في توليد الطاقة الكهربائية، يؤدي توليد الكهرباء بطرق متباينة إلى اختلاف كبير في التكلفة. يمكن حساب هذه التكاليف عند نقطة التوصيل بشبكة التحميل أوالشبكة الكهربائية. عادة ما تكون التكلفة لكل كيلوواط-ساعة أوميگاواط-ساعة. وتضم رأس المال الأولي، معدل الخصم، بالإضافة إلى تكاليف التشغيل المستمر، الوقود، والصيانة. هذا النوع من الحساب يساعد صناع القرار، الباحثين وآخرين لتوجيه المناقشات وصناعة القرار.

الثمن النسبي للكهرباء levelized cost of electricity (LCOE) هومقياس المصدر الذي نحاول مقارنته بالطرق المتنوعة لتوليد الكهرباء على أساس مقارن. ويعتبر تقييم اقتصادي لمتوسط التكلفة الإجمالية لبناء وتشغيل وتشغيل أصول توليد الكهرباء طوال فترة تداولها مقسوم على إجمالي الطاقة المنتجة للأصول طوال فترة تدوالها. الثمن النسبي للكهرباء يمكن اعتباره أيضاً على أنه التكلفة التي يجب حتى تولد عندها الكهرباء للوصول إلى نقطة التعادل طوال سنوات المشروع.

عوامل التكلفة

أثناء حساب التكاليف، يتعين النظر في عوامل التكلفة الداخلية المتنوعة. (لاحظ حتى استخدام "التكاليف"، والتي لا تمثل في الواقع ثمن البيع، حيث حتى هذا يمكن حتى يتأثر بعدة عوامل مثل الضرائب والرسوم):

• تكاليف رأس المال (وتضم التخلص من النفايات وتفكيكها فيما يخص الطاقة النووية) - والذي يأخذ منحى منخفض في محطات الوقود الأحفوري؛ يرتفع في توربينات الرياح، الألواح الشمية؛ يرتفع بشكل كبير في تحويل النفايات إلى طاقة؛ الأمواج والمد والجزر، والطاقة الشمسية الحرارية والنووية.
• تكاليف الوقود - مرتفعة بالنسبة لمصادر الوقود الأحفوري والحيوي، منخفضة بالنسبة للوقود النووي، وصفر بالنسبة للكثير من مصادر الطاقة المتجددة.
• عوامل مثل تكاليف النفايات (والقضايا المتعلقة) وتكاليف التأمين المتنوعة ليست مضمنة في التالي: طاقة العمال، الاستخدام الشخصي أوparasitic load - والذي، يعني استخدام جزء من الطاقة المولدة في تشغيل مضخات ومراوح المحطات المسموح بها.

لتقييم التكلفة الإجمالية لإنتاج الكهرباء، يتم تحويل مسارات التكاليف إلى صافي القيمة الحالية باستخدام [[القيمة الوقتية للنقود. تجمع هذه التكاليف معاً باستخدام التدفق النقدي المخصوم.التكلفة الحدية للإنتاج على مستويات الإنتاج شديدة الإنخفاض ينبغي حتى تكون منخفضة نسبياً. الكميات الضئيلة من الرياح بسبب الطبيعة من شأنها حتى تنتج مستويات منخفضة للغاية من الإنتاج. ومع ذلك، فتوربين الرياح هواستثمار أولي لإنتاج طاقة الرياح؛ ومن ثم، فالتوربين الواحد الذي تم بناؤه، لن يتم من خلاله استثمار الكثير من المال لإنتاج طاقة الرياح هذا بالإضافة إلى الصيانة. الحصول على مستوى منخفض للغاية يعني حتى التوربينات بنيت بالعمل، لكن الرياح حرة، وإنتاج وحدة إضافية من الطاقة يعتمد فقط على الطبيعة، والتي في هذه الحالة، هي الرياح الحرة. وبالتالي، فالتكلفة الحدية ينبغي حتى تكون منخفضة نسبياً بسبب حقيقة حتى هذه الرياح، هي مصدر طاقة حر وستكون صيانة التوربينات منخفضة نسيباً.^[] عادة ما تكون التكلفة الحدية لطاقة الرياح منخفضة (تكاليف الوقود صفر) وبالتالي يدخل بالقرب من قاع منحنى الإمداد. هذا من شأنه حتى يحول منحنى الإمداد إلى اليمين، مما يؤدي إلى أسعار طاقة أقل، تبعاً لمرونة ثمن الطلب على الطاقة. بصفة عامة، من المتسقط حتىقد يكون ثمن الطاقة أقل خلال الفترات التي تكون فيها الرياح سريعة عن تلك الفترات التي تكون فيها الرياح أبطأ. كما ذكر أعلاه، قد يحدث هناك ازدحام في نقل الطاقة، خاصة خلال الفترات التي يتم فيها توليد الطاقة من رياح عالية السرعة. وبالتالي، إذا كانت قدرة النقل المتاحة لا تتماشى مع صادرات الطاقة المطلوبة، يتم فصل منطقة الإمداد عن بقية سوق الطاقة وتشكل منطقة تسعير خاصة بها. مع دخول إمداد الطاقة في هذه المنطقة، عملى محطات الطاقة التقليدية حتى تخفض من إنتاجها، حيث أنه غير ممكن بشكل عام الحد من إنتاج طاقة الرياح. في معظم الحالات، سيؤدي هذا إلى إنخفاض أسعار الطاقة في هذا السوق الفرعي.

الحسابات

التكلفة النسبية للكهرباء (وتعهد أيضاً بالتكلفة النسبية للطاقة، وتختصر LCOE) هي الثمن القائم عند ينبغي توليد الكهرباء من مصدر معين للوصول إلى نقطة التعادل طوال فترة المشروع. وهي تعبير عن تقييم اقتصادي لتكلفة نظام توليد الطاقة ويضم جميع التكاليف طوال عمل هذا النظام: الاستثمار الأولي، العمليات والصيانة، تكلفة الوقود، تكلفة رأس المال، ومفيد للغاية في حساب تكاليف التوليد من مختلف المصادر.

ويمكن تعريفها في صيغة واحدة كالتالي:

${\displaystyle \mathrm {LEC ={\frac {\sum _{t=1 ^{n {\frac {I_{t +M_{t +F_{t {\left({1+r \right)^{t {\sum _{t=1 ^{n {\frac {E_{t {\left({1+r \right)^{t$

حيث

• ${\displaystyle \mathrm {LEC$ = المتوسط النسبي لتوليد الكهرباء
• ${\displaystyle I_{t$ = النفقات الاستثمارية في السنة t
• ${\displaystyle M_{t$ = نفقات العمليات والصيانة في السنة t
• ${\displaystyle F_{t$ = نفقات الوقود في السنة t
• ${\displaystyle E_{t$ = توليد الكهرباء في السنة t
• ${\displaystyle r}$
• ${\displaystyle n$ = عمر النظام

عادة يتم حساب الثمن النسبي للكهرباء على مدار 20 إلى 40 سنة، and are given in وحدات العملة لكل كيلوواط-ساعة، على سبيل المثال، دولار/ك.و/س أويورو/ك.و/س أولكل ميگاواط-ساعة، على سبيل المثال دولار/م.و/س (كما مشروح بالجدول أدناه). ومع ذلك، ينبغي توخي الحذر عند مقارنة مختلف دراسات التكلفة النسبية للكهرباء ومصادر المعلومات حيث حتى التكلفة النسبية للكهرباء الخاصة بمصدر الطاقة المعطى تعتمد بشكل كبير على الافتراضات، شروط التمويل والتطوير التكنولوجي المحلل. بصفة خاصة، افتراض معامل القدرة له تأثير فعال على حساب الثمن النسبي للكهرباء. على سبيل المثال، الألواح الشمسية لديها معامل قدرة منخفض 10% تبعاً للمسقط. وبالتالي، فالمتطلب الأساسي للتحليل هووجود بيان واضح للقابلية التحليل للتطبيق بناءاً على الافتراضات المبررة.

حدود النظام

عند مقارنة التكاليف النسبية للكهرباء للنظم البديلة، فمن المهم للغاية تحديد حدود 'النظام' والتكاليف المتضمنة فيه. على سبيل المثال، هل ينبغي تضمين نظم خطوط النقل والتوزيع داخل التكلفة،يا ترى؟ عادة يتم فقط تضمين تكاليف توصيل مصدر التوليد بنظام النقل تحت اسم تكلفة المولد. لكن في بعض الحالاتقد يكون من الضروري عمل تحديثات من أجل البيع بالجملة داخل الشبكة. ينبغي التفكير بإمعان في إدراج هذه التكاليف ضمن تكلفة الطاقة أم لا.

أينبغي تضمين دراسات البحث والتطوير، الضرائب، دراسات الأثر البيئي،يا ترى؟ أينبغي تضمين تكاليف التأثير على الصحة العامة والأضرار البيئية،يا ترى؟ أينبغي تضمين تكاليف الدعم الحكومي عند حساب التكلفة النسبية للكهرباء؟

معدل الخصم

القضية الهامة الأخرى هي القرار الخاص بقيمة معدل الخصم ${\displaystyle r}$

التكلفة الهامشية للكهرباء

قد يحدث التقييم الاقتصادي الأكثر واقعية هوالتكلفة الهامشي للكهرباء. قد تخدم هذه القيمة غرض مقارنة التكلفة المضافة لتوليد الكهرباء المتزايد بوحدة واحدة من المصادر المتنوعة لتوليد الكهرباء (انظر نظام الجدارة).

التكاليف التي تم تفاديها

حذرت الادارة الأمريكية لمعلومات الطاقة من حتى التكاليف النسبية للمصادر الغير-dispatchable مثل طاقة الرياح أوالطاقة الشمسية ينبغي مقارنتها بتكاليف الطاقة التي تم تفاديها بدلاً من التكاليف النسبية للمصادر dispatchable مثل الوقود الأحفوري أوالطاقة الأرضية الحرارية. يرجع هذا إلى حتى إدخال تذبذب مصادر الطاقة قد يتفادى أولا يتفادى تكاليف رأس المال والصيانة للمصادر dispatchable الاحتياطية.

التقديرات

تقديرات وزارة الطاقة الأمريكية

يبين الجدول التالي التكلفة المقدرة للطاقة حسب المصدر للمحطات التي دخلت الخدمة في 2018. بيانات الجدول مأخوذة من تقرير 2012 الصادر عن ادارة معلومات الطاقة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية تحت اسم "التكلفة النسبية لمصادر التوليد الجديدة في التسقطات السنوية للطاقة 2013".

• إجمالي التكلفة النسبية للنظام (في العمود الوجود أقصى اليمين) يعطي التكلفة بالدولار لكل ميگاواط-ساعة والتي ينبغي charged بمرور الوقت لدفع التكلفة الإجمالية. تعكس هذه الحسابات تعديل حساب المستوى المرتفع لثاني أكسيد الكربون الصادر عن محطات الفحم. من تقرير ادارة معلومات الطاقة:

"زيادة ثلاثة بالمائة في تكلفة رأس المال يتم إضافتها عند تقييم الاستثمارات في التقنيات المشددة على غازات الدفيئة مثل محطات توليد الطاقة عن طريق الفحم أومحطات تحويل الفحم إلى سوائل بدون السيطرة على الكربون وعزله. بينما تعديل ثلاثة بالمائة يعتبر إجراء تعسفي إلى حد ما، حيث حتى للتكلفة النسبية أثر مماثل لرسوم 15 دولار لكل طن متري من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. نتيجة لذلك، فالتكاليف النسبية لرأس المال لمحطات توليد الطاقة بالفحم بدون السيطرة على الكربون وعزله تعتبر أعلى من المتسقط."

ليس هناك أي إعفاءات ضريبية أوحوافز مدرجة بالجدول. من تقرير ادارة معلومات الطاقة (التشديد مضاف):

"التكلفة النسبية ... تتمثل في التكلفة لكل كيلوواط/ساعة (بالدولار الحقيقي) لبناء وتشغيل محطة توليد على مدى سنوات ودورة العمل المفترضة. المدخلات الرئيسية لحساب التكاليف النسبية تضم التكاليف اليومية لرأس المال، تكاليف الوقود، ومعدل الاستخدام المفترض لكل نوع من الوحدات/. ... توافر الدوافع المتنوعة، وتضم الاعفاءات الضريبية الولائية أوالاتحادية، يمكن حتى تؤثر أيضاً على حساب التكلفة النسبية. القيم المبينة في الجدول ضمن هذا النقاش لا تتضمن أي إعفاءات ضريبية"

من المفترض حتى جميع أنواع التوليد تصل فترة استرداد التكلفة الخاصة بها إلى 30 سنة، بغض النظر عن العمر المتسقط للمحطة. من تقرير ادارة معلومات الطاقة:

"التكلفة النسبية المشروحة في الجدول لكل تقنية توليد على نطاق الاستخدام تم حسابها على أساس فترة استرداد تكلفة مدتها 30 سنة، باستخدام التكلفة الحقيقية بعد خصم الضرائب المتوسطة المرجحة لتكلفة رأس المال بقيمة 6.6 بالمائة. I"

الإعفاءات الضريبية، القروض الضريبية، production mandates، وغيرها، يتم مناقشتها في التقرير الكامل العام لادارة معلومات الطاقة: "التسقطات السنوية للطاقة 2012".

الخلايا الشمسية يمكن استخدامها على النطاق السكني أوالتجاري الموزع وفي محطات الطاقة utility scale. التكاليف المشروحة في الجدول تخص محطات الطاقة الشمسية utility scale.

¹Non-dispatchable (Hydro is dispatchable within a season, but nondispatchable overall-limited by site and season)

²Costs are expressed in terms of net AC power available to the grid for the installed capacity

• O&M = العمليات والصيانة.
• CC = الدورة المجمعة.
• CCS = الحبس والسيطرة على الكربون.
• PV = الخلاية الشمسية.
• GHG = غازات الدفيئة.

قاعدة بيانات OpenEI

OpenEI، مرعية من وزارة الطاقة الأمريكية بالمشاركة مع المعمل الوطني للطاقة المتجددة، قامت بتجميع قاعدة بيانات للتكالفة التاريخية للتوليد تغطي مجموعة متنوعة من مصادر التوليد. لأن البيانات مصدر مفتوح قد تكون موضوعاً للمراجعة المتكررة.

تقديرات 2010 البريطانية

في مارس 2010، نُشر تقرير حديث عن التكاليف النسبية لتوليد الكهرباء بالمملكة المتحدة، والصادر عن پارسونس برينكرهوف. وضع التقرير نطاق لكل تكلفة تبعاً للتباينات المتنوعة. توربينات دورة الغاز المجمعة بدون حبس ثاني اكسيد الكربون غير قابلة للمقارنة المباشرة مع تقنيات التوليد الأخرى منخفضة الكربون في دراسة پ ب. الافتراضات المستخدمة في الدراسة واردة بالتقرير.

تقسم الأرقام علىعشرة للحصول على الثمن بالپنس لكل كيلوواط-ساعة.

التقديرات البريطانية الأحدث هي دراسة موت مكدونالد الصادرة عن DECC في يونيو2010 ودراسة أروپ الصادرة عن DECC في 2011.

تقديرات 2011 الفرنسية

الوكالة الدولية للطاقة وكهرباء فرنسا قدرت التكاليف التالية عن عام 2011. بالنسبة لمحطات الطاقة النووية التقديرات تضم التكاليف تبعاً لاستثمارات السلامة الجديدة لتجديد محطة الطاقة النووية الفرنسية بعد كارثة فوكوشيما داي-إيتشي؛ تقدر التكلفة عن تلك الاستثمارات أربعة ج.إ./م.و.س. فيما يخص محطة الطاقة الشمسية تصل التقديرات إلى 293 ج.إ./م.و.س. للمحطة الكبرى القادرة على إنتاج يتراوح بين 50-100 گ.و.س/ سنوياً والتي تقع في مسقط ملائم (مثل تلك الموجودة في جنوب أوروپا). بالنسبة للمحطات المنزلية الصغيرة القادرة على إنتاج ما يقارب أربعة م.و.س/سنوياً تقدر التكلفة تبعاً للمسقط بين 400 و700 ج.إ./و.و.س. الطاقة الشمسية الحالية تعتبر إلى حد بعيد من أغلى مصادر الطاقة المتجددة لإنتاج الكهرباء، بالرغم من الكفاءة المتزايدة والعمر الأطول لألواح الخلايا الشمسية مع تكاليف الإنتاج المخفضة لجعلها مصدر أكثر تنافسية للطاقة.

تحليل من مصادر مختلفة

█ نفط تقليدي	█ نفط تقليدي	█ وقود حيوي	█ فحم	█ نووية	█ رياح
تشير الخطوط الملونة إلى أسعار النفط التاريخية المتنوعة. من اليسار إلى اليمين:
— متوسط ع. 1990	— يناير 2009	— ذروة 1979	— ذروة 2008

أسعار النفط لكل برميل (bbl) عند الثمن الذي تكون فيه مصادر الطاقة تنافسية.

• الطرف الأيمن للشريط الجدوى بدون دعم.
• الطرف الأيسر من الشريط يحتاج تنظيم أودعم حكومي.
• الشريط الأوسع يشير إلى عدم التأكد.

المصدر: فايناشل تايمز (edit)

مسودة تقرير التكليف المساوى للكهرباء المستخدم من قبل لجنة الطاقة بكاليفورنيا متاحة. من خلال هذا التقرير، يوضح الجدول التالي الثمن لكل م.و.س. لمصادر الطاقة المحلية:

لاحظ حتى الأرقام الواردة أعلاه تتضمن الإعفاءات الضريبية لمختلف أنواع محطات الطاقة. نطاق الدعم يتراوح من 0% (للفحم) إلى 14% (للطاقة النووية) إلى أكثر من 100% (للطاقة الشمسية).

يوضح الجدول التالي اختيار التكاليف المسواة لتوليد الكهرباء من تقريرين حكوميين رئيسين من أستراليا. لاحظ حتى هذه التكاليف لا تضم أي تكلفة لانبعاثات غازات الدفيئة (مثل تلك الموجودة بموجب ضريبة الكربون أوسيناريوهات تجارة الانبعاثات) المرتبطة بالتقنيات المتنوعة.

في 1997، الرابطة التجارية لتوربينات الرياح (Wirtschaftsverband Windkraftwerke e.V. –WVW) طُلب منها   عمل دراسة لتكاليف إنتاج الكهرباء في محطات الطاقة التقليدية المنشأة حديثاً من Rheinisch-Westfälischen Institute for Economic Research –RWI). تنبأت الرابطة RWI بتكاليف إنتاج الكهرباء لكل ك.و.س للتحميل الأساسي لعام 2010 كما يلي:^[]

الجزء الخاص بالحمولة الأساسية يمثل 64% تقريباً من الإنتاج الإجمالي للكهرباء. تكاليف إنتاج الكهرباء للحمولة المتوسطة وحمولة الذروة تعتبر أعلى بشكل كبير. تعتبر هذه قيمة متوسطة لتكاليف إنتاج الكهرباء لجميع أنواع الإنتاج التقليدي للكهرباء وملامح الحمولة على إفتراض حتى تكاليف إنتاج الطاقة تعتمد على ثمن تطوير النفط الخام وعلى حتى ثمن النفط الخام هذا يبلغ 23 دولار أمريكي تقريباً لكل برميل في 2010. في الواقع فإن ثمن النفط الخام وصل إلى 80 دولار أمريكي بدءاً من 2010. يعني هذا حتى التكاليف العالة للإنتاج التقليدي للكهرباء لا تزال بحاجة إلى حتى تكون أعلى من تلك التي قدرتها RWI في السابق.

The WVW takes the legislative feed-in-tariff على أساس تكاليف إنتاج الكهرباء للطاقة المتجددة لأن محطات الطاقة المتجددة تعتبر مجدية اقتصادياً بموجب القانون الألماني (القانون الألماني لمصادر الطاقة المتجددة-EEG).

الأرقام التالية خاصة بتكاليف إنتاج الكهرباء في المحطات المنشأة حديثاً في 2010:^[]

تقديرات أخرى

في دراسة أجرتها الحكومة اليابانية في 2010 (بعد كارثة فوكوشيما)، سميت الورقة البيضاء للطاقة، توصلت إلى إلى حتى تكلفة الكيلوواط-ساعة بلغت 49 ين للطاقة الشمسية،عشرة ين - 14 ين لطاقة الرياح، و5 أوستة ين للطاقة النووية. ماسايوشي صن، الداعي لاستخدام الطاقة المتجددة، أشار إلى حتى تقديرات الحكومة للطاقة النووية لم تضم تكاليف اعادة معالجة الوقود أوالتأمين عن الكوارث. قدر صن بأنه إذا ما تم تضمين هذه التكاليف، فتصل تكلفة الطاقة النووية لنفس تكلفة طاقة الرياح.

ما بعد محطة توليد الطاقة، أوتكاليف النظام

تطورت التكاليف الأولي من التحليل الوارد أعلاه والذي لا يعدوعن كونه جزءاً من الصورة العامة للتخطيط وتقدير التجاليف في شبكة الطاقة الحديثة الضخمة. الاعتبارات الأخرى هي load profile الزمني، على سبيل المثال، كيف من الممكن أن يتفاوت التحميل من ثانية لأخرى، دقيقة لأخرى، ساعة لأخرى، شهر لآخر. لتلبية تفاوت التحميل، فبصفة عامة هناك حاجة إلى خيارات المحطات المختلطة، ومن ثم فالتكلفة الإجمالية لتوفير هذا التحميل مطلوبة. تساهم طاقة الرياح بقدرة ضئيلة، لذا فأثناء فترات ضعف الرياح، some form of back up must be provided. تتطلب جميع الأشكال الأخرى من توليد الطاقة إلى back up، وإن كان بدرجة أقل. لتبية الطلب على النظام في وقت الذروة، والذي لا يستمر إلا لبضع ساعات في السنة، غالباً ما يحتاج محطات طاقة رخيصة في البناء، لكنها مكلفة جداً في التشغيل - على سبيل المثال بعض الشبكات الضخمة تستخدم أيضاً load shedding مع مولدات الديزل في ساعات الذروة - وتكالفة إنتاج الكيلوواط-ساعة الباهظة - تُبرر من خلال عدم الحاجة لبناء محطات أخرى ذات قدرة أكثر تكلفة والإنخفاض في الاستخدام المستمر والغير فعال of spinning reserve (انظر احتياطي التشغيل).

في حالة طاقة الرياح، التكاليف الإضافية بالنسبة back up المتزايدة وربط الشبكة للسماح بتنوع الطقس والتحميل الكبير. يحدث هذا لأن الرياح تتوقف مرة واحدة عن الهبوب ولفترات طويلة من الزمن حتى في المناطق الواسعة. بعض الداعين لاستخدام طاقة الرياح يزعمون أنه في حالة البلدان الأوروپية تكون تكلفة back up منخفضة تماماً، مما يؤدي إلى حتى تكون التكاليف الإجمالية لطاقة الرياح مساوية للطاقة المستخدمة حالياً. ومع ذلك، فمثل هذه المزاعم تعتبر بصفة عامة نظرية للغاية، عدا بعض الزيادات الهامشية المحتملة، والتي في بعض الظروف، يمكن الإستفادة منها في البنية التحتية القائمة.^[]

في المملكة المتحدة، تكلفة ربط الرياح البرية الجديدة فيما يخص النقل، has been consistently put by Grid/DECC/Ofgem at 15 بليون جنيه إسترليني بحلول 2020. هذه التكلفة البالغة 15 بليون جنيه إسترليني لا تضم تكلفة أي توصيلات جديدة بالتوصيلات الأوروپية الداخلية، أوالشبكات الفرعية، كما يروج البعض. تكلفة 15 بليون جنيه إسترليني هي تكلفة وصل مزارع الرياح البحرية بواسطة كابلات والتي يقل طولها 12 كم، عند نقطة التوصيل البرية المستدامة الأقرب في المملكة المتحدة. هناك تكاليف نقل بري إجمالية متسقطة لتوصيل المولدات الجديدة المتنوعة بالمملكة المتحدة بحلول 2020، والتي تتحملها منذ 2010، بقيمة 4.7 بليون دولار، بالمقارنة.

عند إضافة محطة جديدة لمنظومة الطاقة أوالشبكة، ستكون الآثار معقدة تماماً - على سبيل المثال، عند إضافة طاقة الرياح للشبكة، سيكون لها تكلفة هامشية مرتبطة بالإنتاج تقارب 20 جنيه إسترليني/م.و-س (most incurred as lumpy but running-related maintenance - gearbox and bearing failures, for instance, and the cost of associated downtime)، وبالتالي يفترض أن تمثل دائماً مصدراً أرخص للطاقة عن محطات الوقود الأحفوري - سيؤدي هذا إلى إجبار المحطات ذات التكلفة الهامشية الأكبر إلى الخروج من المنظومة. محطات الوقود الأحفوري متوسطة المدى، لوأضيفت، محطات ذات التكلفة الهامشية المرتفعة فقط هي التي ستجبر على الخروج من النظام. وبالتالي فالنمذجة شديدة التعقيد لتلك المنظومات تتطلب تحديد التكاليف المرجحة لتطبيق مجموعة خيارات محطات توليد الطاقة، أوتأثير إضافة المحطة المذكورة.

بتطير الأسواق، سيكون من الصعب على المستثمرين تقدير الآثار المرجحة وأرباح تكلفة الاستثمار في المحطة الجديدة، ومن ثم في الأسواق الحرة للنظم الكهربائية، والذي يميل إلى النقص الشديد في القدرة، بسبب الصعوبات التي يقابلها المستثمرين في تقدير العوائد، والحاجة إلى تخمين ما قد يعمله المنافسين.^[]

معهد المهندسين وبنائي السفن في إسكتلندا كلف المدير السابقة لعمليات الشبكة الوطنية البريطانية، كولين گيسبون، بعمل تقرير عن التكاليف المسواة للتوليد والتي ستتضمن لأول مرة تكاليف النقل بالإضافة لتكاليف التوليد. نُشر هذا التقرير في ديسمبر 2011 وهومتوافر على الإنترنت:. يسعى المعهد إلى التشجيع على منقاشة القضية، وقام بخطوة غير اعتيادية بين معدي مثل هذه النوعية من الدراسات والتي تنشر جداول تظهر بياناتها المتوافرة على الإنترنت:

تقديرات OECD/NEA للولايات المتحدة

التكاليف الخارجية لمصادر الطاقة

التسعير التقليدي للكهرباء من مصادر الطاقة المتنوعة قد لا يضم جميع التكاليف الخارجية - والتي، يتحملها المجتمع ككل بشكل غير مباشر كنتيجة لاستخدام هذا المصدر من الطاقة. قد يضم هذا تكاليف التمكين، الآثار البيئية أوتأثيرات حوادث البنية التحتية.

الادارة الأمريكية لمعلومات الطاقة تنبأ بأن الفحم والغاز والتي من المقرر إستخدامها باستمرار لتوفير غالبية الكهرباء في العالم، نتيجة لهذا من المتسقط حتى يتم إخلاء ملايين المنازل في المناطق المنخفضة، وأن تحدث أضرار في الممتلكات تقدر بمئات الملايين من الدولارات.

علاوة على ذلك، وفي ظل العمليات المستمرة of whole nations being slowly plunged underwater، بسبب استخدام الوقود الأحفوري، فهناك عدد كبير من النادىوى القضائية التي تخص المناخ العالمي تم حملها ضد مستخدمي الوقود الأحفوري في محكمة العدل الدولية.

في دراسة بحثية مولها الإتحاد الأوروپي تعهد باسم ExternE، أوالتكاليف الخارجية للطاقة، والتي أجريت على الفترة من 1995 حتى 2005، وُجد حتى تكلفة إنتاج الكهرباء من الفحم أوالنفط ضعف قيمتها الحالية، وأن تكلفة إنتاج الكهرباء من الغاز ستزيد بنسبة 30% مع حساب التكاليف الخارجية مثل الأضرار التي تلحق بالبيئة والصحة البشرية، من المواد الحبيبية، ثاني أكسيد الكربون، سداسي الكروم، تلقون مياه الأنهار، تسمم الزئبق وانبعاثات الزرنيخ الناتجة من هذه المصادر، تم أخذها في الحسبان. تقدر الدراسة حتى هذه التكاليف الخارجية، downstream، تصل تكاليف الوقود الأحفوري إلى أكثر من 1%-2% من الناتج القومي الإجمالي للإتحاد الأوروپي، وكان هذا قبل تضمين التكلفة الخارجية للإحترار العالمي الناتج من هذه المصادر.

استخدمت الطاقة النووية إلى حد كبير في ظل insurance framework الذي يحد أويهيكل المتطلبات التي تتماشى مع Paris convention on nuclear third-party liability، اتفاقية بروكسل التكميلية واتفاقية ڤيينا حول المسؤولية المدنية عن الأضرار النووية وما ورد في قانون پرايس-أندرسون الأمريكي. وكثيراً ما ينطق حتى هذا النقص المحتمل في المسئولية يتمثل في التكلفة الخارجية الغير مضمنة في تكلفة إنتاج الكهرباء من الطاقة النووية.

ومع ذلك، فالتكاليف التي تتجاوز التأمين هي أسوأ السيناريوهات للطاقة النوية الغير اعتيادية، مثل محطات الطاقة الكهرومائية والتي بالمثل لا تخضع للتأمين الكامل ضد الأحداث الكارثية مثل كارثة سد بانكياو، والتي فقد جرائها 11 مليون إنسان منازلهم وتوفى ما بين 30.000 إلى 200.000 شخص، وانهيار الخزانات الكبرى بصفة عامة. وفي ظل محدودية السيناريوهات التي تضمها أقساط التأمين في الشركات الخاصة، فالتأمين ضد الكوارث الكبرى في هذا القطاع يتم توفيره في اللقاء من الدولة. ينبغي أيضاً ملاحظة حتى المزيد من المفاعلات الحديثة بخلاف محطة فوكوشيما للطاقة النووية التقليدية، مثل تصميم محطة اوناگاوا للطاقة النووية الذي أثبت كفاءته، والتي استطاعت الصمود أمام موجات تسونامي بطول يزيد عن 13 متر وأُغلقت بأمان بدون وقوع حوادث، بالرغم من أنها كان أقرب محطة نووية لمركز زلزال وتسونامي 2011.

فوتوڤولطية

انخفضت أسعار الفوتوڤولطية من 76.67 دولار/واط عام 1977 إلى 0.74 دولار/واط في 2013، بالنسبة للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري. يعتبر هذا مرشد على دعم قانون سوانسون، رصد مشابه لقانون مور الشهير الذي يقول بأن أسعار الخلايا الشمسية تنخفض بنسبة 20% عند جميع مضاعفة للقدرة الصناعية.

بحلول 2011، تقلصت أسعار الوحدات الفوتوڤولطية لكل م.وبنسبة 60% منذ 2008، تبعاً لتقديرات بلومبرگ المالية للطاقة الجديدة، مما يضع الطاقة الشمسية لأول مرة على أساس تنافسي في أسعار التجزئة للكهرباء في بعض البلدان المشمسة؛ كبديل وبثمن منخفض ثابت بنسبة 75% من 2007 حتى 2012، وبالتالي فليس واضحاً ما إذا كانت هذه الأرقام مقتصرة على الولايات المتحدة أم العالم بصفة عامة. الثمن السوى للكهرباء المولدة من الوحدات الفوتوڤولطية يعتبر منافساً لمصادر الكهرباء التقليدية على القائمة الموسعة للمناطق الجغرافية، خاصة عند تضمين وقت التوليد، حيث تكون الكهرباء أكثر قيمة أثناء النهار عن الليل. هناك منافسة شرسة في سلسلة الإمداد، وتحسينات مزيدة في التكلفة المسواة للطاقة for solar lie ahead، مما يشكل تهديد متزايد على هيمنة مصادر توليد الكهرباء من الوقود الأحفوري في السنوات القليلة القادمة. بمضي الوقت، ستصبح تقنيات الطاقة المتجددة أرخص ثمناً، بينما يصبح الوقود الأحفوري أكثر تكلفة:

الطاقة الشمسية الأقل تكلفة، والأكثر تفضيلاً مقارنة بالطاقة التقليدية، والأكثر جذباً ستصبح to utilities ومستخدمي الطاقة حول العالم. الطاقة الشمسية Utility-scale يمك توصليها الآن في كاليفورنيا بأسعار أقل من 100 دولار/م.و-س (0.10 دولار/ك.و-س) أقل من معظم المولدات الأخرى في وقت الذروة، حتى تلك التي تعمل بالغاز الطبيعي منخفض التكلفة. كذلك فإن إنخفاض تكاليف وحدة الطاقة الشمسية الصغرى يحفز أسواق العملاء حيث تحظى تكالف توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية بقبولاً كبيراً بالنسبة لمعدلات الكهرباء بالتجزئة.

في 2011، أصبحت تكلفة الفوتوڤولطية أقل من الطاقة النووية ومن المقرر حتى تشهد المزيد من الإنخفاض. متوسط ثمن التجزئة للخلايا الشمسية، كما رصدته مجموعة سولاربز، انخفض من 3.50 دولار/واط إلى 2.43 دولار/واط خلال 2011.

فيما يخص الهجريبات على النطاق الضخم، وصلت الأسعار إلى أقل من 1.00 دولار للواط. ثمن الوحدة 0.60 يورو/1.00 دولار/واط (0.78 دولار/واط) نُشر for a large scale 5-year deal في أبريل 2012.

في بعض المواقع، وصل تعادل الشبكة للفوتوڤولطية، والذي يعهد عادة على أنه تكاليف الإنتاج بواسطة الخلايا الفوتوڤولطية عند أوأقل من أسعار الكهرباء للتجزئة (على الرغم من أنه في كثير من الأحيانقد يكون أعلى من أسعار محطات الطاقة في المحطات التي تعمل بالفحم أوالغاز بدون إضافة تكاليف توزيع الطاقة أوالتكاليف الأخرى). الطاقة الفوتوڤولطية يتم توليدها أيضاً أثناء النهار والتي تكون قريبة للطلبات وقت الذروة (تسبقها) في المنظومات الكهربائية مع الإستخدام العالي لمكيفات الهواء. بشكل أعم، فمن الواضح الآن، حتى أسعار الكربون والبالغة 50 دولار/طن ستحمل ثمن الطاقة المولدة بواسطة الفحم بمقدار 5c/kWh، وستكون الطاقة الفوتوڤولطية الشمسية بتكلفة أكثر تنافسية في معظم المواقع. انعكس الثمن المنخفض للفوتوڤولطية على الهجريبات المتنامية بشكل سريع، ليصل إجمالي تلك الهجريبات إلى ما يقارب 23 گ.وفي 2011.

. بالرغم من بعض consolidation المرجح في 2012، بسبب إنقطاع الدعم في الأسواق الكبرى في ألمانيا وإيطاليا، فمن المرجح استمرار النموالقوي في بقية العقد. بالعمل، حسب إحدى التقديرات، فإن إجمالي الاستثمارات في الطاقة المجددة في 2011 تجاوز الاستثمارات في توليد الطاقة المعتمدة على الكربون.

في حالة الاستهلاك الذاتي، يحسب وقت الاسترداد بناءاً على كمية الكهرباء التي لم يتم جلبها من الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الطاقة الشمسية الفوتوڤولطية لشحن بطاريات التيار المستمر، مثل المستخدمة في المركبات الكهربائية والمركبات الكهربائية الهجين عن طريق الفوتوڤولطية، ينبغي تحويلها إلى تيار متردد لاستخدامها في المباني، بمتوسط 10% خسارة أثناء التحويل. تحدث خسارة إضافية في الكفاءة أثناء التحويل مرة أخرى إلى تيار مستمر بالنسبة للبطاريات الأجهزة والمركبات، واستخدام معدلات فائدة مختلفة وتغير أسعار الطاقة والتي تم حسابها للوصول إلى القيم الحالية التي تتراوح بين 2.057.13 إلى 8.213.64 دولار (تحليل من 2009).

عوامل التكاليف الاضافية

لا تتضمن الحسابات عادة تكاليف النظام الأكثر اتساعاً المرتبط بكل نوع من المحطات، مثل توصيلات النقل لمسافة طويلة للشبكات، أوالموازنة أوالتكاليف الاحتياطية. لا تضم الحسابات التكاليف الخارجية مثل الأضرار الصحية الناجمة عن محطات الفحم، ولا تأثير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على تغير المناخ، تحمض المحيطات، والتتريف، تخير تيار المحيطات. عادة لا يتم تضمين تكاليف إيقاف المحطات النووية (الولايات المتحدة استثناء، لأن تكلفة الإيقاف مضمنة في ثمن الكهرباء، حسب قانون سياسة النفايات النووية)، ولذلك فهي لا تعتبر حساب التكلفة الكاملة. هذه الأنواع من العناصر يمكن إضافته عند الضرورة تبعاً للغرض من الحساب. وهي مرتبطة بعلاقة ضعيفة مع الثمن الحقيقي للطاقة، لكنها تساعد صناع السياسات وآخرين على توجيه النقاشات وصناعة القرار.^{[بحاجة لمصدر]}

لا يمكن اعتبارها عوامل صغرى لكنه تؤثر بشكل كبير على جميع قرارات السلطة المسؤولة:

• مقارنة دورة حياة انبعاثات غازات الدفيئة تظهر حتى الفحم، على سبيل المثال، أعلى بشكل كبير من حيث م.ا.غ.د عن أي بديل آخر. وفقاً لذلك، ففي التحليل الوارد أدناه، الفحم محبوس الكربون يعامل بصفة عامة كمصدر منفصل أكثر منه being averaged in مع أنواع الفحم الأحرى.
• الوسائل الأخرى لتوليد الكهرباء مع مراعاة المخاوف البيئية تضم المطر الحمضي، تحمض المحيطات وتأثير استخلاص الفحم على المستجمعات المائية.
• المخاوف الصحية البشرية المتنوعة المرتبطة بتوليد الكهرباء، وتضم الربووالضباب الدخاني، تسيطر الآن على القرارات في الدول المتقدمة والتي تعلن عن تكاليف الرعاية الصحية. قدرت دراسة عقدت في كلية الطب بجامعة هارڤرد حتى تكاليف الرعاية الصحية بالولايات المتحدة والخاصة بالفحم فقط تتراوح بين 300 و500 بليون دولار سنوياً.
• بينما تكلفة نقل ك.و/س تختلفة بشكل كبير حسب المسافة، تتطلب مشروعات المجمعات الطويلة إلى clear أوحتى تحديث لمسارات النقل حيث حتى الإمدادات الجديدة الجذابة غير قادرة في كثير من الأحيان على التنافس مع تدابير الحفاظ (انظر أدناه)، لأن توقيت payoff يحتاج وضع تحديث النقل في الحسبان.

انظر أيضاً

• تسعير الكهرباء
• مقارنة دورة حياة انبعاثات غازات الدفيئة
• التوليد الموزع
• اقتصاد محطات الطاقة النووية الجديدة
• الاستجابة للطلب
• Intermittent energy source
• خدمة الحفاظ على الشبكة الوطنية
• الطاقة النووية في فرنسا
• List of thermal power station failures
• حساب تكلفة شبكة النقل في المملكة المتحدة: تكلفة نقل جميع ك.و/س
• قائمة البلدان حسب إنتاج الكهرباء من المصادر المتجدد
• قائمة الولايات الأمريكية حسب إنتاج الكهرباء من المصادر المتجددة
• المخاوف البيئية لتوليد الكهرباء
• تعادل الشبكة

للاستزادة

• Nuclear Power: Still Not Viable without Subsidies. February 2011. By Doug Koplow. Union of Concerned Scientists.
• Levelized Cost of New Electricity Generating Technologies. Institute for Energy Research.
• Economic Value of U.S. Fossil Fuel Electricity Health Impacts. United States Environmental Protection Agency.
• The Hidden Costs of Electricity: Comparing the Hidden Costs of Power Generation Fuels. Civil Society Institute.

الهامش