في وقت سابق من هذا العام، أوضحنا الأسباب التي أدت إلى ارتفاع فواتير الكهرباء بنسبة 20% تقريباً لسكان منطقة PJM، وهي أكبر سوق للكهرباء في أمريكا. كان السبب الرئيسي هو خيارات تصميم مزادات PJM وكيفية نمذجة الطلب والعرض. لفهم حجم المشكلة بشكل أفضل، أمضى فريق نموذج الطاقة لدينا الأشهر الستة الماضية في هندسة عكسية لنموذج نظام PJM الرئيسي، وهو ‘دراسة متطلبات الاحتياطي’ (Reserve Requirement Study)، والذي كان حتى الآن بمثابة صندوق أسود. تحدد هذه الدراسة نوع وعدد محطات الطاقة التي يجب شراؤها لضمان موثوقية الكهرباء، وذلك باستخدام مزاد سنوي يكلف المليارات كل عام.
مسلحين بنموذج أعيد بناؤه، نرى أن المشكلة أسوأ مما كنا نعتقد. يتضمن نموذج PJM أخطاء نقدر أنها كلفت جميع سكان المنطقة البالغ عددهم 66 مليون نسمة ما مجموعه 12 مليار دولار بين عامي 2025 و 2027 وحدهما. كان من الممكن أن ترتفع فواتير الكهرباء المنزلية بوتيرة أقل بكثير لو كان نموذج PJM دقيقاً. إن نموذج PJM مناهض للنمو هيكلياً، مع سوق قدرة سيء التصميم وفريد عالمياً، ونظام حوكمة أكبر من أن يعمل بفعالية. هذه الإخفاقات تضخم التأثير السلبي لنمذجة النظام السيئة، وهو محور هذا التقرير.
- يقلل PJM من تقدير محطات الطاقة الحالية بنحو 4 جيجاوات؛ بسبب منهجية لا تأخذ في الاعتبار الكفاءة الأعلى لمحطات الطاقة في الشتاء وتحسين مرونة محطات الطاقة منذ عاصفة إليوت.
- أهدر PJM حوالي 12 مليار دولار من أموال دافعي الضرائب من 2025 إلى 2027 بسبب هذه المنهجية الضعيفة، والتي بالغت بشكل كبير في تقدير النقص في العرض/الطلب الذي واجهته.
- مزاد الطوارئ في PJM يعرض دافعي الضرائب للخطر من خلال توقيع عقود لكمية كبيرة جداً من الطاقة دون وجود أطراف مقابلة ملتزمة.
باستخدام منحنيات العرض والطلب الخاصة بـ PJM، نحسب أن نمذجة أفضل كانت ستؤدي إلى توفير 6.7 مليار دولار مع شراء طاقة أقل بـ 0.014 جيجاوات فقط (نعم، 14 ميجاوات) لعامي 2025/2026؛ ثم 4.9 مليار دولار و 0.8 جيجاوات لعامي 2026/2027. أجبر PJM نفسه على العمل عند الحد الأقصى، لذا فإن النمذجة غير الدقيقة لقدرات محطات الطاقة لها تأثير هائل على تكاليف المزاد.
نعتقد أن PJM يفشل في نمذجة خاصيتين حرجتين للعرض بدقة، على الرغم من إقرار أصحاب المصلحة الرئيسيين بأهميتهما وواقعيتهما:
- لا ينسب PJM الفضل إلى كيفية جعل الهواء البارد والكثيف محطات الغاز مولدات كهرباء أقوى بنسبة تصل إلى 25% في الشتاء؛ و
- لم يتم تحديث حسابات مخاطر PJM لتعترف بأنه منذ عام 2024، استثمرت 400 من أصل 700 محطة غاز في PJM تقريباً في تدابير التأهب الشتوي استجابةً للانقطاعات الناجمة عن عاصفة إليوت.
تُستخدم البيانات التاريخية للأداء في PJM، مما يعني أنه إذا تعثر مورد مرة واحدة، فإن الطريقة الوحيدة لزيادة الموثوقية هي الانتظار لأكثر من عقد من الزمان للتخلص من هذا الحدث من النظام. لا يمكن لأي قدر من الاستثمارات أو اللوائح أو الضمانات أن يرفع هذا الحكم. ونتيجة لذلك، لا تزال أحداث مثل «دوامة القطبية» عام 2013 وعاصفة إليوت عام 2022 هي المحرك الأكبر لمخاطر الموثوقية حتى يومنا هذا. إن نظام PJM الجديد يبالغ في تقدير المخاطر في أشهر الشتاء مما يؤدي إلى الإفراط في بناء محطات الطاقة.
يحتوي PJM على سوقين: أحدهما للطاقة والذي يعمل في الوقت الفعلي، والآخر للقدرة على أساس سنوي. يدفع عقد القدرة لمحطة ما مقابل توفرها، وليس مقابل إنتاج الطاقة. وللأسف، يدير PJM مزاد قدرة واحد يشمل 92-93% من سعة الأسطول، لكل من المولدات القائمة والجديدة. وهذا يمثل مشكلة لأن هذه منتجات مختلفة بشكل جوهري؛ المولدات الجديدة لديها تكاليف هامشية طويلة الأجل أكبر بكثير، بينما تحتاج المولدات القائمة فقط لتغطية تكاليفها الثابتة السنوية.
يعني تصميم هذا المزاد أنه إذا كان هناك نمو في الطلب على الكهرباء يتطلب بناء محطات جديدة، فإن الأسعار ستحتاج إلى الارتفاع بشكل كبير مقارنة بالوضع الأساسي. في حالة PJM، ارتفع سعر الأسطول بأكمله من 28.92 دولارًا إلى 270-333 دولارًا لكل ميجاوات في اليوم، أي حوالي 20 إلى 40 ضعفًا لسعر 8-14 دولارًا الذي كانت تقدمه المحطات القائمة نفسها. وهذا يخلق مكاسب غير متوقعة ضخمة للمولدات القائمة دون زيادة سعة التوليد في النظام بطريقة فعالة بالضرورة.
لقد قمنا بحساب السعر والحجم الذي كانت ستصل إليه المزادات الأربعة الأخيرة لو كانت دراسة متطلبات الاحتياطي أكثر دقة. إن تحسين النمذجة هذا يحول منحنى الطلب إلى اليسار. نجد أن مزادات عامي 2025/2026 و 2026/2027 كانت ستشهد وفورات بقيمة 11.57 مليار دولار، مع نطاق حساسية يتراوح بين 8.0 مليار و 14.5 مليار دولار مجتمعة، مع توفير أكثر من متطلبات الموثوقية.
تتكون منحنى العرض في سوق PJM للقدرة من منحنى بزاوية قائمة تقريباً: الغالبية العظمى منه منخفضة ومسطحة، ثم زيادة مطردة، قبل أن ترتفع بشكل حاد في النهاية. وهذا يعكس أن معظم محطات الطاقة في PJM موجودة منذ فترة، وتقدم عروضاً منخفضة لأن لديها فرقاً بسيطاً بين تكاليفها الهامشية القصيرة والطويلة الأجل. ولكن بعد ذلك، تقدم محطات الطاقة الجديدة عروضاً مرتفعة لتتمكن من تحمل تكلفة البناء السريع وتغطية مخاطرها. إن شكل منحنيات العرض في PJM هو السبب في أنه إذا كنت عند حدودها، فإن التغيير الصغير في الكمية المطلوبة له تأثير هائل على السعر وعلى التكلفة الإجمالية، حتى مع تأثير ضئيل على الحجم الذي تم شراؤه.
في مزاد 2025/2026، لو تم حساب دراسة متطلبات الاحتياطي بشكل مختلف، لكان منحنى الطلب قد تحول إلى اليسار بمقدار 2.7 جيجاوات. لكان هدف القدرة المطلوبة المعدل 130.9 جيجاوات، ولكان المزاد قد انتهى عند 135.7 جيجاوات بسعر 135 دولاراً (خصم 50%). وهذا يعني توفير 6.7 مليار دولار للمزاد بأكمله.
أما مزاد 2026/2027 فقد تضمن أول سقف أسعار مفروض سياسياً. لو تم حساب دراسة متطلبات الاحتياطي بشكل مختلف، لكان منحنى الطلب قد تحول إلى اليسار بمقدار 3.1 جيجاوات. لكان هدف القدرة المطلوبة المعدل 131.4 جيجاوات، ولكان المزاد قد انتهى عند 133.6 جيجاوات بسعر 230 دولاراً، أي توفير 4.9 مليار دولار في المزاد الكلي.
إن الشراء الزائد سيء في أي مزاد، لكن مزاد الدعم هذا لا يملك طرفاً مقابلاً محدداً. يخطط PJM للدفع مقابل بناء محطات الطاقة بناءً على توقع وصول الطلب على الطاقة لاحقاً. ولكن إذا لم يصل هذا الطلب، فسيتعين على PJM أن تدفع بالرغم من ذلك. في هذه الحالة، سيقع العبء مرة أخرى على عاتق دافعي الضرائب من السكان.
اقترح أعضاء PJM تصميم دعم يعتمد على الاشتراك الطوعي، حيث تلتزم الأحمال الكبيرة الجديدة بالدفع مقابل القدرة الجديدة قبل شرائها. حصل هذا التصميم على دعم كبير، لكن مجلس الإدارة ألغاه، بحجة أنه «لن يوفر ضماناً كافياً لضمان توفير القدرة اللازمة لسد النقص الملحوظ على المدى القريب».
هذا يؤكد أهمية تحسين نمذجة النظام. لقد قرر المجلس أن مزاد الطوارئ عالي المخاطر هذا ضروري بسبب نمذجة تبالغ في تقدير النقص على المدى القريب. النقص على المدى القريب حالياً هو 6.8 جيجاوات، ولكن بإعادة الحساب، سيكون 3.0 جيجاوات فقط، وهو مبلغ كان من الممكن أن يغطيه نموذج الاشتراك على الأرجح.
سوق القدرة المركزي في PJM فشل تماماً في دوره الأساسي المتمثل في حل نقص القدرة. في مواجهة أول حالة نمو متواضع في تاريخه الحديث، لم يتمكن سوق القدرة من توفيرها. بدلاً من ذلك، أدت تصميمات PJM إلى سوء تخصيص هذه الأموال كأرباح غير متوقعة للمولدات القائمة، مع تقييد العرض بمهل زمنية قصيرة وطوابير ربط طويلة.
بصرف النظر عن نموذجنا الهندسي العكسي، لا شيء تقريباً من هذا جديد. لقد اقترح PJM في عام 2023 سوق قدرة كامل لموسمين، لكنه سحبه. في سبتمبر 2024، خلصت هيئة مراقبة السوق المستقلة إلى أن تقدير قدرة محطات الطاقة الحرارية في الشتاء كان سيخفض فاتورة القدرة لذلك العام بمقدار 2.7 مليار دولار، وما يصل إلى 8.0 مليار دولار بخلاف ذلك. ومع ذلك، لم يتم تطبيق هذه التغييرات الأساسية.
توصياتنا الرئيسية هي:
- يجب تنفيذ توصيات النمذجة هذه لمزاد الطوارئ وكذلك للمزادات المستقبلية.
- يجب إجراء تحقيق في الإفراط في إنفاق أموال دافعي الضرائب في مزادات 2025/2026 و 2026/2027.
- يجب فصل مزادات القدرة القائمة مقابل الجديدة.
لقد فشل سوق القدرة المركزي في PJM فشلاً ذريعاً في دوره الأساسي المتمثل في حل نقص القدرة. في مواجهة أول حالة نمو متواضع في تاريخه الحديث، لم يتمكن سوق القدرة من توفير القدرة. وبدلاً من ذلك، أدى تصميم PJM إلى سوء تخصيص هذه الدولارات كأرباح غير متوقعة للمولدات القائمة مع تقييد العرض بمهل زمنية قصيرة وطوابير ربط طويلة. إن PJM يحرز تقدماً في إنشاء سوق طاقة ثالث في شكل مزاد الطوارئ هذا خصيصاً للتوليد الجديد. ولكن من خلال القيام بذلك، فإنه يحول الأخطاء طويلة الأمد إلى التزامات طويلة الأمد مع استمرار دقة نمذجة الموارد الأساسية في الهواء.
على الرغم من أن نقاط النمذجة المحددة هذه قد نوقشت من قبل ولكن دون نجاح في التنفيذ، فإننا نأمل أن يؤدي هذا الجهد في الهندسة العكسية وإطلاق «الصندوق الأسود» لـ PJM إلى تحريك النقاش من خلال الكشف عن حجم التأثير الذي يمكن أن يحدثه هذا التغيير في المنهجية. يجب علينا التأكيد على وجود معلومات أساسية غير متاحة، وقد أبرزناها. وهذا يؤدي إلى أن نمذجتنا هي في أفضل الأحوال تقريب جيد. إذا كنا حتى نصف صواب، فإننا بحاجة إلى تغيير هذه النمذجة على وجه السرعة لتجنب المزيد من الهدر وخلق إشارة أوضح لما هو مطلوب من قدرة جديدة لتمكين PJM من النمو مرة أخرى.