كيف بيانات أداء الطاقة برامج السياسات والحوافز

مقدمة: قيمة بيانات أداء الطاقة في بناء

وتشكل المباني نحو 40 في المائة من استهلاك الطاقة على الصعيد العالمي ونصيب كبير من انبعاثات غازات الدفيئة، فمع دفع الحكومات والمنظمات نحو تحقيق أهداف صافية الحد الأقصى، أصبحت القدرة على القياس والتحليل والعمل على بناء بيانات أداء الطاقة حجر الزاوية في البرامج الفعالة للسياسات والحوافز، حيث تتيح البيانات الدقيقة لصانعي السياسات الانتقال إلى ما هو أبعد من التخمين، واستهداف التدخلات التي سيكون لها أكبر أثر، وعندما تصبح برامج البناء والمرافق وفهم الحوافز أكثر فعالية.

إن دفع عملية صنع القرار على أساس البيانات في البيئة المبنية ليس جديدا، ولكن التقدم الذي أحرز مؤخرا في القياس، والقياسات الفرعية، والمحللين جعل بيانات أداء البناء الجمركي أكثر سهولة من أي وقت مضى، وتستكشف هذه المادة كيف تقود هذه البيانات إلى وضع السياسات، وتشكل برامج الحوافز، وتساعد في نهاية المطاف على إيجاد مخزون بناء أكثر استدامة وكفاءة من حيث الطاقة، وسندرس أمثلة العالم الحقيقي، ونعالج التحديات المشتركة، ونحدد الفرص المستقبلية لتحقيق أهداف الطاقة.

أهمية بيانات أداء الطاقة في مجال بناء الطاقة

وتشمل بيانات أداء الطاقة مجموعة واسعة من القياسات، بما في ذلك الاستخدام الكلي للطاقة، وكثافة استخدام الطاقة، والطلب على ذروته، وانهيار نوع الوقود، وأنماط الاستهلاك بالساعة، وعندما تتجمع هذه البيانات عبر حافظة أو مدينة، تكشف هذه البيانات عن الاتجاهات، والمخارج، وفرص التحسين، وبدون بيانات موثوقة، فإن المخاطر التي تنطوي عليها السياسات العامة إما واسعة النطاق أو غير متجهة، وتهدر الموارد، وتفشل في تحقيق النتائج المرجوة.

تحديد أوجه القصور والتخصيص

فالتخصيص هو الخطوة الأولى في فهم أداء المباني، إذ يمكن لأصحاب المصلحة، من خلال مقارنة استخدام الطاقة في المبنى بمباني مماثلة (حسب الحجم، النوع، المنطقة المناخية)، أن يحددوا بسرعة حالات القصور في الأداء، فبرامج مثل مدير ميناء ستار التابع للمعهد الوطني للطاقة الذرية، تسمح لمالكي المباني بتتبع الأداء على مر الزمن ووضع أهداف للتحسين، وعندما تنشر هذه المعايير، كما في مدن كثيرة ذات معايير مرجعية إلزامية، يمكن أن تدفع قوى السوق إلى رفع مستوى المستثمرين.

دعم تصميم السياسات مع البيانات المستقاة من نظام البيانات

ومن أمثلة ذلك، إذا أظهرت البيانات أن المباني التجارية قد بلغت ذروتها خلال ساعات متأخرة من بعد الظهر، يمكن لبرنامج حوافز أن يستهدف التحميل عن طريق تخزين البطاريات أو مراقبة المركبات ذات القيمة المضافة العالية، وبالمثل، فإن البيانات المتعلقة بنوع الوقود (مثل الغاز الطبيعي ضد الكهرباء) تسترشد بالسياسات المتعلقة بالتصنيع الكهربائي وإبطال مفعول الوقود، دون أن تشجع هذه البيانات على التوحيد.

How Data Drives Policy Development

والسياسات التي تحركها البيانات أكثر استهدافا وشفافية وقابلة للتكيف، وبدلا من الاعتماد على افتراضات واسعة النطاق، يمكن لصانعي السياسات تحليل بيانات الأداء الفعلية لتحديد أهداف واقعية، وتصميم مسارات للامتثال، وقياس التقدم المحرز، وتفصيل الفروع التالية طرق محددة لبناء بيانات الطاقة تسترشد بها السياسة العامة.

وضع معايير أداء الطاقة

وتعتمد ولايات قضائية عديدة معايير أداء المباني التي تتطلب المباني القائمة للوفاء بأهداف محددة في مجال الطاقة أو الانبعاثات على مر الزمن، وتوفر البيانات المستمدة من برامج القياس خط الأساس لهذه المعايير، فعلى سبيل المثال، يحدد القانون المحلي رقم 97 لمدينة نيويورك حدودا للانبعاثات بالنسبة للمباني تزيد على 000 25 قدم مربع، مع فرض عقوبات على عدم الامتثال، وقد استمدت الحدود من قاعدة بيانات قياسية واسعة النطاق في المدينة، مما يكفل طموحها ومع ذلك إمكانية تحقيق أهداف بناء نظم الطاقة في واشنطن.

أولويات عمليات إعادة النظر والدعم المالي

وعندما تكشف البيانات عن أن المباني القديمة والأصغر حجماً لها أعلى مستوى من أنشطة الاتحاد الأوروبي، يمكن للسياسات أن توجه المنح والقروض المنخفضة الفائدة إلى تلك القطاعات، فعلى سبيل المثال، يمول مكتب تكنولوجيا المباني التابع لوزارة الطاقة بالولايات المتحدة برامج تستهدف المباني " المفقودة " - وهي هياكل تتراوح بين 000 10 و 000 50 قدم مربع تفتقر في كثير من الأحيان إلى الموارد اللازمة لمراجعة حسابات الطاقة، ويمكن للمدن أن تحدد أكثر الفرص فعالية من حيث التكلفة.

الرصد والتحقق

كما أن البيانات تتيح الرصد المستمر لفعالية السياسات، فبعد بدء تنظيم جديد أو حافز جديد، يمكن أن تبين بيانات أداء الطاقة ما إذا كانت المباني تتحسن كما هو متوقع، وإذا لم يكن الأمر كذلك، يمكن لصانعي السياسات تعديل المتطلبات أو تقديم دعم إضافي، وهذه الحلقة المرتدة ضرورية لتصميم السياسات المتكرر، فعلى سبيل المثال، بعد صدور قانون سان فرانسيسكو الحالي بشأن أداء الطاقة في المباني التجارية، سمحت بيانات مرجعية سنوية للمدينة بأن ترى أن متوسط الاتحاد الأوروبي قد انخفض بنسبة 6 في المائة على مدى خمس سنوات، مما يجعلها موضع التنفيذ.

تصميم برامج فعالة للحوافز استنادا إلى البيانات

إن البرامج الحافزة - مثل الائتمانات الضريبية، وإعادة البطاقات، والمنح، والتمويل الأخضر - هي الأكثر نجاحا عندما تستند إلى بيانات أداء موثوقة، وتساعد البيانات على وضع معايير واضحة للأهلية، والتحقق من الوفورات، وتفادي الراكبين المجانيين (المشاريع التي كان يمكن أن تحدث على أي حال).

استهداف التدابير ذات الأثر العالي

ويمكن لتحليل بيانات الطاقة البناءة أن يكشف عن التدابير التي تؤدي إلى تحقيق أكبر قدر من الوفورات في منطقة معينة، وعلى سبيل المثال، في المناخ الساخن، قد تبين البيانات أن رفع مستوى وحدات HVAC توفر أعلى عائد للاستثمار، ويمكن لبرنامج إعادة البناء أن يركز على ذلك التدبير، مع وجود حوافز مرابطة تستند إلى مستويات الكفاءة، وتستخدم برامج مثل مبادرة بناء لجنة الطاقة في كاليفورنيا لتطوير الانبعاثات المنخفضة البيانات، بيانات تُستخدم لتحديد أولويات المجتمعات المحلية الجديدة المحرومة في مجال البناء.

برامج الأجور مقابل الأداء

وتكافأ برامج الدفع مقابل الأداء وفورات الطاقة الفعلية المقاسة بدلا من المعدات التي تم تركيبها، ويعتمد هذا النهج اعتمادا كبيرا على القياس الدقيق وتحليل البيانات، ويحصل المشاركون على أساس أساسي من الاتحاد الأوروبي، وينفذون تحسينات، ثم يدفعون على أساس تخفيضات متحققة.

تجميع حوافز لطرق الامتثال

ويمكن أن تساعد البيانات أيضاً على تصميم بدائل للامتثال، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يتيح معيار أداء المباني للمالكين تحقيق أهداف الانبعاثات من خلال الطاقة الشمسية أو تحديث الكفاءة أو شراء أرصدة الطاقة المتجددة في الموقع، ويمكن لصانعي السياسات، من خلال تحليل البيانات المتعلقة بالقدرات الشمسية وكثافة الكربون في الشبكة، أن يحددوا قيماً ائتمانية مناسبة، ويمكن أن تدعم البرامج الحافزة خيارات الامتثال التي تؤدي إلى إزالة الكربون إلى أقصى حد ممكن.

دراسات الحالات الإفرادية: مبادرات العمل المتعلقة بدراسات البيانات

القانون المحلي لمدينة نيويورك

القانون المحلي 97، الذي سُن في عام 2019، هو أحد أكثر قوانين أداء المباني طموحاً على الصعيد العالمي، وهو ينطبق على نحو 000 50 مبنى ويحدد حدود انبعاثات الكربون ابتداءً من عام 2024، مع زيادة صرامة الحد الأقصى للقانون في عام 2030 و2050، وقد استند القانون إلى سنوات من البيانات المرجعية التي جُمعت بموجب القانون المحلي 84.() وقد أتاحت هذه البيانات للمدينة نموذج الانبعاثات المتوقعة، وحددت أهدافاً واقعية، وتحدد أنواع البناء التي تحتاج إلى أقصى قدر من الدعم.

Washington D.C.’s Building Energy Performance Standards

ويشترط برنامج بي بي بي بي بي بي بي إس، الذي أنشأه قانون شركة إينيرغي دي دي دي في دي فينيبوس لعام 2018، المباني القائمة للوفاء بأهداف أداء الطاقة استنادا إلى متوسط معدل الاستهلاك في منطقة أوروبية بالنسبة لنوع ملكيتها. ويجب أن تنفذ المباني التي تتجاوز الهدف تدابير كفاءة الطاقة أو تفرض عقوبة الامتثال البديلة.

كاليفورنيا الباب 24 وإطار بيانات الطاقة في مجال البناء

كاليفورنيا كانت رائدة منذ فترة طويلة في بناء بيانات الطاقة، حيث يجمّع إطار بيانات الطاقة في كاليفورنيا بيانات استخدام الطاقة من المرافق والبرامج المرجعية وقواعد بيانات الدولة لإطلاع البرامج المتعلقة بتحديثات الرموز والحوافز، وكان للمؤسسة دور أساسي في صياغة معايير الباب 24 لعام 2022، التي تتطلب تخزيناً شمسياً على المباني التجارية الجديدة ووضع متطلبات أكثر صرامة من حيث الكفاءة.

التحديات في جمع واستخدام بيانات الطاقة

وعلى الرغم من الفوائد الواضحة، فإن الاستفادة من بيانات أداء الطاقة على نطاق واسع تأتي بتحديات كبيرة، تشمل الشواغل المتعلقة بخصوصية البيانات، وعدم اتساق أشكال البيانات، وتكلفة جمع البيانات، والحاجة إلى تحليلات متقدمة، والاعتراف بهذه العقبات أمر أساسي لتصميم برامج قوية.

خصوصية البيانات وإمكانية الوصول إليها

وكثيرا ما تتضمن بيانات الطاقة معلومات حساسة عن المحتلين والعمليات، وقد تكون المرافق مترددة في تبادل البيانات على مستوى العملاء دون حماية شديدة للخصوصية، ويجب على واضعي السياسات أن يبحروا قبل أن يُعالج على نحو سليم أطر قانونية مثل قانون كاليفورنيا بشأن خصوصية المستهلك، وأن يكفلوا معالجة تجميع البيانات والتسمية، كما أن العديد من البرامج الناجحة تستخدم مجمّعات من أطراف ثالثة أو تُنشئ " صناديق معلومات مجمّعة " .

عدم اتساق نوعية البيانات وصيغها

فالبيانات التي تجمع من مصادر مختلفة - فواتير المرافق، والمقابر الفرعية، ونظم التشغيل الآلي للبناء - كثيرا ما تختلف من حيث النوعية والشكل، كما أن فترات الانقطاع، والأخطاء في القياس، والتعاريف المختلفة لمجالات الأرض الإجمالية يمكن أن تُخبط المعايير، كما أن جهود التوحيد القياسي، مثل مواصفات تبادل بيانات بناء الطاقة التي وضعتها إدارة الطاقة بالولايات المتحدة، تساعد على معالجة ذلك، واعتماد قواميس مشتركة وبيانات مرجعية، وبروتوكولات للتحقق، أمر حاسم بالنسبة للمقارنة.

تكاليف وقدرات التحليل

وقد يفتقر أصحاب المباني الصغيرة والبلديات إلى الميزانية أو الخبرة اللازمة لتحليل مجموعات البيانات المعقدة، فبدون أدوات ميسرة للمستعملين والمساعدة التقنية، لا تزال البيانات غير مستخدمة استخداماً كافياً، إذ يمكن للبرامج التي توفر برامج مرجعية مجانية أو حلقات عمل تدريبية أو شراكات مع الجامعات أن تسد هذه الفجوة، كما أن أداة مديرية الموانئ التابعة للمعهد الوطني لبحوث اقتصاديات التنمية الاجتماعية تمثل مثالاً رئيسياً على وجود مورد حر أدى إلى خفض الحواجز أمام دخول آلاف مالكي المباني.

الفرص المستقبلية للبرامج السياساتية والحوافز

ومستقبل بناء بيانات الأداء مشرق، مدفوعا بالتكنولوجيات الناشئة مثل أجهزة الاستشعار الذكية، ومستشعرات التوحيد القياسي، والمحللين المتقدمين بما في ذلك التعلم الآلي، وهذه الأدوات تتيح الرصد في الوقت الحقيقي، والصيانة التنبؤية، وهياكل الحوافز الرمادية، كما أن الفرص الرئيسية متاحة في الأفق.

خصخصة الزمن الحقيقي والطلب

ويمكن للمرافق، مع بيانات متقطعة من أجهزة القياس الذكية، أن توفر تسعيرا ديناميا يشجع على نقل الحمولة، ويمكن أن تكافئ البرامج الحافزة المباني التي تقلل من الاستهلاك خلال فترات الذروة أو توفر القدرة على الاستجابة للطلب، وبما أن المزيد من المباني تصبح تفاعلية مع الشبكات، فإن السياسات التي تحركها البيانات يمكن أن تساعد على تثبيت الشبكة مع الحد من التكاليف للمستهلكين.

Integration with Urban Planning and Climate Resilience

ويمكن أن يسترشد التخطيط الحضري الشامل في بناء بيانات الطاقة، عند اقترانها باستخدام الأراضي، والنقل، والبيانات المناخية، ويمكن للمدن مثلاً أن تحدد " الجزر المشتعلة " حيث يسهم سوء أداء المباني في زيادة حمولات التبريد والمخاطر الصحية، ويمكن للبرامج الحافزة أن تعطي الأولوية للأسطح الخضراء، والأسطح المبردة، وزراعة الأشجار في تلك المناطق، وبالمثل، يمكن أن تسترشد البيانات المتعلقة برسوم الطاقة الكهرمائية في مجال التكيف.

تعليم الآلات لوضع السياسات الافتراضية

ويمكن للمحللين المتقدمين التنبؤ بالمباني التي يحتمل أن تصبح غير متوافقة مع معايير الأداء، مما يتيح المساعدة التقنية الاستباقية، ويمكن لنماذج التعلم الآلاتي التي تم تدريبها على البيانات التاريخية أن تحدد تدابير إعادة التشكيل مع احتمال النجاح الأكبر بالنسبة لنوع معين من المباني، مما يتيح تخصيص أموال الحوافز على نحو أكثر كفاءة ويخفف العبء على ملاك المباني.

Blockchain for Transparent Data Verification

ويمكن أن توفر تكنولوجيا دفتر الأستاذ المتطورة والموزعة سجلات غير ملائمة للاختبارات المتعلقة ببيانات أداء المباني، مما سيعزز الثقة في برامج الدفع مقابل الأداء وأسواق ائتمان الكربون، وفي حين أن الطيارين في أوروبا والولايات المتحدة لا يزالون يستكشفون كيف يمكن للشركة التحقق من المأزق وخفض التكاليف الإدارية.

الاستنتاج: بناء مستقبل لسياسـة الطاقة

إن بناء بيانات أداء الطاقة ليس ترفيا؛ بل هو ضرورة لوضع سياسات وبرامج حوافز فعالة ومنصفة وقابلة للتكيف، ومن الأوامر المرجعية إلى اتخاذ إجراءات لدفع تكاليف الأداء، تتيح البيانات التحول من الولايات الوصفية إلى النتائج القائمة على الأداء، وتحفز أمثلة مدينة نيويورك، واشنطن العاصمة، وكاليفورنيا، على أن تؤدي، عند جمع البيانات بطريقة فكرية وشفافة، إلى خفض وفورات الطاقة الكبيرة.

بيد أن تحقيق الإمكانات الكاملة لبناء بيانات الطاقة يتطلب التغلب على التحديات المتصلة بالخصوصية والتوحيد القياسي والقدرة، ويجب على واضعي السياسات الاستثمار في الهياكل الأساسية للبيانات، وتقديم المساعدة التقنية، وإشراك أصحاب المصلحة في بناء الثقة، وبما أن التقدم التكنولوجي، وفرص التكامل مع الشبكات الذكية، والتخطيط الحضري، والمحللين التنبؤيين لن تنمو إلا، وبوضع البيانات في مركز صنع القرار، يمكننا أن نعجل بالانتقال إلى بيئة مبنية تكون مستدامة ومرنة على حد سواء.

For more information on building energy performance data and related programs, visit the DOE Building Energy Data Exchange Specification (BEDES) and the ENERGY STAR Portfolio Manager.