เศรษฐศาสตร์ของพลังงานแสงอาทิตย์

เชื้อเพลิงฟอสซิล ได้แก่ น้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน เป็นแหล่งพลังงานอันดับหนึ่งของโลก ทั้งๆที่เป็นเ แหล่งที่ไม่หมุนเวียนยังคงมีความต้องการเชื้อเพลิงฟอสซิลสูงเนื่องจากสามารถจ่ายได้และเชื่อถือได้ เชื้อเพลิงฟอสซิลมีบทบาทสำคัญในการผลิตพลังงานและเศรษฐกิจโลก ตั้งแต่โรงทำความร้อนและแสงสว่างไปจนถึงรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิง

แม้จะมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านนวัตกรรมทางเทคโนโลยี แต่พลังงานที่ยั่งยืนยังไม่ได้แซงหน้าเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม เพื่อเป็นกำลังใจ พลังงานหมุนเวียน รัฐบาลได้เรียกเก็บเครดิตภาษีสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม ซึ่งจนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ มีราคาแพงกว่าสภาพที่เป็นอยู่มาก

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการผลิตที่เพิ่มขึ้น เงินอุดหนุนจากรัฐบาล และความกังวลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มสูงขึ้น ต้นทุนโดยตรงของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมสำหรับผู้บริโภคลดลง อันที่จริง บางตลาดผลิตพลังงานหมุนเวียนในราคาถูกสำหรับผู้บริโภคมากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล แม้ว่าพลังงานลม เช่น ฟาร์มกังหันลม ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อการค้า แต่พลังงานแสงอาทิตย์มีทั้งการใช้ในเชิงพาณิชย์และที่อยู่อาศัย

ต้นทุนที่แท้จริงของเชื้อเพลิงฟอสซิล

แม้ว่าวันที่แน่นอนจะเป็นเรื่องยากที่จะระบุได้ แต่การประมาณการจำนวนมากแนะนำว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลจะหมดไปภายในเวลาไม่ถึง 100 ปี; น้ำมัน ภายในปี 2052 ก๊าซภายในปี 2060 และถ่านหินภายในปี 2090ในขณะที่แหล่งที่มาของถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ และน้ำมันดิบยังคงเสื่อมโทรมลงอย่างต่อเนื่อง แต่การบริโภคเชื้อเพลิงฟอสซิลกลับไม่ลดลง

ในบรรดาแหล่งพลังงานทั้งหมด เชื้อเพลิงฟอสซิลสำคัญกว่าพลังงานหมุนเวียนและ พลังงานนิวเคลียร์. ในปี 2019 เชื้อเพลิงฟอสซิลคิดเป็นประมาณ 85% ของพลังงานทั้งหมดที่ใช้ไป เพิ่มขึ้นจาก 80% ในปี 2014เชื้อเพลิงฟอสซิลไม่เพียงแต่ไม่สามารถหมุนเวียนได้เท่านั้น แต่ยังเป็นสาเหตุของผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ต่างๆ การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นผู้ผลิตชั้นนำของ CO2 ของมนุษย์ซึ่งมีส่วนสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศผลกระทบที่น่าสังเกต ได้แก่ ภาวะโลกร้อน น้ำแข็งละลายในแถบอาร์กติก ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น และผลผลิตพืชผลที่ไม่ดี

สะสมต้นทุนทางเศรษฐกิจ

ในขณะที่สหรัฐฯ ใช้จ่ายเงินมากกว่า 1 ล้านล้านดอลลาร์ต่อปีสำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิล ผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเหล่านี้ยังคงสะสมต้นทุนทางเศรษฐกิจต่อไป อันที่จริง สหรัฐฯ ใช้เงินอุดหนุนเชื้อเพลิงฟอสซิลเพียง 649 พันล้านดอลลาร์ในปี 2558 เพียงอย่างเดียวการวิจัยชี้ให้เห็นว่ามลพิษทางอากาศในยุโรปสร้างต้นทุนทางเศรษฐกิจ 1.6 ล้านล้านดอลลาร์ต่อปีสำหรับโรคและความตาย

ค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงฟอสซิล ค่ารักษาพยาบาล และความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม คาดว่าต้นทุนที่แท้จริงของเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลกจะอยู่ที่ 5.2 ล้านล้านดอลลาร์ต่อปี

เศรษฐศาสตร์พลังงานแสงอาทิตย์

แม้ว่าพลังงานหมุนเวียนจะเป็นเพียงเศษเสี้ยวของพลังงานทั้งหมดที่ใช้ไป แต่สหรัฐฯ เป็นผู้บริโภคพลังงานหมุนเวียนชั้นนำ แม้ว่าพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่จะเพิ่มขึ้นในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา แต่พลังงานแสงอาทิตย์ยังคงคิดเป็นเพียง 2.3% ของพลังงานทั้งหมดที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา พลังงานแสงอาทิตย์ยังติดตามพลังน้ำและลมในแง่ของแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ต้องการ ซึ่งคิดเป็น 11.5% ของการบริโภคหมุนเวียนทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา 2019.

ปัจจุบันมีเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เพียงสองประเภทเท่านั้นที่สามารถแปลงพลังงานของดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน: ความร้อนจากแสงอาทิตย์และเซลล์แสงอาทิตย์ ตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ดูดซับรังสีของดวงอาทิตย์เพื่อให้ความร้อนแก่บ้านหรือน้ำ อุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ใช้แสงแดดเพื่อทดแทนหรือเสริมไฟฟ้าที่จัดหาให้ในโครงข่ายไฟฟ้า

การนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้

จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์สามารถเข้าถึงได้เฉพาะคนรวยหรือคนคลั่งไคล้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนที่ลดลงอย่างรวดเร็ว การเข้าถึงระบบแผงโซลาร์เซลล์แบบสากลจึงกลายเป็นความจริง ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ระบบสุริยะของสหรัฐโดยเฉลี่ยมีราคา 10 ดอลลาร์ต่อวัตต์

ในปี 2560 สำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ (IRENA) ได้เผยแพร่รายงานที่เรียกว่า "พลังงานทดแทน ต้นทุนการผลิตในปี 2560" ซึ่งเปิดเผยว่าต้นทุนของเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) ลดลงเหลือ 0.10 เหรียญสหรัฐต่อ กิโลวัตต์ชั่วโมง

สำนักงานประสิทธิภาพพลังงานและพลังงานทดแทนแห่งสหรัฐอเมริกามีเป้าหมายในการทำให้ต้นทุนค่าไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถแข่งขันกับไฟฟ้าที่ผลิตตามอัตภาพได้ภายในปี 2020 โดยไม่มีเงินอุดหนุน ณ ปี 2560 ต้นทุนสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดสาธารณูปโภค (PV) ลดลงเหลือ 0.06 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) เป้าหมายต้นทุนสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ลดลงเหลือ 0.16 และ 0.11 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงตามลำดับ (ในการเปรียบเทียบในปี 2560 ไฟฟ้าที่ผลิตโดยเชื้อเพลิงฟอสซิลมักจะวิ่งจาก 0.05 ถึง 0.17 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง)

เป็นผลให้จำนวนระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งในสหรัฐอเมริกาเพิ่มขึ้นอย่างมากในพื้นที่ที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ ตั้งแต่ปี 2008 จนถึงปัจจุบัน ความจุพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นจาก 0.34 กิกะวัตต์เป็น 97.2 กิกะวัตต์

การเพิ่มขึ้นทั่วโลก

พลังงานแสงอาทิตย์ได้เห็นการบริโภคที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก เนื่องจากหลายประเทศตระหนักถึงผลกระทบที่เป็นอันตรายของการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล การแข่งขันที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ส่งผลให้ต้นทุนการติดตั้งลดลงอย่างมาก

ประเทศเศรษฐกิจที่ใหญ่ที่สุดหลายแห่ง รวมทั้งสหรัฐอเมริกา จีน อินเดีย และหลายประเทศในยุโรป ได้เริ่มใช้พลังงานแสงอาทิตย์แล้ว ในความพยายามที่จะต่อสู้กับมลภาวะ จีนได้พยายามผลักดันพลังงานหมุนเวียนมากที่สุดและติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในปริมาณมาก

อินเดียซึ่งเต็มไปด้วยมลพิษ ตั้งเป้าหมายที่จะใช้พลังงานหมุนเวียนถึง 175 กิกะวัตต์ภายในปี 2565ในขณะเดียวกัน กำลังการผลิตสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ในสหรัฐอเมริกาคาดว่าจะเพิ่มขึ้นกว่าเท่าตัวในอีกห้าปีข้างหน้า

ธุรกิจขนาดใหญ่

ธุรกิจขนาดใหญ่ยังลงทุนในระบบสุริยะแบบใช้ซ้ำได้ วอลมาร์ท (WMT), Verizon (VZ) และแอปเปิ้ล (AAPL) ได้เปลี่ยนร้านค้า สำนักงาน และสิ่งอำนวยความสะดวกบางส่วนมาใช้พลังงานแสงอาทิตย์แล้ว ในข้อตกลงการจัดซื้อพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา Google ได้ซื้อ 1,600 เมกะวัตต์จากผู้ให้บริการที่แตกต่างกัน 18 รายในฤดูใบไม้ร่วงปี 2019

แม้ว่าพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงมีสัดส่วนเพียงเล็กน้อยในการจัดหาพลังงานโดยรวม แต่ภาคที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรมก็ค่อยๆ เปิดรับพลังงานหมุนเวียน เนื่องจากราคายังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง คาดว่าระบบพลังงานแสงอาทิตย์จะแพร่หลายมากขึ้น ในยุโรป ราคาต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงคาดว่าจะลดลงระหว่าง 4 ถึง 6 เซนต์ในปี 2568 และลดลงอีกเป็น 2 เซนต์ในปี 2593

โซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

สมมติว่าการคาดการณ์ถูกต้อง เซลล์แสงอาทิตย์จะเป็นแหล่งพลังงานที่ถูกที่สุด ด้วยราคาที่ลดลง IEA ประมาณการอย่างระมัดระวังว่าระบบสุริยะจะจ่าย 5% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั่วโลกในปี 2573 เพิ่มขึ้นเป็น 16% ภายในปี 2593การบรรลุวิสัยทัศน์นี้จะต้องเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลกจาก 150 กิกะวัตต์ในปี 2557 เป็น 4,600 กิกะวัตต์ภายในปี 2593 ส่งผลให้สามารถหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 6 พันล้านตันต่อปี

ประมาณการล่าสุด เช่น จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Lappeenranta ในฟินแลนด์ เชื่อว่าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถคิดเป็น 76% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั่วโลกภายในปี 2050

ควบคู่ไปกับการผลิตพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น มีความมุ่งมั่นที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เมืองและประเทศต่างๆ ทั่วโลกมุ่งมั่นที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลง 85% ภายในปี 2050 รวมถึงนิวยอร์กซิตี้เป้าหมายของแคลิฟอร์เนียคือ 40% ภายในปี 2573

เครดิตภาษี

แม้ว่าระบบพลังงานแสงอาทิตย์จะคุ้มค่ากว่าในปัจจุบัน แต่การใช้งานที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรมยังคงได้รับเงินอุดหนุนจากรัฐบาล ในสหรัฐอเมริกา เครดิตภาษีพลังงานทดแทน ลดภาระภาษีของผู้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ NS ผู้เสียภาษี สามารถเรียกร้องเครดิต 30%, 26% หรือ 22% ของค่าใช้จ่ายที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับระบบที่ให้บริการพื้นที่ว่าง ขึ้นอยู่กับเวลาที่ทรัพย์สินถูกนำไปใช้ในการบริการ รัฐบาลสหรัฐฯ ให้เครดิตเดียวกันกับระบบลมและพลังงานความร้อนใต้พิภพ

หลายประเทศในยุโรปกำหนด a ฟีดในภาษี โครงการเพิ่มความน่าสนใจของระบบพลังงานหมุนเวียน ภายใต้โครงการ feed-in-tariff เจ้าของระบบพลังงานหมุนเวียนสามารถเก็บเงินจากรัฐบาลได้ ต้นทุนคำนวณต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) โดยมีราคาแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ

บรรทัดล่าง

ความมุ่งมั่นในทรัพยากรหมุนเวียนส่วนใหญ่มาจากบุคคล ธุรกิจขนาดใหญ่ และประเทศต่างๆ นอกจากพลังงานแสงอาทิตย์แล้ว บริษัทเช่น Google (GOOG) และอเมซอน (AMZN) ได้มุ่งมั่นที่จะใช้พลังงานลมเพื่ออำนวยความสะดวกของบริษัท ด้วยธุรกิจขนาดใหญ่ บุคคล และประเทศต่างๆ ที่ยังคงเปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลสามารถลดลงได้