Оценка влияния распределенной генерации на модели доходов от коммунальных услуг

Распределенная генерация и трансформация моделей доходов от коммунальных услуг

Электроэнергетическая отрасль переживает структурную трансформацию, не похожую ни на одну из тех, с которыми она столкнулась за столетие. Рост технологий распределенной генерации (DG) - в первую очередь, солнечная энергия на крыше, аккумуляторные батареи, мелкомасштабный ветер и комбинированная тепло- и электроэнергия - коренным образом меняет отношения между сетью и ее клиентами. То, что когда-то было односторонним потоком энергии от центральной станции к пассивным потребителям, быстро превращается в динамичную двунаправленную систему, где клиенты являются активными участниками.

Для руководителей коммунальных служб, регулирующих органов и институциональных инвесторов центральным вопросом является уже не то, будет ли DG расти, а то, как существующие модели доходов, предназначенные для полностью централизованной сети, могут адаптироваться к миру с высоким проникновением за счетом активов. В этой статье оценивается конкретная механика эрозии доходов, экзистенциальная угроза спирали смерти коммунальных предприятий и действенные стратегии — регулирующие, экономические и технологические — которые могут превратить эту проблему в устойчивое будущее как для коммунальных служб, так и для их клиентов.

Непреодолимый рост поколения клиентов

Принятие распределенной генерации идет по экспоненциальной траектории, обусловленной мощными кривыми затрат. Уравненная стоимость энергии (LCOE) для жилых и коммерческих солнечных фотоэлектрических (PV) систем снизилась более чем на 80% за последнее десятилетие, что делает ее дешевле, чем электроэнергия, приобретенная в электросети во многих регионах без субсидий. По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), затраты на установленные фотоэлектрические системы продолжают падать из-за масштабов производства, повышения эффективности модулей и оптимизации мягких затрат.

Технологическая конвергенция ускоряет этот сдвиг. Соединение солнечной энергии с недорогим аккумулятором создает мощную комбинацию, которая позволяет клиентам активно управлять своим профилем нагрузки. Умные инверторы с возможностями поддержки сети превращают эти активы из простых генераторов в интеллектуальные ресурсы сети. Наряду с экономикой, спрос клиентов на энергетическую независимость, устойчивость к перебоям и согласование с экологическими целями подпитывает принятие в жилом, коммерческом и промышленном секторах.

Этот рост не является пограничной тенденцией. На ведущих рынках, таких как Гавайи, Калифорния, Австралия и Германия, проникновение DG уже достаточно высоко, чтобы существенно повлиять на операции сетки и финансы коммунальных услуг. Вопрос для остального мира заключается не в том, произойдет ли это , а в том, когда . Коммунальные услуги, которые ждут адаптации, пока кривая проникновения не закрутится, столкнутся с значительно более сложной корректировкой.

Почему распределенное поколение разрушает модели доходов от коммунальных услуг

Чтобы понять угрозу, необходимо сначала понять механику традиционной бизнес-модели коммунальных услуг. Подавляющее большинство регулируемых коммунальных услуг уполномочены собирать доход по объемным ставкам, то есть общий счет в первую очередь является функцией общих киловатт-часов (кВтч) потребляемых. Эта система хорошо работает в мире неуклонно растущей нагрузки и полной зависимости от центральной сети. DG разрывает это фундаментальное звено.

Объемная ловушка

Когда клиент устанавливает солнечную энергию на крыше, каждый кВтч, который он генерирует, является кВтч, который коммунальная служба не продает. Это напрямую снижает доход от основной линии коммунальных услуг. Проблема сложная: большинство коммунальных расходов фиксируются в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Стоимость распределительных столбов, трансформаторов, подстанций, платежных систем и корпоративных накладных расходов существенно не снижается только потому, что клиент генерирует свою собственную мощность. Однако эти фиксированные затраты все еще должны быть восстановлены. Когда объем уменьшается, фиксированная стоимость за кВтч должна расти.

Это создает немедленную напряженность. Коммунальная служба должна добиваться повышения ставок со стороны регулирующих органов для покрытия своих все еще существующих фиксированных расходов. Но повышение ставки на кВтч делает самогенерацию еще более привлекательной для оставшихся клиентов, стимулируя дальнейшее принятие и дальнейшую эрозию доходов.

Полезная спираль смерти в действии

Эта петля обратной связи широко известна как спираль смерти “utility. ” Механика проста:

Шаг 1: Клиенты принимают DG, уменьшая свои покупки в сети.

Шаг 2: Доход от коммунальных услуг снижается, но фиксированные затраты остаются.

Шаг 3: Файлы утилиты для повышения ставки для возмещения затрат.

Шаг 4: Более высокие ставки делают DG более экономичным для оставшихся клиентов.

5 Шаг: 1 Цикл повторяется, ускоряя базу скорости и эрозию клиентской базы.

Гавайи представляют собой яркий пример. С некоторыми из самых высоких тарифов на электроэнергию в Соединенных Штатах и идеальными солнечными условиями штат пережил солнечный бум, который подтолкнул проникновение DG к рекордным уровням. Коммунальная служба столкнулась с реальной угрозой для своей жизнеспособности бизнеса. Этот сценарий не гипотетичен; это реальный и существующий риск для любой коммунальной службы с высокой структурой постоянных затрат и жизнеспособным рынком DG. Рейтинговые агентства, такие как Moody’s и S&P Global, явно определили высокое проникновение DG как кредитный негатив для коммунальных предприятий, которые не диверсифицировали свои механизмы заработка.

Неблагоприятная проблема выбора

Помимо снижения объема коммунальные услуги сталкиваются с проблемой неблагоприятного выбора. Клиенты, которые впервые принимают DG, как правило, имеют высокие кредитные баллы, хорошо ориентированные крыши и капитал для инвестиций. Эти клиенты часто являются наиболее прибыльными для коммунальных услуг. Они, как правило, являются крупнейшими потребителями электроэнергии (высокая стоимость нагрузки) и оплачивают свои счета последовательно. Когда эти клиенты покидают сеть или значительно сокращают свои покупки, оставшаяся клиентская база непропорционально состоит из более низкого потребления, менее кредитоспособных клиентов, что делает проблему возмещения затрат еще более крутой.

Стратегии адаптации: создание жизнеспособного ПО 2.0

Хотя спираль смерти является реальным риском, она не является неизбежностью. Новый набор бизнес-моделей, нормативно-правовой базы и потоков доходов может позволить коммунальным предприятиям процветать в мире с высоким ГД. Ключ заключается в том, чтобы переместить центр прибыли с товара (продажа кВтч) на услуги и инфраструктуру, которые обеспечивают современную сеть.

Отделение доходов: важный первый шаг

Единственная наиболее важная реформа регулирования для согласования финансового здоровья коммунальных предприятий с ростом DG - это разделение доходов. В рамках механизма разделения разрешенная выручка коммунальных предприятий фиксируется в начале периода на основе прогнозируемых затрат, а не зависит от фактического объема продаж. Если продажи не соответствуют прогнозам из-за DG или энергоэффективности, коммунальные предприятия могут восстановить разницу за счет небольшой доплаты. Если продажи превышают прогнозы, коммунальные кредиты клиентов.

Разъединение разрывает прямую связь между финансовым успехом коммунальных предприятий и количеством проданной электроэнергии. Это устраняет присущий коммунальным предприятиям сдерживающий фактор для поддержки DG, энергоэффективности и реагирования на спрос. Более 20 штатов США внедрили некоторую форму разделения доходов для своих электрических коммунальных предприятий, и принятие ускоряется. Для коммунальных предприятий, сталкивающихся с высоким ростом DG, это не является факультативным; это имеет основополагающее значение для выживания.

Регулирование на основе эффективности (PBR)

Отделение является защитной мерой. Регулирование на основе эффективности (PBR) предлагает наступательную стратегию. PBR сдвигает механизм доходов коммунальных предприятий от капитальных затрат (CapEx) и доходности на основе ставок к результатам операционной деятельности. Коммунальные предприятия зарабатывают стимулы для достижения конкретных показателей, таких как интеграция возобновляемых источников энергии, снижение пиковой нагрузки, надежность системы (SAIDI / SAIFI), удовлетворенность клиентов и хостинг для DG.

PBR позволяет коммунальным предприятиям получать прибыль от чистой распределенной сети. Стимулируя услуги , , которые предоставляет сеть, а не аппаратное обеспечение , которым она владеет, PBR согласовывает поведение коммунальных служб с более широкими политическими целями и желаниями клиентов. Инициатива New York &rsquo.

Модель платформы и рынка

Вместо того, чтобы бороться с DG, дальновидные коммунальные предприятия позиционируют себя как платформу и рынок для распределенных энергетических услуг. Эта модель рассматривает сеть как платформу, а коммунальные службы выступают в качестве нейтрального оператора, который создает ценность как для клиентов, так и для системы.

В платформенной модели утилита развивает стоимость тарифов на распределенные энергетические ресурсы (VDER). Эти тарифы компенсируют DG, хранение и реакцию спроса на конкретные сетевые услуги, которые они предоставляют в определенное время и в определенных местах. Услуги включают поддержку напряжения, регулирование частоты, облегчение пропускной способности и снижение заторов передачи. Вместо того, чтобы рассматривать DG как угрозу для продаж, утилита рассматривает его как системный актив, который можно приобрести дешевле, чем традиционная инфраструктура. Это часто называют альтернативой без проводов (NWA).

Например, вместо того, чтобы строить подстанцию стоимостью 50 миллионов долларов для обработки пиковой нагрузки, коммунальная служба может закупить виртуальную электростанцию (VPP), состоящую из принадлежащих клиентам солнечных батарей и батарей в том же районе. Коммунальная служба платит клиентам за мощность и услуги, избегает капитальных вложений и получает возврат на своей платформе и координационные расходы. Этот подход уже используется коммунальными службами, такими как Con Edison в Нью-Йорке и National Grid в Массачусетсе.

Стратегическое владение активами DG

В юрисдикциях, где позволяет нормативная база, коммунальные предприятия также становятся владельцами и операторами активов DG. Принадлежащие коммунальным предприятиям солнечные сады, батареи в масштабе сети и выгодные программы электрификации (такие как тепловые насосы и зарядные устройства для электромобилей) позволяют коммунальной компании напрямую извлекать выгоду из перехода на энергию. Коммунальная служба получает регулируемую прибыль от этих активов, восстанавливая стоимость через базу тарифов, так же, как это было бы для центральной электростанции или линии электропередачи.

Эта модель обеспечивает беспроигрышный доступ к DG без предварительного капитала или бремени обслуживания, а коммунальные услуги поддерживают поток доходов и актуальность в качестве поставщика энергии. Принадлежащее коммунальным предприятиям хранилище особенно интересно, поскольку оно позволяет коммунальным предприятиям активно управлять ограничениями сети при интеграции высоких уровней переменной возобновляемой энергии.

Пересмотр тарифов и политики для эпохи DG

Инновации в области технологий и бизнес-моделей должны сопровождаться фундаментальными изменениями в структуре ставок и нормативных правилах, регулирующих сеть. Наследственные тарифы, разработанные для пассивной клиентской базы, будут активно ускорять спираль смерти в мире с высоким проникновением DG.

Тарифы, зависящие от времени и стоимости

Плоские объемные ставки обеспечивают клиентам отсутствие ценового сигнала для времени или местоположения их потребления. В мире с высоким ГД это несостоятельно. Ставки времени использования (TOU), которые взимают более высокие цены в пиковые периоды спроса и более низкие цены в непиковые периоды, являются важным первым шагом. Ставки ТОУ побуждают клиентов переключать свое потребление и ориентировать свои системы ГД и хранения на экспорт электроэнергии в периоды высокой стоимости.

Более продвинутые тарифы на критические пиковые цены (CPP) и тарифы на цены в реальном времени (RTP) обеспечивают еще более сильные экономические сигналы. В сочетании с интеллектуальными инверторами и системами управления энергией дома эти тарифы позволяют коммунальной компании эффективно управлять нагрузкой на сеть, позволяя клиентам получать прибыль от своей гибкости.

Сборы за спрос и возмещение фиксированных затрат

Ведутся значительные дебаты о том, как восстановить фиксированные затраты без притупления ценового сигнала для DG. Один из подходов заключается в увеличении фиксированной потребительской платы. Однако это может быть регрессивным и снижает стимул для всех клиентов экономить энергию или устанавливать DG. Более сложный подход - использование сборов за спрос, которые распространены в коммерческих и промышленных тарифах. Сборы за спрос взимаются с клиентов на основе их пикового спроса (кВт) в течение определенного периода, а не общего потребления (кВтч).

Для жилых клиентов сборы за спрос могут быть сложными, но эффективными. Они поощряют клиентов управлять своей мгновенной нагрузкой, избегать одновременного использования больших приборов и развертывать батареи для пикового бритья. Правильный тарифный дизайн должен сбалансировать восстановление затрат, справедливость и ценность, которую DG предоставляет сети.

Стоимость солнечной энергии и стоимость тарифов DER (VDER)

Дебаты по нетто-измерению энергии (NEM) лежат в основе конфликта политики DG. NEM 1.0 и 2.0 компенсировали генераторы-клиенты по полной розничной ставке за каждый кВт-ч, который они экспортировали в сеть. По мере увеличения проникновения DG коммунальные службы утверждали, что это привело к серьезному перераспределению затрат на не участвующих клиентов. Ответом в ведущих юрисдикциях было движение к тарифам на стоимость солнечной энергии (VOS) или VDER.

Тарифы VDER компенсируют DG на основе фактической стоимости, которую его энергия обеспечивает сети в то время, когда она производится. Это включает в себя избегаемые затраты на топливо, избегаемые генерирующие мощности, избегаемые потери передачи и распределения и избегаемые затраты на соблюдение экологических норм. Компенсируя DG за его истинную системную стоимость, а не розничную ставку, регуляторы могут выровнять стимулы как для коммунальных служб, так и для клиентов. Методология VDER в Нью-Йорке является ведущим примером этого подхода.

Закон о снижении инфляции и ускорении роста ВВП

Закон о сокращении инфляции (IRA) коренным образом изменил экономику распределенной генерации в Соединенных Штатах. Расширение федерального инвестиционного налогового кредита (ITC) для солнечной энергии и хранения, наряду с введением бонусных кредитов для внутреннего контента, энергетических сообществ и проектов жилья с низким доходом, значительно увеличит объем установок DG. Коммунальные предприятия должны интегрировать влияние IRA в свои долгосрочные стратегии прогнозирования нагрузки, планирования сетей и восстановления ставок. Закон предусматривает существенное финансирование сельских электрических кооперативов и развития возобновляемых источников энергии, что еще больше ускорит сдвиг.

Справедливость и будущее

По мере развития модели доходов, основным фактором должно стать обеспечение справедливости. Исторически ранние последователи DG были более состоятельными домовладельцами. Это привело к опасениям, что существует регрессивное перекрестное субсидирование, когда клиенты с низким доходом, которые не могут установить DG, в конечном итоге платят более высокие ставки для покрытия фиксированных затрат. Решение состоит не в том, чтобы замедлить принятие DG, а в том, чтобы гарантировать, что все клиенты могут извлечь из этого выгоду.

Программы общинного использования солнечной энергии и общинного хранения позволяют арендаторам, многоквартирным жильцам и домохозяйствам с низким доходом подписываться на долю местного объекта DG, получая кредит на свой счет за электроэнергию. Эти программы могут быть разработаны с учетом справедливости, гарантируя, что абоненты с низким доходом получают более высокий процент преимуществ системы. Коммунальные услуги играют центральную роль в разработке, разработке и маркетинге этих программ для обеспечения справедливого и инклюзивного перехода к распределенной сети.

Вывод: Траектория сетевых инвестиций

Влияние распределенной генерации на модели доходов от коммунальных услуг не является отдаленным риском; это главная проблема, стоящая перед электроэнергетической отраслью сегодня. Модель объемных доходов структурно несовместима с будущим DG с высоким проникновением. Спираль смерти от коммунальных услуг является реальным экономическим явлением, и она будет играть на любой полезности, которая не адаптирует свою бизнес-модель и нормативный договор.

Однако путь вперед ясен. Отделение доходов устраняет сдерживающий фактор в отношении генерации, принадлежащей клиентам. Регулирование на основе эффективности выравнивает прибыль с результатами, которые ценят клиенты и регуляторы. Бизнес-модели платформы и нежелательные альтернативы превращают DG из угрозы в класс активов. Временные и ориентированные на стоимость тарифы эффективно восстанавливают затраты и посылают правильные экономические сигналы.

Коммунальные предприятия, которые будут процветать в ближайшие десятилетия, - это те, которые принимают свою переходную роль от простого продавца товаров к сложному оператору платформы и оркестратору распределенных энергетических ресурсов. Решения, принятые руководством коммунальных служб и государственными регуляторами в течение следующих пяти лет, определят структуру, справедливость и жизнеспособность сети в течение следующих пятидесяти лет. Время для инкрементализма закончилось. Переход к распределенной энергосистеме, ориентированной на генерацию, требует смелой, перспективной трансформации бизнес-модели.