يمكن أن تساعد العدادات الذكية والتسعير الديناميكي المستهلكين على استخدام الكهرباء عندما تكون أقل تكلفة ، مما يوفر المال ويحد من التلوث

يريد الأمريكيون أن تكون كهرباءهم رخيصة ونظيفة وموثوقة ، لكن هذا التريفكتا أصبح بعيد المنال بفضل تغير المناخ. وفقًا لتقرير عام 2021 الصادر عن منظمة الأبحاث غير الربحية كلايمت سنترال ، فإن أكثر من 80٪ من الانقطاعات الرئيسية المبلغ عنها في جميع أنحاء الولايات المتحدة من عام 2000 إلى عام 2021 كانت ناجمة عن تقلبات الطقس ، مثل موجات الحرارة وحرائق الغابات والعواصف الاستوائية.

نحن خبير اقتصادي ومهندس كهربائي نحقق في كيفية استخدام زيادة استخدام تقنية العدادات الذكية ثنائية الاتجاه لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من قطاع الكهرباء ومساعدة الاقتصاد على تحمل الظروف المناخية القاسية. كما نراه ، سيتطلب تكييف نظام الطاقة مع الطقس المتقلب بشكل متزايد مجموعة من التقنيات سهلة الاستخدام والحوافز الاقتصادية.

وعد العدادات الذكية

حتى وقت قريب ، كان لدى معظم المنازل الأمريكية عدادات كهربائية ميكانيكية. يقوم موظفو المرافق بزيارة كل منزل لأخذ قراءة شهرية تستخدمها الشركة لحساب فاتورة الأسرة.

بدءًا من أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، بدأت المرافق في طرح العدادات الذكية ، والمعروفة أيضًا بالبنية التحتية المتقدمة للقياس ، أو AMI. تقيس هذه الأجهزة الإلكترونية استهلاك الكهرباء في المنزل وتوصيله للمرفق لاسلكيًا كل بضع دقائق.

الاتصال بين العداد الذكي والمرافق عبارة عن قناة ثنائية الاتجاه ، والتي تمكن الأداة المساعدة من الاتصال عن بعد أو فصل الطاقة عن المنزل. تقدر وزارة الطاقة الأمريكية أنه اعتبارًا من عام 2020 ، تم تثبيت أكثر من 90 مليون نظام AMI سكني على مستوى البلاد. حوالي ثلثي عدادات الكهرباء في جميع أنحاء الولايات المتحدة هي الآن عدادات ذكية.

بالنسبة للمرافق ، تعمل العدادات الذكية على تقليل تكلفة قراءة العداد وتجعل من الممكن اكتشاف انقطاع التيار الكهربائي والاستجابة له بسرعة. يمكن أن تساعد بيانات الاستخدام الدقيقة التي توفرها العدادات الذكية المرافق على فهم طلب العملاء والتنبؤ به بشكل أفضل باستخدام تحليلات البيانات وأدوات الذكاء الاصطناعي.

باستخدام هذه المعلومات ، يمكن للمرافق إدارة عملياتها للمساعدة في منع انقطاع التيار الكهربائي بسبب نقص سعة التوليد.

تتعاون المرافق مع شركات مثل أوباور لتزويد العملاء بتطبيقات وتقارير للأجهزة المحمولة تساعدهم في مراقبة وفهم استخدامهم للكهرباء. قد يسمح التقرير النموذجي للعميل بمقارنة استخدامه على مدار 12 شهرًا مع أقرب 100 جيرانه و 20 من أكثر الجيران كفاءة في استخدام الطاقة.

تشير الدراسات إلى أن تلقي مثل هذه التقارير يؤدي بالمستهلكين إلى تقليل استهلاكهم للكهرباء بنحو 2٪. يمكن أن يؤدي خفض ذروة الطلب بمقدار بضع نقاط مئوية إلى تمكين المرافق من تجنب انقطاع التيار الكهربائي أثناء فترات ارتفاع الطلب.

أثناء الظواهر الجوية الشديدة مثل موجات الحرارة ، تصدر المرافق بشكل روتيني نداءات الحفاظ على عملائها. يمكن استخدام تحليلات بيانات العدادات الذكية لتحديد العملاء الذين يستجيبون بالفعل لهذه الطلبات.

الأجهزة الذكية والتسعير الديناميكي

بدأت المرافق في إقران العدادات الذكية بالتقنيات الجديدة الأخرى ، وحوافز التسعير و “التنبيهات” الاجتماعية لتشجيع الحفاظ على الكهرباء.

على سبيل المثال ، تقوم الآن شركات مثل Google و Ecobee و Emerson و Honeywell بتصميم منظمات الحرارة الذكية المبرمجة مسبقًا لتلبية تفضيلات العملاء الفردية. مع تغير درجة الحرارة على مدار اليوم ، تتخذ منظمات الحرارة إجراءات بشكل مستقل ، مثل التبريد المسبق للمنزل عندما يكون الطلب على الطاقة أقل. تشير التقديرات إلى أن منظمات الحرارة الذكية يمكن أن تقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 10٪ إلى 15٪.

من الممكن إدارة استخدام الطاقة بشكل أكبر من خلال تقديم التسعير الديناميكي – تحولات الأسعار في الوقت الفعلي التي تنعكس مباشرة في فواتير الكهرباء للمستهلكين. في الوقت الحالي ، تدفع معظم الأسر الأمريكية سعرًا ثابتًا لكل كيلوواط / ساعة من الكهرباء التي تستخدمها ، بغض النظر عن تكلفة توليدها.

في أبسط نسخة من التسعير الديناميكي ، سيواجه جميع مستهلكي الكهرباء سعرًا أعلى في الوقت الفعلي للكهرباء عندما يقلل الطقس السيئ من إمداد الطاقة. بالنسبة لمرفق كهربائي يستخدم عدادات ذكية ، ستشير العدادات للعملاء – ربما عبر رسالة نصية – إلى أن سعر الطاقة سيرتفع خلال الساعات الست المقبلة. هذا من شأنه أن ينبه المستهلكين لإغلاق أجهزة الكمبيوتر وتقليل استخدام الطاقة التقديري.

أظهرت تجارب التسعير في واشنطن العاصمة ومدن أخرى أن المستهلكين يقللون من استهلاكهم للكهرباء عندما يواجهون ارتفاعات في الأسعار خلال فترات ذروة الطلب على الكهرباء. إذا شارك عدد كافٍ من الأشخاص والشركات ، سينخفض ​​الطلب الكلي على الطاقة ، مما يقلل من مخاطر انقطاع التيار الكهربائي على مستوى النظام.

هذه الإستراتيجية جيدة أيضًا للبيئة. غالبًا ما تلجأ المرافق إلى محطات توليد الطاقة عالية التلوث التي تعمل بالوقود الأحفوري عندما يتجاوز الطلب العرض. تساهم هذه المصانع في تلوث الهواء المحلي وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية.

يؤدي تقديم أسعار الذروة الحرجة للكهرباء إلى تقليل هذه الحاجة إلى الطاقة غير النظيفة. سيؤدي تجنب انقطاع التيار الكهربائي أيضًا إلى تقليل الاعتماد على المولدات المنزلية ، والتي غالبًا ما تنبعث منها جزيئات تلوث الهواء الضارة.

الحفاظ على التسعير الديناميكي عادلاً

من الواضح أن بعض المستهلكين يمكنهم الاستجابة لارتفاع الأسعار بسهولة أكبر من غيرهم. على سبيل المثال ، لا يستطيع الشخص الذي يستخدم غسيل الكلى في المنزل تقليل استهلاكه للكهرباء بسهولة في غضون مهلة قصيرة.

أسعار الكهرباء شديدة التقلب بدون ضمانات يمكن أن تؤدي إلى رد فعل شعبي عنيف. حدث هذا خلال فترة التجميد الشديد في عام 2021 في ولاية تكساس ، والتي عرّضت بعض المستهلكين لفواتير الكهرباء الفلكية خلال موجة البرد التي تهدد الحياة.

ابتكر الاقتصاديون استراتيجيات تسعير لتشجيع الحفاظ على الطاقة دون التلاعب بالأسعار للأشخاص الضعفاء. على سبيل المثال ، يمكن أن تستخدم إحدى المرافق بيانات العدادات الذكية والذكاء الاصطناعي لتحديد العملاء الذين هم مستهلكون رئيسيون للكهرباء ولكنهم يستجيبون أيضًا لارتفاع الأسعار عن طريق تقليل استخدامهم للطاقة. يمكن منح هؤلاء المستهلكين حافزًا ماليًا سنويًا مقابل التسجيل في برامج تسعير الذروة الحرجة.

سيواجه العملاء الذين يقبلون الصفقة طواعية ارتفاعات في الأسعار ربما لمدة 15 يومًا في السنة. يمكنهم حماية أنفسهم من فواتير الطاقة الكبيرة من خلال الاستثمار في تدابير الحفاظ على الطاقة ، مثل تركيب العزل أو الأجهزة الموفرة للطاقة أو الألواح الشمسية.

بشكل إجمالي ، فإن استجابتهم المتوقعة – تقليل استخدامهم للطاقة خلال فترات الذروة – ستساعد في تقليل مخاطر انقطاع التيار الكهربائي. يمكن استخدام الأموال الفيدرالية من قانون الحد من التضخم الذي تم سنه مؤخرًا لدفع رسوم الحوافز المسبقة.

يعكس هذا النهج حقيقة أن نسبة صغيرة من مستهلكي الكهرباء تمثل عادةً حصة كبيرة من إجمالي الطلب. إذا كان 10٪ من المستهلكين يمثلون 30٪ من طلب مرفق الكهرباء ، ويمكن تشجيع هذه المجموعة على تقليل استهلاكها بنسبة 50٪ ، فإن الطلب الكلي سينخفض ​​بنسبة 15٪ خلال أحداث ذروة التسعير الحرجة. لن يتعرض الـ 90٪ الآخرون من المستهلكين لارتفاع الأسعار.

سيمثل تمويل الطاقة النظيفة في قانون خفض التضخم أكبر استثمار منفرد في المناخ والطاقة في الولايات المتحدة حتى الآن. نعتقد أن توجيه بعض هذا التمويل نحو البرامج التي تشجع على اعتماد أجهزة قياس الطاقة الذكية ، إلى جانب تقديم إشارات الأسعار في الوقت الفعلي لندرة الموارد ، سيساعد على دفع عجلة التحول إلى الطاقة النظيفة.