Isplativost obnovljivih izvora energije: Što pokazuje holistička metrika?

Studije izravnate cijene električne energije (LCOE)—prosječne cijene po kojoj elektrana mora prodati svaki megavat-sat električne energije kako bi nadoknadila svoje troškove—pokazuju da je proizvodnja električne energije iz obnovljivih izvora u dobroj poziciji da ispuni ciljeve energetske tranzicije jer je trošak - natjecateljski. LCOE sugerira da su proizvodnja energije iz vjetra i sunca na kopnu najjeftinije opcije za napajanje u Sjedinjenim Državama i za dvije trećine svjetske populacije. Ali LCOE ne govori cijelu priču.

Iako je ova metrika ključan alat za razumijevanje troškova proizvodnje električne energije, ona ne uzima u obzir druge komponente cjelokupnog sustava troškova električne energije, što može dodati značajne troškove krajnjem korisniku. LCOE ne obuhvaća različite troškove kapitala za projekte diljem svijeta, troškove materijala, usklađenost s propisima, pravne naknade ili isporuku električne energije krajnjem korisniku. Zastarjeli prijenosni sustav nije dizajniran za prilagodbu obnovljivim izvorima energije i mora se nadograditi i proširiti kako bi se smanjili troškovi instalacija obnovljivih izvora energije.

Osim cijene električne energije, različiti proizvođači električne energije pružaju različite usluge—a time i različitu vrijednost—mreži. Često korištena metrika za vrijednost je izravnati izbjegnuti trošak električne energije (LACE). Mreža električne energije mora biti sposobna opskrbljivati električnom energijom tijekom cijele godine i na dane kada je potražnja za električnom energijom najveća, za što generatori osiguravaju različite prednosti pouzdanosti i otpornosti sustava. Generatori također proizvode električnu energiju u različito vrijeme, što može utjecati na njihovu ukupnu vrijednost u mreži. Međutim, LACE ne uključuje vrijednost poboljšanih zdravstvenih i ekoloških ishoda prijelaza na obnovljivu energiju. Vrijednosti LACE uvelike variraju ovisno o lokaciji zbog fizičkih uvjeta, postojeće imovine mreže i tržišnih čimbenika, ali su u prosjeku relativno slične među tehnologijama.

Kako bi se procijenila ukupna prikladnost projekta, predložena je holistička metrika koja uključuje komponente troška i vrijednosti električne energije. Ove metrike se obično nazivaju "metrike profitabilnosti" jer izračunavaju neto učinak koji će generator imati na elektroenergetski sustav koristeći i cijenu i vrijednost.

Kombinacijom LCOE i LACE, omjer troškova i koristi generirajuće imovine postaje jasniji. Sljedeća slika uspoređuje projicirane LCOE i LACE za nove generatore koji ulaze u pogon u Sjedinjenim Državama 2027. Kada se LACE (u plavoj boji) preklapa ili je viši od LCOE (u narančastoj boji), taj je projekt potencijalno isplativ kada se uzmu u obzir ograničene varijable po mjerilima. Grafikon sugerira da su kopneni vjetroelektrani, solarni fotonaponski, hidroelektrični, geotermalni i generatori prirodnog plina s kombiniranim ciklusom potencijalno isplativi, ali da to uvelike ovisi o lokaciji. Ipak, isključeni su dodatni čimbenici koji određuju trošak električne energije za krajnjeg korisnika.

Detaljni modeli elektroenergetskog sustava mogu sadržavati dodatne tehničke i ekonomske varijable uključujući prijenos i potrebe za pouzdanošću za simulaciju budućnosti energetskog sustava, omogućujući još detaljniju analizu potencijalnih budućih scenarija.

Ovi modeli pokazuju ograničenja korištenja samog LCOE za predviđanje budućeg sastava energetskog sustava i sugeriraju da će prijelaz na obnovljivu energiju biti postupniji. Međutim, čak i ti modeli profitabilnosti imaju ograničenja. Ovi modeli ne uzimaju u obzir cijenu štete od emisija koje pridonose klimatskim promjenama, što bi, ako bi se uključilo, znatno povećalo korištenje obnovljivih izvora energije u odnosu na fosilna goriva. Također postoji značajan rizik da će novoizgrađene elektrane na fosilna goriva postati nasukana imovina dok se svijet kreće prema čistoj električnoj mreži budućnosti s nultom potrošnjom.

Širom svijeta događa se ogromna izgradnja obnovljive energije zbog imperativa rješavanja klimatske krize i negativnih vanjskih učinaka emisija ugljika koji nisu uključeni u modele. Ovi čimbenici doveli su do državnih mandata, poticaja i sve veće javne potpore. U 2022. godini 74,1 posto novih kapaciteta za proizvodnju električne energije bilo je obnovljivo. U 2023. godini, 82 posto planiranih dodatnih proizvodnih kapaciteta na razini komunalnih usluga u Sjedinjenim Državama je obnovljivo, a solarna energija čini 54 posto ukupnog broja. Postoji i značajan broj obnovljivih postrojenja koja čekaju na priključenje na mrežu.

Kritični čimbenik koji omogućuje ovu brzu implementaciju je konkurentna, često jeftinija cijena proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora energije. Smanjenje troškova isporuke obnovljive energije prikupit će veću potporu javnosti i ubrzati izgradnju dodatnih generatora obnovljive energije. Kako bi u potpunosti iskoristile niže troškove proizvodnje obnovljivih izvora energije i postigle prijelaz na čisti energetski sustav što je brže moguće, Sjedinjene Države moraju provesti učinkovitiji proces planiranja i izdavanja dozvola koji smanjuje troškove buduće izgradnje sustava tako da se obnovljivi izvori energije isporučuju po najjeftinijoj mogućoj cijeni i po nižoj cijeni od energije temeljene na fosilnim gorivima kad god je to moguće.