التكلفة المستوية للكهرباء.. تقرير يكشف عن "مغالطات" طريقة الحساب الشائعة

على اعتبارها طريقة تحليل شفافة وسهلة الفهم؛ فقد كانت التكلفة المستوية للكهرباء (إل سي أو إي) أساسًا لمقارنة التقنيات المختلفة (مثل الفحم والغاز الطبيعي والطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية) بمدد تشغيل المشروع وحجمه وتكلفة رأس المال والمخاطر والعائد غير المتكافئة.

تُعَرَّف التكلفة المستوية (المعيارية، النموذجية، الموحدة) للكهرباء على أنها تكاليف العُمْر التشغيلي لتقنيات توليد الكهرباء مقسومة على كمية الكهرباء المُوَلَّدة.

علاوة على ذلك، يأخذ حساب التكلفة المستوية للكهرباء في الاعتبار جميع التكاليف على مستوى المحطة، مثل الاستثمارات الأولية وتكاليف التشغيل وتكاليف الوقود خلال عمر محطة الكهرباء، حسبما نشر موقع مركز آسيان للطاقة في إندونيسيا.

• مصر.. اهتمام كبير بمراكز تحكم الكهرباء لزيادة كفاءة الشبكات

وتُخصَم التكاليف المصروفة في نقاط زمنية مختلفة إلى أساس مشترك، من خلال مراعاة القيمة الزمنية للمال؛ ومن هنا جاء الاسم "مستوية".

تقنيات الطاقة المتجددة

بالنسبة لتقنيات الطاقة المتجددة المتغيرة (في آر إي) مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح؛ فقد افتُرِضَ ضمنيًا أنه بمجرد أن تكون التكلفة المستوية للكهرباء أقل من المحطات التقليدية؛ فإن نشرها يصبح تنافسيًا وفعالًا من الناحية الاقتصادية.

وتُظهر دراسة أجرتها الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (آيرينا)، أن التكلفة المستوية للكهرباء العالمية للطاقة الشمسية الكهروضوئية قد شهدت انخفاضًا كبيرًا بنسبة 70 دولارًا تقريبًا على مدار السنوات الـ7 الماضية.

وتراجعت التكلفة المستوية للكهرباء عالميًا للطاقة الشمسية الكهروضوئية من 0.36 دولارًا أميركيًا/كيلوواط/ساعة في عام 2010 إلى 0.10 دولارًا أميركيًا/كيلوواط/ساعة في عام 2017.

يأتي ذلك على الرغم من أن تكلفة طاقة الرياح البحرية والبرية قد انخفضت أيضًا في عام 2017 إلى 0.14 دولارًا أميركيًا/كيلوواط/ساعة و0.06 دولارًا أميركيًا/كيلوواط/ساعة على التوالي.

بالنسبة لكل من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، تُظهر الدراسة أن التكلفة المستوية للكهرباء الحالية تندرج في نطاق تكاليف الوقود الأحفوري؛ ما يؤكد الكفاءة الاقتصادية والقدرة التنافسية لكلتا التقنيتين.

وعلى الرغم من الآمال الكبيرة التي يجلبها مقياس التكلفة المستوية للكهرباء لمؤيدي الطاقة المتجددة المتغيرة؛ فقد حُدِّدَت العوائق الرئيسة لاستخدام التكلفة المستوية للكهرباء باعتبارها أساسًا للمقارنة.

ويقيس مقياس التكلفة المستوية للكهرباء تكاليف التوليد داخل محيط محطة فردية فقط، ولا يأخذ في الاعتبار تكلفة التحويل الإجمالية لدمج الطاقة المتجددة المتغيرة في نظام الكهرباء الشامل.

الطاقة المتجددة وتوليد الكهرباء

الحقيقة هي أن محطات توليد الكهرباء ليست بمعزل عن غيرها؛ لأنها تتفاعل مع بعضها من خلال الشبكة التي تدير العرض والطلب على الكهرباء.

ونظرًا لتقلبات الطلب على الكهرباء؛ تعتمد قيمة الطاقة المتجددة المتغيرة على الوقت الذي تُوَلَّد فيه الكهرباء.

ونتيجة للتركيز على المحطات الفردية، يتجاهل مقياس التكلفة المستوية للكهرباء التقلب الزمني للتيار والتقطع الطبيعي للطاقة المتجددة المتغيرة.

وبما أن دمج الطاقة المتجددة المتغيرة لا يقتصر فقط على إضافة الطاقة المتجددة المتغيرة إلى سيناريو العمل كالمعتاد، تبرز الحاجة إلى مقاييس أخرى للنظر في تحويل النظام ككل عند نشر الطاقة المتجددة المتغيرة.

لذلك؛ يمكن دمج قيم تقنيات التوليد المختلفة في نظام الكهرباء الكلي من خلال النظر في تكاليف الدمج وتكاليف النظام.

وتُعَرَّف تكاليف الدمج على أنها التكلفة الإضافية لاستيعاب طاقة الرياح والطاقة الشمسية في نظام الطاقة من خلال تضمين تكاليف التباين وعدم اليقين كالتزامات لمنتجي الطاقة والمستهلكين.

وتشير تكاليف النظام إلى إجمالي التكاليف لتوليد الكهرباء عند مستوى معين من الحمل وتوافر العرض.

ويوضح الشكل التالي الارتباطات بين التكاليف على مستوى المحطة أو التكلفة المستوية للكهرباء وتكاليف الدمج وإجمالي تكاليف النظام.

تصنيف تكاليف الدمج

تُصنَّف تكاليف الدمج إلى 3 مكونات رئيسة؛ هي: تأثيرات الشبكة، وموازنة التأثيرات، وتأثيرات الملاءمة.

وتستحوذ التكاليف المتعلقة بالشبكة على الاستثمار الإضافي لدمج الطاقة المتجددة المتغيرة في الشبكة، مثل ربط محطات الكهرباء البعيدة، أو تعزيز شبكة النقل، أو بناء روابط إضافية مع الأنظمة المجاورة.

وتنجم تكاليف الموازنة عن التقلبات المتزايدة على المدى القصير وعدم اليقين من صافي الحمل من الطاقة المتجددة المتغيرة؛ ما يؤدي إلى تكاليف تشغيلية إضافية لاحتواء واستخدام المزيد من الاحتياطيات ضد الأخطاء المتوقعة.

وفي حين أن تكاليف الملاءمة تنشأ من كون الإنتاج الجزئي فقط من الطاقة المتجددة المتغيرة متاحًا في أوقات ذروة الطلب؛ لذلك تبرز الحاجة إلى محطات أخرى في النظام للتعويض عن هذا التباين ولضمان قدرة توليد كافية لتلبية الطلبات.

وتُعنى تكاليف النظام بتقييم التأثيرات الديناميكية للطاقة المتجددة المتغيرة، التي تؤثر على المدى الطويل بشكل كبير في عمليات أسواق الكهرباء وهيكلها.

بدورها، تأخذ تكاليف النظام في الاعتبار تقلب أسعار الكهرباء في أسواق البيع بالجملة بسبب تدفق الطاقة المتجددة المتغيرة مع انخفاض التكاليف الهامشية، وتقليل عامل الحمولة لمولدات الكهرباء القابلة للتوزيع (مثل الغاز الطبيعي).

وتشمل تكاليف النظام الإجمالية التأثيرات التي يصعب تقييمها مثل العوامل الخارجية البيئية، والتأثيرات في أمن الطاقة في بلد ما والتأثيرات الأخرى المتعلقة بالابتكار التكنولوجي أو التنمية الاقتصادية أو القدرة التنافسية.

وعلى الرغم من أن التكلفة المستوية للكهرباء يمكن أن توفر مقارنة أساسية بين تقنيات التوليد المختلفة بسبب بساطتها الشديدة؛ فإنه يجب إيلاء الاهتمام للمجالات ذات الأهمية المتزايدة لتكاليف التكامل وتكاليف النظام.

إيجابيات التكلفة المستوية للكهرباء

تتميز التكلفة المستوية للكهرباء بأنها بسيطة وتتيح أداة المختبر الوطني للطاقة المتجددة (إن آر إي إل) سهولة حساب التكلفة المستوية للكهرباء، مع تضمين نطاقات مدخلات التكلفة المستوية للكهرباء باعتبارها مرجعًا، وفقًا لما نشره موقع "إنرجي فور غروث".

وتُعَد التكلفة المستوية للكهرباء سهلة الفهم؛ حيث تبسط المشروع بأكمله إلى نقطة البيانات الأكثر صلة المتعلقة بتكلفة الكهرباء.

وتُستخدَم التكلفة المستوية للكهرباء على نطاق واسع، وتتوافر بياناتها بشكل متكرر أو يمكن حسابها بسهولة، وتُعَد المقياس الأكثر استخدامًا لمقارنة الأنظمة حول العالم.

سلبيات التكلفة المستوية للكهرباء

تبالغ التكلفة المستوية للكهرباء في تبسيط التكاليف، ولا تأخذ في الاعتبار جميع التكاليف المرتبطة بالقرار المالي الفعلي.

وتبالغ في تبسيط سياق المشروع؛ حيث تتجاهل مخاطر المشروع، وتبالغ في تبسيط أسعار الفائدة ضمن عامل استرداد رأس المال، أو عناصر أخرى لتكاليف رأس المال.

ويصعب في قياس التكلفة المستوية للكهرباء تمثيل الأنظمة الموزعة بدقة؛ لأن هذه الأنظمة تعمل على تشغيل أحمال صغيرة، مثل المباني.

ولا تُقيَّم تحسينات الكفاءة التي تقلل الحمل في هذه المباني؛ لأن تكلفة النظام لا تنخفض في كثير من الأحيان بمعدل الحمل نفسه، وهذا يعني أن التكلفة المستوية للكهرباء يمكن أن تكون مرتفعة بالنسبة لنظام صغير يعمل على تشغيل مبنى يعتمد كفاءة استخدام الطاقة.

أفضل طريقة لاستخدام التكلفة المستوية للكهرباء

لا تزال التكلفة المستوية للكهرباء أداة فحص قوية، ومع ذلك؛ هناك عوامل غير محسوبة يجب أن تُراعَى عند تحليل الأنظمة.

وتؤدي التكلفة المستوية للكهرباء وظيفتها بشكل جيد عند دمجها مع طرق أخرى لإعطاء مقارنة أكثر دقة وشمولية لأنظمة التوليد.

وتشمل هذه الطرق استخدام أدوات إضافية، مثل التكلفة المستوية الملغاة للكهرباء (إل إيه سي إي). وتُقَيِّم التكلفة المستوية الملغاة للكهرباء مشروعَ توليد جديدًا من خلال قياس تكلفة الشبكة الحالية لتوليد الكهرباء والتي ستُسْتَبدل بواسطة المشروع الجديد.

يضاف إلى ذلك تضمين المزيد من المعلومات السياقية، مثل تعديل المدخلات للتنوع الإقليمي، ويمكن تغيير مدخلات التكلفة المستوية للكهرباء لسياقات جغرافية مختلفة.

ومن طرق الاستخدام الجيدة للأدوات الإضافية يأتي اجتناب الاستخدامات المضللة، مثل المقارنات المباشرة بين المصادر شديدة التباين والمصادر القابلة للتوزيع أو منخفضة التباين.

ليس كل الكهرباء متساوية

إن مقياس التكلفة المستوية للكهرباء معني فقط بالتكاليف، ومن خلال تجاهل عائدات أو قيمة الكهرباء المولدة؛ فإن هذا المقياس يفترض ضمنيًا أن جميع التقنيات تقدم خدمات مماثلة، بحسب التقرير الذي اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

من ناحية ثانية؛ فإن اختيار مصادر الكهرباء لا يماثل الاختيار من بين أنواع البنزين؛ حيث لا تُوَلَّد جميع أنواع الكهرباء على قدم المساواة، وفقًا لموقع معهد الموارد العالمية، ومقره العاصمة الأميركية واشنطن.

• الطاقة المتجددة قد تشهد أكبر زيادة بين جميع مصادر توليد الكهرباء في أميركا

وتوفر الكهرباء المولدة الآن قيمة مختلفة عن الكهرباء المولدة بعد عدة ساعات من الآن؛ لأن الطلب على الكهرباء يختلف بمرور الوقت، ولأن تخزين الكهرباء مكلف.

وتُعَد الكهرباء المولدة في أماكن بعيدة عن مراكز الاستهلاك أغلى تكلفةً من التوليد القريب؛ لأن النقل مكلف، كما أن توليد الكهرباء، الذي يسهل التنبؤ به، أعلى تكلفةً من التوليد غير المتوقع؛ لأنه يساعد مشغلي نظام الكهرباء في الحفاظ على التوازن بين العرض والطلب.

ويُعَد توليد الكهرباء الذي يصدر المزيد من الملوثات أكثر ضررًا من التوليد النظيف، وهذا هو السبب في أن التكلفة المستوية للكهرباء وحدها غير كافية لتحديد التكنولوجيا التي يجب على المستثمرين أو المرافق بناؤها.

اقرأ أيضًا..

• جدول توزيع أرباح أرامكو 2022.. التواريخ كاملة
• النفط النيجيري يفشل في تعويض أوروبا عن الإمدادات الروسية.. و4 تحديات تفسر الأزمة
• اكتشاف نفطي جديد لشركة إكوينور بإجمالي 50 مليون برميل
• توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية ليلًا وفي المطر.. 3 تقنيات جديدة