معیار LCOE گمراه‌کننده است: چرا «هزینه تراز شده اجتناب‌شده انرژی» تنها راه ارزش‌گذاری برق قابل‌توزیع است

وقتی یک شرکت لجستیک ناوگانی از خودروهای تحویل بار می‌خرد، اگر آن‌ها را صرفاً بر اساس قیمت اولیه ارزیابی کند، در صورتی که کامیون‌های ارزان‌تر نتوانند زیر باران کار کنند، با یک تخصیص سرمایه فاجعه‌بار مواجه می‌شود. ممکن است قیمت هر واحد از این خودروها کمتر باشد، اما ناتوانی سیستماتیک در تحویل به‌موقع کالا، کسب‌وکار را نابود می‌کند. گذار جهانی انرژی در حال حاضر تخصیص سرمایه چند تریلیون دلاری خود را با همین نقطه کور ریاضی مدیریت می‌کند.

«هزینه تراز شده انرژی» (LCOE) به عنوان معیار غالب برای مقایسه فناوری‌های تولید برق در سراسر این صنعت عمل کرده است. این معیار، هزینه مادام‌العمر تولید یک مگاوات‌ساعت برق را با تقسیم هزینه‌های سرمایه‌ای و عملیاتی بر کل خروجی مورد انتظار اندازه‌گیری می‌کند. با این حال، این شاخص کاملاً نادیده می‌گیرد که آیا شبکه در همان لحظه دقیق تولید، واقعاً به آن برق نیاز دارد یا خیر.[6]

این نقطه کور زمانی که شبکه‌ها کاملاً بر پایه برق قابل‌توزیع (Dispatchable Power) ساخته شده بودند، اهمیتی نداشت. هنگام مقایسه یک نیروگاه زغال‌سنگ با یک توربین گازی سیکل ترکیبی، اپراتورهای شبکه می‌توانند هر دو دارایی را به دلخواه روشن و خاموش کنند. از آنجا که محصول آن‌ها از نظر در دسترس بودن یکسان است، مقایسه آن‌ها صرفاً بر اساس هزینه تولید، به یک تصمیم‌گیری از نظر ریاضی منطقی منجر می‌شود.

استقرار سریع انرژی‌های تجدیدپذیر متناوب، این پیش‌فرض را در هم شکست. تولید برق بادی و خورشیدی هزینه سوخت صفر دارد که به طور ساختاری LCOE آن‌ها را در طول زمان کاهش می‌دهد. تا سال ۲۰۲۰، ۶۲ درصد از کل ظرفیت جدید تولید برق تجدیدپذیر که در سطح جهان اضافه شد، دارای LCOE پایین‌تری نسبت به ارزان‌ترین گزینه جدید سوخت فسیلی بود.[6]

اما باد و خورشید غیرقابل‌توزیع هستند؛ آن‌ها زمانی برق تولید می‌کنند که شرایط آب‌وهوایی دیکته کند، نه زمانی که تقاضا به اوج می‌رسد. «مؤسسه منابع جهانی» (World Resources Institute) خاطرنشان می‌کند که برخورد یکسان با تمام برق‌های تولیدی، اساساً استفاده‌ای نادرست از معیار LCOE است، زیرا یک مگاوات‌ساعت تولید شده در ظهر یک یکشنبه آفتابی، ارزش اقتصادی بسیار متفاوتی نسبت به یک مگاوات‌ساعت تولید شده در ساعت ۸ شب در طول یک یخبندان زمستانی دارد.[1]

قوی‌ترین استدلال متقابل از سوی توسعه‌دهندگان انرژی‌های تجدیدپذیر این است که LCOE همچنان شفاف‌ترین و استانداردترین راه برای ردیابی کارایی تولید و استقرار است. این شاخص یک خط پایه خالص ارائه می‌دهد که اعوجاج‌های بازار منطقه‌ای را حذف کرده و به سیاست‌گذاران اجازه می‌دهد تا بهبودهای غیرقابل‌انکار منحنی هزینه در پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی را مشاهده کنند.

با این حال، اگر ارزش محصول به شدت در نوسان باشد، هزینه پایه بی‌فایده است. «انجمن تامین برق الکتریکی» (EPSA) استدلال می‌کند که اتکا به LCOE با پنهان کردن هزینه‌های عظیم یکپارچه‌سازی که برای روشن نگه داشتن چراغ‌ها هنگام قطعی منابع متناوب لازم است، سیاست‌گذاران را به طور فعال گمراه می‌کند.[2]

برای رفع این مشکل، «اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده» (EIA) در سال ۲۰۱۴ رسماً توصیه کرد که منابع غیرقابل‌توزیع با استفاده از معیار متفاوتی ارزیابی شوند: «هزینه تراز شده اجتناب‌شده انرژی» (LACE). معیار LACE به جای اندازه‌گیری هزینه ساخت یک نیروگاه، ارزش واقعی آن نیروگاه را برای سیستم اندازه‌گیری می‌کند.[6]

شاخص LACE هزینه مالی را محاسبه می‌کند که شبکه در صورت عدم ساخت پروژه جدید، برای تامین دقیقاً همان مقدار برق باید متحمل می‌شد. همان‌طور که Heaven Designs این تفاوت را خلاصه می‌کند: «LCOE به این سوال پاسخ می‌دهد که 'تولید این انرژی چقدر هزینه دارد؟' در حالی که LACE به نیمه دیگر سوال پاسخ می‌دهد: 'ارزش این انرژی چقدر است، به خاطر هزینه‌هایی که شبکه از آن‌ها اجتناب می‌کند؟'»[4]

این دو معیار طوری طراحی شده‌اند که برای ایجاد یک نسبت ارزش به هزینه در کنار هم استفاده شوند. اگر یک شرکت برق یک پروژه خورشیدی جدید را با LCOE معادل ۳۰ دلار در هر مگاوات‌ساعت ارزیابی کند، این عدد به تنهایی هیچ معنایی ندارد. اما اگر انرژی و ظرفیتی که این پروژه جایگزین می‌کند به LACE معادل ۴۲ دلار در هر مگاوات‌ساعت برسد، پروژه از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه است زیرا ارزش بیشتری نسبت به هزینه خود ارائه می‌دهد.[4]

عکس این قضیه نیز به همان اندازه صادق است و توضیح می‌دهد که چرا منابع برق قابل‌توزیع مانند هسته‌ای، زمین‌گرمایی و گاز طبیعی اغلب روی کاغذ غیررقابتی به نظر می‌رسند اما در عمل حیاتی باقی می‌مانند. یک نیروگاه زمین‌گرمایی ممکن است به دلیل هزینه‌های عظیم حفاری اولیه دارای LCOE بالایی باشد، اما از آنجا که ظرفیت پایدار و ۲۴ ساعته ارائه می‌دهد، از نیاز به ساخت نیروگاه‌های پشتیبان گران‌قیمت یا آرایه‌های عظیم باتری جلوگیری می‌کند.[5]

در نتیجه، LACE نیروگاه زمین‌گرمایی به طور استثنایی بالاست. زمانی که LACE از LCOE فراتر می‌رود، این دارایی بدون در نظر گرفتن اینکه هزینه تولید خام آن در انزوا چقدر گران به نظر می‌رسد، یک سود خالص برای شبکه است. برای اینکه یک پروژه واقعاً امکان‌پذیر باشد، نسبت LACE به LCOE باید بزرگتر از ۱ باشد.[6]

«مؤسسه تحقیقات انرژی» (IER) به طور فعال علیه استفاده مستقل از LCOE کمپین کرده و استدلال می‌کند که این معیار به طور سیستماتیک قابلیت اطمینان تولید بار پایه سنتی را کمتر از حد واقعی ارزش‌گذاری می‌کند. زمانی که برنامه‌ریزان شبکه صرفاً برای پایین‌ترین LCOE بهینه‌سازی می‌کنند، ناخواسته سیستم را مجبور می‌کنند تا هزینه‌های عظیم و محاسبه‌نشده‌ای را در جاهای دیگر متحمل شود.[3]

این دیدگاه کلان توسط معیار سومی به نام «هزینه کل سیستم» (TSC) در نظر گرفته می‌شود. TSC هزینه مادام‌العمر یک فناوری را در کنار پیامدهای مالی تأثیر آن بر قابلیت اطمینان شبکه، از جمله میلیاردها دلار مورد نیاز برای خطوط انتقال جدید و ذخیره‌سازی باتری در مقیاس شبکه، محاسبه می‌کند.[5]

گذار از حسابداری در سطح دارایی به حسابداری در سطح سیستم دیگر اختیاری نیست. در حالی که شبکه‌ها به سمت کربن‌زدایی عمیق پیش می‌روند، ادامه تخصیص سرمایه بر اساس ارزان‌ترین مگاوات‌ساعت به جای ارزشمندترین آن، از نظر ریاضی یک شبکه برق شکننده‌تر و گران‌تر را تضمین خواهد کرد.[5]