تحليل حجم وحصة سوق إنترنت الأشياء في الطاقة - اتجاهات النمو والتوقعات (2025 - 2030)

اتجاهات ورؤى سوق إنترنت الأشياء العالمي في الطاقة

طرح العدادات الذكية للمرافق وتفويضات تحديث الشبكة

انتقلت البنية التحتية المتقدمة للقياس المفوضة إلى ما بعد مرحلة التجريب حيث يطالب المنظمون بالرؤية في شبكات الجهد المنخفض ونتائج استجابة الطلب. تدمج شركتا Honeywell وVerizon الآن أجهزة راديو 5G أصلية في العدادات، مما يتيح التحديثات البعيدة للبرامج الثابتة، واتصالات الشبكة ذاتية الإصلاح، وقطع الخدمة المستقل.^{[1]Honeywell International, "Honeywell Integrates 5G into Smart Meter Portfolio," honeywell.com} أكملت النرويج عمليات الطرح على المستوى الوطني ولكن 29.5% فقط من الأسر تحققت من بيانات الاستهلاك المباشر، مما يؤكد أن مشاركة المستهلك والتطبيقات البديهية تقرر ما إذا كانت الوفورات الصعبة ستتحقق. لذلك تقرن المرافق النشر التقني بتعليم العملاء، ولوحات المعلومات المحفزة، وحوافز التعريفة. تغذي العدادات المتقدمة بيانات الفترات التفصيلية إلى أنظمة إدارة التوزيع بحيث يمكن توقع وموازنة التغذية العكسية للطاقة الشمسية على الأسطح وتجميع المركبات الكهربائية دون الإفراط في بناء القدرة.

انخفاض تكلفة وحدات 5G/LPWAN

دفع تطبيع الإمداد بالرقائق أسعار وحدات إنترنت الأشياء ضيقة النطاق إلى الانخفاض بنسبة 28% بين عامي 2023 و2025، مما أزال حاجزاً رئيسياً للتكلفة أمام عمليات طرح أجهزة الاستشعار عالية الحجم. تظهر الاختبارات المعملية أن LTE-M يوفر إنتاجية أعلى واستهلاك طاقة أقل من العديد من بروتوكولات الطاقة المنخفضة البديلة، وهو أمر مهم حيث تكون عمليات استبدال البطارية مكلفة. يقوم صانعو أشباه الموصلات بإعادة تصميم وحدات التحكم الدقيقة مع تسريع الذكاء الاصطناعي المتكامل بحيث يمكن أن يحدث اكتشاف الشذوذ عند الحافة. أثبتت فرق البحث أن تحويل بوابات LoRa إلى عقد حوسبية خفيفة يقلل حركة مرور الربط الخلفي بنسبة 70% دون كسر تنسيقات الحمولة القديمة. تجهز شركات الطاقة الآن مزارع الرياح النائية، والمحطات الفرعية الريفية، ومصفوفات الصمامات بهذه الوحدات، ووضع ذكاء الأصول حيث نادراً ما تزور الشاحنات.

احتياجات تنسيق الطاقة المتجددة الموزعة

يتطلب الإنتاج المتغير للطاقة الشمسية وطاقة الرياح التنسيق كل ثانية إلى ثانية عبر عشرات الأجهزة المنتشرة على آلاف الكيلومترات. تجمع محطات الطاقة الافتراضية المدعومة بتقنية البلوك تشين الأسر، والمواقع الصناعية، وموارد طاقة المجتمع، مما يتيح للعقود الذكية الآلية تداول القدرة الاحتياطية مع تلبية قوانين الشبكة. تشير التجارب الوطنية لأستراليا إلى أن أجهزة الشحن من المركبة إلى الشبكة يمكن أن تفوق كل فئة تخزين أخرى بحلول منتصف عام 2030، مما يوفر على الأسر 550 دولاراً أمريكياً كل عام ويقلل ذروة الطلب الإقليمي بنسب مئوية مضاعفة.^{[2]Australian Renewable Energy Agency, "Vehicle-to-Grid in the National Electricity Market," arena.gov.au} تفوقت الخوارزميات الكمومية المختبرة على نماذج الشبكات الصغيرة على الاستدلالات الكلاسيكية في تقليل التكلفة ومقاييس الاستقرار، مما يلمح إلى مكدس تحكم جديد للشبكات المحلية المتشابكة بكثافة. توفر الأطر السياسية التي تفتح أسواق الجملة لخدمات المرونة المحفز التجاري لهذه منصات التنسيق.

حالات عائد الاستثمار للصيانة التنبؤية المدفوعة بالذكاء الاصطناعي

حققت محافظ المرافق السعودية انخفاضاً في تكاليف الصيانة بنسبة 40% بعد ربط شبكات أجهزة الاستشعار بنماذج التعلم العميق التي تتنبأ بتدهور المحولات والتوربينات.^{[3]Saudi Ministry of Energy, "Smart Maintenance Initiative Progress Report," energy.gov.sa} تسجل الدراسات المراجعة من قبل النظراء دقة في التنبؤ بالأعطال بنسبة 92%، وانقطاعات أقل بنسبة 35%، وعوامل قدرة متجددة أعلى بنسبة 8.5% عند تطبيق الذكاء الاصطناعي على مراقبة الأصول. استردت شركة Vistra Corp أكثر من 60 مليون دولار أمريكي في عامها الأول من عمليات SCADA المحسنة بالذكاء الاصطناعي مع تجنب 2 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون. رياضيات الاسترداد مقنعة بما فيه الكفاية لدرجة أن منتجي الطاقة يدمجون بنود الذكاء الاصطناعي في كل ميزانية بناء جديدة أو تجديد، مما يعزز المسار التصاعدي لسوق إنترنت الأشياء في الطاقة.

الأمن السيبراني ومخاطر التقارب بين تقنية العمليات وتقنية المعلومات

مع أصبحت المعدات التشغيلية قابلة للتوجيه على الشبكات العامة، تتضاعف أسطح الهجوم. سيدخل قانون المرونة السيبرانية للاتحاد الأوروبي حيز التنفيذ في أغسطس 2025، مما يلزم صانعي الأجهزة بتوثيق مكونات البرمجيات وإصدار تصحيحات في الوقت المناسب. لا تزال العديد من المحطات الفرعية تشغل بروتوكولات قديمة تفتقر إلى المصادقة، وتظهر دراسات الاختراق أن البرامج الضارة يمكن أن تتمحور من خوادم الفواتير إلى عناصر تحكم القواطع في دقائق إذا كان التقسيم ضعيفاً. أصبحت خطوط أنابيب التحديث عبر الهواء، وجذر الثقة للأجهزة، وتقسيم الثقة الصفرية إلزامية عبر إطارات المشتريات الجديدة. تعتمد الحوكمة الفعالة على تعاون أوثق بين فرق تقنية المعلومات وتقنية العمليات.

فجوة التشغيل البيني بين SCADA القديمة

يجب على مرافق التوزيع أن تزوج وحدات RTU عمرها أربعون عاماً بأجهزة استشعار IPv6 الأصلية. يمكن للشبكات المعرفة بالبرمجيات في المحطات الفرعية الرقمية أن تقلل أعداد أجهزة الاتصال بالنصف، ولكن التجديد معقد بسبب حلقات الأسلاك المخصصة وضمانات تمديد العمر. تقدم عقد ترحيل NB-IoT التي تترجم حزم 6LoWPAN إلى إطارات IPv4 حلاً وسطياً، لكنها تقدم زمن استجابة إضافي وتعقيد في الإدارة. لقد تحقق عمل إثبات المفهوم في مواقع أنابيب الغاز النائية من صحة البوابات المدفوعة بـ ESP32 التي تحصد الطاقة الشمسية، وتدفع البيانات إلى SCADA السحابية، وتنجو من الاتصال المتقطع. دورات التغيير الطويلة تعني أن القيد سيستمر خلال العقد.

تحليل القطاعات

حسب المكون: هيمنة الأجهزة تلتقي بتسارع الأمان

حققت العدادات الذكية، وأجهزة الاستشعار الذكية، والبوابات، ووحدات التحكم الطرفية مجتمعة 41% من حصة سوق إنترنت الأشياء في الطاقة في عام 2024. تثبت موجة الأجهزة التوائم الرقمية للمرافق وتدفع البيانات الميدانية التفصيلية إلى سحب التحليلات. تكتسب وحدات أمان الأجهزة وبيئات التنفيذ الموثوقة الانتباه لأن المنظمين يطلبون الآن من البائعين إثبات سلامة الأجهزة من الرقاقة إلى السحابة. من المتوقع أن تنمو منصات أمان إنترنت الأشياء بنسبة 17.89% حتى عام 2030، أي ضعف متوسط النظام، حيث يمكن لتكلفة اختراق تشغيلي واحد أن تمحو وفورات الكفاءة متعددة السنوات. تشحن الخوادم الطرفية المبنية على لوحات ARM أو x86 المقواة مع مسرعات الذكاء الاصطناعي التي تتعامل مع اكتشاف الأعطال في ميلي ثوان. كشفت شركة Toshiba مؤخراً عن مجموعة شرائح لإدارة المفاتيح توقع كتل البرامج الثابتة قبل أن تلمس الجهاز الميداني، مما يقلل أوقات التدقيق لمراجعي الامتثال.^{[4]Toshiba Corporation, "Secure Key Management Platform for IoT Devices," toshiba.com}

تتبع البرمجيات والخدمات رأس الجسر للأجهزة. تدفع المرافق مقابل عروض المكدس الكامل حيث يجمع البائع الأجهزة، والاتصال، ولوحة معلومات الاشتراك. تجذب عقود الخدمة المدارة في المناطق التي تفتقر إلى مواهب علم البيانات لأنها تنقل مخاطر التكامل إلى المورد. نتيجة لذلك، تأخذ إيرادات الخدمات شريحة أكبر من سوق إنترنت الأشياء المتوسع في الطاقة. في الوقت نفسه، يحرك موردو المكونات التصنيع أقرب إلى مراكز الطلب لحماية أي صدمة جيوسياسية لتدفقات أشباه الموصلات.

ملاحظة: حصص القطاعات لجميع القطاعات الفردية متاحة عند شراء التقرير

حسب التطبيق: مراقبة الشبكة تقود بينما البنية التحتية للمركبات الكهربائية تتزايد

استحوذت مراقبة شبكة التوزيع في الوقت الفعلي على 38.5% من إيرادات عام 2024 بفضل البرامج التي تراقب المحولات، والمغذيات، ومنظمات الجهد. تتكيف التراكيبات الذكية مع نقاط الضبط على الطيران بحيث تتجنب الشبكات الجهد الزائد عندما ترتفع الطاقة الشمسية على الأسطح في منتصف النهار. تظهر البنية التحتية المتصلة للمركبات الكهربائية أسرع معدل نمو سنوي مركب قدره 15.35% لأن أجهزة الشحن تعمل كأصول تحميل وتخزين. تراها المرافق كعقد مرنة يمكنها توفير الطاقة التفاعلية وامتصاص فائض منتصف النهار. تدعم الحكومات أجهزة الشحن ثنائية الاتجاه وتطالب بقياس عن بُعد بروتوكول مفتوح، مما يوجه المزيد من الأجهزة إلى سوق إنترنت الأشياء في الطاقة.

تأتي الصيانة التنبؤية في المرتبة الثانية حيث يسعى مالكو الطاقة المتجددة وراء عوامل قدرة أعلى. تدمج مزارع الرياح البحرية الآن حلقات الشبكات المعرفة بالبرمجيات التي تحافظ على روابط حتمية لأجهزة استشعار الحاوية رغم البيئات البحرية القاسية. قللت برامج استجابة الطلب داخل المباني التجارية من سحب ذروة الكيلوواط بنسبة تصل إلى 86% خلال الفترات الحرجة. ينشر المستخدمون الصناعيون تحليلات الحافة لخفض الكهرباء لكل وحدة إنتاج، وهو مقياس يغذي مباشرة بطاقات أداء البيئة والمجتمع والحوكمة وشاشات المستثمرين. 

حسب تقنية الاتصال: هيمنة الخلوية تواجه تحدي الابتكار عبر الأقمار الصناعية

حملت الروابط الخلوية 54% من نقاط النهاية المتصلة داخل سوق إنترنت الأشياء في الطاقة خلال عام 2024، مستفيدة من الأبراج الكبيرة الموجودة وأنظمة إدارة SIM. تغري شرائح 5G الخاصة مشغلي مزارع الرياح والمصافي لأنها تعد بجودة خدمة حتمية بتكلفة معروفة. تقدر شركة Ericsson فترات الاسترداد بثلاث سنوات عندما يتم تحقيق الدخل من مكاسب الإنتاجية وتحسينات السلامة. حركة مرور إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية، رغم صغرها اليوم، ترتفع بمعدل نمو سنوي مركب قدره 18.74% حيث تخفض كوكبات منخفضة المدار الجديدة أسعار الميجابت تحت دولار واحد أمريكي. تستفيد السدود المائية النائية، وخطوط الأنابيب عبر البلدان، والمنصات البحرية جميعها لأن الشبكات الأرضية تتوقف عند خط الساحل.

تهيمن شبكات المنطقة الواسعة منخفضة الطاقة مثل NB-IoT وLoRaWAN على القياس والاستشعار البيئي حيث تُقاس الحمولات بالبايتات. تكتسب الهياكل المختلطة صالحاً: قد يستخدم جهاز استشعار LPWAN افتراضياً لكنه يتحول إلى القمر الصناعي عندما تنخفض جودة الإشارة. تقدر المرافق هذا التكرار لأن اتفاقيات مستوى الخدمة للبنية التحتية الحرجة تتضمن الآن غرامات لنوافذ البيانات المفقودة.

حسب نموذج النشر: قيادة السحابة مع تسارع الحوسبة الطرفية

استحوذت البيئات السحابية على 49% من إيرادات السوق في عام 2024 ومن المتوقع أيضاً أن تسجل أسرع معدل نمو سنوي مركب قدره 18.12%. تحب المرافق الحوسبة المرنة وتحديثات الأمان المدارة التي يقدمها فائقو السحابة. تتعاون شركتا Google Cloud وCarrier Global في بناء مجموعة إدارة طاقة المنزل تنسق منظمات الحرارة، والبطاريات، وعاكسات الطاقة الشمسية بينما تنقل دورات التعلم الثقيلة إلى المناطق العامة.

ومع ذلك، يتأرجح البندول نحو نموذج السحابة زائد الحافة للتحكم الحرج لزمن الاستجابة. تؤكد الأبحاث أن 60-70% من بيانات الشبكة الذكية تتم معالجتها محلياً بالفعل بحيث تعمل مُعيدات الإغلاق للمغذيات خلال دورتين من العطل. تشغل مراكز البيانات الصغيرة المعبأة في صناديق مصنفة للمحطات الفرعية مجموعات Kubernetes وتقيس تلقائياً وحدات التحليلات عند حافة الشبكة. يستكشف البائعون التصاميم الكربونية السلبية حيث تسخن الحرارة المهدرة غرف المعدات في الشتاء، مما يوفر تكاليف الطاقة المساعدة.

حسب المستخدم النهائي: هيمنة المرافق تتحول نحو تسارع الطاقة المتجددة

احتفظت مرافق الكهرباء والغاز بـ 46% من الإنفاق العالمي في عام 2024 لأنها تتحمل المسؤولية عن موثوقية الشبكة، ودقة الفواتير، والتقارير التنظيمية. يصل عدد أصولها إلى الملايين، مما يجعلها المرساة الطبيعية لسوق إنترنت الأشياء المتوسع في الطاقة. مشغلو محطات الطاقة المتجددة، مع ذلك، يتسلقون بأسرع معدل نمو سنوي مركب قدره 16.53% لأن تحليلات الأداء تترجم مباشرة إلى زيادة الإيرادات تحت عقود قائمة على التوفر. ذكرت شركة Saudi Aramco انخفاضاً في أوقات التوقف بنسبة 80% في المرافق المنبعة بعد نشر الصيانة المدعومة بالذكاء الاصطناعي وأجهزة استشعار اكتشاف التسرب.

تستثمر المرافق التجارية والصناعية للتحوط ضد هياكل التعريفة المتقلبة ولمتابعة تعهدات الصفر الصافي للشركات. جهزت مصانع الأدوية عدادات البخار والمياه المبردة القديمة بأجهزة إرسال نبضية لاسلكية بحيث يمكن لمديري الطاقة الاستجابة للانحرافات داخل وردية واحدة. تصبح الأسر المنتجة المستهلكة مجموعة ذات معنى حيث تدمج منصات المنازل الذكية البطاريات، ومصفوفات الطاقة الشمسية، وأجهزة شحن المركبات الكهربائية في خوارزمية موحدة.

التحليل الجغرافي

استحوذت أمريكا الشمالية على 38% من إيرادات عام 2024 لسوق إنترنت الأشياء في الطاقة. الاستثمار الفيدرالي في مرونة الشبكة، ومعايير الطاقة النظيفة على مستوى الولاية، وبصمة خلوية ناضجة تمكن التبني السريع. تحذر شركة Schneider Electric من أن حمولة مراكز البيانات ترتفع بشكل أسرع من بناء المحطات الفرعية، مما يجبر المرافق على نشر أجهزة استشعار إنترنت الأشياء لعصر كل أمبير من الخطوط الحالية. الشبكات الصغيرة النائية لكندا هي متبنون مبكرون لإنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية لأن قطرات الألياف مكلفة في التربة الصقيعية الدائمة. إصلاح الطاقة في المكسيك يجذب مستثمري الطاقة الشمسية الموزعة الذين يطالبون بالتحليلات التنبؤية من اليوم الأول.

آسيا والمحيط الهادئ هي المنطقة الأسرع نمواً بمعدل نمو سنوي مركب قدره 17% حتى عام 2030. يستهدف مشروع اليابان الشمسي الفائق 20 جيجاواط بحلول عام 2030 باستخدام خلايا البيروفسكايت بكفاءة نظرية تتجاوز 30%. طرح الشبكة الذكية للصين تحت الخطة الخمسية الرابعة عشرة يشمل الشبكات الصغيرة متعددة الطاقة ومحطات قاعدة 5G مدمجة في أبراج النقل. تمزج دفعة الهند للطاقة المتجددة أجهزة استشعار إنترنت الأشياء مع الاستضافة السحابية المدعومة حكومياً، بينما تجهز الحدائق الصناعية الكورية الجنوبية المصانع بصناديق الذكاء الاصطناعي الطرفية لحلق ذرى الطاقة.

تظهر أوروبا توسعاً مستقراً على ظهر قوانين الكربون الصارمة وأسواق التوازن عبر الحدود. يُرمز قانون المرونة السيبرانية للاتحاد الأوروبي للإنفاق الأمني في كل ميزانية إنترنت الأشياء. مبادرات الصناعة 4.0 الألمانية تعني أن المصانع تدمج عدادات جودة الطاقة مع جدولة الإنتاج بحيث تصبح الواط ساعات لكل وحدة مؤشر أداء رئيسي مهم مثل وقت التكت. برنامج كفاءة الطاقة للقطاع العام في المملكة المتحدة سجل بالفعل وفورات ذات رقمين مضاعفين بعد أن حصل مديرو المباني على رؤى على مستوى الدقيقة. فرنسا تحدث مضخات تبريد محطة الطاقة النووية بأجهزة استشعار الاهتزاز لتمديد تراخيص التشغيل، ومشغلو الشبكة الاسكندنافية يختبرون منصات السوق للمرونة في الوقت الفعلي. الشرق الأوسط وإفريقيا في بداية المنحنى لكن مشاريع الطاقة الشمسية والتخزين الضخمة المرتبطة بمحطات الهيدروجين الأخضر تضمن الطلب المستقبلي.