رقابت و رابطه دوجانبه مسالمت‌آمیز

“آنجلینا لارز” (Angelina LaRose)، دستیار مدیر EIA در زمینه تحلیل انرژی، در وبینار AEO به این نکته اشاره کرد که بین انرژی‌های تجدیدپذیر و گاز طبیعی هم رقابت شدید وجود دارد و هم رابطه دوجانبه مسالمت‌آمیز و هزینه‌های کمتر در دو دهه گذشته به نفع هر دو بوده است. او اضافه کرد: «دلایلی وجود دارد که تصور کنیم این روند ادامه خواهد داشت. آنچه در این بازار رقابتی قطعی و حتمی نیست این است که سایر منابع تولید برق برای حفظ سهم خود در بازار چقدر تلاش خواهند کرد.»

به گفته لارز، در منابع و استانداردهای EIA انتظار می‌رود که تولید خالص برق ایالات‌متحده بین سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۵۰ به طور کلی حدود ۳۳ درصد افزایش یابد و پیش‌بینی می‌شود در این مدت ظرفیت تولید حدود دو سوم رشد کند؛ اختلافی که وجود دارد عمدتاً به دلیل ماهیت نامنظم و متناوب تولید انرژی بادی و خورشیدی است که به منابع دیگر از جمله ذخیره انرژی، گاز طبیعی و زغال‌سنگ نیاز دارد.

او گفت كه EIA پیش‌بینی می‌کند افزایش ظرفیت تولید برق و بازنشستگی نیروگاه‌ها در ایالات‌متحده به گونه‌ای پیش برود که با توجه به شرایط موجود، تا سال ۲۰۵۰ تولید در مجموع بین ۵۰ تا ۸۴ افزایش یابد و همه این رشد و افزایش از انرژی خورشیدی، بادی و گاز طبیعی به دست خواهد آمد. بر اساس منابع و استانداردهای EIA، انتظار می‌رود انرژی‌های تجدیدپذیر تقریباً ۶۰ درصد از حدود هزار گیگاوات ظرفیت تجمعی پیش‌بینی‌شده از سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۵۰ را تشکیل بدهند. لارز گفت این مقدار تا حد زیادی به دلیل کاهش در هزینه‌های سرمایه آن‌ها است، اگرچه افزایش استاندارد پورتفولیوی منابع تجدیدپذیر و اعتبارهای مالیاتی نیز در این افزایشِ سهم نقش دارند.

محرک‌های مختلف

تقاضا برای انرژی بادی و خورشیدی تحت تأثیر چندین عامل مختلف قرار می‌گیرد. برای مثال، هولیس به تقاضای روزافزون سرمایه‌گذاران برای سبزتر شدن شرکت‌ها اشاره کرد. «آن‌ها شرکت‌ها را ملزم می‌کنند که سهم بزرگی در به راه افتادن اتوبوس سبز داشته باشند و برای تسریع این انتقال به طور جدی تلاش كنند.»

در همین حال، هنسلی از انجمن انرژی پاک آمریکا گفت که تغییر بزرگی در اولویت‌های مصرف‌کننده نسبت به انرژی پاک به وجود آمده است – هم در بخش خانگی و هم در مشاغل و کسب‌وکارها، مخصوصاً از وقتی که هزینه فناوری‌های تجدیدپذیر به طور پیوسته رو به کاهش است.

هنسلی در ادامه افزود: «واضح است که اعتبار مالیاتی تولید (PTC) برای انرژی بادی و اعتبار مالیاتی سرمایه‌گذاری (ITC) برای انرژی خورشیدی (دو مکانیسم مالی که برای انرژی‌های تجدیدپذیر ارائه می‌شود) کمک کرده‌اند تا این فناوری‌ها سریع‌تر از قبل در بازار عرضه شوند» زیرا این اعتبارها به تأمین سرمایه این پروژه‌ها کمک می‌کنند.

PTC بر اساس انرژی بادِ تولیدشده است، درحالی‌که ITC مشوقی برای توسعه‌دهندگان است تا در پروژه‌های انرژی خورشیدی سرمایه‌گذاری کنند. درحالی‌که این دو طرح تشویقی محرک‌های عمده‌ای برای تقاضا در بیش از پنج سال گذشته بوده‌اند، ویلالی از IDC اذعان کرد که آینده این طرح‌ها در دولت ترامپ نامشخص‌تر شده است، زیرا برنامه‌های آن‌ها برای چند سال آینده به تدریج به پایان می‌رسد. او گفت که در حال حاضر با توجه به اهداف اعلام‌شده از سوی دولت بایدن در زمینه انرژی پاک، به باور او این مشوق‌ها و همچنین یارانه‌ها برای خودروهای برقی به احتمال زیاد تمدید خواهند شد.

هنسلی خاطرنشان کرد که به عنوان بخشی از لایحه بودجه دولت فدرال ایالات‌متحده در ماه دسامبر، ۶۰ درصد PTC برای انرژی بادی تا پایان سال ۲۰۲۱ تمدید شده و ITC انرژی خورشیدی تا سال ۲۰۲۳ تمدید شده است، هرچند در یک کاهش مرحله به مرحله، از ۲۶ درصد در سال جاری به ۲۲ درصد در سال ۲۰۲۲ و در نهایت به ۱۰ درصد رسیده است. این لایحه همچنین شامل ITC جدید ۳۰ درصدی برای پروژه‌های بادی ساحلی است که قبل از سال ۲۰۲۶ شروع به ساخت می‌کنند و همچنین یک سال تمدید PTC برای سایر پروژه‌های انرژی‌های تجدیدپذیر، از جمله انرژی‌های برق‌آبی، جنبشی دریایی، زیست‌توده، زمین‌گرمایی، تبدیل گازهای دفن زباله به برق و تولید برق از زباله.

هنسلی گفت حتی اگر حذف تدریجی اعتبارات مالیاتی پیش‌بینی‌شده برای انرژی بادی به طور موقت به افزایش هزینه‌های پروژه برای مصرف‌کنندگان منجر شود، «همچنان شاهد استفاده از منابع تجدیدپذیر خواهیم بود، هرچند اگر این اعتبارات مالیاتی برقرار باشند و برای تشویق و ترغیب فناوری‌ها در مدت طولانی‌تری ادامه داشته باشند، احتمالاً با همان نرخ سابق نخواهند بود.»

انرژی آبی و خورشیدی

نیروگاه‌های آبی هم در ایالات‌متحده افزایش یافته است، اما با توجه به پروژه‌های بزرگ سرمایه‌ای در این حوزه، رشد متوسطی داشته است.

هنسلی، همچنین اشاره کرد که در مورد مقدار مجاز برای اضافه کردن انرژی برق‌آبی به سیستم و نوع منابع موردنیاز محدودیت‌های فیزیکی وجود دارد. او گفت: «در حال حاضر ایالات‌متحده بخش اعظم منابع آبی خود را مصرف و تمام کرده است.» وی در ادامه صحبت‌هایش افزود که در فناوری پیشرفت‌هایی به دست خواهد آمد و تعویض توربین‌های موجود باعث می‌شود ژنراتورهای کارآمدتر جای آن‌ها قرار بگیرند. بنابراین، انرژی آبی افزایش می‌یابد، اما بدون شک میزان افزایش آن با افزایش انرژی بادی و خورشیدی یا ذخیره انرژی برابر نیست؛ با این‌حال با توجه به ماهیت متناوب انرژی‌های تجدیدپذیر، همین مقدار هم بخش بزرگی از موازنه انرژی‌ها محسوب می‌شود.

EIA اعلام کرد که انتظار می‌رود ظرفیت سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری در مقیاس مفید، با ۳/۴ گیگاوات قدرت باتری اضافی که قرار است تا پایان سال ۲۰۲۱ توزیع شود، در سال‌جاری بیش از چهار برابر شود. این بزرگ‌ترین باتری خورشیدی جهان است (۴۰۹ مگاوات) که در “مرکز انرژی خورشیدی مانتی” (Manatee Solar Energy Center) در فلوریدا در دست ساخت است و قرار است اواخر امسال به بهره‌برداری برسد. هولیس از USEA گفت: «همچنین تحقیقات زیادی در مورد فناوری‌های جدید باتری وجود دارد و تمام آزمایشگاه‌های ملی روی آن کار می‌کنند.»

گاز طبیعی

در همین حال، لارز از EIA اعلام کرد که گاز طبیعی همچنان سوخت انتخابی برای افزایش ظرفیت سوخت فسیلی است. «این نیروگاه‌های گازی تقریباً ۴۰ درصد از افزایش تجمعی ظرفیت تولید انرژی ایالات‌متحده را تشکیل می‌دهند و این افزایش‌ها برای توربین‌های سیکل ترکیبی و توربین‌های احتراقی به میزان برابر و مساوی است؛ این دو نوع توربین، انرژی را تأمین می‌کنند و برای خروجی متناوب حاصل از انرژی بادی و خورشیدی تعادل را برقرار می‌سازند.»

هولیس برای پر کردن این شکاف در هنگامی که باد نمی‌وزد یا خورشید نمی‌تابد، گاز طبیعی را بهترین گزینه می‌داند، مخصوصاً با توجه به اینکه فناوری فراکینگ (شکست هیدرولیکی) عرضه مقدار زیادی گاز طبیعی را ممکن ساخته و زیرساخت‌های خط لوله برای انتقال آن گاز به نیروگاه‌ها نیز کم‌وبیش به میزان کافی وجود دارد. «برای استفاده حداکثری از گاز طبیعی باید خط لوله‌های جدید در همه جا وجود داشته باشند، اما وضعیت این خطوط لوله‌ها در ایالت‌ها و منطقه‌های مختلف متفاوت است و اینکه این خط لوله‌ها در زمین‌های فدرال هستند یا در زمین‌های ایالتی و تأثیر آن‌ها بر مردم بومی و اقتصادهای محلی نیز در وضعیت آن‌ها نقش دارد.»

درحالی‌که قبلاً تغییراتی در انواع نیروگاه‌های گاز طبیعی در ایالات‌متحده انجام شده است، ویلالی گفت که با توجه به ترکیب جدید انرژی‌های تجدیدپذیر، این احتمال وجود دارد که اشکال جدیدی از واحدهای گاز طبیعی به کار گرفته شوند، از جمله واحدهای شروع سریع یا واحدهای اوج‌گیری بیشتر، تا به تأسیسات و شبکه برق کمک کنند که در زمان‌های اوج مصرف مانند گرم‌ترین روزهای تابستان، قادر به تأمین تقاضای انرژی باشند؛ در مقابل آن‌ها، واحدهای بار پایه برای رسیدن به بیشترین اوج حداقل پنج یا شش ساعت و یا گاهی اوقات، حتی یک روز کامل زمان نیاز دارند.

لارز از EIA گفت که سهم گاز طبیعی در ترکیب تولید انرژی به وضعیت روند قیمت آن بستگی خواهد داشت و به این نکته اشاره کرد که در صورت افزایش قیمت‌ها، سهم گاز طبیعی در ترکیب تولید کاهش می‌یابد و سهم انرژی‌های تجدیدپذیر و احتمالاً سهم زغال‌سنگ رو به افزایش خواهد بود. «این موقعیت با موارد عرضه زیاد نفت و گاز طبیعی تفاوت دارد؛ در آن موارد افزایش عرضه نفت و گاز طبیعی به کاهش قیمت گاز طبیعی منجر می‌شود، بنابراین گاز طبیعی در مقایسه با انرژی‌های تجدیدپذیر سهم بسیار بیشتری در ترکیب تولید دارد.» با این‌حال، او اذعان کرد که این تحولات می‌تواند تحت تأثیر تغییرات بالقوه در سیاست دولت باشد که EIA در پیش‌بینی‌های AEO آن‌ها را در نظر نمی‌گیرد.

طرح‌هایی برای ۶/۶ گیگاوات افزایش ظرفیت جدید گاز طبیعی در سال ۲۰۲۱ وجود دارد که ۹/۳ گیگاوات آن برای ژنراتورهای سیکل ترکیبی و ۶/۲ گیگاوات برای ژنراتورهای توربین احتراقی و ۲۵۳ مگاوات برای ظرفیت نیروگاه‌های گاز طبیعی که در سال‌جاری بازنشسته می‌شوند برنامه‌ریزی شده ‌است.

زغال‌سنگ و جذب کربن

ویلالی گفت: «با توجه به اینکه زغال‌سنگ پاک‌ترین منبع انرژی نیست، کاهش تولید انرژی با استفاده از زغال‌سنگ و ظرفیت تولید آن در ایالات‌متحده از زمان دولت اوباما آغاز شده است» و خاطرنشان کرد که حتی در دولت ترامپ هیچ نیروگاه زغال‌سنگی جدیدی ساخته نشده است و در نتیجه صاحبان نیروگاه‌های زغال‌سنگی هر کاری که بتوانند انجام می‌دهند تا مدت طولانی‌تری سهم خود را در ترکیب تولید حفظ کنند.

مونسئو از ACA گفت که صنعت زغال‌سنگ سال‌هاست كه در زمينه فناوری‌های جذب كربن كار می‌کند و اميدوار است كه بودجه بيشتري براي اين طرح‌ها فراهم شود. او در ادامه افزود: «ما همچنین به مردم یادآوری می‌کنیم كه ترکیب متنوع تولید برق چقدر اهمیت دارد و زغال‌سنگ در این ترکیب نقش خیلی مهمی دارد.»

 به گفته او، برای مثال ذخایر نیروگاه‌های زغال‌سنگ بر روی زمین است و هر زمان می‌توانند آن را به جای دیگری ارسال کنند اما در مورد نیروگاه‌های گاز طبیعی این‌طور نیست.

با این وجود، وی تأیید کرد که بیش از ۴۰ درصد از نیروگاه‌های زغال‌سنگی که در سال ۲۰۱۰ فعال بودند اکنون بازنشسته شده‌اند و طبق برنامه‌ریزی‌ها در آینده تعداد بیشتری بازنشسته می‌شوند. اما با توجه به اینکه تعداد قابل‌توجهی از نیروگاه‌های زغال‌سنگی قبلاً بازنشسته شده‌اند، EIA پیش‌بینی می‌کند که نرخ بازنشستگی در آینده کاهش می‌یابد و عمدتاً از میان واحدهای قدیمی‌تر انجام می‌شود. EIA اعلام کرد که در سال‌جاری قرار است ۷/۲ گیگاوات از ظرفیت تولید برق با زغال‌سنگ (حدود یک درصد از نیروگاه‌های موجود) بازنشسته شود.

لارز گفت که نرخ بازنشستگی در سال‌های آینده به این بستگی دارد که کارخانه‌های زغال‌سنگی تا سال ۲۰۲۵ برای افزایش کارایی خود چه سرمایه‌گذاری‌هایی انجام بدهند، تا بتوانند به قانون انرژی پاک مقرون‌به‌صرفه (Affordable Clean Energy) از “آژانس حفاظت از محیط‌زیست ایالات‌متحده” (US Environmental Protection Agency) پایبند باشند.

ویلالی گفت: «در طولانی‌مدت همچنان در مسیر انرژی پاک می‌مانیم» به ویژه با پیوستن مجدد ایالات‌متحده به پیمان آب و هوایی پاریس و انتظاراتی که از دولت بایدن برای فشار بیشتر در جهت دستیابی به چیزهای پاک‌تر و سبزتر وجود داد. او امیدوار است که این تغییرات به تدریج انجام شوند.

هولیس با نظر ویلالی موافق بود و گفت که حتی اگر منابع انرژی تجدیدپذیر در «نقطه شگفت‌انگیز طلایی» قرار داشته باشند، همه منابع قرار است برای مدتی در ترکیب تولید انرژی قرار بگیرند زیرا گاز طبیعی به این زودی از بین نمی‌رود و موقعیت مناسبی برای زغال‌سنگ و انرژی هسته‌ای وجود دارد. هولیس گفت: «در آینده بازیگران زیادی در تولید، انتقال و توزیع انرژی نقش خواهند داشت.»