انرژی خورشیدی و بادی گرانتر از آن هستند که فکر می کنید!

اقتصاد ایرانی: یارانه انرژی های تجدیدپذیر یکی از موضوعات بحث انگیز در سیاستگذاری عمومی است. میلیاردها دلار صرف نگهداری و ایجاد صنایع انرژی بادی و خورشیدی شده است به این امید که این انرژی ها روزی جایگزین سوخت های فسیلی شوند و از حجم دی اکسید کربن رها شده در جو بکاهند. قیمت صفحات فتوولتائیک از سال ۲۰۰۸ به نصف رسیده و هزینه سرمایه ای برای راه اندازی یک نیروگاه خورشیدی طی سالهای ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۳ تا ۲۲ درصد کاهش یافته است. در برخی مناطق آفتاب خیز، شبکه انرژی خورشیدی با قیمتی به ارزانی تولید برق از زغال سنگ یا گاز، برق تولید می کند.

اما در حالی که هزینه های صفحات خورشیدی به راحتی قابل محاسبه است، هزینه تولید برق به سختی قابل اندازه گیری است. این مساله نه تنها به سوخت مورد استفاده بستگی دارد، بلکه به هزینه سرمایه، مدت بهره برداری و این که آیا می توانند در زمان اوج مصرف تولید داشته باشند، مرتبط است. برای محاسبه همه این موارد، اقتصاددانان از فرمول هزینه سرشکن انرژی استفاده می کنند که به بیان ساده کل هزینه­های تولید برق را بر مقدار برق تولیدی تقسیم می­کند. به بیان دقیق­تر ـ ارزش خالص فعلی تمامی هزینه ها ( متشکل از سرمایه ای و بهره برداری) یک واحد تولید برق در طول چرخه حیاتش را محاسبه کرده و آن را  بر میزان مگاوات بر ساعت برقی که انتظار می رود تولید شود تقسیم می­کنند.

مشکل همان طور که پاول جاسکو از موسسه تکنولوژی ماساچوست (ام آی تی) نشان داده این است که فرمول هزینه سرشکن انرژی، هزینه  منقطع و نامنظم بودن را در نظر نمی گیرد. انرژی بادی در یک روز بدون باد تولید نمی شود و انرژی خورشیدی در شب قابل بهره برداری نیست، بنابراین کارخانه های تولید برق سنتی و متعارف باید همچنان برای تامین یک شبکه پایدار باقی بماند اما هزینه نگهداری آنها در فرمول هزینه سرشکن انرژی های تجدیدپذیر محاسبه نمی شوند. میزان تقاضا برای برق طی روز متغیر است به نحوی که ممکن است با تولید انرژی از طریق باد یا خورشید هماهنگ نباشد، بنابراین حتی اگر انرژی های تجدیدپذیر به اندازه انواع سنتی آن، هزینه های سرشکن شده را داشته باشد، احتمالا ارزش انرژی تولید شده توسط آن ها کمتر است. به طور خلاصه فرمول هزینه سرشکن برای مقایسه انواع مختلف تولید انرژی مناسب نیست.

چارلز فرانک از موسسه بروکینگز برای حل این مشکل از تحلیل هزینه ـ فایده برای طبقه بندی انواع مختلف انرژی استفاده کرده است. این هزینه ها، هزینه های ساخت و راه اندازی تاسیسات تولید برق و هزینه های مربوط به فناوری های خاص است. فواید انرژی های تجدیدپذیر نیز شامل مقدار دی اکسید کربن کاسته شده و ارزش سوختی می شود که در نیروگاه های گازی و یا زغال سنگ برای تولید همان میزان انرژی استفاده می شد. این جدول لیست هزینه ها و فایده ها را نشان می دهد. این محاسبه نشان می دهد که انرژی بادی و خورشیدی بسیار گران تر از آن چیزی است که بر اساس فرمول هزینه سرشکن انرژی محاسبه می شود.

فرانک چهار انرژی بدون آلودگی کربنی (خورشیدی، بادی، آبی و اتمی) را به علاوه یک نوع انرژی با آلایندگی کم (نیروگاه های گازی) را در نظر گرفته و آن ها را با انواع متعارف تولید برق مقایسه کرده است. واضح است که تاسیسات برق بدون آلایندگی یا با آلایندگی کم زمانی که فعال نیستند، از انتشار گازهای گلخانه ای جلوگیری نمی کنند، اما همچنان هزینه هایی را در بر دارند. تاسیسات تولید برق هسته ای که با 90 درصد توان خود کار می کنند چهار برابر بیشتر نسبت به توربین های بادی که با 25 درصد توان خود کار می کنند، مانع از انتشار دی اکسید کربن می شوند؛ این شش برابر بیشتر از میزانی است که تاسیسات برق خورشیدی مانع از انتشار دی اکسید کربن می شوند. اگر قیمت حق انتشار هر تن کربن 50 دلار باشد، انرژی اتمی مانع انتشار حجم کربن به ارزش بیش از 400.000 دلار در هر مگاوات ظرفیت خود می شود که این رقم برای برق خورشیدی ۶۹.۵۰۰ و برای برق بادی ۱۰۷.۰۰۰ دلار است.

با این حال قیمت نیروگاه های اتمی بسیار بالاست. برای مثال یک نیروگاه اتمی جدید در جنوب غرب انگلستان حداقل 27 میلیارد دلار هزینه در بر داشته است. علاوه بر این، نیروگاه های هسته ای از نظر تجاری قابل اعتماد نیستند. با این وجود ماهیت فعالیت بیست و چهار ساعته این نیروگاه ها باعث می شود تا ساخت و راه اندازی آنها نسبت به کارخانه برق خورشیدی برای تولید هر مگاوات برق، تنها ۷۵ درصد گرانتر باشند.

برای تعیین هزینه و مزایای نهایی باید هزینه نیروگاه های فسیلی که در مجاورت تاسیسات بادی و خورشیدی قرار دارند تا در صورت عدم تولید انرژی از آن ها استفاده شود را در نظر گرفت. فرانک این هزینه ها را هزینه هایی می داند که اگر تاسیسات انرژی های سبز ساخته نمی شد، پیش نمی آمد. یک تاسیسات تولید انرژی بادی 1مگاواتی با استفاده از 25 درصد ظرفیت خود، تنها می تواند 0.23 مگاوات برق تولیدی یک نیروگاه زغال سنگ را که با 90 درصد توان خود کار می کند جایگزین نماید. تاسیسات انرژی خورشیدی با 15 درصد از توان خود کار می کنند و قابلیت جایگزینی رقمی کمتر از این را دارند. هفت کارخانه انرژی خورشیدی یا چهار مزرعه بادی مورد نیاز است تا همان میزان انرژی تولید کند که یک نیروگاه زغال سنگ با اندازه مشابه تولید می کند. و همه این ظرفیت اضافه خورشیدی و بادی بسیار گران قیمت است.

اگر همه هزینه ها و منافعی که آقای فرانک در نتیجه گیری خود به آن اشاره می کند را در نظر بگیریم، انرژی خورشیدی گرانترین راه حذف گازهای گلخانه ای است. هزینه جایگزینی 1مگاوات برق تولید شده از زغال سنگ با انرژی خورشیدی برابر ۱۸۹.۰۰۰ دلار است. انرژی آبی نفع نسبتا بیشتری دارد. اما مقرون به صرفه ترین راه حذف گازهای گلخانه ای انرژی هسته ای است.

البته دلایل مختلفی برای ترجیح یک نوع انرژی به انرژی دیگر وجود دارد که یکی از آن ها حذف انتشار گازهای گلخانه ای است و دیگری ترس از سوانح هسته ای. فرانک به این مسائل توجه نکرده است. با این حال یافته های او بنیان های محکمی برای سیاست گذاری در اختیار می گذارد. در حال حاضر ثروتمندترین کشورها و نیز چین به انرژی خورشیدی و بادی یارانه می دهند تا جلوی تغییرات آب و هوایی را بگیرند. با این حال، این گران ترین راه برای کاهش گازهای گلخانه ای است. ژاپن و آلمان در حال استفاده از نیروگاه های هسته ای ارزان هستند. نتیجه تحقیق فرانک مشخص است: دولت ها باید هدف کاهش گازهای گلخانه ای را از هر طریق دیگری به جز تمرکز بر انرژی های تجدیدپذیر دنبال کنند.

منبع: اکونومیست