Bank Światowy mówi nam, że obecny globalny wskaźnik elektryfikacji wynosi około 90% i wzrósł o ponad 15% w ciągu zaledwie 20 lat. To przedsiębiorstwa użyteczności publicznej na całym świecie dostarczają tę energię, a żadne obce osoby nie zakłócają i nie zmieniają się – utrzymują naszą moc przez całe stulecie. Kiedy jednak kurz po pandemii zaczyna się zaspokajać, kluczowi gracze w sektorze użyteczności publicznej dobrze się rozglądają i zdają sobie sprawę, że działają w zupełnie innym krajobrazie niż kiedykolwiek wcześniej. Jeśli sektor energetyczny chce osiągnąć swoje cele zerowe netto i nadal będzie rentowny, będzie to oznaczało zajęcie się nowymi graczami i praktykami oraz reagowanie na szybko zmieniające się wymagania i zachowania klientów.

Jeśli chodzi o transformację czystej energii, świat będzie szukał w sektorze użyteczności publicznej przywództwa i innowacji technologicznych, gdy wspólnie dążymy do dekarbonizacji.

Czym jest transformacja energetyczna?

Przejście na energię odnosi się do przejścia z opartych na paliwach kopalnych systemów produkcji i zużycia energii – w tym ropy naftowej, gazu ziemnego i węgla – na odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i energia słoneczna. Zmiana obejmuje również trend w kierunku połączonej sieci rozproszonych źródeł energii i z dala od tradycyjnie scentralizowanych przedsiębiorstw użyteczności publicznej i pojedynczych źródeł energii.

Obniżenie emisyjności i przestawienie gospodarki na zrównoważoną energię

W swoim obszernym raporcie dotyczącym karbonomiki Goldman Sachs zauważa, że w 2021 r. przewiduje się, że wydatki na projekty w zakresie energii odnawialnej po raz pierwszy w historii przekroczą wydatki na wydobycie ropy naftowej i gazu. Jednym z powodów, dla których projekty te są tak atrakcyjne, jest to, że koszty dostarczania energii odnawialnej szybko maleją. W najnowszym raporcie Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA) przeanalizowano światową średnią ważoną średni ważony koszt energii elektrycznej (LCOE) projektów w zakresie energii odnawialnej i stwierdzono, że w ciągu ostatnich 10 lat „fotowoltaika słoneczna na skalę użytkową (PV) spadła o 82%; skoncentrowana energia słoneczna (CSP) o 47%; energia wiatrowa na lądzie o 39%; a wiatr morski spadł o ponad 29%”.

W sprawozdaniu stwierdza się, że wydatki na ropę naftową i gaz spadły o ponad 60% w porównaniu z 2014 r., a światowa żywotność rezerw ropy naftowej (stosunek rezerw ropy do produkcji ropy naftowej) również znacznie spadła. W odpowiedzi na te trendy Forbes mówi nam, że w minionym roku „wiele prywatnych banków inwestycyjnych, w tym Deutsche Bank, Morgan Stanley MS i Citi Bank, również ogłosiło swoje strategie zmniejszenia ekspozycji na sektor naftowy i gazowy. Ponadto duże przedsiębiorstwa private equity coraz częściej inwestują w technologie dekarbonizacji”.

W chwili obecnej przedsiębiorstwa użyteczności publicznej znajdują się w czasie zwiększonego apetytu inwestorów na projekty w zakresie odnawialnych źródeł energii i ciągłego obniżania kosztów związanych z infrastrukturą i kosztami rozruchu.

OZE i technologie na skalę uniwersalną

W długoterminowym dążeniu do wyeliminowania zależności od paliw kopalnych istnieje kilka obszarów działalności człowieka, które będą musiały być dekarbonizowane w miarę upływu czasu, w tym transport, przemysł ciężki, produkcja i środowisko zbudowane. Jednakże, jako dostawca energii dla większości tych innych gałęzi przemysłu, sektor użyteczności publicznej jest na miejscu dla inicjatyw transformacji czystej energii.

Co to jest skala użytkowa?

Obserwujemy rosnące sieci mniejszych, szerzej rozproszonych wytwórców i dystrybutorów energii, a także większe ogólne zapotrzebowanie na odnawialne źródła energii, takie jak energia słoneczna i wiatrowa.

Termin „skala użytkowa” służy jako miara, za pomocą której mierzymy zdolność wszystkich tych zasobów. Aby można było uznać, że system energetyczny lub sieć energetyczna powinny być w stanie wygenerować co najmniej 10 megawatów lub więcej – przy zachowaniu niezawodności i spójności.

Poniżej znajdują się jedne z najpowszechniejszych odnawialnych źródeł energii oraz zalety i wady ich wdrożenia na skalę użytkową.

• Energia słoneczna: Tradycyjne moduły słoneczne wykorzystują technologie koncentracji energii słonecznej (CSP) i są ograniczone ze względu na ich funkcjonalne zapotrzebowanie na bezpośrednie światło słoneczne. Jednak technologie związane z modułami fotowoltaicznymi (fotowoltaicznymi) (które mogą wykorzystywać zarówno bezpośrednie, jak i rozproszone światło słoneczne) rozwijają się w szybkim tempie. A ich koszt maleje w równie szybkim tempie, przy czym cena modułów PV z krzemu krystalicznego spadła o ponad 80% od 2010 roku. Gdy uwzględniasz cenę 0,00 USD za słońce i stale obniżasz bilans kosztów systemu (BoS), energia słoneczna staje się coraz bardziej opłacalną opcją w sektorze użyteczności publicznej.
• Energia wodna: Jest to oczywiście trzon produkcji energii dla wielu największych na świecie podmiotów sektora użyteczności publicznej. Energia wodna jest czysta, obfita i dobrze łączy się z innymi odnawialnymi źródłami energii w celu wypełnienia nieciągłości. Problem polega na tym, że budowa zapór klasy użytkowej obejmuje projekty inżynieryjne o epickim koszcie i proporcji. Zazwyczaj wiąże się to również z kontrowersyjnymi wysiłkami na rzecz rekultywacji ziemi i możliwością wystąpienia katastrof o równym epickim udziale, jeśli cokolwiek mogłoby się kiedykolwiek nie powieść lub wybuchnąć. Innymi słowy, jeśli infrastruktura już istnieje, energia wodna jest świetna dla sektora użyteczności publicznej. Ale jeśli tego nie zrobi, rozwój może być niewykonalny.
• Energia wiatrowa: Od 2010 r. koszty turbin wiatrowych znacznie się obniżyły, a IRENA przewiduje ciągły spadek zarówno kosztów instalacji, jak i kosztów utrzymania i utrzymania w ciągu najbliższych 10 lat. Ponadto ulepszenia w technologii turbiny doprowadziły do większych średnic wirników i wyższych wysokości piasty, co oznacza, że więcej energii można pozyskać z tych samych prędkości wiatru i alokacji przestrzeni. Projekty energetyki wiatrowej często wywołują skargi na hałas i zagrożenie związane z dziką fauną i florą, ale mogą również skutkować zyskami domowymi dla właścicieli ziemskich, tak więc są one również postrzegane jako dobra szansa na regionalny wzrost gospodarczy. Głównym wyzwaniem dla sektora użyteczności publicznej jest brak niezawodności wiatru. Ze względu na swoją nieciągłość energia wiatrowa musi być przechowywana w akumulatorach o dużej pojemności lub w połączeniu z bardziej niezawodnymi (często opartymi na paliwach kopalnych) źródłami energii, aby utrzymać sieć w czasach niskiej generacji. Niemniej jednak w ciągu ostatniej dekady zależność sektora energetycznego od energii wiatrowej wzrosła o około 25% rocznie.
• Energia geotermalna: Tam, gdzie jest dostępna, może to być wysoce wydajne źródło energii ze względu na jej „zawsze włączony” charakter. A w porównaniu do farm wiatrowych lub słonecznych ma stosunkowo mały zasięg geograficzny. Ale z punktu widzenia sektora użyteczności publicznej, to źródło energii jest ograniczone ze względu na cenę ustanowienia infrastruktury geotermalnej i ograniczoną dostępność tych źródeł na całym świecie. Ponadto ciągła cyrkulacja gorącej wody w ziemi i poza nią może powodować zakłócenia sejsmiczne i prowadzić do trzęsień ziemi – zwłaszcza że źródła energii geotermalnej mają tendencję do występowania głównie w obszarach o już wysokim poziomie aktywności sejsmicznej.
• Bioenergia: Biomasa jest obfita – często istnieje jako produkt uboczny innego przemysłu rolniczego lub produkcyjnego (łuski kukurydziane, obornik, gaz wysypiskowy). Ale wokół biomasy jako źródła paliwa jest troszkę spory. „Neutralność pod względem emisji dwutlenku węgla” niektórych biopaliw jest osiągana, ponieważ rośliny lub drzewa, których to dotyczy – gdy żyją – przyczyniły się do wystarczającej produkcji tlenu w czasie ich życia, aby zrównoważyć CO2 generowane przez ich ewentualne spalanie. Wiele osób kwestionuje również twierdzenie, że lasy są całkowicie odnawialnymi zasobami, zważywszy, że mogą one potrwać nawet sto lat. Dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej w krajach rozwijających się lub w dużej mierze na obszarach wiejskich opcje w zakresie biomasy mogą być interesujące, ale jeśli chodzi o miejskie sieci energetyczne, koszt i złożoność biomasy jako źródła energii sprawia, że trudno jest wdrożyć ją na dużą skalę.
• Energia pływów i fal: Na obszarach gęstej populacji przybrzeżnej istnieją przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, które obecnie realizują projekty energetyki pływowej. Jednak te technologie energetyczne są wciąż w fazie niemowlęcej. Potencjalna korzyść płynąca z energii pływowej jest ogromna i praktycznie nieograniczona, więc zdecydowanie stanowi interesującą dziedzinę poszukiwań dla sektora energetycznego. Obecnie jednak nadal panuje niepewność co do długoterminowego wpływu takich projektów na środowisko. Ponadto technologia ta nie została jeszcze wystarczająco usprawniona, aby uzyskać wystarczającą moc, aby uzasadnić ogromne wydatki związane z inicjowaniem projektów w zakresie energii mórz i oceanów.
• Baterie: Wyzwaniem wielu odnawialnych źródeł energii jest fakt, że mogą być one niewiarygodne i nieciągłe. Baterie w skali uniwersalnej mogą zwiększyć niezawodność sieci, aby chronić przed nieoczekiwanym popytem lub niedoborem. Integracja akumulatorów może również umożliwić przedsiębiorstwom energetycznym stopniowe odprowadzanie się od paliw kopalnych przy minimalnych zakłóceniach. Jednak takie akumulatory przemysłowe są obecnie produkowane tylko przez kilku wyspecjalizowanych producentów, a choć zdecydowanie obniżają cenę, nadal są drogie w zakupie i utrzymaniu.
• Inteligentne technologie oparte na chmurze: Zastosowanie inteligentnych technologii opartych na sztucznej inteligencji (AI) i pomiarów w przedsiębiorstwach użyteczności publicznej może poprawić wydajność, gromadzić i analizować cenne dane, minimalizować marnotrawstwo i pomagać chronić przed ryzykiem (i przewidywać je). Sieci Internetu Rzeczy (IoT) i podłączone systemy mogą również pomóc w automatyzacji i zarabianiu na prosumentach i rozproszonych sieciach wytwarzania energii.

Cele w zakresie zerowej emisji netto na złożonym rynku usług użyteczności publicznej

W Stanach Zjednoczonych przedsiębiorstwa użyteczności publicznej będące własnością inwestora (IOUs) dostarczają energię ponad 70% ludności. Ale jak przypomina nam Greentech Media, znajdują się one pod ogromną presją, aby „oddać wystarczająco dużo zysku, aby zatrzymać swoich inwestorów w trudnym, ograniczonym, niskim marży biznesie”. W miarę jak sektor użyteczności publicznej przygotowuje się do transformacji energetycznej, IOUs muszą stawić czoła starym i znanym wyzwaniom, a także pewnym nowym czynnikom, które wpływają na ich sektor.

• Klęski żywiołowe i polityczne: Światowa Organizacja Meteorologiczna mówi nam, że klęski żywiołowe wzrosły pięciokrotnie w ciągu ostatnich 50 lat, czyniąc gotowość na klęski żywiołowe i zmiany klimatu kosztownym, ale niezbędnym priorytetem dla sektora użyteczności publicznej. Ponadto, jako jedna z najbardziej regulowanych gałęzi przemysłu (bardziej niż nawet samochodów, bankowości czy ruchu lotniczego), sektor użyteczności publicznej jest szczególnie narażony na globalne i regionalne zmiany polityczne, które często mogą zwiększyć presję, aby utrzymać rentowność.
• Zmieniające się oczekiwania i zachowania klientów: Decarbonizacja, digitalizacja i decentralizacja zmieniają wielowiekową relację między klientami a dostawcami energii. Reagowanie na zapotrzebowanie i inteligentne technologie liczników pozwalają klientom na zmniejszenie zużycia energii w godzinach szczytowych w zamian za niższą, poza szczytową energią elektryczną. Poprawa pojemności magazynowania energii dla pojazdów elektrycznych (EV) i akumulatorów panelowych słonecznych oznacza również, że klienci mogą wytwarzać i dystrybuować własną moc – stąd wzrost „prosumenta” (producenta/konsumenta).
• Mniejsza kontrola nad źródłami energii i większa złożoność sieci: w jednym z najbardziej regulowanych gałęzi przemysłu na świecie Teksas wyróżnia się nieuregulowaną siecią energetyczną. W rezultacie wiele podmiotów zajmujących się energią odnawialną blokuje się do państwa, dążąc do przerywania przemysłu przy pomocy czystych startupów energetycznych. Tak naprawdę, jak informuje nas Bloomberg Green, Tesla cicho buduje baterię magazynową o mocy 100 megawatów w pobliżu Houston i w sierpniu 2021 r. złożyła wniosek do Public Utility Commission z Teksasu o sprzedaż energii elektrycznej na rynku detalicznym. Wraz z rosnącą dostępnością i wydajnością technologii cyfrowych opartych na sztucznej inteligencji oraz szybkim rozwojem technologii akumulatorowych, gracze na małą skalę zyskują możliwość łączenia się z milionami prosumentów w celu stworzenia wysoce rentownych stacji magazynowania i dystrybucji energii. Co więcej, sam wzrost liczby prosumentów może doprowadzić do dodania do sieci setek tysięcy punktów wytwarzania i magazynowania energii, czyniąc ją wykładniczo bardziej złożoną dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej w zarządzaniu i eksploatacji.

Zrównoważona i odnawialna energia: zmiana to jedyna droga naprzód

W latach dwudziestych XX wieku nie jest to już kwestia „czy” powinniśmy przejść na bardziej zrównoważone źródła energii, ale „jak” i „kiedy”.

Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej są wyjątkowo wyposażone w zakres, doświadczenie i istniejącą bazę klientów, aby przemyśleć swoje modele biznesowe i rozpocząć rentowną drogę do zera netto. Oto kilka przykładów strategii konkurencyjnych:

• Połącz się z DER i rynkami prosumenckimi i buduj nowe partnerstwa. Opierając się na tym, co widzimy na całym świecie (a nawet w Teksasie), technologia cyfrowa i możliwości inżynieryjne istnieją obecnie dla startupów zajmujących się czystą energią, które zaczynają się rozrastać — wypierając zarówno prosumentów mieszkaniowych, jak i przemysłowych i stając się detalistami energii i dostawcami DER. Dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej może to być ryzyko lub szansa, w zależności od ich apetytu na innowacje i chęci do współpracy z nowymi graczami na rynku.
• Inwestuj w inteligentne rozwiązania cyfrowe i rozwijaj praktyki biznesowe oparte na danych. W sektorze energetycznym przyszłości dane staną się szczególnie cennym towarem. Firmy osiągną przewagę nad konkurencją dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji oraz zaawansowanych technologii baz danych i ERP w celu zrozumienia swoich danych i zapewnienia przydatnych analiz. Od zarządzania prosumentami i wieloma odnawialnymi źródłami energii po ekonomiczną dystrybucję i magazynowanie energii, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej będą w coraz większym stopniu polegać na zaawansowanych analizach i praktykach opartych na danych, aby zachować rentowność i sprostać szybko zmieniającym się rynkowi i bazie konsumentów. Rozwój inteligentnych technologii ma również potencjał, aby poprawić zdolność klientów do samodzielnej obsługi i personalizacji ich usług i użytkowania.
• Usprawnienie strategii komunikacji i doświadczeń klienta. Najnowsze dane sondażowe zarówno z Wielkiej Brytanii, jak i Stanów Zjednoczonych pokazują niehamujący poziom zadowolenia konsumentów i wskazują na fakt, że przedsiębiorstwa użyteczności publicznej mogą mieć pewne prace do zrobienia na froncie relacji z klientami. Tak jak jest to czas wielkich zmian i wstrząsów w sektorze energetycznym, to również czas zamieszania dla konsumentów, którzy próbują znaleźć najlepszy sposób zarządzania zużyciem energii, jakie opcje są dostępne dla nich jako prosumentów i jak zoptymalizować intel dostępny z technologii inteligentnych liczników. Dostawcy energii muszą współpracować z własnymi klientami, tak jak mogą potrzebować współpracy z przełomowymi startupami, aby jak najlepiej konkurować. W ten sposób mogą nie tylko reklamować i promować swoją markę, ale także dzielić się informacjami, zwiększać przydatność komunikacji i generalnie odrzucać kurtynę swoich planów transformacji energetycznej.

Transformacja cyfrowa przedsiębiorstw użyteczności publicznej i transformacja czystej energii

W swojej powieści Świat bez nas Alan Weisman opisuje, co by się stało z otaczającym nas światem, gdyby ludzie zniknęli. Książka przedstawia informacje o tym, co wydarzy się w Nowym Jorku w ciągu kilku godzin od odcięcia władzy. Metro zostałoby zalane i niemal natychmiast infrastruktura miejska zaczęła się zawalać jak dominos. Chociaż jest to ekstremalny przykład, to jednak przypomina nam, jak bardzo nasze przetrwanie zależy od niezawodnych i dostępnych źródeł mocy – i jak w ciągu ostatnich stu lat przedsiębiorstwa użyteczności publicznej stworzyły cuda inżynierii i wynalazków, aby zaspokoić te potrzeby.

W latach dwudziestych XX wieku przemysł ten znajduje się pod bezprecedensową presją na innowacje i reformy, z korzyścią dla ziemi i dla nas wszystkich. Dobra wiadomość: przy tej presji pojawia się ogromna okazja, aby zbudować imponującą spuściznę i przechylić drogę do bardziej zrównoważonej przyszłości.