چالش افزایش قیمت برق در ایالات متحده
به طور کلی قیمت برق در هر کیلووات ساعت تقریبا در هر بخش از این کشور تا اوایل سال ۲۰۲۲ شروع به افزایش کرد. در بخش نیوانگلند، که شامل شهرهای کانکتیکات، رود آیلند، ماساچوست، ورمونت، نیوهمپشایر و مین است، قیمت بالای برق در ماه ژانویه ۲۰۲۳ بالغ بر ۵۷درصد بیشتر از ژانویه ۲۰۲۱ بود. بخش مرکزی غرب جنوب با ۳۶درصد افزایش، دومین افزایش قیمت را در مدت مشابه تجربه کرد. کمترین افزایش قیمت برق در غرب شمال مرکزی بود که قیمت تنها ۷درصد افزایش یافت.
به گفته کارشناسان، ایالات متحده باید برق بیشتری تولید کند تا قیمت‌ها پایین و پایدار بمانند. همچنین دولت بایدن بر گسترش عرضه برق بادی و خورشیدی تمرکز کرده است. قانون سرمایه‌گذاری زیرساختی و مشاغل، میلیاردها دلار را برای تامین مالی تحقیق و توسعه، وام‌های یارانه‌ای و معافیت‌های مالیاتی برای پروژه‌های بادی و خورشیدی اختصاص داد. انرژی باد و خورشید می‌توانند بخش مفیدی از شبکه انرژی این کشور باشند، اما به تنهایی انرژی مورد انتظار آمریکایی‌ها را برآورده نمی‌کنند.
در مقاله اخیر، پل بونیفاس و تیموتی جی. کانسیداین توضیح می‌دهند که چرا منابع انرژی تجدیدپذیر متغیر (VRE) مانند باد و خورشید نمی‌توانند از شبکه برق ایالات متحده پشتیبانی کنند. برخلاف منابع انرژی قابل انتقال، که بسته به تقاضا می‌تواند افزایش یا کاهش یابد و شامل نیروگاه‌های گاز طبیعی، هستهای و زغال‌سنگ می‌شود، VREها برای کار به شرایط خاصی نیاز دارند، از قبیل هوای آفتابی و باد. این باعث ایجاد برخی مشکلات می‌شود. اول اینکه انرژی باد و خورشید تا حدودی به ندرت در دسترس هستند و همیشه زمانی که ما آنها را می‌خواهیم نیستند. شبکه‌هایی که به باد و خورشید متکی هستند به منابع انرژی قابل ارسال پشتیبان نیاز دارند که بتواند نوسانات آب و هوای روزانه را جبران کند.
دوم اینکه، اوج تقاضای انرژی معمولا در اواخر بعد از ظهر یا اوایل عصر اتفاق می‌‌‌افتد، اما اوج تولید برق خورشیدی معمولا چند ساعت زودتر اتفاق می‌‌‌افتد در حالی که اوج تولید باد معمولا در شب اتفاق می‌‌‌افتد. باز هم، این به آن معنی است که عدم‌تطابق بین عرضه و تقاضا باید توسط منابع قابل ارسال یا انرژی باد و خورشید اصلاح شود که در جای دیگری ذخیره یا تولید شده و به جایی که موردنیاز است منتقل شود. در نهایت یک مشکل فصلی نیز وجود دارد. میانگین مصرف برق در آمریکا در ماه ژوئیه بیشتر از ژانویه یا آوریل است، اما این تقاضا همیشه با عرضه موردنیاز برق خورشیدی یا بادی منطبق نیست.
از آنجا که VREها باید توسط منابع انرژی دیگر مانند گاز طبیعی یا انرژی هستهای پشتیبانی شوند، با اضافه شدن منابع انرژی تجدیدپذیر متغیر بیشتر به شبکه، منابع قابل انتقال بیشتری نیز باید اضافه شوند. در حال حاضر، حدود ۲۱درصد از تولید برق ایالات متحده از نیروگاه‌های بادی، آبی و خورشیدی تامین می‌شود. تمام این تولیدات به نوعی پشتیبان برای حفظ انعطاف‌پذیری و قابلیت اطمینان شبکه نیاز دارند و در طول زمان این افزونگی ممکن است به طور چشمگیری هزینهها را افزایش دهد.
علاوه بر مشکلات زمان‌بندی، انرژی باد و خورشیدی با مشکلات مکان‌‌‌یابی نیز مواجه هستند. بیابان‌های شرق کالیفرنیا و غرب آریزونا بسیار آفتابی هستند، اما جمعیت زیادی در خود ندارند. برق بادی هم همین مشکل را دارد. داکوتای جنوبی و وایومینگ، دو ایالت کم‌جمعیت آمریکا، دارای برخی از بهترین انرژی باد بالقوه آن هستند. به حداکثر رساندن ارزش انرژی خورشیدی و باد مستلزم تولید برق در منبع و سپس انتقال آن، به طور بالقوه طولانی، به محل زندگی مردم است.
این یک مشکل حل‌نشدنی نیست، اما قوانین ایالتی که مانع از ساخت خطوط انتقال جدید می‌شوند، بسیار دشوارتر شده است. همان‌طور که جیم روسی در مقاله اخیر توضیح می‌دهد، بسیاری از خطوط انتقال در ایالات متحده نیاز به جایگزینی و نوسازی دارند. متاسفانه، چند ایالت، مانند تگزاس، حق اولویت در خرید (ROFR) را در قوانین خود دارند یا در حال بررسی آن هستند، که به شرکت‌های برق فعلی حق انحصاری ساخت خطوط انتقال جدید در ایالت‌های خود را می‌دهند. به طور کلی ROFRها از فرآیند مناقصه رقابتی بین توسعه‌دهندگان خطوط انتقال خارج از ایالت و داخل ایالت جلوگیری می‌کنند.
این امر نوآوری در ساخت خطوط انتقال را کاهش داده و احتمال رشد هزینهها را افزایش می‌دهد، که سپس تا حدی با افزایش نرخ به مصرف‌کنندگان منتقل می‌شود. هنگامی که مسائل مربوط به زمان و انتقال را در نظر می‌گیریم، ارزشی که VREها برای شبکه می‌آورند کمتر آشکار می‌شود. حامیان برق بادی و خورشیدی اغلب به کاهش هزینههای یکسان‌شده برق (LCOE) اشاره می‌کنند، که معیاری است که برای تعیین کمیت رقابت هزینه فناوریهای مختلف انرژی استفاده می‌شود.
در مقاله خود، بانیفاس و کانسیداین اذعان دارند که بر اساس LCOE، برق تولید شده از نیروگاه‌های باد خشکی و خورشیدی مستقل نسبتا ارزان هستند. اما وقتی هزینههای متناوب و ذخیره‌سازی در نظر گرفته می‌شود، نیروگاه‌های سیکل ترکیبی گاز طبیعی (که از گاز و توربین بخار برای تولید انرژی استفاده می‌کند) قابل مقایسه با نیروگاه‌های خورشیدی مستقل و بهتر از نیروگاه‌های خورشیدی هیبریدی یا بادی است. زمانی که اعتبارات مالیاتی برای انرژی خورشیدی لحاظ نشده باشد، نیروگاه سیکل ترکیبی گاز طبیعی برنده آشکار است. مشکلات زمان‌بندی و انتقال به این معنی است که ایالات متحده در آینده قابل پیش‌بینی به گاز طبیعی، نفت، هستهای و سایر منابع انرژی تجدیدپذیر نیاز خواهد داشت. به‌رغم اهمیت این منابع انرژی، دولت بایدن همچنان با وضع قوانین سختگیرانه یافتن منابع جدید را دشوار می‌کند.
آمریکا دارای منابع فراوان انرژی است. گاز طبیعی، نفت، انرژی باد، خورشیدی و هستهای همگی به راحتی در دسترس هستند. این کشور همچنین جامعه‌ای نوآور است و فناوریهای استفاده از این منابع همواره در حال بهبود هستند. تنها شکست‌‌‌های سیاستی که واقعیت را نادیده می‌‌‌گیرند، می‌توانند ایالات متحده را از بهره‌‌‌مندی از انرژی مقرون‌‌‌به‌‌‌صرفه و قابل اعتماد در آینده بازدارند.
