LCOE stroški različnih tehnologij proizvodnje električne energije

Spodaj je slika s poenotenimi stroški proizvodnje elektrike (LCOE), na podlagi vzorca elektrarn, ki jih uporablja Mednarodna agencija za energijo (IEA) pri svojih izračunih v publikaciji za leto 2022. Za razliko od ostalih inštitucij (denimo Lazard itd.) je IEA dokaj transparentna pri izračunih in je objavila spisek obratov, na podlagi katerih so narejeni izračuni. Spodnji graf sem naredil na podlagi teh podatkov in dodal še mediano za LCOE* vsake metodologije (ocene so narejene pri diskontni stopnji 7% in ceni CO2 kupona 75 $/tono). Kot je razvidno, je med vsemi tehnologijami najcenejša elektrika iz jedrskih elektrarn z mediano 39 $/MWh (razpon ocen med 28 in 102 $/MWh). Elektrika iz jedrskih elektrarn je v povprečju približno dvakrat cenejša od elektrike iz vetrnih elektrarn (mediana 69.6 $/MWh, razpon ocen med 29 in 240 $/MWh; outlier pri 900 $/MWh) in dvainpolkrat od elektrike iz sončnih elektrarn (mediana 95.4 $/MWh, razpon ocen med 34 in 275 $/MWh). Podobne cene elektrike in s podobnim razponom so tudi iz novih hidro elektrarn.

LCOE by technology-IEA 2022

Te LCOE cene lahko primerjate s cenami iz Lazardove publikacije (april 2023) v sliki spodaj, kjer boste videli, da Lazard ocenjuje LCOE cene elektrike iz jedrskih elektran bistveno višje (razpon ocen med 141 in 221 $/MWh). Gre za svojevrstno zavajanje, saj se Lazardove ocene nanašajo na zgolj eno jedrsko elektrarno, ki je bila v zadnjih desetletjih izgrajena v ZDA (Vogtle), razpon ocen se pa nanaša na oceno LCOE pri različnih predpostavkah diskontne stopnje.

Lazard LCOE 2023

Vir: Lazard (2023)

___________

* Metodologija LCOE je sicer zelo problematična, o čemer sem že večkrat izčrpno pisal. Povzetek glavnih problemov je spodaj.

Stroka LCOE metodologiji očita, da ne vključuje vseh stroškov posameznih proizvodnih virov. Omejil se bom na ključne. Prvič, LCOE ne vključuje polnega stroška proizvodnje energije nestabilnih oziroma občasnih virov, kot sta sonce in veter. Glede fotovoltaike LCOE zajema samo strošek postavitve celotnega sistema, zanemari pa dejstvo, da je sonce zgolj občasen in nestabilen vir energije (samo med marcem in oktobrom, največ 10 ur na dan in samo ob sončnih dnevih). Za čas, ko sonce ne sije, je bodisi treba postaviti nadomestne vire, to pa so običajno plinsko-parne elektrarne (in zato bi se »OVE scenarij« v NEPN dejansko moral imenovati »OVE + plin scenarij«) ali pa stroške dolgoročne shrambe energije. Pri nadomestnih virih je zato treba upoštevati še stroške investicije v nadomestne vire in stroške goriva, pri shranjevanju pa seveda naložbe v kapacitete za skladiščenje (več spodaj).

Drugič, LCOE ne upošteva stroškov vključitve OVE virov v elektroenergetski sistem. Ne upošteva stroškov nadgradnje distribucijskega sistema in ne upošteva povečanih stroškov regulacije sistema (kar pri Lazardu že na prvi strani priznavajo). Sonce in veter sta nestabilna vira, odvisna od vremena in letnega časa, operater elektroenergetskega sistema pa mora ves čas vzdrževati konstantno voltažo in frekvenco sistema, sicer sistem kolapsne in traja lahko nekaj dni, da se spet vzpostavi. Zato morajo imeti operaterji ves čas v rezervi presežne kapacitete, ki jih lahko vklopijo, »ko oblak prekrije sonce« ali kompenzirati izgube ponudnikov, ki se jih odklopi od omrežja v času viškov energije. In to stane. Zaradi tega je električna energija v Nemčiji za 60 do 70% dražja kot v Franciji. Na splošno velja, da z naraščanjem deleža obnovljivih virov v porabi elektrike narašča cena električne energije (Kalifornija, Nemčija, V. Britanija itd.), kar je v nasprotju s tem, kar kažejo LCOE številke.

Tretjič, LCOE povsem ignorira, ali je vir energije občasen, sezonski ali zmožen zagotoviti nazivno obremenitev. Energetski objekti, ki so stabilni, predvidljivi in jih je mogoče prilagoditi glede na povpraševanje, so za operaterje omrežij bolj dragoceni kot tisti, ki tega ne morejo, vendar tega LCOE številke ne upoštevajo.

Četrtič, metrika LCOE uporablja visok diskontni faktor (v poročilu 2023 Lazard upošteva tehtani strošek kapitala (WACC) oziroma interno stopnjo donosnosti (IRR) v višini 7.7%), kar preferira vire z nizko začetno investicijo in visokim stroškom goriva (denimo plin) pred jedrsko, kjer velja obratno. Če bi uporabil nižji WACC/IRR v višini 4.2%, bi LCOE cena jedrske energije upadla za četrtino.

In petič, za izgradnjo polno funkcionalnega energetskega sistema je treba pri občasnih in sezonskih virih električne energije izravnanim stroškom dodati še dodati stroške za shranjevanje. Lazard to zadnjih nekaj let upošteva z metriko izravnanih stroškov shranjevanja (LCOS). Zadnje poročilo iz aprila letos tako za kombinacijo solarne elektrarne in baterije navaja razpon cen elektrike med 110 in 131 evrov za megavatno uro (za razliko od jedrske energije, kjer navaja visoko ceno v razponu med 138 in 23 dolarjev/MWh). Vendar Lazard upošteva velikost baterije zgolj 50 MW in samo za 4 ure shrambe energije.

Torej pri fotovoltaiki vključuje zgolj strošek kratkotrajnega shranjevanja v baterije, ki pa so primerne zgolj za shranjevanje tekočih viškov energije preko noči. Povsem pa zanemarja stroške dolgoročnega shranjevanja energije. Denimo strošek shranjevanja celotnih letnih viškov energije za zimske mesece. Tako velike baterije tehnično in fizično sploh ni mogoče izdelati. Možno je posredno shranjevanje prek pretvorbe v sintetični metan ali vodik. Toda tukaj se v procesih transformacije izgubi okrog polovica energije, hkrati pa nimamo odgovora, kam shraniti te poleti ustvarjene količine sintetičnega plina in vodika in koliko bi to stalo.

Hkrati analiza stroškov shranjevanja energije ne vključuje številnih drugih pomembnih dejavnikov. Kot priznavajo v Lazardu (2023, str. 15), ta analiza ne vključuje stroškov nadgradnje omrežja, prenosnih zmogljivosti, prezasedenosti omrežja in stroškov povečane regulacije elektroenergetskega sistema. LCOE ocene ne vključujejo stroškov razgradnje za nobeno tehnologijo, razen za jedrsko (kar je pristransko). Ne vključuje stroškov razvoja novih tehnologij, brez katerih shranjevanje ne bo mogoče. Povsem zanemarja »družbene in eksterne okoljske učinke ter dolgoročne druge in družbene posledice različnih tehnologij sistemov za shranjevanje energije, ki jih je težko izmeriti (npr. pridobivanje virov, odlaganje ob koncu življenjske dobe, povezano z litijevimi ioni, varnostna tveganja itd.).«