电网边缘基础设施：推动能源转型

本·赫兹-沙格尔, Wood Mackenzie Grid Edge 全球负责人

统称为电网边缘的分布式技术和创新将成为有效为电气化世界提供动力不可或缺的一部分。 那么，资金从何而来？ 公用事业在未来将扮演什么角色？

电气化程度的提高和屋顶太阳能等分布式能源的急剧增长表明社会对电网的依赖加倍。 与此同时，自然灾害、极端天气事件和不断上涨的燃料成本正在给现有基础设施带来前所未有的压力。

重新布线网格

将需要数千亿美元来改善区域和区域间输电，使人口和商业中心能够获得数百甚至数千英里以外自然资源存在的地方生产的清洁能源。 动态功率流和线路额定值技术等新型电网增强技术 (GET) 对于最大化输电线路的容量具有无可估量的价值。 与此同时，必须全面推出智能计量——先进的公用事业费率、高效的计费和对客户能源使用的洞察力的要求。 迄今为止，在投入数百亿美元后，只有 63% 的家庭和企业安装了智能电表。

建设新型基础设施

然而，投资输配电网络仅仅是个开始。 客户对建筑和交通电气化、分布式发电和能源弹性的需求需要在电网边缘建设新型基础设施：

电动汽车充电点： 到 36 年，美国将有超过 2030 万辆电动汽车上路； 家庭充电将占主导地位，但对于无法使用路边停车位或在旅途中的司机，将需要强大的公共充电基础设施。

微电网： 企业、政府、教育机构和高危人口中心越来越需要微电网在电网出现故障时提供备用电源。

电池存储：家庭和企业的“电表后”储能越来越多地被终端客户依赖，不仅是为了恢复弹性和节省账单，而且是公用事业公司在电网受限时作为本地低碳电力容量。

它将如何支付？

到 20 年，非传统电网边缘基础设施的年度支出预计将达到 2026 亿美元（见下面的市场细分）。

_{预计 2026 年美国电网边缘市场规模（按类型）}

_{电动汽车充电基础设施 (ECVI)}

_{US $ 10.1bn}

_住宅存储

_{US $ 6.0bn}

_微电网

_{US $ 4.2bn}

_{商业和工业 (C&I) 存储}

_{US $ 1.7bn}

一个关键问题是资金将从何而来来资助这个新的基础设施？ 主要有三种选择：最终客户、私人资本或公用事业。

赋能终端客户

一种选择是让房主和企业拥有在当地为他们服务的资产。 然而，对于往往无力承担前期成本的终端客户而言，资本成本很高。 此外，资产所有权伴随着对日益复杂的技术的维护和运营责任。 虽然这可以外包，但购买资产会使客户面临资产性能和使用寿命方面的风险。

借助民间资本

第二种可能性是私募股权基金、资产管理者和其他投资者提供必要的资本。 投资者资本由分布式能源 (DER) 的开发商通过通常称为“能源即服务”的产品进行部署。 在这种模式下，投资者为安装提供资金并在其资产负债表上持有资产，而客户则支付经常性服务费以使用它。 它通常是交钥匙解决方案，服务费用涵盖运营、维护甚至资产升级。 私募股权公司和技术供应商通常会成立合资企业，充当拥有庞大资产负债表的开发商。

在微电网领域，这种方法的市场份额已从 18 年的 2019% 增长到 44 年的 2022%。与此同时，尽管拥有成本较低，但电动汽车的巨大前期溢价正在使车队即服务模式成为现实对于寻求使小型商用车和公共汽车车队电气化的初创公司来说至关重要。

对于开发商而言，能源即服务模式的一个优势在于，他们可以通过向公用事业或批发电力市场提供复杂的能源服务来自由地将资产货币化。 虽然这些都是有风险的价值流，但一些开发商愿意承保它们，根据合同期限内的预期收益减少向客户收取的服务费。

另一种可能性是将资产分拆为资产支持证券，允许其他人根据其风险承受能力进行分批投资。 太阳能零售商已经通过购电协议 (PPA) 和租赁合同将其出售给家庭和企业，而不是直接向他们出售太阳能系统。

挑战之一是电网边缘基础设施必须与昂贵的大规模可再生能源投资竞争资金。 与过去使用的基础设施基金相比，项目规模更小、风险更大，而回报率可能无法满足其风险承受能力——尤其是电动汽车充电站，目前水电费高昂但利用率低。

还值得注意的是，房主越来越多地选择低息贷款而不是购电协议。 然而，购电协议PPA
由于通货膨胀减少法案，市场份额应该会反弹，由于税收抵免增加，该法案为第三方拥有的模型创造了价格优势。

公用事业银行业务

第三种选择是公用事业公司为电网边缘项目提供资金。 在几乎所有州，投资者拥有的公用事业 (IOU) 都受到激励进行资本投资，他们可以获得受监管的回报率。 通常，这些投资是在电线杆和电线上，但雄心勃勃的公用事业公司越来越多地将电网边缘基础设施视为一个收入机会。

美国和加拿大的 27 家公用事业公司已经建立了自己的公共 EV 充电网络，而至少有四家公司已经寻求监管机构批准提供弹性即服务产品——他们将拥有和运营安装在客户场所的电池。 美国有 XNUMX 个州——全部位于西海岸或东南部——拥有部署了微电网的公用事业公司。 在投资这些获得受监管回报的资产的同时，许多公用事业公司剥离了其不受监管的业务，这些业务的投资涉及风险。

赞成者认为，电网边缘基础设施是一种公共产品，其成本应由所有公用事业纳税人承担。 反对者担心公用事业可能会通过维护其市场力量来扼杀竞争。 此外，当私人资本准备为一项资产提供资金时，可能很难证明纳税人为一项资产买单是合理的。

作为运营商的公用事业

公用事业拥有电网边缘基础设施的替代方案是利用第三方资产（从住宅智能恒温器到公用事业规模的电池系统）以经济高效地满足其可靠性需求的既定趋势。 例如，在自带设备 (BYOD) 计划中，公用事业客户可以注册他们的恒温器、电池、电动汽车充电器、电动汽车本身，甚至是连接的热水器，为公用事业提供电网服务。

随着客户继续采用分布式能源资源并寻求将其货币化，政策制定者和监管机构可能更难避免利用现有资产而不是补偿公用事业公司建设自己的资产的方法。 属于电气孤岛或面临特别快速的分布式资源采用的司法管辖区处于转向支持该模型的替代监管方法的最前沿。

在加利福尼亚州，公用事业委员会裁定，未来公用事业只能投资充电站后面的电力基础设施，而将充电站本身的投资留给其他公司。 该州还制定了一个框架，要求公用事业公司从第三方采购电网服务，并正在考虑在具有里程碑意义的监管程序中将公用事业收入与资本投资完全脱钩。

在夏威夷，监管机构走得更远，采用了一种新的基于绩效的费率制定模式， 惩罚 拥有发电资产而不是从第三方采购电网服务的公用事业公司。 其他司法管辖区可能会朝着这个方向发展，因为他们接近自己采用分布式能源的临界点。

公用事业有动力，但要关注私募股权

房主和企业不太可能能够为电网脱碳所需的电网边缘基础设施的大量投资提供资金，同时实现广泛的电气化并确保可靠性。 这就把责任和机会留给了私人资本市场和公共事业。

除非对奖励公用事业投资基础设施的传统监管进行改革，否则公用事业公司将积极寻求此类投资。 不过，所有的目光都应该放在大型私募股权基金是否愿意站出来。 通过大规模投资电网边缘基础设施，资金将向政策制定者和监管机构明确发出信号，表明他们已准备好为能源转型提供资金。

^{Ben 将在 Wood Mackenzie 的 Grid Edge 创新峰会 今年 XNUMX 月在凤凰城。 点击这里 了解更多信息。}