Разбиване на мита за евтината слънчева и вятърна енергия

Основните фактори, влияещи върху LCOE за електроцентрали, са:

• капиталовите разходи, направени за изграждане на съоръжението,
• финансови разходи,
• разходи за гориво,
• горивна ефективност ,
• променливи разходи за експлоатация и поддръжка (O&M), като консумация на вода или съединения за намаляване на замърсяването,
• фиксирани разходи за O&M, като например рутинни разходи за труд и административни разходи,
• броят години, през които се очаква електроцентралата да работи, разделен на количеството електроенергия, което съоръжението се очаква да генерира през полезния си живот.

Ако искате да научите повече за тези променливи, можете да разгледате тази връзка .

Какви са ограниченията на изравнената цена на енергията?

Въпреки че използването на LCOE може да е било подходящо в миналото, когато повечето, ако не всички, новопредложени генераторни единици са били диспечируеми, въвеждането на периодични възобновяеми ресурси прави изчисленията на LCOE по-малко информативни с течение на времето, тъй като този показател е разработен за сравняване на ресурси, които са били в състояние да осигурят същата стойност на надеждност  на мрежата.

Тъй като вятърът и слънчевата енергия не са в състояние да осигурят надеждна енергия при поискване, като източници на енергия, които са диспечируеми, като въглища, природен газ или ядрена енергия, не е подходящо да се сравняват оценките на LCOE за източници на електроенергия, които не са диспечируеми, защото те не са сравнение на стойността от сорта на ябълки с ябълки.

Ето защо Администрацията за енергийна информация на САЩ изрично предупреждава читателите  да не сравняват LCOE на диспечируеми и недиспечируеми ресурси. За съжаление, на това предупреждение рядко се обръща внимание.

С други думи, оценките на LCOE не отразяват системните разходи за използване на всеки енергиен източник в електрическите мрежи. Това са разходите, направени от разработчиците за всеки проект (или приходите, необходими за възстановяване на разходите).

Те не покриват общите разходи, направени от потребителите на енергия, които плащат не само за съоръжението и неговото производство, но и за трансформирането на мрежата, за да поеме и осигури резерв за тези енергийни източници.

Оценка на системните разходи за всеки енергиен източник

Единственият верен начин за оценка на системните разходи за всеки източник на енергия е да се моделира цялата мрежа, използвайки всяка технология на желаните нива на проникване, включително всички от скритите разходи, споменати по-горе и да се сравнят разходите на новата мрежа с реалистична базова линия, която включва продължаване на използването на съществуващата система.

Това е особено вярно за недиспечируеми източници.

Ние изясняваме факторите на скритите разходи, които оценяваме в нашето моделиране, за да определим реалните, тотални разходи LCOE на различните ресурси по-долу.

Разходи за пренос

Преносните линии са важни: Безсмислено е да се генерира електричество, ако то не може да бъде транспортирано до домовете и предприятията, които разчитат на него.

Разходите за пренос ще бъдат много по-високи при електрическа мрежа с голямо проникване на вятър и слънце, отколкото при системи, разчитащи на диспечируеми източници.

Това е така, защото вятърната и слънчевата енергия често са разположени по-далеч от зоните с високо потребление на енергия и биха изисквали голямо изграждане на скъп преносен капацитет за преместване на вятърна и слънчева енергия в цялата страна.

Доклад на групата за интегриране на енергийни системи, разглеждащ шест проучвания, установи, че надеждна енергийна система, която зависи от много високи нива на възобновяема енергия, би била невъзможна за прилагане без удвояване или утрояване на размера и мащаба на преносната система на нацията.

Подобни заключения бяха направени от анализаторите на Wood Mackenzie, които изчислиха, че постигането на 100% възобновяема мрежа ще изисква удвояване на националните 200 000 мили преносни линии за високо напрежение на цена от $700 милиарда.

Позеленяване – позлатяване

Желанието регулираните компании да се занимават с непродуктивни и капиталоемки проекти е известно като ефекта на Аверч-Джонсън. Този ефект също често се нарича „позлатяване“, базирано на донякъде саркастична идея, че регулирана фирма може да облицова своите сгради и съоръжения със злато, просто защото златото е по-скъпо от другите материали.

Последната вълна от „позлатяване“ обаче има повече зеленикав оттенък и може да се нарече позеленяване.

Повечето изчисления на LCOE включват възвръщаемост на комуналните услуги или капиталови разходи в своите изчисления, но тъй като тези оценки не включват разходите за пренос или други системни разходи, те не улавят напълно сумата, която ще бъде източена от платците и насочена като печалби към акционерите на компаниите за комунални услуги.

Данъци върху имоти

Данъците върху имотите се увеличават поради изграждането на вятърна и слънчева енергия, защото в сравнение с експлоатацията на съществуващите мрежи има много повече имоти за облагане (вятърни турбини, слънчеви панели, подстанции и далекопроводи).

Въпреки че данъците върху собствеността, оценени върху електроцентралите, често са решаващ поток от приходи за местните общности, които разполагат с електроцентрали, тези данъци също така ефективно увеличават разходите за производство и осигуряване на електроенергия за всички.

Например, Xcel Energy отбеляза експоненциално увеличение на данъците върху имотите, тъй като изгради вятърни, слънчеви и преносни съоръжения, за да удовлетвори първоначалния мандат на Минесота за възобновяема енергия, който беше приет през 2007 г.

Разходи за балансиране на натоварването

Приспадане на разходите за балансиране на натоварването към вятърната и слънчевата енергия позволява по-справедливо сравнение на разходите за покриване на търсенето на електроенергия между недиспечируеми енергийни източници, които изискват резервен източник на производство за поддържане на надеждността, и диспечируемите енергийни източници като въглища, природен газ и ядрени централи, които не се нуждаят от резервно производство.

Ключовият определящ фактор за разходите за балансиране на натоварването е дали природният газ или съхранението на батерията се използва като „укрепващ“ ресурс. Докато природният газ осигурява сравнително достъпен стабилен капацитет, съхранението на батерии често е непосилно скъпо.

Ние изчисляваме разходите за балансиране на натоварването, като определяме общите разходи за изграждане и експлоатация на ново хранилище на батерии или съоръжения за природен газ, за ​​да отговорим на търсенето на електроенергия през изследвания времеви хоризонт.

В случая с нашия доклад от Минесота използвахме съхранение на батерии поради мандата на щата за безвъглеродни емисии.

След това тези разходи се приписват на стойностите на LCOE за вятърна и слънчева енергия чрез разделяне на разходите за балансиране на натоварването на генерирането на нови вятърни и слънчеви съоръжения (претеглени според капацитета).

Разходи за презастрояване и ограничаване

Разходите за съхранение на батерии за посрещане на търсенето на електричество са прекалено високи, така че много защитници на вятъра и слънчевата енергия твърдят, че е по-добре да се изгради огромен излишък от възобновяеми източници, често с коефициент от пет до осем в сравнение с топлинния капацитет на мрежата, който може да се изпраща, за да се отговори на пиковото търсене по време на периоди на слаб вятър и слънчева мощност.

Тези периодични ресурси след това ще бъдат ограничени, когато мощността на вятъра и слънцето се подобри. Тъй като навлизането на вятъра и слънцето се увеличава, по-голяма част от тяхната продукция ще бъде намалена за всяка допълнителна единица инсталиран капацитет.

Това „прекомерно изграждане“ и ограничаване значително увеличава размера на инсталирания капацитет, необходим в мрежата, за да отговори на търсенето на електроенергия по време на периоди на слабо вятърно и слънчево производство.

Последващото ограничаване по време на периоди на силен вятър и слънчева наличност ефективно намалява коефициента на използваемост на всички вятърни и слънчеви съоръжения, което значително увеличава разходите за произведен MWh, защото, за да използваме нашата аналогия с автомобила отгоре, цената на автомобила се разпределя върху по-малко мили.

Както можете да видите на графиката по-долу от нашия доклад от Минесота, колкото повече мрежата се опитва да разчита на вятърна и слънчева енергия, за да отговори на търсенето, толкова по-високи стават разходите за презастрояване и ограничаване. Обратно, тези разходи са по-ниски в мрежа с повече генератори с възможност за диспечериране.

Сравняване на нови възобновяеми източници със съществуващи ресурси

Когато привържениците на вятъра и слънчевата енергия твърдят, че възобновяемите енергийни източници са по-евтини от въглищата, природния газ и ядрената енергия, те обикновено сравняват разходите за изграждане на вятърна или слънчева енергия с изграждането на нови въглищни, природен газ или ядрени централи.

Тези сравнения обаче пропускат основния момент: ние не изграждаме нова електрическа мрежа от нулата, така че трябва да сравняваме цената на новите вятърни и слънчеви енергийни източници с цената на съществуващите електроцентрали , които тези прекъсващи генератори биха се надявали да заменят.

Истината е, че вече имаме надеждни, амортизирани активи, които произвеждат електричество на ниска цена, и те можеха да продължат да го правят десетилетия. Това означава, че изграждането на нова вятърна и слънчева енергия добавя към разходите за осигуряване на електричество към мрежата.

Ако вятърът и слънчевата енергия бяха наистина по-евтини от другите форми на енергия, бихме очаквали щати като Калифорния и Минесота, които имат голямо проникване на вятърна и слънчева енергия, да усетят спад в разходите за електроенергия.

Вместо това цените на електроенергията в тези щати са се увеличили много по-бързо от средното за страната .

Имайте предвид, че изграждането на вятърна и слънчева енергия, което се ръководи от държавни мандати, а не от необходимостта от нови енергийни източници за посрещане на нарастващото търсене, е предприето по време на стабилно търсене на електроенергия, което разпределя повече капитал и скрити разходи върху същия брой мегаватчаса.

Това е основната причина, поради която цената на електроенергията скочи през последните години, оставяйки семействата и бизнеса неспособни да реализират значителни икономии на разходи от съществуващите енергийни съоръжения.

Заключение

Оценките на LCOE могат да направят вятърната и слънчевата енергия да изглеждат евтини, стига да се игнорират повечето разходи за интегрирането им в мрежата и осигуряването на резервни мощности.

Сравняването на LCOE има смисъл, когато се анализират надеждни, диспечируеми електроцентрали, тъй като те могат да бъдат включвани и изключвани според търсенето на електроенергия. Това сравнение обаче е много по-малко полезно, когато се включат прекъсваеми и зависещи от времето източници на енергия, които не осигуряват същата стойност като термалните генератори.

Прекъсването на вятъра и слънцето налага уникални разходи за електрическата мрежа, които изискват оценка на цялата електрическа система, за да се извлекат смислени оценки на разходите от тези генератори. Това е трудно да се направи, поради което повечето хора не го правят.

Нашето моделиране се опитва да предостави коректно сравнение на разходите за поддържане на надеждна електрическа мрежа с диспечируеми енергийни източници като въглища, природен газ и ядрена енергия спрямо прекъсваеми мощности като вятър и слънце. Във всеки случай отговорът е ясен: вятърната и слънчевата енергия са далеч най-скъпите.

Източник: Energy Bad Boys