מערכת האנרגיה האמריקאית היא פסיפס של גלגלי שיניים רבים שכולם עובדים יחד כדי להבטיח שהכול יפעל כמתוכנן. ללא הימצאותו של כל גלגל שיניים שיבצע את תפקידו המיועד, המערכת כולה עלולה לקרוס. ברמה הכללית, יצרנים שונים (גרעין, טורבינות רוח, פחם, נפט, גז טבעי, סולארי וכו') מייצרים את החשמל שמועבר ע"י חברת החשמל מנקודת הייצור דרך ה-Grid אל המבנים והבתים בהתאם לצורך.
בארצות הברית, אופן הקנייה והמכירה של החשמל משתנה לפי האזורים השונים, בהם שווקים רגולטוריים מסוגים שונים. שווקים רגולטוריים אלה קובעים כיצד נקבעים מחירי החשמל הקמעונאיים והסיטונאיים.
בארה"ב קיימים כיום שני סוגים של שווקי חשמל:
הסוג הראשון: Bilateral Markets
כאשר רוכשים חשמל במדינות נטולות פיקוח, ספקים רוכשים חוזים עתידיים על החשמל הסיטונאי ומוכרים אותם בחזרה לצרכני האנרגיה בצורה של חוזים קמעונאיים.
שווקים מהסוג הזה נמצאים בדרום מזרח ובמערב ארה"ב והם מנוהלים ע"י חברות חשמל משולבות אנכית, כלומר ע"י חברה אשר מחזיקה בכל שרשרת אספקת האנרגיה - לרבות ייצור החשמל, העברתו מתחנות הכוח למרכזי החלוקה וכן חלוקת החשמל למשתמשי קצה. בשווקים כאלו, החברות מנהלות מו"מ על התעריפים ולכן העלויות עשויות להשתנות מאוד, בהתאם לעסקאות שהחברות מבצעות אחת עם השנייה. בשל האופי המשולב אנכית של שווקים בילטרליים, החברות הן אלו שקובעות את מקורות ייצור האנרגיה (למשל חשמל מתחדש לעומת חשמל מבוסס דלקים פוסיליים) בהם ישתמשו באזוריהן.
הסוג השני: Regional Transmission Organization (RTOs) ו-Independent System Operators (ISOs)
משנות ה-20 ועד שנות ה-90 של המאה שעברה, חברות שירות ברחבי הארץ החזיקו בשליטה מונופולית הן על ייצור והן על אספקת החשמל. החל מסוף שנות ה-80, מדינות ראו עלייה תלולה במחירי החשמל, מה שגרם למספר מדינות לבנות מחדש את משק החשמל. באותה העת, התקבלו חוקים פדרליים חדשים שהניעו את יצירתם של שווקים סיטונאיים שבהם היצרנים יכלו להתחרות על אספקת החשמל שלהם.
כיום, במדינות מוסדרות, צרכני האנרגיה רוכשים את חוזי החשמל שלהם ישירות מחברת החשמל, מכיוון שהם הספק היחיד הזמין. בשל כך, מדובר בשוק הרבה פחות תחרותי. ללא תמחור תחרותי, צרכני האנרגיה יהיו נתונים לחסדי התעריפים שנקבעו על ידי חברת החשמל.
על מנת לשמור על תעריפי חשמל סבירים ללקוחות, הרגולטורים במדינה מפקחים על האופן שבו חברות החשמל הללו קובעות את המחירים. מחירי החשמל הקמעונאיים באזורים אלה נקבעים על בסיס השבת עלויות התפעול וההשקעה של חברת החשמל לצד תשואה "הוגנת" על אותן השקעות. דרישת הכנסה זו חייבת להיות מאושרת על ידי נציבות השירותים הציבוריים של המדינה, המונעת מחברות החשמל לגבות יותר מדי מלקוחות עבור חשמל.
שירותים מוסדרים חייבים גם לבקש את אישור המדינה להשקעות בתחנות כוח. שירותים משולבים אנכית מחליטים אילו תחנות ייצור לבנות ולאחר מכן מחזירים את העלויות של השקעות אלה באמצעות תעריפי החשמל.
שווקים אלו מפוקחים כאמור ע"י סוג של רגולטור, המכונה RTO או ISO והם מנהלים כ-60% מהשוק האמריקאי. קיימים כיום עשרה ארגונים רגולטוריים שכאלו בארה"ב. רגולטורים אלו פועלים עצמאית, אינם קשורים לממשלה ופועלים ללא כוונת רווח. אלו, מאפשרים ליצרני חשמל עצמאיים למכור את החשמל אותו הם מייצרים באזור שיפוטם. ה-RTO מאפשר ליצרנים הפרטיים ממקורות ייצור שונים, כגון טורבינות רוח או מתקנים סולאריים, להגיש הצעות למכירת החשמל שלהם לרשת האזורית על בסיס תחרותי. מכיוון שמקורות אנרגיה מתחדשים, כמו רוח ושמש, הם בין שיטות ייצור החשמל הזולות ביותר כיום, ה-RTOs יכולים לתעדף אותם על פני שיטות אחרות.
מספר RTOs, וביניהם PJM, ISO-NE, NYISO ו-MISO מפעילים גם capacity markets. capacity markets משמשים לתכנון הביקושים וההיצעים של החשמל בטווח הארוך ובכך מאפשרים לעמוד בביקושים העתידיים לחשמל ולתכנן את משק החשמל בצורה נכונה יותר.
יצרנים מגישים הצעות ל"capacity market", וע"י כך הם מבטיחים לספק כמות מובטחת של חשמל בתמורה להכנסות מובטחות מהשוק. השווקים האלה קובעים איזה מקור לייצור חשמל - דלקים פוסיליים או אנרגיה מתחדשת, ישמשו את המשק, ומכאן נקבעים גם המחירים. לרגולטורים הללו יש השפעה גדולה על הכיס של צרכני החשמל ועל תמהיל ייצור האנרגיה.
ל-RTO יש כוח עצום להשפיע על מדיניות האנרגיה באזור שלו. דבר שלעתים יכול להציב אותו בסתירה מוחלטת ליעדי האנרגיה של מדינות בודדות. כאשר RTOs לא קובעים מדיניות שמתאימה ליעדי האנרגיה של המדינה, קיים שיח בין המדינה ובינם. בשנת 2021, המחוקקים כתבו ל-PJM[1] כי הם מודאגים ממחיר ההצעה המינימלית, שהפך את המצב לכמעט בלתי אפשרי עבור יצרני האנרגיה המתחדשת להתחרות ב- capacity market של PJM. כתוצאה מכך, ה-PJM העביר שינוי שנועד להקל על יצרני האנרגיה המתחדשת ולהאיץ את המעבר הכללי של ארה"ב לאנרגיה מתחדשת[2], בהתאם להסכם פריז.
יזמים מתחום האנרגיה המתחדשת הפועלים הארה"ב, וביניהם חברות ישראליות כמו OPC, אנלייט וכן אנרג'יקס, חייבים להכיר לעומק את שיטת התמחור והרגולציה באזורים בהן הן פועלות.
PJM Interconnection
ה-PJM Interconnection הוקם ב-1927 ובמהלך השנים התפתח כתגובה לשינויים בתעשיית האנרגיה, הרגולציה וההתקדמות הטכנולוגית. הארגון הפך ל-RTO (Regional Transmission Organization) מלא ב-1997, בעקבות המנדט של הוועדה הפדרלית לתקנת האנרגיה (FERC) לקדם תחרות בשווקי חשמל סיטונאיים ולשפר את אמינות הרשת.
כיום, ה-PJM Interconnection הוא אחד מארגוני ההולכה האזוריים (RTOs) הגדולים בארצות הברית, הממלא תפקיד מרכזי בהבטחת האמינות והיציבות של רשת החשמל בארה"ב הגדולה. הארגון הוא למעשה סוג של רגולטור והוא פועל ללא מטרות רווח. רשת ה-PJM מרכזת את תנועת החשמל הסיטונאי ב-13 מדינות בארה"ב (בחלקן באופן מלא ובחלק באופן חלקי) וכן במחוז קולומביה, ומשרתת למעלה מ-65 מיליון אנשים. המדינות בהן PJM פעילה הן דלאוור, אילינוי, אינדיאנה, קנטקי, מרילנד, מישיגן, ניו ג'רזי, צפון קרוליינה, אוהיו, פנסילבניה, טנסי, וירג'יניה, מערב וירג'יניה וכאמור, מחוז קולומביה. פעילות PJM משתרעת על אזור גיאוגרפי מגוון, מהמערב התעשייתי ועד לחוף המזרחי המאוכלס בצפיפות, ומנהלת ביקושי שיא של למעלה מ-165,000 MW. כמו כן, PJM אחראית על תכנון הרחבות ברשתות ההולכה האזוריות כדי להבטיח זמינות עתידית לצרכני החשמל, והיא מפקחת על מערכת הולכה במתח גבוה, המשתרעת על פני כ-84,000 מיילים.
ה-PJM Interconnection, ממלא תפקיד מרכזי במשק החשמל בארה"ב, בין היתר באמצעות פרסום מכרזים ומנגנוני שוק שונים. מכרזים אלו משפיעים באופן משמעותי על אמצעי ייצור החשמל, ביניהם גם הגז הטבעי, הרוח והאנרגיה הסולארית, ומשפיעים על החלטות השקעה בתחום, על התחרותיות בשוק ועל תמהיל האנרגיה הכולל בתחום השיפוט שלו. כל מתעניין מתחיל בשוק האנרגיה האמריקאי חייב להכיר את PJM כדי להבין את התנהלות השוק.
שוק זמינות החשמל בטריטוריית PJM
במכרז הזמינות האחרון שפורסם ע"י PJM, ביולי האחרון, הנקרא Base Residual Auction (BRA), נקבע מחיר הזמינות ל-269.92$ ל-MW ליום[3], לתקופה שבין אמצע 2025 עד אמצע 2026. מדובר בעלייה משמעותית במחיר ביחס ל-2024/2025, אז המחיר שנקבע במכרז היה 28.92$ ל-MW ליום. מחיר זה משפיע באופן משמעותי על הביקושים, אך נקבע גם שינוי במקדמי החישוב עבור המגזרים השונים, והשינוי הזה משפיע על ההיצעים. מאחר שמתקני ייצור האנרגיה השונים אינם פועלים ב-100% Capacity לאורך שעות היממה, מוגדרים כאמור, מקדמי חישוב עבורם, המגדירים את התפוקה הממוצעת הצפויה מכל משאב ביחס לפוטנציאל המרבי שלו.
מחירי הזמינות שנקבעו במכרז היו גבוהים יותר בכל רחבי ה-RTO וזאת עקב ירידה באספקת החשמל שנגרמה בעיקר ממספר רב של פרישות יצרנים (=ירידה בהיצע בהיקף של כ-6,600 MW), בשילוב עם ביקוש מוגבר לחשמל, עם עלייה ברזרבות הנדרשות ועם יישום רפורמות שוק שאושרו ע"י ה-FERC. תחזית עומס השיא גדלה מ-150,640 MW עבור 2024/2025 ל-153,883 MW עבור 2025/2026.
מכרז ה-BRA האחרון הניב רכישה של 135,684 MW לתקופה של 1 ביוני 2025, עד 31 במאי 2026. הדבר מחייב תוספת של 10,886 MW לסך כולל של 146,570 MW. סך הכמות הנרכשת ב-BRA מייצג מרווח רזרבה של 18.5%, בהשוואה למרווח רזרבה של 20.4% ב-BRA של 2024-2025.
המכרז הבא, עבור אמצע 2026 ועד אמצע 2027, מתוכנן לדצמבר 2024 והצפי הוא כי ייקבעו בו מחירים דומים למחירי המכרז האחרון.
המקדמים שנקבעו עבור יצרני האנרגיה השונים
מחזור גז טבעי משולב (CC – combined cycle): 79%. מקדם קיבולת גבוה זה מצביע על האמינות והעקביות של מפעלי גז CC באספקת כוח. הם משמשים לעתים קרובות הן לעומס בסיס והן לעומס שיא בשל היעילות והגמישות שלהם.
רוח: 35%. מקדם הקיבולת של אנרגיית הרוח משקף שונות במהירויות הרוח. הדבר תורם באופן משמעותי בזמנים שבהם תנאי הרוח נוחים אך פחות בתקופות של רוח נמוכה.
אנרגיה סולארית: 12%. מקדם הקיבולת הנמוך יותר של אנרגיה סולארית נובע ממחזור היום-לילה ומתנאי מזג האוויר, המשפיעים על זמינותו.
טורבינת בעירת גז טבעי (CT): בדרך כלל בסביבות 20-30%. אלה משמשות בדרך כלל להספק שיא בשל יכולתן להתניע במהירות, אך יש להן מקדמי קיבולת נמוכים יותר מכיוון שהן אינן בשימוש רציף, בשל חוסר יעילותן האנרגטית.
כורים גרעיניים: 90-95%. לכורים הגרעיניים אחד ממקדמי הקיבולת הגבוהים ביותר וזאת בשל יכולתם לפעול כמעט ברציפות, ולספק מקור אנרגיה יציב ואמין כל הזמן.
פחם: 50-70%. לתחנות פחמיות מקדם קיבולת נמוך בשל גורמים כלכליים וסביבתיים, הגורמים לחלק מהתחנות להיות בשימוש בתדירות נמוכה יותר בהשוואה למפעלי גז טבעי.
הידרו: 30-40%. בתחום זה המקדם משתנה באופן משמעותי בהתאם לזמינות המים ולתנאים האזוריים.
השינוי במקדמים ביחס לשנה הקודמת, תרם לעליית המחירים. מקדם הסולאר, שירד מאזור 40% ל-12%, יצר מצב של ירידת היצע מול עליית ביקושים ותרם לעליית המחירים. הדבר גרם הלכה למעשה לתוספת הכנסות עבור מי שמוכר זמינות. מקדם הגז הגבוה יחסית שנקבע משפיע מאוד על הכדאיות להקים תחנות גז חדשות וזו גם הייתה כוונת הרגולטור. הנהירה לגז מגבירה גם הקמת "דאטה סנטרים", בייחוד ע"י חברות עתירות משאבים כספיים. הדאטה סנטרים מגבירים את הביקושים לחשמל ויש להם בעיה אמיתית של חיבור לרשת. כשמגיע צרכן חשמל חדש ומעוניין להתחבר לרשת עם תצרוכת של כ-1,000 MW, הוא יקבל אישור מ-PJM להקמת המתקן רק לאחר מספר שנים, ועבור שחקנים רבים מדובר במועד רחוק מידי. לכן, שחקנים גדולים כמו אמזון, גוגל וחברות נוספות מתעניינים ברעיון של הקמת תחנת ייצור חשמל מגז, ללא קשר למחירי החשמל ולעלויות ההקמה, משום שלצידה ניתן להקים דאטה סנטר מבלי להמתין מספר שנים לחיבורו לרשת החשמל. כמו כן, ע"י הקמת הדאטה סנטרים בשילוב השקעה בשדות סולאריים ורכישת זיכויי פחמן או הטמנתו, מתכוונות שחקניות הענן הגדולות בשוק הענן להגיע תוך כעשור לפליטות נטו ברמה אפסית.
