LCOE چیست و چه نقشی در سرمایه‌گذاری نیروگاه خورشیدی دارد؟

دستیابی به انرژی پایدار و ارزان یکی از اهداف کلیدی کشورها و سرمایه‌گذاران است، شاخصی به نام بهای تمام‌شده انرژی (Levelized Cost of Energy – LCOE) قطب‌نمای اصلی در تصمیم‌گیری‌های اقتصادی حوزه انرژی است.

در این مطلب از مجله انرژی مهرسان مفهوم LCOE را با جزئیات کامل بررسی می‌کنیم و پس از تحلیل عوامل مؤثر بر آن نشان می‌دهیم چرا نیروگاه خورشیدی ۳ تا ۱۰ مگاواتی در ایران، با توجه به شاخص LCOE، بهترین گزینه سرمایه‌گذاری در حوزه انرژی تجدیدپذیر است.

LCOE  چیست؟

LCOE   مخفف  «Levelized Cost of Energy» به معنی بهای تمام‌شده سطحی‌شده انرژی است. این شاخص، میانگین هزینه تولید یک واحد برق (کیلووات‌ساعت) را طی کل عمر مفید نیروگاه محاسبه می‌کند؛ به عبارت دیگر،   LCOE  به ما می‌گوید برای تولید هر کیلووات‌ساعت برق، مجموعاً چقدر هزینه می‌کنیم.

در واقع، LCOE  مجموع کل هزینه‌های یک پروژه (شامل سرمایه‌گذاری اولیه، هزینه‌های بهره‌برداری، نگهداری، سوخت و…) را در کل برق تولیدشده در طول عمر نیروگاه تقسیم می‌کند.

   LCOE  =  مجموع هزینه‌های کل پروژه/کل برق تولیدشده در طول عمر مفید نیروگاه

شاخص LCOE از این نظر اهمیت دارد که یکی از مهم‌ترین ابزارهای مقایسه اقتصادی انواع فناوری‌های تولید برق (از خورشیدی و بادی گرفته تا گازی و سیکل ترکیبی) است، چون بدون تأثیرپذیری از یارانه، نرخ تعرفه یا حمایت‌های دولتی، فقط بر اساس واقعیت مالی پروژه قضاوت می‌کند.

مثلاً اگر یک نیروگاه خورشیدی در طول ۲۰ سال، ۵۰ میلیارد تومان هزینه داشته باشد و طی این مدت ۲۰۰ میلیون کیلووات‌ساعت برق تولید کند، LCOE  آن برابر با ۲۵۰ تومان به ازای هر کیلووات‌ساعت خواهد بود.

کاربردهای کلیدی  LCOE

هزینه سطح لایۀ انرژی (LCOE) یکی از رایج‌ترین و در عین حال بدفهمیده‌شده‌ترین شاخص‌ها در ارزیابی هزینه‌های تولید برق است. این شاخص میانگین هزینه تولید هر واحد برق در طول عمر یک نیروگاه را محاسبه می‌کند.

 به‌دلیل سادگی ظاهری و جذابیت بصری، LCOE اغلب در رسانه‌ها به‌عنوان مبنایی برای این پیشنهاد استفاده می‌شود که نیروگاه‌هایی با LCOE پایین‌تر، گزینه مناسب‌تری برای سرمایه‌گذاری هستند، اما این دیدگاه بخش بزرگی از واقعیت را نادیده می‌گیرد: بُعد ارزش برق تولیدی که در ادامه دراین‌باره خواهیم گفت.

به‌صورت کلی کاربردهای کلیدی این مفهوم عبارت‌اند از:

• مقایسه اقتصادی انواع نیروگاه‌ها (خورشیدی، گازی، بادی، سیکل ترکیبی و DG)
• تحلیل بازگشت سرمایه در پروژه‌های انرژی
• ارزیابی ریسک مالی در مدل‌های مختلف تولید برق

مثال: فرض کنید نیروگاه خورشیدی با ظرفیت ۵ مگاوات در یزد احداث شود و در طول ۲۰ سال عمر مفید خود، مجموع هزینه‌هایش (Capex  وOpex)۵۰ میلیارد تومان باشد. اگر د ر این مدت ۲۰۰ میلیون کیلووات‌ساعت برق تولید کند، LCOE  آن برابر است با ۲۵۰ تومان به ازای هر kWh.

درحالی‌که نیروگاه‌های گازسوز با نیاز به سوخت، بهره‌برداری پیچیده‌تر و هزینه نگهداری بالاتر، معمولاً LCOE بالای ۴۰۰ تومان دارند.

چه زمانی استفاده از LCOE مفید است؟

اگر یک سرمایه‌گذار یا شرکت برق در حال تصمیم‌گیری برای ساخت یک نیروگاه پایه (Baseload) در یک محل مشخص باشد (مثلاً مقایسه نیروگاه زغال‌سنگ با نیروگاه گاز طبیعی سیکل ترکیبی) می‌تواند از LCOE برای رتبه‌بندی گزینه‌ها استفاده کند. در چنین شرایطی، فناوری‌های مختلف خدمات مشابهی ارائه می‌دهند و هزینه اتصال به شبکه هم تقریباً برابر است.

حتی در این شرایط هم باید با احتیاط عمل کرد؛ زیرا عدم قطعیت در قیمت سوخت‌ها در LCOE لحاظ نمی‌شود. همچنین، LCOE   برای بررسی روند کاهش هزینه‌های یک فناوری خاص در طول زمان مفید تست، به شرط اینکه همه عوامل مرتبط در محاسبه آن لحاظ شوند؛ برای مثال، بعضی گزارش‌ها هزینه‌های وابسته به محل نصب مانند اتصال به شبکه را لحاظ می‌کنند، در حالی‌که برخی دیگر فقط روی هزینه فناوری تمرکز دارند

چه زمانی استفاده از LCOE مناسب نیست؟

LCOE  زمانی مناسب نیست که هزینه‌های نادیده‌ گرفته‌شده بین فناوری‌ها تفاوت چشمگیر داشته باشند، یا فناوری‌ها خدمات متفاوتی به سیستم برق‌رسانی ارائه دهند؛ برای مثال، اگر هزینه‌های وابسته به محل در محاسبه LCOE لحاظ نشده باشد، مقایسه فناوری‌ها نادرست خواهد بود. ارزش محل به عواملی مانند اندازه و موقعیت جغرافیایی بستگی دارد؛ مثلاً در برخی مناطق باد بیشتر می‌وزد یا آفتاب بیشتر می‌تابد که هزینه تولید هر کیلووات برق را کاهش می‌دهد.

علاوه‌ بر این، فناوری‌های مختلف در زمان‌های متفاوتی از شبانه‌روز برق تولید می‌کنند. واحدی از برق که در زمان اوج تقاضا تولید می‌شود ارزش بیشتری دارد، زیرا منابع جایگزین در آن زمان گران‌تر هستند. فناوری‌هایی که توان تولید برق در هر زمان را دارند، در زمان‌های پرارزش‌ تولید کرده و بازدهی بیشتری برای سرمایه‌گذار دارند. اما منابع تجدیدپذیر متناوب مانند خورشید و باد، بر اساس شرایط آب‌وهوایی تولید می‌کنند نه بر اساس نیاز بازار؛ بنابراین، اپراتور سیستم برق نمی‌تواند همیشه روی آن‌ها در زمان اوج مصرف حساب باز کند. این موردی است که در LCOE لحاظ نمی‌شود.

آیا راهکار بهتری وجود دارد؟

تحلیلگران برای پوشش این نارسایی‌ها، شاخص‌های تکمیلی برای LCOE طراحی کرده‌اند. برخی از آن‌ها مفهوم هزینه سیستم سطح‌بندی‌شده برق (Levelized System Cost of Electricity) را مطرح کرده‌اند که به‌جای تمرکز بر یک نیروگاه، هزینه کل سیستم برق‌رسانی را بررسی می‌کند. برخی دیگر، LCOE  را با معیارهایی مثل هزینه اجتناب‌پذیر سطح‌بندی‌شده (LACE)  ترکیب می‌کنند که روی ارزش تولید برق تمرکز دارد.

در عمل، این مدل‌ها نیازمند داده‌های جزئی و دقیق هستند، مثل میزان تولید ساعتی هر نیروگاه و مصرف ساعتی در شبکه؛ بنابراین کار با این شاخص‌ها پیچیده‌تر است، اما تصویری واقعی‌تر از عملکرد سیستم ارائه می‌دهند.

عوامل کلیدی مؤثر بر شاخص  LCOE 

بهای تمام‌شده‌ی انرژی (LCOE) یک عدد ثابت نیست؛ بلکه حاصل ترکیب پیچیده‌ای از متغیرهای فنی، مالی و اقتصادی است که در طول چرخه عمر یک نیروگاه اثرگذارند. هر یک از این عوامل می‌توانند LCOE را به‌شدت افزایش یا کاهش دهند و در نهایت تصمیم‌گیری سرمایه‌گذار را برای ورود به پروژه دگرگون کنند. شناخت دقیق این متغیرها برای انتخاب فناوری مناسب، طراحی بهینه پروژه و افزایش سودآوری حیاتی است. در ادامه، مهم‌ترین عوامل مؤثر بر LCOE را بررسی می‌کنیم.

هزینه سرمایه‌گذاری اولیه  (CAPEX)

این بخش شامل هزینه‌های خرید تجهیزات، طراحی، نصب، آماده‌سازی زمین، اتصال به شبکه، و خدمات مهندسی است.

در پروژه‌های خورشیدی ایران:  میانگین CAPEX برای نیروگاه‌های ۳ تا ۱۰ مگاواتی بین ۷۰۰ تا ۹۰۰ دلار به ازای هر کیلووات است که در مقایسه با میانگین جهانی (~۱۲۰۰ دلار) عدد بسیار رقابتی‌تری محسوب می‌شود.

روش تأمین مالی پروژه

نحوه تأمین منابع مالی (سرمایه‌گذاری مستقیم، وام بانکی، صندوق توسعه ملی، مشارکت خصوصی-دولتی) تأثیر مستقیم بر نرخ بازگشت سرمایه و هزینه مالی دارد؛ مثلاً طبق مصوبه شورای اقتصاد، ۷۰٪ هزینه پروژه‌های خورشیدی در ایران از طریق صندوق توسعه ملی با وام‌های کم‌بهره تأمین می‌شود؛ این مزیت باعث کاهش محسوس LCOE در ایران می‌شود.

هزینه نگهداری و بهره‌برداری  (OPEX)

شامل هزینه‌های تعمیرات، پاکسازی پنل‌ها، نیروی انسانی، نظارت، نرم‌افزار مانیتورینگ و تجهیزات یدکی است. نیروگاه‌های خورشیدی به‌طور میانگین سالانه کمتر از ۲٪ از کل سرمایه اولیه را صرف O&M می‌کنند. این عدد در DGها (تولید پراکنده گازسوز) به بیش از ۸٪ می‌رسد.

ضریب ظرفیت (Capacity Factor)

نسبت برق واقعی تولیدشده به برق اسمی تولید در سال است. این پارامتر به محل نصب نیروگاه، میزان تابش خورشید یا راندمان سوخت بستگی دارد. در مناطق آفتابی ایران (کرمان، یزد، سیستان)، ضریب ظرفیت خورشیدی به بالای ۲۲٪ می‌رسد که برابر با راندمان نیروگاه‌های بادی در اروپاست.

هزینه سوخت  (Fuel Cost) 

در نیروگاه‌های تجدیدپذیر مانند خورشیدی یا بادی، این هزینه تقریباً صفر است. در مقابل، DGها یا سیکل‌های گازی وابسته به گاز طبیعی، با افزایش قیمت انرژی، LCOE بالاتری خواهند داشت. طبق محاسبات وزارت نیرو، بهای سوخت برای مولدهای پراکنده بدون یارانه به بیش از ۶۰۰ تومان بر هر kWh می‌رسد.

مدت بهره‌برداری و نرخ تنزیل  (Discount Rate)

هرچه طول عمر پروژه بیشتر و نرخ تنزیل کمتر باشد، LCOE  کاهش می‌یابد. نیروگاه‌های خورشیدی معمولاً ۲۵ سال کار می‌کنند و هزینه‌های بهره‌برداری آن‌ها طی زمان کمتر افزایش می‌یابد.

چرا LCOE در نیروگاه خورشیدی ایران کمتر از میانگین جهانی است؟

طبق گزارش سازمان بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) در سال 2020 از نیروگاه‌های خورشیدی در ایران به دلیل عوامل خاصی مانند تابش خورشیدی بالا، زمین ارزان یا واگذارشده، عدم نیاز به سوخت فسیلی و سادگی فناوری، پایین‌تر از میانگین جهانی برآورد می‌شود.

همچنین برخلاف کشورهای دیگر به‌دلیل حذف هزینه زمین در برخی پروژه‌ها (واگذاری رایگان یا ارزان توسط دولت)، بهره‌مندی از تسهیلات بانکی با نرخ ترجیحی، عدم وابستگی به سوخت فسیلی و هزینه‌های نوسانی آن و نیازنداشتن به سیستم‌های پیچیده خنک‌کننده یا توربین‌های گران‌قیمت LCOE در نیروگاه خورشیدی در  ایران کمتر از میانگین جهانی است.

نیروگاه‌های خورشیدی؛ انتخاب برتر سرمایه‌گذاری با LCOE پایین

در نهایت، شاخص LCOE به‌تنهایی نمی‌تواند معیار کاملی برای مقایسه فناوری‌های تولید برق باشد. با‌توجه‌به پیچیدگی سیستم‌های برق‌رسانی، در بسیاری از موارد این شاخص تصویری ساده‌انگارانه ارائه می‌دهد، نه ساده‌شده. شاید بهتر باشد به‌جای ساده‌سازی بیش‌ از حد، به سمت شفاف‌سازی بیشتر تحلیل‌های پیچیده حرکت کنیم و در عین حال عملکرد ترکیب‌های مختلف فناوری را بر اساس سه هدف کلیدی سیستم برق بسنجیم:

• مقرون‌به‌صرفه بودن
• پایداری محیط‌زیستی
• قابلیت اطمینان

در سال‌های اخیر، نیروگاه‌های خورشیدی در ایران با سرعت چشمگیری رشد کرده‌اند. از جمله مزایای اقتصادی این پروژه‌ها می‌توان به این موارد اشاره کرد:

• هزینه پایین احداث و بهره‌برداری
• کاهش هزینه‌های انتقال برق با احداث در نزدیکی مصرف‌کننده
• فروش برق تضمینی در بورس انرژی (تابلوی سبز) با قیمت ۱۵۰۰ تا ۲۲۰۰ تومان/kWh
• دریافت مجوز ساده از ساتبا برای پروژه‌های زیر ۱۰ مگاوات

آینده توسعه نیروگاه‌های خورشیدی با LCOE رقابتی

با توجه به مشوق‌های مالی، تسهیلات صندوق توسعه ملی، سادگی مجوزدهی توسط ساتبا و بازار مصرف در صنایع، نیروگاه‌های خورشیدی به گزینه بی‌رقیب توسعه در برنامه هفتم تبدیل شده‌اند. اگر چشم‌انداز ۲۰۲۹ را در نظر بگیریم، ایران می‌تواند حداقل ۱۵۰۰۰ مگاوات ظرفیت جدید در نیروگاه‌های خورشیدی با LCOE پایین ایجاد کند و از هزینه‌های سنگین توسعه نیروگاه‌های فسیلی و واردات سوخت بکاهد.

 مهرسان نوین پارس، اجراکننده پروژه‌های خورشیدی با LCOE  پایین

نیروگاه‌های خورشیدی در ایران، با هزینه پایین تولید برق، درآمد پایدار، و حمایت‌های قانونی، بهترین فرصت برای ورود به دنیای انرژی سبز هستند.

اگر به دنبال سرمایه‌گذاری هوشمند در حوزه انرژی پاک هستید، نیروگاه‌های خورشیدی در ایران، با هزینه پایین تولید برق، امنیت درآمدی، و مشوق‌های قانونی، مطمئن‌ترین مسیر برای سرمایه‌گذاری مطمئن، پایدار و سبز هستند. برای دریافت مشاوره تخصصی، طراحی پروژه با LCOE بهینه و همراهی گام‌به‌گام تا بهره‌برداری، همین حالا با ما تماس بگیرید.

برای مشاوره تخصصی و طراحی پروژه‌های خورشیدی ۳ تا ۱۰ مگاواتی با LCOE بهینه، با ما تماس بگیرید.