DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2025.05.082
تاريخ النشر: 2025-06-01
المؤلف: Lorenzo Giannuzzo وآخرون
الموضوع الرئيسي: الطاقة المتجددة والاستدامة
نظرة عامة
تؤكد هذه الورقة البحثية على الدور الحاسم لمجتمعات الطاقة المتجددة (RECs) في تعزيز أنظمة الطاقة المستدامة وضرورة التقييم الفعال للأداء من خلال مؤشرات الأداء الرئيسية (KPIs). تستعرض الدراسة بشكل منهجي أكثر من 200 ورقة بحثية، وتحدد وتصنف 316 مؤشر أداء رئيسي، والتي تم تنقيحها لاحقًا إلى مجموعة مبسطة من 117 مؤشر موحد. في النهاية، يقدم المؤلفون قائمة مرجعية من 25 مؤشرًا أساسيًا، مصنفة عبر أربعة مجالات رئيسية: الطاقة، والاقتصاد، والاجتماع، والبيئة. تهدف هذه المجموعة إلى تزويد أصحاب المصلحة – بما في ذلك صانعي السياسات، ومديري مجتمعات الطاقة المتجددة، وأعضاء المجتمع – برؤى قابلة للتنفيذ للتخطيط، والعمليات، والرصد، والمعايير، مما يعزز الاستدامة والأداء على المدى الطويل لمجتمعات الطاقة المتجددة.
تسلط النتائج الضوء على أهمية مؤشرات الأداء الرئيسية المتعلقة بالطاقة في فهم ديناميات مجتمعات الطاقة المتجددة، بينما تشير أيضًا إلى الحاجة إلى مؤشرات أكثر استهدافًا تعالج الأبعاد الاقتصادية والاجتماعية ذات الصلة بأعضاء المجتمع الفرديين. تدعو الدراسة إلى إجراء أبحاث مستقبلية لتطوير مؤشرات أداء رئيسية سهلة الاستخدام تشرك أعضاء مجتمعات الطاقة المتجددة بشكل أكثر نشاطًا وتستكشف الآثار الاقتصادية للخدمات المساعدة داخل هذه المجتمعات. من خلال تنقيح وتوسيع الإطار المقترح، تهدف الأبحاث إلى ضمان أن مجتمعات الطاقة المتجددة لا تزدهر فحسب، بل تعمل أيضًا كنماذج للاستدامة وتمكين المجتمع في مشهد الطاقة المتطور.
مقدمة
لقد أسس تقديم حزمة تشريعات الطاقة النظيفة لجميع الأوروبيين (CEP)، وخاصة من خلال التوجيه EU 2018/2001 (توجيه الطاقة المتجددة أو RED II)، أطرًا قانونية جديدة تعترف بالدور المتطور للمستهلكين في قطاع الطاقة، لا سيما من خلال تشكيل مجتمعات الطاقة المتجددة (RECs). تهدف مجتمعات الطاقة المتجددة، التي تتكون من المواطنين، والشركات الصغيرة والمتوسطة (SMEs)، والسلطات المحلية، إلى إدارة موارد الطاقة المتجددة بشكل جماعي، وتعزيز الحكم الديمقراطي وإعطاء الأولوية للفوائد الاجتماعية والاقتصادية والبيئية على الربح. تسهل هذه المجتمعات الانتقال من إنتاج الطاقة المركزي إلى نموذج لامركزي، مما يمكّن من توليد الطاقة المحلية، والاستهلاك، وبيع الفائض المحتمل في سوق الطاقة، مما يعزز استقرار الشبكة وكفاءتها.
على الرغم من إمكاناتها، تظل مجتمعات الطاقة المتجددة مفهومًا ناشئًا ضمن سياسة الطاقة في الاتحاد الأوروبي، حيث تفتقر العديد من الدول الأعضاء إلى الأطر التشريعية الداعمة قبل حزمة CEP. تتطلب تعقيدات تطوير سياسات جديدة لمجتمعات الطاقة المتجددة نهجًا شاملاً يدمج مختلف قطاعات الطاقة ويعالج الحواجز القائمة. تسلط الأبحاث الحالية الضوء على الفرص الكبيرة لتعزيز فهم مجتمعات الطاقة المتجددة من خلال التصميم الفني، ودمج السياسات، والنمذجة الاقتصادية. ومع ذلك، هناك فجوة ملحوظة في الأدبيات بشأن التقييمات المنهجية لمؤشرات الأداء الرئيسية (KPIs) لتقييم مشاريع مجتمعات الطاقة المتجددة. تهدف هذه الورقة إلى معالجة هذه الفجوات من خلال اقتراح منهجية منظمة لتحديد وتصنيف وتعريف مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الصلة بمجتمعات الطاقة المتجددة، مما يوفر إطارًا قويًا للأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية في تقييم تأثير هذه المجتمعات.
الطرق
توضح قسم المنهجية مراجعة منهجية للأدبيات تهدف إلى تقييم تطبيق مقاييس الأداء، وخاصة مؤشرات الأداء الرئيسية (KPIs)، في تحليل مجتمعات الطاقة المتجددة (RECs). تم إجراء المراجعة بواسطة فريق متعدد التخصصات، وتتناول السؤال المركزي: “ما هي الحالة الحالية لتطبيق مقاييس الأداء لتحليل مشاريع مجتمعات الطاقة المتجددة؟”
تم هيكلة المنهجية في أربع مراحل متميزة: (1) **بحث الأدبيات** – تم إجراء بحث شامل عن الدراسات ذات الصلة بمؤشرات الأداء الرئيسية ومجتمعات الطاقة المتجددة باستخدام قواعد بيانات Scopus وWeb of Science؛ (2) **إنشاء قاعدة بيانات** – تم استخراج مؤشرات الأداء الرئيسية من الأوراق البحثية المحددة التي تركز على تحليل مجتمعات الطاقة المتجددة؛ (3) **تصنيف وتوحيد مؤشرات الأداء الرئيسية** – تم تجميع وتصنيف ورسم مؤشرات الأداء الرئيسية المستخرجة بناءً على معايير مختلفة؛ (4) **قائمة مرجعية لمؤشرات الأداء الرئيسية** – تم تجميع قائمة شاملة بأهم مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الصلة بمجتمعات الطاقة المتجددة. يضمن هذا النهج المنهجي إطارًا قويًا لفهم مقاييس الأداء القابلة للتطبيق على مشاريع مجتمعات الطاقة المتجددة.
النتائج
تؤكد النتائج من التحليل متعدد المعايير (MCA) على أهمية مؤشرات الأداء الرئيسية المحددة في تقييم أداء مجتمعات الطاقة المتجددة (RECs). يحدد التحليل مؤشرات الأداء الرئيسية للطاقة الأعلى تصنيفًا، بما في ذلك معدل الإنتاج الذاتي الكهربائي (ESP)، ومعدل الاكتفاء الذاتي (SSR)، ومعدل الاستهلاك الذاتي (SCR)، والتي توفر رؤى حاسمة حول الديناميات الطاقية ذات الصلة بأصحاب المصلحة وصانعي السياسات. ومن الجدير بالذكر أنه بينما يتم تضمين عامل تفاعل الطاقة الشبكية (GEIF) في قائمة مؤشرات الأداء الرئيسية، إلا أنه لا يحتل مرتبة عالية مثل الانحراف المعياري للتردد (F std)، الذي يعد حاسمًا لتقييم مخاطر انقطاع التيار الكهربائي. تشير النتائج إلى أن تصنيف مؤشرات الأداء الرئيسية قد يتأثر بتعريفاتها الرياضية وتكرار استخدامها في الأدبيات الحالية، كما هو الحال مع SSR وSCR.
في المجال الاقتصادي، يكشف التحليل عن مجموعة متنوعة من مؤشرات الأداء الرئيسية تتراوح من القيمة الحالية الصافية (NPV) إلى تقليل فواتير الطاقة (EBR)، والتي تعتبر ضرورية لتقييم الأثر الاقتصادي للأسواق المحلية للطاقة داخل مجتمعات الطاقة المتجددة. ومع ذلك، فإن بعض المؤشرات، مثل النفقات الرأسمالية (CAPEX) وتدفق النقد السنوي للطاقة (AEC)، على الرغم من استخدامها بشكل متكرر، إلا أنها لا تهيمن على تصنيفات MCA بسبب استخدامها الشائع دون إعادة تعريف. بالإضافة إلى ذلك، تظهر المؤشرات الاجتماعية المستمدة من MCA درجات مشابهة، مما يشير إلى التركيز على تفاعلات المستخدمين والحكم داخل مجتمعات الطاقة المتجددة، ولكنها أيضًا تسلط الضوء على التكرار بين مؤشرات الأداء الرئيسية مثل رضا المواطنين (CS) والتمثيل المحلي (LR). تؤكد الدراسة على الحاجة إلى استكشاف أكبر للمجالات الممثلة تمثيلاً ناقصًا، مثل تأثير مجتمعات الطاقة المتجددة على فقر الطاقة وحوكمة البيانات، لتعزيز شمولية تقييمات أداء مجتمعات الطاقة المتجددة.
المناقشة
ت outlines قسم المناقشة في الورقة البحثية منهجية شاملة لتحديد وتصنيف مؤشرات الأداء الرئيسية (KPIs) ذات الصلة بمجتمعات الطاقة المتجددة (RECs). يتم تقسيم عملية مراجعة الأدبيات إلى ثلاث مراحل: الاستكشاف، والفحص، والأهلية، مما يؤدي إلى تحديد 53 ورقة بحثية تعرف مؤشرات الأداء الرئيسية بشكل صريح من خلال الصيغ الرياضية. تم استخراج ما مجموعه 316 مؤشر أداء رئيسي، مصنفة إلى مجالات الطاقة، والاقتصاد، والبيئة، والاجتماع، مع كون مؤشرات الأداء الرئيسية المتعلقة بالطاقة هي الأكثر انتشارًا. قللت مرحلة التصنيف والتوحيد من هذا العدد إلى 117 مؤشر أداء رئيسي موحد من خلال تطبيق معايير مثل المساواة، والتشابه، والترابط، والتميز، مما ساعد في القضاء على التكرارات وتنقيح التعريفات.
تم تطوير قائمة مؤشرات الأداء الرئيسية النهائية من خلال تحليل متعدد المعايير (MCA)، الذي صنف مؤشرات الأداء الرئيسية بناءً على تكرارها، وتغطية استخدامها، وتغطية الأهداف. كشفت هذه التحليلات أن مؤشرات الأداء الرئيسية الأعلى تصنيفًا كانت تلك المعرفة بشكل متكرر عبر سياقات مختلفة، مما يشير إلى أهميتها في تقييم الأداء. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى اختيار مقاييس عملية وسهلة الاستخدام، مقترحةً حدًا أقصى من ثمانية مؤشرات أداء رئيسية لكل مجال تشغيلي لتسهيل التطبيق الفعال في مشاريع مجتمعات الطاقة المتجددة في العالم الحقيقي. بشكل عام، تؤكد النتائج على الاهتمام المتزايد بمجاميع الطاقة المتجددة والدور الحاسم لمؤشرات الأداء الرئيسية المحددة جيدًا في تقييم أدائها عبر أبعاد متعددة.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2025.05.082
Publication Date: 2025-06-01
Author(s): Lorenzo Giannuzzo et al.
Primary Topic: Renewable Energy and Sustainability
Overview
This research paper emphasizes the critical role of Renewable Energy Communities (RECs) in advancing sustainable energy systems and the necessity for effective performance evaluation through Key Performance Indicators (KPIs). The study systematically reviews over 200 research papers, identifying and categorizing 316 KPIs, which were subsequently refined into a streamlined set of 117 unified indicators. Ultimately, the authors present a curated KPI Reference List of 25 essential indicators, categorized across four key domains: energy, economic, social, and environmental. This toolkit aims to provide stakeholders—including policymakers, REC managers, and community members—with actionable insights for planning, operations, monitoring, and benchmarking, thereby enhancing the long-term sustainability and performance of RECs.
The findings highlight the importance of energy-related KPIs in understanding REC dynamics while also pointing to the need for more targeted indicators that address economic and social dimensions relevant to individual community members. The study advocates for future research to develop user-friendly KPIs that engage REC members more actively and explore the economic impacts of ancillary services within these communities. By refining and expanding upon the proposed framework, the research aims to ensure that RECs not only thrive but also serve as exemplars of sustainability and community empowerment in the evolving energy landscape.
Introduction
The introduction of the Clean Energy for All Europeans (CEP) legislative package, particularly through Directive EU 2018/2001 (Renewable Energy Directive or RED II), has established new legal frameworks that recognize the evolving role of consumers in the energy sector, notably through the formation of Renewable Energy Communities (RECs). RECs, which consist of citizens, small and medium-sized enterprises (SMEs), and local authorities, aim to collectively manage renewable energy resources, fostering democratic governance and prioritizing socio-economic and environmental benefits over profit. These communities facilitate a transition from centralized energy production to a decentralized model, enabling local energy generation, consumption, and potential surplus sales in the energy market, thereby enhancing grid stability and efficiency.
Despite their potential, RECs remain a nascent concept within EU energy policy, with many Member States lacking supportive legislative frameworks prior to the CEP. The complexity of developing new policies for RECs necessitates a comprehensive approach that integrates various energy sectors and addresses existing barriers. Current research highlights significant opportunities for advancing the understanding of RECs through technical design, policy integration, and economic modeling. However, there is a notable gap in the literature regarding systematic evaluations of Key Performance Indicators (KPIs) for assessing REC projects. This paper aims to address these gaps by proposing a structured methodology for identifying, categorizing, and defining KPIs relevant to RECs, thereby providing a robust framework for future research and practical applications in evaluating the impact of these communities.
Methods
The methodology section outlines a systematic literature review aimed at assessing the application of performance metrics, specifically Key Performance Indicators (KPIs), in the analysis of Renewable Energy Communities (RECs). Conducted by a multidisciplinary team, the review addresses the central question: “What is the current state of the art in applying performance metrics to analyze REC projects?”
The methodology is structured into four distinct phases: (1) **Literature Search** – A thorough search for relevant studies on KPIs and RECs was performed using the Scopus and Web of Science databases; (2) **Database Creation** – KPIs were extracted from the identified research papers that focus on REC analysis; (3) **KPIs Categorization and Unification** – The extracted KPIs were grouped, categorized, and schematized based on various criteria; (4) **KPIs Reference List** – A comprehensive list of the most significant KPIs relevant to RECs was compiled. This systematic approach ensures a robust framework for understanding the performance metrics applicable to REC projects.
Results
The results from the Multi-Criteria Analysis (MCA) underscore the significance of specific Key Performance Indicators (KPIs) in evaluating the performance of Renewable Energy Communities (RECs). The analysis identifies top-ranked energy KPIs, including the Electrical Self-Production Rate (ESP), Self-Sufficiency Rate (SSR), and Self-Consumption Rate (SCR), which provide critical insights into energy dynamics relevant for stakeholders and policymakers. Notably, while the Grid Energy Interaction Factor (GEIF) is included in the KPIs Reference List, it does not rank as highly as the Frequency Standard Deviation (F std), which is crucial for assessing blackout risks. The findings suggest that the ranking of KPIs may be influenced by their mathematical definitions and frequency of use in existing literature, as seen with SSR and SCR.
In the economic domain, the analysis reveals a diverse set of KPIs ranging from Net Present Value (NPV) to Energy Bills Reduction (EBR), which are essential for evaluating the economic impact of local energy markets within RECs. However, certain indicators, such as Capital Expenditure (CAPEX) and Annual Energy Cashflow (AEC), while frequently utilized, do not dominate the MCA rankings due to their common usage without redefinition. Additionally, social indicators derived from the MCA exhibit similar scores, indicating a focus on user interactions and governance within RECs, but also highlight redundancy among KPIs like Citizens Satisfaction (CS) and Local Representation (LR). The study emphasizes the need for greater exploration of underrepresented areas, such as the REC’s impact on energy poverty and data governance, to enhance the comprehensiveness of REC performance evaluations.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines a comprehensive methodology for identifying and categorizing Key Performance Indicators (KPIs) relevant to Renewable Energy Communities (RECs). The literature review process is divided into three phases: exploration, screening, and eligibility, culminating in the identification of 53 papers that explicitly define KPIs through mathematical formulations. A total of 316 KPIs were extracted, categorized into energy, economic, environmental, and social domains, with energy KPIs being the most prevalent. The categorization and unification phase reduced this number to 117 unified KPIs by applying criteria such as equality, similarity, relatedness, and uniqueness, which helped eliminate redundancies and refine the definitions.
The final KPI Reference List was developed through a Multi-Criteria Analysis (MCA), which ranked KPIs based on their frequency, usage coverage, and target coverage. This analysis revealed that the top-ranked KPIs were those frequently defined across various contexts, indicating their importance in performance evaluation. The study emphasizes the need for a practical and user-friendly selection of metrics, proposing a maximum of eight KPIs per operational domain to facilitate effective application in real-world REC projects. Overall, the findings underscore the growing interest in RECs and the critical role of well-defined KPIs in assessing their performance across multiple dimensions.