التكلفة المستوية للكهرباء: التحديات الاقتصادية في التحول نحو الطاقة المستدامة

في ظل التحولات العالمية السريعة نحو مصادر الطاقة المستدامة، يزداد الجدل حول موثوقية وكفاءة هذه المصادر الاقتصادية، خاصة في سياق الاهتمام المتزايد بـ “أمن الطاقة”.

هذا يتطلب تقييمًا موضوعيًا للتكاليف الاقتصادية الحقيقية التي ترافق هذه التحولات، فضلاً عن الفهم العميق للعوامل المؤثرة على الأسعار في أسواق الطاقة العالمية. من خلال هذا التقرير، سيتم استعراض مفاهيم أساسية مثل التكلفة المستوية للكهرباء (LCOE) وكيف يمكن أن تسهم في تحديد الخيار الأنسب في ظل تنوع مصادر الطاقة المتاحة.

يُعتبر مفهوم التكلفة المستوية للكهرباء (LCOE) أداة أساسية لفهم هذا السياق، إذ يُتيح تحليل التكلفة الفعلية لإنتاج وحدة من الكهرباء مع الأخذ في الاعتبار التكاليف المرتبطة بالإنشاء، التشغيل، التمويل والصيانة.

و يعرض هذا التقرير كيف تغيرت معادلة التكاليف خلال العقد الماضي، مستفيدة من التقدم التكنولوجي والدعم الحكومي. ويسعى هذا التحليل إلى تقديم رؤية دقيقة تساعد في فهم الاتجاهات الاقتصادية في أسواق الطاقة.

التكلفة المستوية للكهرباء هي المقياس الرئيسي لمقارنة تكاليف مصادر الطاقة المختلفة، محسوبة لكل وحدة كهرباء مُنتجة (غالبًا بالدولار لكل ميجاواط/ساعة).

يتضمن هذا المقياس تكاليف رأس المال، الوقود، التشغيل والصيانة، والتمويل، مما يسمح بمقارنة دقيقة بين مصادر الطاقة المختلفة.

اعتبارًا من عام 2023، سجلت مصادر الطاقة المتجددة مثل الشمس والرياح أدنى تكاليف إنتاج للطاقة عالميًا. بالمقابل، تميل تكاليف توليد الطاقة من الوقود الأحفوري والطاقة النووية إلى أن تكون أعلى نسبيًا.

ويعرض الجدول التالي متوسط تقديرات تكلفة إنتاج الطاقة من مصادر الكهرباء الرئيسية عالميًا على مستوى المرافق (وليس المستهلك النهائي)، وهذه الأرقام تمثل متوسطات أو نطاقات عالمية قد تختلف حسب المشروع والمنطقة.

تُعد الطاقة الشمسية من أرخص مصادر الكهرباء عالميًا، حيث بلغ متوسط التكلفة 44 دولارًا لكل ميجاواط في عام 2023، مقارنة بأكثر من 200 دولار في عام 2010. يعود هذا الانخفاض إلى تراجع أسعار الألواح الشمسية، وتحسين الكفاءة، وتحقيق اقتصادات الحجم في التركيب.

في المناطق المشمسة، تحقق مشاريع الطاقة الشمسية الجديدة تكاليف أقل بكثير من المتوسط العالمي، حيث تتراوح بعض المزارع الكبيرة بين 20 و30 دولارًا لكل ميجاواط/ساعة.

في الشرق الأوسط، وصلت أسعار الطاقة الشمسية إلى أدنى مستوياتها على الإطلاق، حيث تقل عن 20 دولارًا أمريكيًا لكل ميجاواط/ساعة، مما يعزز مكانتها كمصدر رائد من حيث التكلفة.

مع ذلك، تظل وحدات الطاقة الشمسية المثبتة على الأسطح الصغيرة أكثر تكلفة، حيث تتراوح بين 80 و200 دولار لكل ميجاواط/ساعة، بسبب ارتفاع تكاليف التركيب.

و انخفضت تكاليف طاقة الرياح البرية بنسبة 70% تقريبًا منذ عام 2010 بفضل استخدام توربينات أكبر، وتحسين الأداء، وتخفيض تكاليف التصنيع.

مشاريع الرياح في المناطق ذات الرياح الوفيرة (مثل الولايات المتحدة، الأرجنتين، المغرب، ومصر) يمكن أن تنتج الطاقة بتكلفة منخفضة جدًا، حيث تراوحت مؤخرًا بين 20 و30 دولارًا في الشرق الأوسط وأوروبا.

طاقة الرياح البحرية، رغم أنها أكثر تكلفة، شهدت انخفاضًا في تكاليفها، حيث انخفضت من متوسط 20 سنتًا لكل كيلوواط في 2010 إلى 7.5 سنت بحلول 2023، بفضل زيادة حجم التوربينات وتحسين طرق التركيب.

تولد محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة طاقة منخفضة التكلفة، حيث يمكن أن تكون التكلفة أقل من 20 دولارًا للميجاواط/ساعة.

ومع ذلك، فإن تكلفة مشاريع الطاقة الكهرومائية الجديدة ارتفعت بسبب تعقيد المواقع المتاحة ومحاولة الحد من الآثار البيئية، حيث وصلت التكلفة إلى حوالي 5.7 سنت للكيلوواط في 2023، مقارنة بـ 4.3 سنت في 2010.

بينما تتمتع محطات الفحم القديمة بتكاليف إنتاج منخفضة، فإن المحطات الجديدة غالبًا ما تواجه تكاليف أعلى بسبب تشديد ضوابط التلوث. تتراوح التكلفة المستوية لمحطات الفحم الجديدة بين 69 دولارًا و168 دولارًا.

تختلف تكلفة الغاز الطبيعي بشكل كبير حسب المنطقة، حيث يمكن لمحطات التوربينات ذات الدورة المركبة في المناطق الغنية بالغاز إنتاج الطاقة بتكلفة تتراوح بين 45 و100 دولار للميجاواط، بينما في المناطق التي تعتمد على استيراد الغاز الطبيعي المسال، قد تتجاوز التكلفة 150 دولارًا.

تعد الكهرباء المولدة من النفط واحدة من أغلى مصادر الطاقة التقليدية، حيث قد تصل تكلفتها إلى 200 دولار للميجاواط، وتُستخدم بشكل أساسي في المناطق النائية أو كوحدات طوارئ.

تعتمد تكلفة الطاقة النووية بشكل كبير على تكاليف الإنشاءات الرأسمالية، حيث تتراوح تكاليف الإنتاج من المحطات الحديثة بين 142 و222 دولارًا. ومع ذلك، تشير التقديرات إلى أن المفاعلات الحديثة في الصين يمكنها توليد الطاقة بتكلفة أقل بكثير، تصل إلى 70 دولارًا لكل ميجاواط/ساعة.

تشير البيانات إلى أن التكلفة العالمية لإنتاج الكهرباء أصبحت بشكل واضح لصالح الطاقة المتجددة، خاصة الشمس والرياح، التي تعد الآن الخيار الأكثر اقتصادية.

ومن المتوقع أن يزداد هذا التفوق في السنوات القادمة، على الرغم من أن مصادر الطاقة التقليدية لا تزال تلعب دورًا هامًا في تلبية احتياجات الطاقة العالمية.