في عام 1956، أنتج عرض مبكر للطاقة الشمسية الكهروضوئية 1 واط من الطاقة بسعر معتدل قدره 1865 دولارًا معدلًا حسب التضخم. بمعنى آخر، أنت بحاجة إلى إنفاق أكثر من نصف مليون دولار لتعادل لوحة شمسية حديثة على السطح بقدرة 320 واط. وبطبيعة الحال، بالإضافة إلى السعر، تحتاج أيضًا إلى إيجاد مساحة لسفينة من الخلايا الشمسية منذ عام 1956 لجعلها تساوي إنتاج لوحة حديثة مستقلة واحدة.
في أحدث مقال له عن انخفاض تكلفة الطاقة المتجددة، كتب ماكس روزر من موقع 'World in Data' أنه منذ البداية، كانت الطاقة الشمسية لا معنى لها لأي شخص في أي مكان على هذا الكوكب.
لحسن الحظ، يوجد مكان مشمس هنا، ولا يمكن الوصول إلى الشبكة، والسعر لا يمثل مشكلة، ولا يوجد سوى مساحة. وجدت الشمس موطئ قدم عمليًا في استكشاف الفضاء المبكر، ومن هناك بدأت قطع الدومينو في التساقط.
قامت صناعة الطيران ببناء الألواح الشمسية للأقمار الصناعية، وفي هذه العملية تعلمت كيفية جعلها أفضل وبأسعار معقولة. وينخفض سعر وحدات الطاقة الشمسية شيئا فشيئا حتى يصبح العودة إلى الأرض واقعا في المناطق النائية البعيدة عن الشبكة. وقد أدت التطبيقات الجديدة إلى زيادة توليد الطاقة الشمسية، وأصبحت الصناعة مرة أخرى أفضل في خفض تكلفة بناء الطاقة الشمسية ونشرها.
ومع المزيد من التشجيع على الإعانات، استمرت هذه الدورة لعقود من الزمن وهي مثال جيد على الاتجاه التكنولوجي الذي يسمى قانون رايت. ينص قانون رايت على أنه في كل مرة يتضاعف إجمالي إنتاج التكنولوجيا الجديدة (على سبيل المثال، من 100 ميجاوات من الطاقة الشمسية إلى 200 ميجاوات من الطاقة الشمسية)، فإن تكلفتها ستنخفض بنسبة معينة.
وأوضح المؤلف والمدافع عن الطاقة المتجددة والمستثمر رامز نعم: 'يتم تحقيق ذلك من خلال التعلم بالممارسة. وهذا ابتكار يعمل على تحسين التكنولوجيا نفسها ويقلل من العمالة والوقت والطاقة والطاقة اللازمة لإنتاج التكنولوجيا. مزيج مبتكر من المواد الخام. التكنولوجيا.' تسمى هذه العملية 'منحنى التعلم'.
على الرغم من أنه لا تتمتع جميع التقنيات بمنحنى تعليمي قوي، إلا أن هناك بالفعل العديد من التقنيات التي يمكن اكتسابها بسرعة من عالم غامض. (تأكد من مراجعة مشاركة روزر لمعرفة المزيد حول قانون رايت.)
في الواقع، مع قيامنا بنشر المزيد من الطاقة الشمسية، انخفضت تكلفة هذه التكنولوجيا بمعدل يمكن التنبؤ به، مما يشير إلى منحنى التعلم. ومع كل مضاعفة تركيبات الطاقة الشمسية، سينخفض سعر وحدات الخلايا الشمسية بنحو 20%.
ومع زيادة إجمالي القدرة المركبة للطاقة الشمسية بين عامي 1976 و2019، زادت الوحدات الشمسية من 106 دولارات أمريكية لكل واط إلى 0.38 دولار أمريكي. ومع ذلك، على الرغم من انخفاض التكاليف، كان سعر الطاقة الشمسية أعلى بكثير من سعر الكهرباء السائدة مثل الفحم والغاز الطبيعي في معظم تاريخها.
وفي فترة زمنية قصيرة نسبيا، تغيرت تكلفة الطاقة الشمسية على نطاق المرافق (أي محطة طاقة مركزية تزود الشبكة بالطاقة) من غير عملية إلى الأرخص. ولتوضيح هذا الاتجاه، رسم روسر متوسط تكلفة الطاقة العالمية (LCOE) لبناء محطات طاقة جديدة. هذه هي الأسعار المقدرة من قبل الموردين، وهم بحاجة إلى فرض رسوم على العملاء لتحقيق التعادل خلال دورة حياة المحطة الجديدة بأكملها، بغض النظر عن الطاقة، وهي تغطي كل شيء بدءًا من البناء وحتى أسعار الوقود وحتى العمليات.
ومن عام 2009 إلى عام 2019، انخفضت تكلفة الكهرباء لمحطات الطاقة الشمسية الجديدة بنسبة 89%، متجاوزة مصادر الطاقة الرخيصة مثل الفحم وبعض الغاز الطبيعي. وتم تخفيض تكلفة طاقة الرياح البرية الجديدة بنسبة 70% (ويرجع ذلك أيضًا إلى منحنى التعلم التكنولوجي). الأرقام في حد ذاتها مذهلة، ولكن لا يوجد بديل للمؤثرات البصرية الجيدة. لحسن الحظ، كان خبز روزر وزبدته. باختصار، هذه هي السنوات العشر الأخيرة. (جميع الأسعار في هذا الجدول غير مدعومة.)
ربما لاحظتم أن أسعار الفحم لم تتقلب. وذلك لأن الفحم والغاز الطبيعي لا يقعان على منحنى التعلم مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. وعلى الرغم من انخفاض أسعار الغاز الطبيعي، يعتقد روزر أن هذا يرجع بشكل أساسي إلى انخفاض أسعار الوقود بسبب التكسير الهيدروليكي وطفرة الغاز الصخري.
ومن الجدير بالذكر أن تكاليف الوقود (بالطبع صفر بالنسبة لطاقة الرياح والطاقة الشمسية) تشكل جزءاً كبيراً من سعر الكهرباء التي يوفرها الوقود الأحفوري. سوف يتقلب، لكنه لن يصل إلى الصفر أبدًا.
وكتب روزر: 'وهذا يعني أنه بالنسبة لجميع محطات الطاقة غير المتجددة التي لديها تكاليف الوقود هذه، فإن مقدار تكاليف الكهرباء التي يمكن تخفيضها هو حد أدنى صعب'.
وبالنظر إلى أن محطات الطاقة المتجددة الحالية أرخص في المتوسط من محطات توليد الطاقة من الوقود الأحفوري، فقد يعتقد المرء أن موردي الكهرباء سيختارون بشكل متزايد مصادر الطاقة المتجددة بدلا من الفحم أو الغاز الطبيعي. وهذا هو الحال بالفعل. ووفقا لروزر، شكلت الطاقة المتجددة 72% من قدرة توليد الطاقة الجديدة العالمية في عام 2019. وعلى الرغم من الوباء، فمن المقدر أنه بحلول عام 2020، ستشكل الطاقة المتجددة حوالي 90% من قدرة توليد الطاقة الجديدة العالمية.
ولا يزال الوقود الأحفوري يمثل الحصة الأكبر من إنتاج الكهرباء، وحاليا لا تقل تكلفة بناء محطة جديدة للطاقة المتجددة عن تكلفة تشغيل محطة الوقود الأحفوري القائمة. بالإضافة إلى ذلك، تختلف تكلفة الطاقة الشمسية حسب المناخ والبلد/المنطقة - مع اللوائح وتكلفة رأس المال والأرض والعمالة.
وقال نام إنه عندما تكون الشمس على الجانب الآخر من الأرض، سنحتاج إلى بطاريات أفضل (التي يبدو أنها قيد الاستخدام) وأجهزة تخزين للحفاظ على تدفق العصير. والحقيقة الصعبة نفسها هي أن الطاقة الشمسية تبلغ ذروتها في الصيف، بينما يصل الطلب على الكهرباء إلى ذروته في الشتاء.
يكتب نام: 'على سبيل المثال، في ألمانيا، حتى لو كان الطلب على الكهرباء في الشتاء أعلى منه في الصيف، فإن توليد الطاقة الشمسية في ديسمبر لا يتجاوز 1/5 من توليد الطاقة الشمسية في يونيو'.
في وقت سابق من هذا العام، تنبأ نام بافتراض معدل تعلم 'محافظ' بنسبة 30% لأسعار محطات الطاقة الشمسية - تذكر أن الـ 20% المبكرة تتبعت معدل التعلم لوحدات الطاقة الشمسية - واستخدمت القدرة المركبة للطاقة الشمسية التي تقدرها وكالة الطاقة الدولية نمو القدرة السنوية هو 16٪. وقام بتقسيم التوقعات بين مواقع التكلفة المنخفضة جدًا والمنخفضة والمتوسطة والعالية.
تشير هذه التوقعات إلى أنه بحلول عام 2030 أو 2035، في أكثر الأماكن المشمسة، بعبارة أخرى، 'عادة ما يكون بناء طاقة شمسية جديدة أرخص من تشغيل محطات الوقود الأحفوري القائمة'. وفي الوقت نفسه، بحلول أواخر ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين، قد ينطبق الشيء نفسه إلى أماكن باهظة الثمن نسبيًا مثل شمال أوروبا (على الأقل في الصيف).
وبطبيعة الحال، فإن التنبؤ هو فقط: التنبؤ. وهي تعتمد على المدة التي يستمر فيها معدل التعلم والنشر الملحوظ فعليًا. وقال نام إن الأسعار قد تنخفض إلى أدنى مستوياتها لأنها ستواجه المزيد من التكاليف التي لا تتزعزع، مثل تكاليف الأراضي والموارد الأخرى.
ولذلك، قال نام إنه على الرغم من أن الطاقة الشمسية أصبحت لاعبًا قويًا بشكل متزايد، إلا أنها ليست علاجًا سحريًا. ونظراً لتعقيد العالم الحقيقي، فإن التنويع أمر منطقي. وقد ينتمي المستقبل المنخفض الكربون إلى مجموعة متنوعة من مصادر الطاقة، بما في ذلك طاقة الرياح والطاقة النووية والطاقة الكهرومائية. ولكن بغض النظر عما يحدث، يبدو أن الطريقة التي نجعل بها الحياة الحديثة تتغير بسرعة.
جامعة Singularity، ومركز Singularity، وSingularity Summit، وSU Lab، وSingularity Lab، وIndex Medicine، وIndex Finance وجميع الشعارات وعناصر التصميم ذات الصلة هي علامات تجارية و/أو علامات خدمة تابعة لمجموعة Singularity Education Group.
