#حيدر_حرز_يوسف
بين عامي 2010 و
2019 ، انخفض متوسط سعر الألواح الشمسية بنسبة 86٪ وانخفض متوسط سعر توربينات
الرياح من شركة Vestas ،
الشركة الرائدة عالميًا في تصنيع توربينات الرياح ، بنسبة 40٪. أدت هذه الانخفاضات
في تكاليف التكنولوجيا إلى انخفاض تكلفة توليد الكهرباء وعملت على احداث تغيير أسواق
الكهرباء في جميع أنحاء العالم. في العديد من البلدان مثل الهند والصين وإسبانيا
وفنلندا والسويد والولايات المتحدة ، أصبح سعر الكهرباء من الألواح الشمسية وطاقة
الرياح البرية أرخص الآن من سعر محطات توليد الطاقة الجديدة التي تعمل بالفحم.
كانت هذه
التخفيضات في تكلفة التكنولوجيا عاملاً مهمًا في زيادة الحصة العالمية من الطاقة
المتجددة إلى 10.5٪ في عام 2017. كيف تم تحقيق هذه التخفيضات في التكلفة؟ لاشك انه
الابتكار.
منحنى
الخبرة(التعلم)
إن أبسط طريقة
لوصف كيف يقلل الابتكار من تكاليف التكنولوجيا هي عبر ما يسمى "منحنى
التعلم" أو "منحنى الخبرة". يصف منحنى التعلم النموذجي العلاقة بين
تكلفة الوحدة والحجم الإجمالي للتكنولوجيا. على مدى عقود عديدة ، تنوع منحنى الخبرة
للألواح الشمسية ، لكنه كان حوالي 20 ٪ في المتوسط. هذا يعني أنه نظرًا لتضاعف
الحجم التراكمي الإجمالي لسعة الألواح الشمسية ، انخفضت تكلفة الوحدة بنسبة 20٪. وبالنسبة
لطاقة الرياح يبلغ متوسط منحنى الخبرة
حوالي 11٪ . سميت هذه العلاقة الرياضية البسيطة
بقانون رايت. كمقياس لمعدل خفض التكلفة ، فإنه يتيح إجراء مقارنات بين التقنيات
وبمرور الوقت ويسهل النمذجة المستقبلية. ومع ذلك ، فهو مبني على الارتباط وليس
السببية . كيف أصبحت الطاقة الشمسية رخيصة هي قصة الحظ والاختراقات العلمية ، وصنع
السياسات المتميزة ، ومثابرة ريادة الأعمال ، وحركة بيئية قوية باطراد.
بدأت تكنولوجيا
الطاقة الشمسية في عام 1839 مع أول ملاحظة مسجلة للتأثير الكهروضوئي. جاء تطوير
أول وحدة ضوئية فولطية في عام 1884 (كفاءة 1 ٪ فقط) ووصل وصف أينشتاين النظري
للتأثير الكهروضوئي في عام 1905. كانت المعرفة العلمية الناتجة كافية لشركة Siemens لاقتراح تزويد أوروبا بالطاقة من خلال
بناء مزرعة شمسية في شمال إفريقيا في الثلاثينيات. ومع ذلك ، تدخلت الحرب العالمية
الثانية ، وانتقل ابتكار تكنولوجيا الطاقة الشمسية إلى الولايات المتحدة حيث طورت Bell Labs أول خلية شمسية عملية (6-9٪ كفاءة) في
الخمسينيات. من خلال التعلم عن طريق البحث ، بدأ تصميم التكنولوجيا القياسي في
الظهور.
خلال الستينيات
، تطورت تقنية الألواح الشمسية في عدد من الأسواق المتخصصة حيث كان الأداء وليس
السعر هو المفتاح. حفز إطلاق روسيا للسبوتنيك صناعة الفضاء الأمريكية ، التي كانت
رائدة في مجال الألواح الشمسية على الأقمار الصناعية المبكرة. كانت شركات النفط
الدولية من أوائل الشركات التي تبنت الطاقة الشمسية لأنها تناسب بيئات التشغيل
البعيدة (مثل منصات النفط البحرية). ساعد الامتداد العالمي لشركات النفط هذه على التدفق
العالمي للمعرفة بالطاقة الشمسية.
ركزت أزمة
الطاقة في السبعينيات على مصادر الطاقة المتجددة بشكل لم يسبق له مثيل. أدى
الاستثمار الأمريكي في البحث والتطوير في مجال الطاقة الشمسية (R&D) إلى زيادة الكفاءة (14-15٪) ، كما أدت
المشتريات العامة المرتبطة بتخفيض تكاليف التكنولوجيا إلى رعاية الأسواق التجارية
الأولى. ظهرت الفكرة والبيانات الأولية لمنحنى التعلم الشمسي خلال هذه الفترة. لكن
في ظل الرياح السياسية المتغيرة تم تخفيض ميزانيات البحث والتطوير ، وتفكيك أنظمة
دعم الطاقة الشمسية .
في أماكن أخرى ،
اهتزت اليابان أيضًا بسبب أزمة الطاقة في السبعينيات وتطلعت إلى كفاءة الطاقة
والطاقة النووية والمتجددة مثل الطاقة الشمسية وبفضل الاستقرار السياسي ، دعمت
استثمارات وسياسات البحث والتطوير في مجال الطاقة الشمسية في اليابان المستدام
لعقود من الزمن ، مما ساعد على منع انخفاض قيمة المعرفة الشمسية. كما أدى السوق
الاستهلاكية النابض بالحياة إلى تطوير الطاقة الشمسية المصغرة للآلات الحاسبة
وساعات اليد وأجهزة الراديو. كل هذه الابتكارات (الكبيرة والصغيرة ، والتكنولوجيا
والسياسات) ضمنت استمرار نمو الطاقة الشمسية وخفض تكاليفها. بحلول عام 2003 ، كانت Sharp تمتلك 30٪ من قدرة التصنيع العالمية في
مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
في ألمانيا ،
أصدرت الحكومة الائتلافية ، التي تضمنت حزب الخضر ، قانون مصادر الطاقة المتجددة (Erneuerbare-Energien-Gesetz) في عام 2000 مع دعم سخي
للغاية للطاقة الشمسية على الأسطح ، مما خلق بسرعة أكبر سوق في العالم للألواح
الشمسية. مدفوعة بسياسة طموحة مدعومة بالعمل ، كانت الطاقة الشمسية تتوسع. كما
تطورت بشكل سريع القدرة الإنتاجية للتصنيع لتلبية هذا المستوى من الطلب. ساعدت
ألمانيا في توحيد عملية إنتاج الطاقة الشمسية.
في الوقت نفسه ،
بنى رواد الأعمال الصينيون هذه المعرفة التصنيعية لترقية إنتاج الطاقة الشمسية من
خلال خفض التكاليف دون المساومة على الجودة ، جعلت الصين الطاقة الشمسية رخيصة على
مستوى العالم. تعد قدرة قطاع التصنيع الهائل في الصين على خفض التكاليف سببًا
للأمل نظرًا لإعلان الصين مؤخرًا عن صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2060.
كان ابتكار طاقة
الرياح متعدد الأوجه بالمثل. وجدت أبحاث MaREI المنشورة مؤخرًا حول التخفيض بنسبة 31
٪ في أسعار توربينات الرياح في Vestas أن أكبر التخفيضات جاءت بالتعلم عن طريق النشر بدلاً من التعلم عن
طريق البحث. وشمل ذلك انخفاض تكاليف التسليم ، وخفض التكاليف المالية والقانونية ،
وتحسين إنتاجية الموظفين ، وكل الأشياء تتفق مع تقنية ناضجة كانت سلسلة التوريد
وديناميكيات السوق مهمة أيضًا ، على الرغم من أنها تسببت لمدة عامين (2007-2008)
في زيادة أسعار توربينات الرياح مؤقتًا.
لسوء الحظ ، لا
تؤدي التخفيضات في تكلفة تكنولوجيا الطاقة المتجددة دائمًا إلى خفض سعر المستهلك
للكهرباء. لتسهيل زيادة حصص الكهرباء المتجددة ، تعتبر استثمارات البنية التحتية
للشبكات أمرًا حيويًا. نظرًا لأن أيرلندا تهدف إلى الحصول على نسبة 70 ٪ من
الكهرباء المتجددة بحلول عام 2030 ، فإن مثل هذه الاستثمارات المستقبلية ستكون ضرورية.
الخلاصة
ما هي دروس
الابتكار التكنولوجي التي يمكن أن نتعلمها من الماضي؟ بالنسبة لتقنيات المرحلة
المبكرة ، من المحتمل أن تكون مستويات كبيرة من الاستثمار في البحث والتطوير
ضرورية لتحقيق اختراقات تكنولوجية ؛ وإلا فإن الحد الأدنى من الاستثمار في البحث
والتطوير لتجنب فقدان المعرفة أو الاستهلاك مهم. تعتبر الأسواق المتخصصة ، التي
تقدر الأداء بدلاً من السعر ، مهمة أيضًا للتعلم المبكر. أخيرًا ، السياسة
المستقرة ولكن السريعة الاستجابة المصممة لمرحلة تطوير التكنولوجيا أمر بالغ
الأهمية لنستمر بهذا المنوال من التفاؤل .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق