فرض کنید روی پشت‌بام یک خانه پنل خورشیدی نصب شده است. ظهر یک روز آفتابی، سیستم خورشیدی بیشتر از نیاز ساختمان برق تولید می‌کند. چند خانه آن‌طرف‌تر، مصرف‌کننده دیگری در همان ساعت به انرژی بیشتری نیاز دارد.
یک سؤال ساده شکل می‌گیرد: آیا صاحب سیستم خورشیدی می‌تواند برق مازاد خود را به آن مصرف‌کننده بفروشد؟
ایده تجارت همتا‌به‌همتای برق یا Peer-to-Peer Energy Trading (P2P) از همین سؤال آغاز می‌شود. در این مدل، مصرف‌کننده دیگر الزاماً آخرین حلقه بازار برق نیست. اگر خود نیز انرژی تولید یا ذخیره کند، می‌تواند در شرایط مناسب به یکی از بازیگران بازار تبدیل شود؛ انرژی بخرد، بفروشد یا زمان استفاده از آن را تغییر دهد.
تجارت همتا به همتای برق; بازار P2P چگونه شکل می‌گیرد؟
با افزایش تعداد سیستمهای خورشیدی پشت‌بامی، ممکن است در یک منطقه برخی ساختمان‌ها در ساعاتی از روز بیش از نیاز خود انرژی تولید کنند، در حالی که ساختمان‌های دیگر همچنان به دریافت برق نیاز دارند.
P2P تلاش می‌کند میان این تولید و تقاضای محلی یک سازوکار معاملاتی ایجاد کند. در چنین مدلی، اطلاعات مربوط به تولید و مصرف از طریق تجهیزات اندازه‌گیری ثبت می‌شود و یک پلتفرم بازار می‌تواند عرضه‌کنندگان و متقاضیان انرژی را بر اساس قواعد مشخص با یکدیگر تطبیق دهد.
آنچه معامله می‌شود، مقدار مشخصی انرژی اندازه‌گیری‌شده در یک بازه زمانی است. شبکه برق همچنان وظیفه انتقال فیزیکی انرژی را بر عهده دارد و معامله P2P یک مسیر الکتریکی اختصاصی میان خریدار و فروشنده ایجاد نمی‌کند.
به بیان دیگر، P2P یک لایه بازار روی زیرساخت موجود شبکه برق ایجاد می‌کند؛ لایه‌ای که مشخص می‌کند چه مقدار انرژی عرضه یا خریداری شده، ارزش آن چقدر است و تسویه میان شرکت‌کنندگان چگونه انجام شود.
این ساختار می‌تواند در مقیاس‌های مختلف شکل بگیرد؛ از چند ساختمان در یک مجموعه مسکونی یا تجاری تا یک جامعه انرژی شامل تعداد زیادی تولیدکننده و مصرف‌کننده. اما ایجاد چنین بازاری زمانی معنا پیدا می‌کند که انرژی تولیدشده در ساعات مختلف، ارزش یکسانی نداشته باشد.
ارزش برق فقط به مقدار آن وابسته نیست
یک کیلووات‌ساعت برق همیشه از نظر فیزیکی همان مقدار انرژی است، اما ارزش اقتصادی آن می‌تواند در ساعات مختلف متفاوت باشد.
در میانه یک روز آفتابی، ممکن است تعداد زیادی سیستم خورشیدی هم‌زمان تولید بالایی داشته باشند. در چنین شرایطی عرضه انرژی افزایش پیدا می‌کند. چند ساعت بعد، با غروب خورشید تولید PV کاهش می‌یابد، در حالی که مصرف ساختمان‌ها ممکن است همچنان بالا باشد.
این تفاوت میان زمان تولید و زمان تقاضا یکی از مهم‌ترین مسائل سیستمهای برق با سهم بالای انرژی تجدیدپذیر است.
بازارهای محلی P2P می‌توانند ساز و کاری ایجاد کنند که قیمت انرژی تا حدی تحت تأثیر همین عرضه و تقاضای محلی قرار گیرد. در برخی مدل‌ها، تولیدکننده می‌تواند انرژی مازاد خود را با شرایطی متفاوت از روش‌های معمول عرضه کند و مصرف‌کننده نیز امکان خرید از یک بازار محلی را داشته باشد.
البته قیمت نهایی فقط حاصل توافق میان خریدار و فروشنده نیست. هزینه استفاده از شبکه، تلفات، تعرفه‌ها، مالیات، هزینه تسویه و مقررات بازار همچنان باید در نظر گرفته شوند.
بنابراین هدف P2P حذف شبکه یا واسطه‌های ضروری سیستم برق نیست؛ بلکه ایجاد روش جدیدی برای ارزش‌گذاری و معامله انرژی توزیع‌شده است. و درست در همین نقطه، ذخیره‌سازی انرژی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
اگر ارزش برق در طول روز تغییر کند، سؤال دیگر فقط این نیست که انرژی مازاد را بفروشیم یا نه. سؤال مهم‌تر این است: آیا بهتر است انرژی را اکنون بفروشیم، یا آن را ذخیره کنیم و در زمان مناسب‌تری مورد استفاده قرار دهیم؟
قیمت در بازار P2P چگونه تعیین می‌شود؟
مدل‌های مختلفی وجود دارد. در ساده‌ترین حالت ممکن است قیمت مشخصی برای معاملات محلی تعیین شود.
در مدل دیگر، فروشندگان قیمت پیشنهادی خود را اعلام می‌کنند و خریداران نیز مشخص می‌کنند با چه قیمتی حاضر به خرید هستند. پلتفرم بازار سپس عرضه و تقاضا را تطبیق می‌دهد. در مدل‌های پیشرفته‌تر، قیمت می‌تواند در طول روز تغییر کند.
هنگام ظهر که تعداد زیادی پنل خورشیدی برق تولید می‌کنند، عرضه انرژی ممکن است بالا باشد. چند ساعت بعد، با کاهش تولید خورشیدی و افزایش مصرف، شرایط کاملاً تغییر می‌کند. بنابراین در یک بازار محلی انرژی، زمان تولید برق نیز می‌تواند روی ارزش آن اثر بگذارد. و همین موضوع، نقش ذخیره‌سازی را مهم‌تر می‌کند.
باتری چه چیزی را به P2P اضافه می‌کند؟
ظهر یک روز آفتابی را تصور کنید. تعداد زیادی از ساختمان‌ها انرژی خورشیدی مازاد دارند. عرضه زیاد است و خریدار کافی وجود ندارد.
ساختمانی که باتری ندارد، گزینه‌های محدودی برای انرژی مازاد خود دارد. اما مالک BESS می‌تواند تصمیم دیگری بگیرد: انرژی را اکنون ذخیره کند.
چند ساعت بعد شرایط تغییر می‌کند. خورشید غروب کرده، تولید PV کاهش یافته و مصرف افزایش پیدا کرده است. انرژی ذخیره‌شده اکنون ممکن است ارزش بیشتری داشته باشد.
اگر مقررات و ساختار بازار اجازه دهند، صاحب باتری می‌تواند انرژی را برای مصرف خود نگه دارد یا در زمان مناسب‌تری در بازار عرضه کند. بنابراین BESS یک قابلیت کلیدی وارد P2P می‌کند: انعطاف زمانی
- پنل خورشیدی تعیین می‌کند چه زمانی انرژی تولید می‌شود.
- باتری امکان تغییر زمان استفاده از انرژی را فراهم می‌کند.
- بازار P2P نیز می‌تواند برای این انرژی در زمان‌های مختلف ارزش اقتصادی ایجاد کند.
EMS؛ بفروشیم، ذخیره کنیم یا مصرف کنیم؟
با اضافه‌شدن باتری، تصمیم‌گیری پیچیده‌تر می‌شود.فرض کنید ساختمان در میانه روز انرژی خورشیدی مازاد دارد. سه گزینه وجود دارد:
- مصرف مستقیم
- ذخیره در باتری
- فروش انرژی
کدام گزینه بهتر است؟
برای پاسخ باید اطلاعات بیشتری داشته باشیم:
- قیمت فعلی انرژی چقدر است؟
- قیمت چند ساعت بعد چه خواهد بود؟
- باتری چه میزان شارژ دارد؟
- مصرف ساختمان در ساعات آینده چقدر خواهد بود؟
- تولید خورشیدی چگونه پیش‌بینی می‌شود؟
اینجا Energy Management System یا EMS وارد می‌شود.
EMS می‌تواند این اطلاعات را کنار یکدیگر قرار دهد و نحوه استفاده از انرژی را مدیریت کند. بنابراین می‌توان نقش اجزای مختلف را بسیار ساده تفکیک کرد:
PV انرژی تولید می‌کند
BESS انرژی را در زمان جابه‌جا می‌کند
EMS نحوه استفاده از انرژی را مدیریت می‌کند
P2P سازوکار معامله انرژی با سایر شرکت‌کنندگان را فراهم می‌کند
این فناوری‌ها به یکدیگر مرتبط هستند، اما نقش یکسانی ندارند.
اگر همه بخواهند ظهر برق بفروشند چه می‌شود؟
این سؤال یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های P2P را آشکار می‌کند.
محله‌ای را تصور کنید که صدها ساختمان آن پنل خورشیدی دارند. ظهر یک روز آفتابی تقریباً همه تولیدکنندگان انرژی مازاد دارند، اما تعداد خریداران محدود است.
از نظر اقتصادی، افزایش شدید عرضه می‌تواند قیمت انرژی را کاهش دهد. اما مشکل دیگری نیز وجود دارد: شبکه توزیع ظرفیت نامحدود ندارد.
اگر تعداد زیادی سیستم خورشیدی هم‌زمان توان بالایی به شبکه تزریق کنند، ممکن است مشکلاتی مانند افزایش ولتاژ، جریان معکوس یا محدودیت تجهیزات محلی ایجاد شود.
بنابراین بازار P2P نمی‌تواند فقط بپرسد: چه کسی فروشنده است و چه کسی خریدار؟
باید هم‌زمان بداند: آیا شبکه از نظر فنی قادر به پشتیبانی از نتیجه این معاملات است؟
به همین دلیل یکی از مسیرهای مهم توسعه بازارهای محلی انرژی، حرکت به سمت مدل‌های Network-Aware است؛ یعنی بازارهایی که محدودیت‌های فیزیکی شبکه را نیز در تصمیم‌گیری لحاظ می‌کنند.
P2P چه تفاوتی با Net Metering دارد؟
این دو مفهوم ممکن است در نگاه اول مشابه به نظر برسند، زیرا هر دو با تولید برق در محل مصرف مرتبط هستند. اما ساختار آن‌ها متفاوت است.
در Net Metering، رابطه اصلی معمولاً میان مالک سیستم خورشیدی و شرکت برق است. انرژی تولیدی، مصرف و انرژی تزریق‌شده طبق سازوکار مشخصی محاسبه می‌شوند. اما در P2P یک بازار میان شرکت‌کنندگان شکل می‌گیرد.
در این بازار، تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان می‌توانند طبق قواعد مشخص برای خرید و فروش انرژی با یکدیگر تعامل داشته باشند. بنابراین تفاوت اصلی فقط در تجهیزات نیست. تفاوت در ساختار بازار و نحوه ارزش‌گذاری انرژی است.
آیا P2P در هر کشوری قابل اجراست؟
خیر.
وجود پنل خورشیدی، باتری، کنتور هوشمند و حتی یک پلتفرم معاملاتی به این معنا نیست که مالک یک ساختمان می‌تواند از فردا برق خود را به همسایه بفروشد.
بازار برق تحت قوانین و مقررات مشخصی فعالیت می‌کند. برای اجرای واقعی P2P باید سؤال‌های مهمی پاسخ داده شوند:
- چه کسانی اجازه فروش برق دارند؟
- چه کسی مسئول تسویه معاملات است؟
- هزینه استفاده از شبکه چگونه دریافت می‌شود؟
- تلفات شبکه چگونه محاسبه می‌شوند؟
- اگر تولید واقعی با مقدار معامله‌شده متفاوت باشد، مسئولیت عدم تعادل با چه کسی است؟
- اگر یک معامله باعث ایجاد محدودیت در شبکه شود چه اتفاقی می‌افتد؟
- اطلاعات مصرف‌کنندگان چگونه محافظت می‌شوند؟
- و نقش شرکت برق یا اپراتور شبکه چیست؟
به همین دلیل، امکان فنی P2P با اجازه قانونی برای اجرای P2P یکسان نیست. این مدل زمانی می‌تواند در مقیاس واقعی توسعه پیدا کند که فناوری، مقررات و طراحی بازار هم زمان برای آن آماده باشند.
بزرگ‌ترین چالش P2P شاید فناوری نباشد
بسیاری از اجزای فنی موردنیاز P2P امروز وجود دارند: پنل خورشیدی، باتری، کنتور هوشمند، سیستم مدیریت انرژی، زیرساخت ارتباطی و نرم‌افزارهای معاملاتی.
اما کنار هم قرار دادن این تجهیزات آسان‌تر از طراحی یک بازار برق عادلانه، پایدار و قابل اعتماد است.
بازار باید هم‌زمان چند هدف را دنبال کند:
- برای فروشنده جذاب باشد.
- برای خریدار ارزش ایجاد کند.
- هزینه واقعی شبکه را نادیده نگیرد.
- محدودیت‌های فنی سیستم برق را رعایت کند.
- و مسئولیت هر یک از بازیگران مشخص باشد.
به همین دلیل، P2P در نقطه‌ای قرار دارد که سه حوزه به یکدیگر می‌رسند: مهندسی برق + اقتصاد انرژی + مقررات و شاید پیچیده‌ترین بخش توسعه آن دقیقاً همین نقطه باشد.
P2P چه چیزی را در آینده بازار برق تغییر می‌دهد؟
P2P قرار نیست نیروگاه‌های بزرگ، شرکت‌های برق یا شبکه انتقال و توزیع را حذف کند. شبکه همچنان بستر فیزیکی انتقال انرژی خواهد بود و اپراتورها همچنان باید ایمنی، تعادل و پایداری سیستم را حفظ کنند. تغییر اصلی در جای دیگری اتفاق می‌افتد: نقش مصرف‌کننده
در شبکه سنتی، مصرف‌کننده تقریباً در انتهای زنجیره انرژی قرار داشت. اما ساختمانی که پنل خورشیدی، باتری، خودرو برقی و EMS دارد، دیگر فقط یک مصرف‌کننده نیست.
می‌تواند درباره انرژی خود تصمیم بگیرد:
- چه زمانی مصرف کند؟
- چه زمانی ذخیره کند؟
- چه زمانی از شبکه خرید کند؟
- و در صورت وجود بازار مناسب، چه زمانی انرژی بفروشد؟
P2P Energy Trading تلاش می‌کند برای این نسل جدید از مصرف‌کنندگان و تولیدکنندگان کوچک، یک ساز و کار بازار ایجاد کند.
به همین دلیل شاید مهم‌ترین سؤال درباره آینده P2P این نباشد که: «آیا می‌توان برق خورشیدی خانه را به همسایه فروخت؟»
سؤال بزرگ‌تر این است: وقتی میلیون‌ها مصرف‌کننده خودشان نیز قادر به تولید، ذخیره و مدیریت انرژی باشند، بازار برق باید چگونه تغییر کند؟
پاسخ به این سؤال می‌تواند یکی از بخش‌های مهم تحول سیستمهای برق در سال‌های آینده باشد.
منابع: