هزینه‌های پنهان انرژی تجدیدپذیر
سبز شدن گران‌تر از حد انتظار
زمان تولید برق اهمیت زیادی دارد. برای یک شبکه نفت تفاوتی ندارد که در نیمه روز یا نیمه شب تولید شود، اما ارزش یک مگاوات‌ساعت برق در زمانی که شما خواب هستید بسیار کمتر از وسط روز یا زمانی است که همه می‌خواهند آب کمتری را به جوش آورند. مشکل ذخیره‌سازی انرژی برق اقتصاد آن را پیچیده می‌کند. نه‌تنها مقدار بلکه زمان تولید اهمیت پیدا می‌کند. همزمان، همگان می‌دانند که انرژی تجدیدپذیر روزبه‌روز ارزان‌تر می‌شود. هر سال هزینه‌های برق بادی و خورشیدی کمتر می‌شود چون جهان توانایی خود را برای مهار منابع طبیعی بالا می‌برد. طبق گزارش اداره اطلاعات انرژی آمریکا (EIA) در سال 2014 هزینه هم‌سطح‌شده (Levelised) که مقیاسی برای مقایسه روش‌های مختلف تولید برق است برای برق بادی دریایی حدود 200 دلار به ازای هر مگاوات‌ساعت بود. این رقم در سال 2013 به 127 دلار کاهش یافت. با وجود این، این صنعت مشکلات زیادی دارد. طبق گزارش آژانس خبری بلومبرگ، شش فرماندار ایالتی از جو بایدن خواهش کردند برای حفظ بقای تولیدکنندگان مداخله کند. تازه‌ترین مناقصه تولید برق بادی دریایی در بریتانیا هیچ پیشنهادی نداشت. برای درک موضوع نگاه دقیق‌تری به هزینه هم‌سطح‌شده انرژی بیندازید. انرژی بادی و خورشیدی را نیز کنار بگذارید و به جهانی بازگردید که در آن گاز، زغال‌سنگ و انرژی هسته‌ای تنها گزینه‌ها هستند. این منابع هم از نظر هزینه‌های ثابت و هم از جنبه هزینه‌های متغیر با یکدیگر تفاوت دارند. هزینه‌های یک نیروگاه هسته‌ای عمدتاً ثابت هستند. پس از ساخت نیروگاه تولید هر واحد برق هزینه دیگری ندارد. نیروگاه‌های گاز طبیعی در نقطه مقابل هستند. اکثر هزینه آنها به سوخت مربوط می‌شود که بهایی متغیر دارد. برای محاسبه هزینه هم‌سطح‌شده باید هزینه‌های ثابت و متغیر را در طول عمر نیروگاه در نظر بگیریم و آنها را با تعداد وات-ساعت برق تولیدشده مقایسه کنیم. این کار معیاری برای مقایسه به دست می‌دهد. طبق گزارش EIA، هزینه هم‌سطح‌شده نیروگاه هسته‌ای 91 و نیروگاه گازی 43 دلار در هر مگاوات‌ساعت است. اگر این ارقام را با بهای مورد انتظار برق مقایسه کنید متوجه می‌شوید که آیا ساخت یک نیروگاه جدید ارزش دارد یا خیر. این هزینه‌ها به تناوب تولید انرژی از طریق هر منبع نیز بستگی دارد. اگر نیروگاه هسته‌ای به‌طور مداوم کار کند کمترین هزینه را دارد، چون هزینه‌های اولیه بازدهی زیادی به همراه می‌آورد. در مقابل، نیروگاه گازی با هزینه ثابت پایین و هزینه متغیر بالا صرفه حاصل از مقیاس کمتری دارد. نیروگاه زغال‌سنگی جایی میان این دو قرار می‌گیرد. اگر صرفاً مزایای مادی را در نظر بگیریم ترکیب مطلوب آن است که نیروگاه هسته‌ای برای بار پایه یا حداقل سطح تقاضا، زغال‌سنگ برای بار میانه و گاز طبیعی برای اوج بار یعنی بالاترین تقاضا استفاده شود. اگر بهای کربن را به محاسبات بیفزاییم گاز طبیعی به خاطر آلودگی کمتر جای زغال‌سنگ را می‌گیرد. این امر در چند دهه گذشته در اروپا اتفاق افتاد. انرژی تجدیدپذیر این پویایی را بر هم می‌زند چون برق آن براساس شرایط آب‌وهوایی تولید می‌شود و لازم است که دیگر اجزای سامانه انرژی با آن انطباق یابند. گاز طبیعی با وجود هزینه ثابت پایین و هزینه متغیر بالا به سادگی جای خالی را پر می‌کند، اما برق هسته‌ای با هزینه ثابت بالا و هزینه متغیر اندک گران‌تر تمام می‌شود. ساخت یک نیروگاه هسته‌ای با هدف پر کردن خلأ برق در زمانی که باد نمی‌وزد مقرون‌به‌صرفه نیست. در نتیجه، صفحات خورشیدی و توربین‌های بادی به آن اندازه که به نظر می‌رسد سودمند نیستند. اگر این منابع نتوانند برق را در زمان مورد نیاز تامین کنند ظرفیت تولیدی آنها به اندازه یک نیروگاه دائمی عادی ارزشمند نخواهد بود. برای مقایسه واقعی این دو نوع انرژی ما صرفاً به مقدار هزینه تولید هر مگاوات‌ساعت برق نگاه نمی‌کنیم، بلکه زمان خاص تولید هم اهمیت دارد. در یک بازار بهینه که در آن قیمت‌ها لحظه‌به‌لحظه و با توجه به نقاط جغرافیایی شبکه به‌روزرسانی می‌شوند مزیت نسبی هر منبع انرژی را به سادگی می‌‌توان اندازه‌گیری کرد. این مزیت به «نرخ گیراندازی» (Capture rate) بستگی دارد که تفاوت میان قیمت بازاری برق هر منبع و میانگین بهای برق در یک دوره زمانی است. وقتی اکثر مردم متقاضی برق هستند قیمت‌ها بالاتر می‌رود و نرخ گیراندازی منابعی که در آن ساعت تامین‌کننده هستند تقویت می‌شود. خوشبختانه در مورد انرژی‌های تجدیدپذیر این ساعت در طول روز است و باعث می‌شود صفحات خورشیدی سودمندتر باشند یا در ماه‌های زمستان اتفاق می‌افتد که باد بیشتری می‌وزد. اما هرچه برق تجدیدپذیر بیشتری وارد شبکه شود نرخ گیراندازی کمتر می‌شود. وقتی صفحات خورشیدی فراوان باشند در روزهای آفتابی قیمت برق بسیار اندک یا حتی منفی خواهد بود. اگر این هزینه‌ها را با اندازه‌گیری‌های EIA در آمریکا بررسی کنیم اکثر تجدیدپذیرها مزیت رقابتی ندارند. هزینه 23دلاری برق خورشیدی به‌طور میانگین با نرخ گیراندازی 20 دلار در هر مگاوات‌ساعت پاسخ داده می‌شود. این میزان هنوز از برق بادی خشکی و انرژی زمین‌گرمایی بهتر است و به شبکه کمک می‌کند. برق بادی دریایی بدترین وضعیت رقابتی را دارد. نرخ گیراندازی آن حدود 30 دلار و هزینه تولید آن 100 دلار در هر مگاوات‌ساعت است. فقط برق هسته‌ای و زغال‌سنگی نسبت‌های پایین‌تری دارند. اگر افزایش هزینه‌های ناشی از بالا رفتن نرخ بهره و اختلال در زنجیره‌های تولید را لحاظ کنیم تعجبی ندارد که شاهد مشکلات فراوان تامین‌کنندگان برق بادی دریایی باشیم.
برق اسکاتلندی
اکثر بازارهای برق بهینه نیستند و قیمت‌ها بازتابی واقعی از زمان و مکان به‌شمار نمی‌روند، بنابراین نمی‌توانند به خوبی نشان دهند جامعه برای هر مگاوات‌ساعت برق چه مبلغی را حاضر است بپردازد. به عنوان مثال به بریتانیا نگاه کنید. بهای کلی‌فروشی برق در فاصله‌های نیم‌ساعتی تعیین می‌شوند و باید نشان دهند که آیا برق تجدیدپذیر در زمان مناسبی تولید می‌شود یا خیر. اما قیمت برای کل کشور یکسان است. بیشتر برق بادی دریایی در اسکاتلند تولید می‌شود، اما بیشترین تقاضا در جنوب انگلستان است. فقدان ظرفیت در شبکه برای انتقال برق به جنوب باعث می‌شود وقتی نیروگاه‌های گازی در انگلستان روشن هستند مدیر شبکه جریان برق از توربین‌های بادی اسکاتلند را قطع کند. افزایش قابلیت تغییر منبع و ذخیره‌سازی در شبکه در نهایت مشکل را حل می‌کند. اما در حال حاضر مقایسه هزینه‌ها با نرخ گیراندازی نمی‌تواند بینش درستی درباره مزایای نسبتی ساخت نیروگاه بادی بیشتر در اسکاتلند فراهم کند. هزینه‌های واقعی انرژی تجدیدپذیر از آنچه به نظر می‌رسد بسیار بالاتر است.
