Κάτι θα κάνει τον σχεδιασμό της περιφερειακής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και των συναφών αγορών ακόμα πιο δύσκολο: η ικανότητα των χρηστών μεγάλων δεδομένων να μετατοπίζουν τη ζήτησή τους σε όλο τον κόσμο γρήγορα , με βάση την τιμή. Ο Ira Joseph στο CGEP κοιτάζει στο εγγύς μέλλον για να κάνει μερικές δύσκολες ερωτήσεις. Όταν μια τέτοια ζήτηση ενέργειας μπορεί «με το πάτημα ενός κουμπιού» να μεταφέρει μεγάλες αποστάσεις, πώς κάνετε προβλέψεις για τις τοπικές ανάγκες χωρητικότητας; Και σήμερα, ο σχεδιασμός της αγοράς στις περισσότερες χώρες βασίζεται σε αυστηρά ρυθμιζόμενες αγορές ενέργειας. Αυτός ο σχεδιασμός εξαρτάται από εύλογα προβλέψιμες προσδοκίες ζήτησης , με τιμές που καθορίζονται από ρυθμιζόμενα τιμολόγια, σε συνδυασμό με κρατικές επιδοτήσεις. Αυτά τα κυβερνητικά εργαλεία τους επιτρέπουν να χρησιμοποιούν τα κίνητρα και τα αντικίνητρα της με στοχευμένο τρόπο. Θα ανταπεξέλθουν αυτά τα εργαλεία με τέτοιους καταναλωτές μεγάλων δεδομένων κινητής τηλεφωνίας; Υπάρχουν μερικά πιθανά θετικά. Μια τέτοια ευέλικτη ζήτηση μπορεί να μειώσει την ανάγκη για αποθήκευση, αν και να υπολογίσουμε πόσο θα είναι δύσκολο. Καθώς αυτός ο τύπος μεταναστευτικής ζήτησης με βάση την τιμή αυξάνεται παράλληλα με την άνοδο των μεγάλων δεδομένων, η εκτίμηση της τοπικής αιχμής χρήσης και των επενδύσεων που πρέπει να γίνουν για να καλυφθεί αυτή η αιχμή θα γίνει πολύ πιο δύσκολη , λέει ο Joseph. [ Αυτή η ανάρτηση δημοσιεύτηκε αρχικά από το Κέντρο Παγκόσμιας Ενεργειακής Πολιτικής στο SIPA του Πανεπιστημίου Κολούμπια. Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες στο ιστολόγιό τους, "Energy Explained" ]
Η αυξητική χρήση ενέργειας κινείται σε όλο τον κόσμο
Η ιδέα μιας παγκόσμιας αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας ήταν πάντα λίγο λανθασμένη . [1] Καύσιμα όπως φυσικό αέριο, πετρέλαιο, άνθρακας ταξιδεύουν συνήθως σε όλο τον κόσμο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. ο ήλιος ταξιδεύει όλο και πιο μακριά στο χώρο και στο χρόνο. Αντίθετα, η ίδια η ηλεκτρική ενέργεια ταξιδεύει σε περιφερειακή βάση . Τα περισσότερα συστήματα μετάδοσης είναι τοπικού χαρακτήρα και το πολύ εκτείνονται σε αρκετές εκατοντάδες μίλια . [2]
Δύο παράγοντες αλλάζουν τις αγορές ενέργειας με την παγκοσμιοποίηση, που αναδύονται τόσο στο άκρο της προσφοράς όσο και στη ζήτηση της αλυσίδας αξίας . Στο τέλος της προσφοράς βρίσκεται η Κίνα , η οποία ανατρέπει το status quo στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας εξάγοντας άφθονες ποσότητες υποδομών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Αυτό που συμβαίνει εδώ είναι διαφανές και ξεκάθαρο: η Κίνα χρησιμοποιεί ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ανεξαρτήτως κέρδους, για να πάρει τη θέση της στο παγκόσμιο ενεργειακό τραπέζι. [3] Στο τέλος της ζήτησης, η εστίαση στον κίνδυνο διαλείψεων και αξιοπιστίας ήταν αδιάκοπη .
Πολύ λιγότερο επικεντρώθηκε στην ολοένα αυξανόμενη κινητικότητα της ίδιας της ζήτησης ισχύος . Από τα παγκόσμια κέντρα δεδομένων και τους εξορύκτες κρυπτονομισμάτων έως τους χρήστες τεχνητής νοημοσύνης (AI), η αυξητική χρήση ενέργειας κινείται όλο και περισσότερο σε όλο τον κόσμο σε πραγματικό χρόνο , επιδιώκοντας τη φθηνότερη κιλοβατώρα (KWh). Όπως συμβαίνει, υπονομεύει τον παραδοσιακό σχεδιασμό για την αύξηση του φορτίου και καθιστά δυσκολότερο για τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής να αξιολογήσουν τον κίνδυνο για τους ψηφοφόρους τους.
Η ζήτηση ισχύος παγκοσμιοποιείται με το πάτημα ενός κλειδιού
Η ζήτηση ενέργειας γίνεται πιο ρευστή στην αναζήτηση του φθηνότερου χώρου λειτουργίας, καθώς οι ανάγκες για στιγμιαία υπολογιστική υπερβαίνουν τα παραδοσιακά φυσικά όρια . Οι παραδοσιακές χρήσεις ενέργειας στους βιομηχανικούς, οικιακούς και εμπορικούς τομείς υπαγορεύονταν από τη σταθερή τοποθεσία του χρήστη, ενώ η στερέωση της χρήσης στον κόσμο των κέντρων δεδομένων ή της τεχνητής νοημοσύνης δεν είναι γεωγραφικά αγκυρωμένη .
Εδώ βρίσκεται το αίνιγμα. Δύο κόσμοι στον τομέα της ενέργειας συγκρούονται και αγωνίζονται να βρουν μια κοινή γλώσσα για να επικοινωνήσουν: από τη μια πλευρά βρίσκονται οι αγορές ενέργειας που βασίζονται στα βασικά εμπορεύματα και από την άλλη οι αγορές ενέργειας που καθοδηγούνται από την κυβέρνηση ή τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας . Ενώ οι παραδοσιακές πηγές ενέργειας όπως το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και ο άνθρακας παραμένουν βασικά προϊόντα, η άνοδος των τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και η σημερινή ζήτηση μεταναστευτικής ενέργειας διαταράσσει την καθιερωμένη δυναμική της αγοράς .
Η ηλεκτρική ενέργεια είναι εμπόρευμα ή χρησιμότητα;
Αξίζει να τεθεί το ερώτημα εάν η ηλεκτρική ενέργεια είναι έστω ένα εμπόρευμα, σε αντίθεση με μια κοινή επιχείρηση, καθώς υπάρχει ένα ευρύ φάσμα σχεδίων αγοράς σε όλο τον κόσμο που υποδηλώνουν ότι θα μπορούσε να εφαρμοστεί οποιοσδήποτε ορισμός .
Μέχρι πρόσφατα, ήταν τα καύσιμα για την παραγωγή ενέργειας –πετρέλαιο, φυσικό αέριο και άνθρακας– που κυκλοφορούσαν σε όλο τον κόσμο ως εμπόρευμα, ενώ η ηλεκτρική ενέργεια θα παρήχθη στον προορισμό αυτών των καυσίμων και θα διανεμόταν τοπικά. Ενώ αυτή η δομή εξακολουθεί να ισχύει, η χρήση της ισχύος αρχίζει τώρα να μεταναστεύει, όχι σε φυσική μορφή, αλλά σε περιπτώσεις χρήσης. Εάν το κόστος της ενέργειας γίνει πολύ υψηλό στη δεδομένη αγορά, το φορτίο που συνδέεται με όλες τις μορφές υπολογιστών μετατοπίζεται σε λιγότερο δαπανηρές περιοχές. Αντίθετα, όταν οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας πέφτουν σε αρνητικούς αριθμούς όπως συμβαίνει τώρα πιο συχνά, αυτά τα ίδια φορτία μεταναστεύουν στις αγορές .
Θα μπορούσε κανείς να υποστηρίξει ότι οι δυνάμεις της αγοράς που προσελκύουν και αποκρούουν τέτοιους τύπους χρήσης ενέργειας θα βοηθήσουν στην αντιμετώπιση των πιο επικίνδυνων πτυχών της βασισμένης σε διαλείπουσα ισχύ, διώχνοντας τη χρήση σε περιόδους που οι τιμές είναι υψηλότερες και οι πάροχοι αιχμής, όπως οι μπαταρίες σε μονάδες αερίου, μπαίνουν στο κενό προσφοράς .
Ζήτηση μεταναστευτικής ισχύος με βάση την τιμή
Καθώς αυτός ο τύπος ζήτησης μεταναστευτικής ισχύος με βάση την τιμή γίνεται όλο και μεγαλύτερο μέρος της ζήτησης ενέργειας, ο προσδιορισμός της αιχμής χρήσης και των επενδύσεων που θα πρέπει να γίνουν για την κάλυψη αυτής της αιχμής μπορεί να γίνει πολύ πιο δύσκολο να αξιολογηθεί .
Η ταχύτητα με την οποία η ζήτηση μπορεί να εμφανιστεί και να εξαφανιστεί από ένα τοπικό δίκτυο πρέπει τώρα να ληφθεί υπόψη , μαζί με πιο ακραίες καιρικές συνθήκες, καθώς οι συνθήκες ενισχύουν τη σταθερότητα του δικτύου. Ποσά ρεκόρ ζήτησης θα εμφανίζονται και θα εξαφανίζονται σε πραγματικό χρόνο, όταν βασίζονται στην τιμή, και η παραγωγή θα πρέπει να προσαρμοστεί για να εξισορροπήσει αυτό το αυξημένο ποσό αστάθειας .
Σχεδιασμός αγοράς σήμερα
Στις περισσότερες αγορές ενέργειας σε όλο τον κόσμο, ο ρόλος της ισχύος εκτείνεται πολύ πέρα από την αγορά. Ο σχεδιασμός της αγοράς στις περισσότερες χώρες του κόσμου λειτουργεί βάσει αυστηρά ρυθμιζόμενων αγορών ενέργειας, όπου η τιμή καθορίζεται από ρυθμιζόμενα τιμολόγια, σε συνδυασμό με κρατικές επιδοτήσεις που επιτρέπουν στις κυβερνήσεις να χρησιμοποιούν θεωρητικά την ηλεκτρική ενέργεια τόσο θετικά ως εργαλείο κοινωνικής πρόνοιας όσο και αρνητικά ως πολιτικό όπλο . Οι επιλογές σχεδιασμού της αγοράς περιλαμβάνουν κάθετα ολοκληρωμένες επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, αγορές χονδρικής ενέργειας, λιανικές αγορές ηλεκτρικής ενέργειας, αγορές χωρητικότητας, αγορές spot και πιο πρόσφατα αγορές πιστοποιητικών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Εξαιρετικά ευέλικτη ζήτηση: εναλλακτική λύση στην αποθήκευση;
Καθώς η πλεονάζουσα ηλιακή και αιολική χωρητικότητα εμφανίζεται σε όλο τον κόσμο, η χρήση ενέργειας θα συνδέεται με την τεχνητή νοημοσύνη και τα κέντρα δεδομένων, καθώς προσφέρει ευέλικτη ζήτηση. Η προειδοποίηση είναι ότι προσφέρει επίσης μια εναλλακτική στην αποθήκευση, γεγονός που υποδηλώνει ότι θα πρέπει να επιτευχθεί μια ισορροπία μεταξύ των περιπτώσεων χρήσης για να διατηρηθούν τα φώτα αναμμένα, τα ηλεκτρικά οχήματα σε λειτουργία και η επεξεργασία φυσικής γλώσσας.
***
Ο Ira Joseph είναι Ανώτερος Ερευνητικός Συνεργάτης στο Κέντρο Παγκόσμιας Ενεργειακής Πολιτικής στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια SIPA
Αυτό το άρθρο δημοσιεύεται με άδεια
Σημειώσεις
[1] Η ακόλουθη εργασία προέρχεται από μια κεντρική παρουσίαση που δόθηκε στο Πανεπιστήμιο Penn State στις 15 Απριλίου. Το συνέδριο ήταν «Η Γεωπολιτική των Διασυνοριακών Δικτύων Ηλεκτρικής Ενέργειας».
[2] Ενώ η ισχύς μπορεί να ρέει σε μεγάλες αποστάσεις, οι τυπικές τάσεις για τη μετάδοση μεγάλων αποστάσεων είναι στην περιοχή από 155.000 έως 765.000 βολτ για μείωση των απωλειών γραμμής. Μια τυπική μέγιστη απόσταση μετάδοσης είναι περίπου 300 μίλια (483 km). Η μεγαλύτερη γραμμή μετάδοσης εναλλασσόμενου ρεύματος υψηλής τάσης στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι η γραμμή μεταφοράς «Path 27», η οποία εκτείνεται από τον Βορειοδυτικό Ειρηνικό έως τη Νότια Καλιφόρνια. Εκτείνεται σε περίπου 846 μίλια και αποτελεί κρίσιμο μέρος του δικτύου Δυτικής Διασύνδεσης, βοηθώντας στη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.