مقدمة: ما وراء التكلفة الرأسمالية البسيطة

في تخطيط الطاقة الصناعية، نادرًا ما تحدد التكلفة الرأسمالية وحدها القيمة الحقيقية للاستثمار في التكنولوجيا. يجب على صانعي القرار تقييم التكلفة الإجمالية لدورة حياة المشروع، والوفورات التشغيلية المستمرة، وقيمة الطاقة المُقدمة، والموثوقية على المدى الطويل. غالبًا ما يركز التقييم التقليدي للطاقة الشمسية على إنتاج الكهرباء من الخلايا الكهروضوئية فقط، بينما يُترك توفير الحرارة الميكانيكية للغلايات التي تعمل بالوقود الأحفوري أو الكهرباء. والنتيجة هي نظام طاقة مُجزأ: أحدهما يُعنى بالكهرباء، والآخر يُعنى بالحرارة.

تقارن هذه المقالة بين نهجين للمباني الصناعية التي تحتاج إلى كلٍ من الكهرباء والماء الساخن/التدفئة منخفضة الحرارة: (1) نظام الطاقة الشمسية الهجين الكهروضوئي الحراري، و(2) نظام منفصل من الألواح الكهروضوئية بالإضافة إلى غلاية تقليدية. ونقوم بتقييم الفروقات المالية، وفترات استرداد التكاليف، وعوامل المخاطر الاقتصادية.

1. كيفية حساب عائد الاستثمار لأنظمة الطاقة المزدوجة

إن عائد الاستثمار (ROI) في أنظمة الطاقة لا يمثل ببساطة نسبة المدخرات إلى تكلفة رأس المال. للأنظمة التي تقدم        كلاً من الكهرباء والحرارة، يجب أن يأخذ عائد الاستثمار في الاعتبار ما يلي:

• التكلفة الرأسمالية للنظام المُركّب (المعدات، التركيب)

• توفير تشغيلي في الكهرباء والوقود

• تكلفة صيانة دورة الحياة

• تدهور موثوقية النظام وأدائه

• ارتفاع أسعار الطاقة المتوقع

تقارن عملية حساب العائد على الاستثمار الشاملة *القيمة الإجمالية للطاقة طوال العمر* مقابل *التكلفة الإجمالية طوال العمر* بما في ذلك الصيانة وقطع الغيار.

2. دراسة حالة صناعية: مقارنة بين أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الحرارية وأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية مع الغلايات

لنفترض وجود منشأة تصنيع ذات حمل حراري ثابت لمياه العمليات والطلب اليومي على الكهرباء. يتم تقييم خيارين لنظام الطاقة:

من هذا المثال، يتمتع نظام PVT الهجين بتكلفة أولية أعلى قليلاً ولكنه يوفر الكهرباء وقابلة للاستخدام        الحرارة دون استهلاك إضافي للوقود الأحفوري. في المقابل، يتطلب حل الغلاية الكهروضوئية المنفصلة وقودًا مستمرًا        التكلفة ودورات الصيانة المميزة لكل نظام.

3. الحساسية: ماذا يحدث عند ارتفاع أسعار الطاقة؟

يجب أن تأخذ خطط الطاقة الصناعية في الحسبان تقلبات أسعار الطاقة المستقبلية. في الأسواق التي تشهد ارتفاعًا مطردًا في تكاليف الكهرباء والوقود، تزداد قيمة إنتاج الطاقة المتجددة في الموقع بشكل متناسب.

في المقابل، فإن سيناريو الطاقة الشمسية الكهروضوئية مع الغلاية معرض لتقلبات أسعار الوقود، مما يزيد من المخاطر التشغيلية و عدم اليقين بشأن فترة الاسترداد على المدى الطويل.

4. صافي القيمة الحالية وتكلفة دورة الحياة الإجمالية

تأخذ القيمة الحالية الصافية (NPV) في الاعتبار القيمة الزمنية للنقود. في ظل معدلات الخصم الصناعية القياسية (مثل 7-10%)، غالبًا ما يتفوق النظام الذي يتميز بانخفاض تكاليف التشغيل بشكل ثابت على الأنظمة التي تتسم بنفقات وقود غير متوقعة. في مقارنتنا:

• يُعطي تحليل القيمة الحالية الصافية (NPV) قيمة أعلى عند أخذ زيادة تكلفة الوقود في الاعتبار.

• يؤدي انخفاض أعباء الصيانة إلى تحسين الوضع المالي على المدى الطويل.

• يساهم النظام المتكامل الواحد في تقليل النفقات اللوجستية والإدارية

تتأثر القرارات المالية في الواقع العملي بالحوافز الضريبية، وجداول الاستهلاك، وشروط التمويل. ويمكن أن يُسهم احتساب هذه العوامل في تعزيز أنظمة الطاقة المتجددة ذات المخرجات المزدوجة. يمكن أن يُفيد احتساب هذه العوامل أنظمة الطاقة المتجددة ذات المخرجات المزدوجة.

5. العوامل الرئيسية التي تؤثر على عائد الاستثمار