أو شبكة الطاقة قادرة على توليد ما لا يقل عن 10 ميغاواط أو أكثر من ذلك باستخدام الموثوقية والاتساق.

وفيما يلي بعض من مصادر الطاقة المتجددة الأكثر شيوعا وإيجابيات وسلبيات تنفيذها على نطاق المنفعة قد تكون موجودة.

• الطاقة الشمسية: تستخدم وحدات الطاقة الشمسية التقليدية تقنيات تركيز الطاقة الشمسية (CSP) وهي محدودة بسبب حاجتها الوظيفية لأشعة الشمس المباشرة. ومع ذلك، فإن التقنيات حول الوحدات الشمسية الكهروضوئية (التي يمكن أن تستخدم أشعة الشمس المباشرة والمنتشرة على حد سواء) قد تقدمت بوتيرة سريعة. وكانت تكلفتها تتراجع بمعدل سريع بالتساوي، حيث شهدت انخفاض سعر وحدات السيليكون PV البلورية بأكثر من 80% منذ عام 2010. عندما تقوم بالتعامل مع سعر أشعة الشمس بقيمة 0.00 دولار وتكاليف توازن النظام (BoS) المخفضة بثبات، فإن الطاقة الشمسية أصبحت خيارًا مربحًا بشكل متزايد ضمن صناعة المرافق.
• الطاقة الكهرومائية: وهذا بالطبع هو العمود الفقري لإنتاج الطاقة للعديد من أكبر لاعبي قطاع المرافق في العالم. الطاقة الكهرومائية نظيفة، وفيرة، ومزدوجة جيدا مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى لملء فجوات متقطعة. المشكلة هي: بناء سدود درجة الاستخدامات ينطوي على مشاريع هندسية ذات تكلفة الملحمة ونسبتها. كما أنه ينطوي عادة على جهود استصلاح الأراضي المثيرة للجدل واحتمال وقوع كوارث ذات نسبة ملحمية متساوية إذا كان ينبغي لأي شيء أن يفشل أو ينفجر. وبعبارة أخرى، إذا كانت البنية التحتية موجودة بالفعل، فإن الطاقة المائية كبيرة بالنسبة لصناعة المرافق. ولكن إذا لم يحدث ذلك، يمكن أن يكون من غير الممكن التطوير.
• طاقة الرياح: منذ عام 2010، انخفضت تكلفة توربينات الرياح بشكل كبير، حيث توقعت IRENA انخفاضًا مستمرًا في كل من تكاليف الإعداد وO&M على مدى السنوات العشر القادمة. بالإضافة إلى ذلك، أدت التحسينات في تكنولوجيا التوربينات إلى أقطار أكبر للدوار وارتفاعات محور أعلى، مما يعني أنه يمكن حصاد المزيد من الطاقة من نفس سرعات الرياح وتخصيص الفضاء. وغالبًا ما تثير مشاريع طاقة الرياح شكاوى من الضوضاء وتهديد الحياة البرية، ولكنها يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تحقيق أرباح منزلية لملاك الأراضي لذلك يُنظر إليها أيضًا على أنها فرصة جيدة للنمو الاقتصادي الإقليمي. ويتمثل أحد التحديات الرئيسية التي تواجه قطاع المرافق العامة في عدم موثوقية الرياح. بسبب تقطع طاقة الرياح، يجب إما أن تخزن في بطاريات عالية السعة أو أن تقترن بمصادر طاقة أكثر موثوقية (غالبا ما تكون متحجرة) للحفاظ على الشبكة خلال أوقات الجيل المنخفض. ومع ذلك، فقد ارتفع اعتماد قطاع الطاقة على طاقة الرياح بنحو 25% سنوياً خلال العقد الماضي.
• الطاقة الحرارية الأرضية: حيثما توفرت، يمكن أن يكون هذا مصدرا للطاقة عالية الكفاءة نظرا لطبيعتها "الدائمة". وبالمقارنة مع مزارع الرياح أو الطاقة الشمسية، فإن لها بصمة جغرافية صغيرة نسبياً. ولكن من وجهة نظر قطاع المرافق، فإن مصدر الطاقة هذا محدود بسبب سعر إنشاء بنى تحتية للطاقة الحرارية الأرضية ومحدودية توافر هذه المصادر حول العالم. وعلاوة على ذلك، فإن التداول المستمر للمياه الساخنة داخل وخارج الأرض يمكن أن يسبب اضطرابات زلزالية ويؤدي إلى الزلازل - وخاصة أن مصادر الطاقة الحرارية الأرضية تميل إلى الوجود في المقام الأول في مناطق ذات مستويات عالية بالفعل من النشاط الزلزالي.
• الطاقة الحيوية: الكتلة الحيوية وفيرة - غالبًا ما تكون موجودة كمنتج ثانوي للصناعات الزراعية أو الإنتاجية الأخرى (قشور الذرة، السماد، غاز مدافن النفايات). ولكن هناك بعض الخلاف حول الكتلة الحيوية كمصدر للوقود. يتم تحقيق "حيادية الكربون" لبعض أنواع الوقود الحيوي لأن النباتات أو الأشجار المشاركة - عندما تكون حية - ساهمت بإنتاج كمية كافية من الأكسجين خلال حياتها لتعويض ثاني أكسيد الكربون الناتج عن احتراقها في نهاية المطاف. كما يشكك الكثيرون في التأكيد على أن الغابات هي موارد متجددة بالكامل بالنظر إلى أنها يمكن أن تستغرق ما يصل إلى مائة عام للتراجع. بالنسبة لشركات المرافق في الدول النامية أو المناطق الريفية إلى حد كبير، يمكن أن تكون خيارات الكتلة الحيوية مثيرة للاهتمام، ولكن عندما يتعلق الأمر بشبكات الطاقة الحضرية، فإن تكلفة وتعقيد الكتلة الحيوية كمصدر للطاقة تجعل من الصعب تنفيذها على نطاق واسع.
• طاقة المد والجزر: في المناطق الكثيفة من سكان السواحل، هناك حاليا شركات المرافق التي تحقق تقدما مع مشاريع طاقة المد والجزر. ومع ذلك، لا تزال تقنيات الطاقة هذه في مهدها. إن الفائدة المحتملة لقوة المد والجزر هائلة ولا حدود لها تقريبا لذلك فهي بالتأكيد تمثل مجالا مثيرا للاهتمام لاستكشاف قطاع الطاقة. ولكن في الوقت الحالي، لا تزال هناك حالة من عدم اليقين بشأن الأثر البيئي الطويل الأجل لهذه المشاريع. وعلاوة على ذلك، فإن التكنولوجيا ليست مبسطة بما فيه الكفاية حتى الآن لإنتاج ما يكفي من الوساطات لتبرير النفقات الهائلة لبدء مشاريع طاقة المحيطات.
• البطاريات: التحدي الذي تواجهه العديد من مصادر الطاقة المتجددة هو حقيقة أنها يمكن أن تكون غير موثوقة ومتقطعة. يمكن للبطاريات على نطاق المرافق أن تعزز موثوقية الشبكة للحماية من الطلب أو النقص غير المتوقع. كما يمكن أن يسمح تكامل البطاريات لشركات الطاقة بأن تنحسر تدريجيا عن الوقود الأحفوري مع الحد الأدنى من التعطل. ومع ذلك، فإن مثل هذه البطاريات الصناعية تنتج حاليا من قبل عدد قليل فقط من المصنعين المتخصصين، وفي حين أنها تخفض بالتأكيد في السعر، إلا أنها لا تزال مكلفة للشراء والصيانة.
• التقنيات الذكية المستندة إلى السحابة: يمكن لتطبيق التقنيات الذكية التي تعمل بالذكاء الاصطناعي (AI) والقياس في المرافق تحسين الكفاءة وجمع وتحليل البيانات القيمة وتقليل النفايات والمساعدة على الحماية من المخاطر (وتوقعها). كما يمكن لشبكات إنترنت الأشياء (IoT) والأنظمة المتصلة أن تساعد في أتمتة وحصد شبكات توليد الطاقة الموزعة.

أهداف صافي الانبعاثات في سوق مرافق معقدة

في الولايات المتحدة، توفر المرافق المملوكة للمستثمرين (IOUs) الطاقة لأكثر من 70٪ من السكان. ولكن كما تذكرنا شركة Greentech Media ، فإنهم يتعرضون لضغوط شديدة "لتحويل الربح الكافي للاحتفاظ بمستثمريهم في أعمال صعبة، مقيدة، منخفضة الهامش." وبينما تستعد صناعة المرافق لتحويل الطاقة، يجب أن تعالج وحدات التشغيل الدولية بعض التحديات القديمة والمألوفة، بالإضافة إلى بعض العوامل الجديدة التي تؤثر على قطاعها.

• الاضطرابات الطبيعية والسياسية: تخبرنا المنظمة العالمية للأرصاد الجوية أن الكوارث المتعلقة بالطقس زادت خمسة أضعاف في السنوات الخمسين الماضية، مما جعل التأهب للكوارث وتغير المناخ أولوية مكلفة ولكنها ضرورية لقطاع المرافق. كما أن صناعة المرافق، باعتبارها واحدة من أكثر الصناعات تنظيما (أكثر من السيارات أو الخدمات المصرفية أو الحركة الجوية)، معرضة بشكل خاص للتحولات السياسية العالمية والإقليمية، التي يمكن أن تضيف في كثير من الأحيان إلى الضغط لتبقى مربحة.
• تغيير توقعات العملاء وسلوكياتهم: يؤدي نزع الكربون والرقمنة واللامركزية إلى تغيير علاقة عمرها قرن بين العملاء ومزودي الطاقة. الاستجابة للطلب وتقنيات العدادات الذكية تتيح لعملاء المرافق تقليل استهلاكهم للطاقة في أوقات الذروة مقابل كهرباء أقل وخارج أوقات الذروة. كما تعني التحسينات في سعة تخزين الطاقة للمركبات الكهربائية (EV) وبطاريات الألواح الشمسية أن العملاء يمكنهم توليد وتوزيع الطاقة الخاصة بهم - ومن هنا جاء صعود “المبشر” (المنتج/المستهلك).
• سيطرة أقل على مصادر الطاقة وتعقيد أكبر داخل الشبكة: في واحدة من أكثر الصناعات تنظيما في العالم، تبرز تكساس لوجود شبكة طاقة غير منظمة. ونتيجة لذلك، يتوافد العديد من لاعبي الطاقة المتجددة على الدولة، بقصد تعطيل الصناعة مع الشركات الناشئة في مجال الطاقة النظيفة. في الواقع، كما يبلغنا بلومبرج غرين ، فإن تسلا كانت تبني بهدوء بطارية تخزين بقدرة 100 ميغاواط بالقرب من هيوستن، وفي أغسطس 2021، قدمت إلى لجنة المرافق العامة في تكساس لبيع الكهرباء في سوق التجزئة. مع تزايد توافر وقدرة التقنيات الرقمية التي تعمل بنظام الذكاء الاصطناعي - والتقدم السريع لتقنيات البطاريات - أصبح من الممكن بشكل متزايد للاعبين على نطاق صغير التواصل مع الملايين من المبحثين لإنشاء محطات تخزين وتوزيع للطاقة قابلة للتطبيق للغاية. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي صعود المبشرين وحدهم إلى إضافة مئات الآلاف من نقاط توليد وتخزين الطاقة إلى الشبكة، مما يجعلها أكثر تعقيدًا بشكل كبير لشركات المرافق العامة لإدارتها وتشغيلها.

الطاقة المستدامة والمتجددة: التغيير هو السبيل الوحيد للمضي قدما

في العشرينات من القرن العشرين، لم يعد الأمر يتعلق بـ "إذا" يجب أن ننتقل إلى مصادر طاقة أكثر استدامة، ولكن "كيف" و"متى".

تتموضع شركات المرافق بشكل فريد من خلال المجال والخبرة وقاعدة العملاء الحالية لإعادة التفكير في نماذج أعمالها وبدء رحلة مربحة نحو الصفر الصافي. فيما يلي بعض الأمثلة على الاستراتيجيات التنافسية:

• الدخول في اسواق اندر وابراز وبناء شراكات جديدة. واستنادًا إلى ما نراه في جميع أنحاء العالم (وحتى في تكساس)، فإن التكنولوجيا الرقمية والقدرة الهندسية موجودة الآن للشركات الناشئة في مجال الطاقة النظيفة للبدء في الانتشار - حيث تهتز كل من المبشرين السكنيين والصناعيين وتصبح تجار تجزئة للطاقة ومزودي خدمة DER. بالنسبة لشركات المرافق، يمكن أن يحدث ذلك إما كخطر أو فرصة، اعتمادًا على شهوتهم للابتكار والرغبة في الشراكة مع لاعبين جدد في السوق.
• الاستثمار في الحلول الرقمية الذكية ورعاية ممارسات الأعمال المعتمدة على البيانات. وفي قطاع الطاقة في المستقبل، ستكون البيانات هي التي تصبح سلعة ذات قيمة خاصة. ستحقق الشركات ميزة تنافسية من خلال الاستفادة من الذكاء الاصطناعي وتقنيات قواعد البيانات وتخطيط موارد المؤسسة القوية لفهم بياناتها وتقديم رؤى شاملة قابلة للتنفيذ. ومن إدارة المميزات ومصادر الطاقة المتجددة المتعددة إلى التوزيع والتخزين الاقتصادي للطاقة، ستعتمد شركات المرافق بشكل متزايد على التحليلات المتقدمة والممارسات المعتمدة على البيانات لتبقى مربحة وتلبي سوق وقاعدة استهلاكية سريعة التحول. كما أن النمو في التقنيات الذكية له القدرة على تحسين قدرة العملاء على الخدمة الذاتية وتخصيص خدماتهم واستخدامهم.
• تحسين استراتيجيات التواصل وتجربة العملاء. تظهر أحدث بيانات الاستطلاع من كل من المملكة المتحدة والولايات المتحدة مستويات غير مثيرة للإعجاب من رضا المستهلكين وتشير إلى حقيقة أن شركات المرافق قد يكون لديها بعض العمل للقيام به على واجهة علاقات العملاء. تمامًا كما أنه وقت التغيير والاضطرابات الكبيرة لقطاع الطاقة، فإنه أيضًا وقت الارتباك بالنسبة للمستهلكين الذين يحاولون معرفة أفضل طريقة لإدارة استخدامهم للطاقة، وما الخيارات المتاحة لهم كمقدمين، وكيفية تحسين المعلومات المتوفرة من تقنيات العداد الذكي. يحتاج موفرو الطاقة إلى الشراكة مع عملائهم، تمامًا كما قد يحتاجون إلى الشراكة مع الشركات الناشئة المعطلة من أجل المنافسة على أفضل وجه. وبالقيام بذلك، فإنهم لا يستطيعون فقط الإعلان عن علامتهم التجارية والترويج لها بل يتبادلون المعلومات، ويزيدون من أهمية الاتصالات، ويرمون الستار بشكل عام على خططهم المستمرة لانتقال الطاقة.

التحول الرقمي للمرافق والتحول إلى طاقة نظيفة

يصف آلان فايسمان في روايته "العالم من دوننا" ما سيحدث للعالم من حولنا إذا اختفى البشر. الكتاب يعطي سردا لما سيحدث في مدينة نيويورك في غضون ساعات من إغلاق السلطة. ستغمر الأنفاق بالمياه، وعلى الفور تقريبًا، ستبدأ البنى التحتية للمدينة في الانهيار مثل الدومينوس. في حين أن هذا المثال المتطرف، إلا أن هذا يذكرنا بمدى اعتماد بقاءنا على مصادر موثوقة وميسرة للطاقة - وكيف أن شركات المرافق على مدى المائة عام الماضية قد خلقت رواجا من الهندسة والاختراع لتغذية تلك الاحتياجات.

وفي العشرينيات من القرن العشرين، تتعرض هذه الصناعة لضغوط غير مسبوقة للابتكار والإصلاح، لمصلحة الأرض وكلنا عليها. الخبر السار: بهذا الضغط تأتي فرصة هائلة للبناء على إرث مبهر ونهش الدرب إلى مستقبل أكثر استدامة.