امروز تولید با انرژیهای تجدیدناپذیر ۳۰ درصد گرانتر از تولید با انرژیهای تجدیدپذیر است که تا ۳۰ سال اختلاف هزینه سرمایهگذاری ۵ درصد کاهش مییابد و نیروگاههای خورشیدی در صدر ارزانترینها قرار خواهند گرفت؛ هرچند پژوهشهای تازه نشان داده پیشبینیها در سالهای گذشته چندان دقیق نبوده است.
در زمینه بهرهوری تولید و انتقال انرژی، فناوری تولید همزمان گرما و برق و همچنین تولید همزمان سرما، گرما و برق از فناوریهای مورد توجه است. در سالهای گذشته باوجود تلاشهای پیوسته برای ایجاد بهرهوری انرژیهای فسیلی موارد دیگری مانند منابع انرژیهای تجدیدپذیر، فناوریهای نوین و همچنین موضوعهای زیستمحیطی مورد توجه قرار گرفته، به طوری که آژانس بینالمللی انرژی هر سال گزارشهای خود را با موضوعهایی از قبیل چشمانداز انرژی جهانی، تجارت انرژی، گزارش بازار نفت و نقشه راه فناوریهای بخش انرژی منتشر میکند. همچنین مرکز پژوهشی دیگری وابسته به اتحادیه اروپا بهطور پیوسته و با فواصل زمانی چند ساله، گزارشی را در زمینه پیشبینی روندهای بازار تولید و مصرف انرژی در محدوده کشورهای عضو اتحادیه، در قالب یک سناریو تهیه و منتشر میکند. برای نمونه در گزارشی که در سال ۱۳۸۱ تهیه و منتشر شده بود یک سناریو درباره روندهای انرژی تا سال ۱۴۱۰ ارائه شد که تا سال ۱۳۹۶ در چند نوبت بروزرسانی شد. جدیدترین گزارش ارائهشده مربوط به سال ۱۳۹۳ است که روندهای بازار انرژی را تا سال۲۰۵۰ میلادی (۱۴۲۸خورشیدی) پیشبینی کرده است.این پیشبینیها باتوجه به میزان اعتبار نهاد تهیهکننده آنها، تاثیرات فراوانی بر شیوه سیاستگذاریها و سرمایهگذاریهای دولتها در عرصه انرژی دارند. برای مثال، اتحادیه اروپا براساس همین پیشبینیها یک مدل با عنوان مدل پرایمز (PRIMES Model) بهعنوان چشمانداز بازار انرژی تهیه کرده است. این مدل شبکه انرژی اروپا و بازار کشورهای عضو را برای سال ۱۳۹۳ تا ۱۴۳۰ در فواصل زمانی ۵ ساله شبیهسازی کرده و شامل نکاتی از قبیل موازنههای انرژی (عرضهوتقاضا)، میزان آلایندگی دیاکسیدکربن، میزان و روند سرمایهگذاریها، روندهای پژوهشی درباره فناوریهای انرژی و درنهایت هزینهها و قیمتهای انرژیهای گوناگون است.فناوریهای تولید انرژی مربوط به دو منبع تجدیدناپذیر و تجدیدپذیر است. درحالحاضر براساس اطلاعات موجود، ۵فناوری پیشرفته و پرکاربرد در تولید انرژی از منابع تجدیدناپذیر (شامل سوختهای فسیلی و هستهای) شامل این موارد است:
۱. فناوری استفاده از پودر زغالسنگ به عنوان سوخت نیروگاه.
۲. نیروگاه سیکل ترکیبی با سوخت زغالسنگ که در آن از روش گازیسازی زغالسنگ بهرهگیری میشود.
۳. نیروگاه سیکل ترکیبی توربین گازی.
۴. نیروگاه سیکل ترکیبی گازی همراه با فناوری جداسازی و ذخیره کربن. در این فناوری، گاز دیاکسیدکربن پیش از کامل شدن فرآیند احتراق از سوخت فسیلی گرفته میشود.
۵. نیروگاه هستهای نسل سوم.
همچنین ۵ فناوری اصلی و کاربردی تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر، این موارد را شامل میشود:
۱. نیروگاه بادی خشکی.
۲. نیروگاه بادی دریایی.
۳. نیروگاه سلولهای خورشیدی (تولید برق از تابش خورشید).
۴. نیروگاه انرژی حرارتی خورشیدی (تولید انرژی حرارتی از تابش خورشید).
۵. انرژی زمینگرمایی (بهرهگیری از انرژی گرمایی موجود در لایههای زیرین سطح زمین).
گرانترین و ارزانترین سرمایهگذاریها
در سرمایهگذاری برای تولید انواع انرژیهای تجدیدناپذیر، گرانترین آنها مربوط به انرژی هستهای و پودر زغالسنگ و ارزانترین هم مربوط به نیروگاههای گازی است. در سرمایهگذاری برای تولید انرژیهای تجدیدپذیر هم گرانترین مربوط به انرژی زمینگرمایی و بادی دریایی و ارزانترینها مربوط به نیروگاه بادی خشکی و سلول خورشیدی است. ردهبندی هزینه راهاندازی انرژیهای تجدیدناپذیر در طول زمان حفظ میشود اما درباره انرژیهای تجدیدپذیر انرژی خورشیدی درحالحاضر بعد از انرژی بادی در جایگاه دوم قرار دارد اما پیشبینی میشود در ۳۰ سال آینده به عنوان فناوری با کمترین هزینه راهاندازی به جایگاه نخست صعود کند.میانگین هزینه راهاندازی نیروگاه با انرژیهای تجدیدپذیر با ۵ فناوری تولید درحالحاضر ۳۰ درصد گرانتر از انرژیهای تجدیدناپذیر است و تا سال ۲۰۵۰ میلادی (۱۴۲۸خورشیدی) تغییر میکند و معادل ۵ درصد ارزانتر تمام میشود. اگر بخواهیم کمی دقیقتر به این موضوع نگاه کنیم باید به مزیتها و معایب انرژیهای تجدیدپذیر نسبت به انرژیهای تجدیدناپذیر توجه کنیم. درحالحاضر فاصله فناوری تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر به ازای هر کیلووات ظرفیت تولید انرژی الکتریکی، معادل ۴۵۰ یورو است و پیشبینی میشود این فاصله تا سال ۲۰۵۰ میلادی (۱۴۲۸خورشیدی) به مراتب کمتر شود و به حدود ۱۰ یورو برسد. براساس گزارش روندهای جهانی سرمایهگذاری در انرژیهای تجدیدپذیر (۱۳۹۶)، ظرفیت خالص ایجادشده در سال ۱۳۹۵ برای تولید برق برمبنای فناوریهای اصلی است؛ در سال ۱۳۹۵ انرژیهای تجدیدپذیر (به استثنای نیروگاههای آبی بزرگ)، ۵۳/۳ درصد از ظرفیتهای جدید جهانی ایجادشده تولید برق را به خود اختصاص دادهاند که رکورد جدیدی برای این نوع از فناوریهای تولید انرژی به شمار میآید.سهم انرژیهای تجدیدپذیر از مجموع ظرفیت تولید انرژی الکتریکی در سطح جهان در سال ۱۳۹۵، به ۱۶/۷ درصد رسید که این سهم در سالهای ۱۳۹۴ و ۱۳۸۵ به ترتیب ۱۵/۳ درصد و ۷/۵درصد بوده است.انرژیهای تجدیدپذیر (غیر از نیروگاههای آبی بزرگ)، حدود ۱۱/۳ درصد از تولید جهانی الکتریسیته را در سال ۱۳۹۵ به خود اختصاص دادهاند که این مقدار در سالهای ۱۳۹۵ و ۱۳۸۹ به ترتیب ۱۰/۳ و ۶/۹ درصد بود. این مقدار انرژی الکتریسیته تولیدی از انتشار حدود ۱/۷ گیگاتن دیاکسیدکربن جلوگیری کرده است. همچنین در سال ۱۳۹۵ برای نخستینبار ظرفیتهای جدید انرژی خورشیدی، از هر فناوری دیگر بالاتر بوده است.
پس از آن، به ترتیب نیروگاههای بادی، زغالسنگ، گاز، آبی بزرگ، اتمی و زیستتوده قرار گرفتهاند. اگرچه سرمایهگذاری برای ایجاد ظرفیتهای جدید انرژیهای تجدیدپذیر به میزان ۲۳ درصد در سال ۱۳۹۵ نسبت به سال پیش از آن کاهش داشت اما حدود ۲ برابر بیشتر از نیروگاههای سوخت فسیلی جدید و بیش از ۷ برابر بیشتر از سرمایهگذاری در نیروگاههای هستهای جدید بوده است. فناوری سلولهای خورشیدی بهعنوان منبع تولید انرژی الکتریکی تجدیدپذیر موضوعی است که در دهه گذشته بسیار مورد توجه کارشناسان بازار انرژی قرار گرفته، به طوری که میزان دستاوردهای فنی-اقتصادی در صنعت سلولهای خورشیدی بسیار بیشتر از پیشبینیها بوده زیرا هزینههای تولید انرژی از این طریق در مدت کوتاهی به شکل چشمگیری کاهش پیدا کرده است. به عبارتی، حتی در خوشبینانهترین پیشبینیها هم این مقدار پیشرفت در این صنعت و به موازات آن این میزان کاهش هزینه تولید متصور نبود. انرژی بادی منبع دیگری از انرژی است که به دو بخش انرژی بادی خشکی و انرژی بادی دریایی تقسیم میشود. در صنعت تولید انرژی بادی خشکی، توربینهای بادی در خشکی نصب شده و در صنعت انرژی بادی دریایی، این توربینها در سواحل آبهای آزاد نصب میشود. مهمترین مزیت تولید انرژی بادی دریایی نسبت به خشکی، قدرت و جریان بیشتر بادها در سطح دریا نسبت به خشکی است. پیشبینیهای گذشته در زمینه انرژی بادی دریایی خیلی مثبت بود و تصور میشد هزینههای بهرهگیری از این منبع انرژی کاهش چشمگیری یابد، در صورتی که براساس بازنگریهای انجامشده، فرضیهها درباره پیشرفتهای فنی-اقتصادی این صنعت تغییر کرده و پیشبینی کاهش سریع هزینه تولید انرژی از این راه، به یک روند کاهشی ملایم تبدیل شده است. تغییر بعدی در زمینه انرژی هستهای است و از زمان حادثه فوکوشیما در سال ۱۳۸۹، استانداردها و الزامهای مرتبط با نیروگاههای هستهای، بسیار سختگیرانهتر شده که به دنبال آن هزینههای ساخت و همچنین نگهداری این نیروگاهها افزایش یافته است. به عبارتی، هزینه تمامشده انرژی تولیدی از طریق فناوری هستهای، باوجود پیشرفتهای فناوریکی در نسلهای سوم و چهارم انرژی هستهای و خلاف پیشبینیهای گذشته، کاهش قابل توجهی نداشته است. حال اگر بخواهیم روند تغییر تولید و بهرهوری انرژی در ایران را مورد ارزیابی قرار دهیم باید به محیطزیست بهعنوان مهمترین فاکتور توجه کنیم که باعث بروز برخی تغییرات در زمینه پیشبینیهای گذشته و شکلگیری روندهای تازه شد زیرا این موضوع نهتنها در بهرهوری تولید بلکه در بخش مصرف از طریق بروزرسانی فناوریها مدنظر قرار گرفت. یکی از عوامل تاثیرگذار بر میزان پیشبینیپذیری روند هر یک از فناوریهای مورد بحث، سطح فعلی بلوغ آن فناوری است؛ بهعبارتی، هرچه فناوری مورد بحث از بلوغ بالاتری برخوردار باشد، پیشبینی روند آینده آن دقت بیشتری خواهد داشت زیرا همیشه استفاده از فناوری جدید در بین تولیدکنندگان و مصرفکنندگان تا زمانی که به بلوغ کافی نرسیده باشد، با تردید همراه است. در کشورهای پیشرفته، دولتها برای عبور از این مانع و ترویج بکارگیری فناوریهای جدید از روشهایی مانند ایجاد پویشهای اطلاعرسانی، وضع قوانین و سیاستهای صنعتی، حمایت از تحقیقوتوسعه و وضع مالیات برای استفادهکنندگان از روشهای قدیمی بهره میگیرند. درواقع دولتها با کاربرد این روشها، تولیدکنندگان و مصرفکنندگان را به استفاده از فناوریهای جدید ترغیب میکنند و به دنبال آن، افزایش گستره به بالا رفتن سطح بلوغ آن فناوری منجر میشود.