Che cos'è il costo livellato dell'energia (LCOE)?

I calcoli LCOE considerano i costi associati alla costruzione e alla gestione di un asset energetico durante il suo ciclo di vita, inclusi i costi di capitale, carburante e manutenzione. Diversi modelli e strumenti LCOE utilizzano variabili diverse e alcune formule LCOE sono più complesse di altre. L'LCOE è anche noto come "costo livellato dell’elettricità".

L'analisi energetica che incorpora LCOE aiuta le aziende, gli sviluppatori e gli investitori a valutare la competitività di un progetto di produzione di energia. Consente inoltre il confronto dei costi della produzione di energia tra diversi tipi di tecnologia per informare le decisioni dei responsabili politici e degli analisti.

LCOE, una metrica importante per la transizione energetica globale, è il passaggio dalle fonti di energia con combustibili fossili ad alte emissioni a tecnologie di energia rinnovabile e alternativa a basse emissioni di carbonio. Con il cambiamento delle condizioni economiche e politiche, cambia anche il panorama della transizione energetica.

Ad esempio, i nuovi sussidi governativi migliorano le prospettive di finanziamento dei progetti di energia rinnovabile, mentre l'aumento dei costi del carburante rende meno attraenti i progetti basati sui combustibili fossili. In mezzo a tali sviluppi, LCOE può aiutare i responsabili delle decisioni a determinare l'efficacia in termini di costi e la fattibilità di diverse tecnologie e progetti di generazione di elettricità pulita.

Nonostante il suo uso diffuso, i critici suggeriscono di avvicinarsi al LCOE con cautela. Potrebbe non dare un quadro olistico del valore di un progetto energetico, perché le formule LCOE escludono fattori importanti come i costi specifici del sito e l'^{affidabilità1.}

L'LCOE può essere determinato dividendo i costi totali del ciclo di vita di un asset energetico per la generazione totale di energia dell'asset durante il suo ciclo di vita. Le formule LCOE possono anche includere un tasso di sconto per tenere conto dell'inflazione e di altri fattori che influenzano i flussi di cassa futuri.

Il risultato dei calcoli dell'LCOE è il prezzo al quale un'entità che genera energia deve vendere quell'energia per raggiungere il pareggio o, in termini finanziari, raggiungere un valore attuale netto (NPV) di 0. In genere è espresso come prezzo per unità di elettricità, ad esempio chilowattora (kWh) o megawattora (MWh).

Le variabili incluse e la complessità complessiva di questo calcolo dei costi energetici possono variare a seconda del metodo o dello strumento utilizzato. Ad esempio, lo strumento del National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti per determinare l'LCOE è un semplice calcolatore che tiene conto di 8 variabili, mentre uno strumento della Stanford University ne include più di una dozzina.

Sebbene i fattori utilizzati nei calcoli LCOE varino, quelli comuni includono:

I calcoli LCOE richiedono l'inserimento di un determinato numero di anni ai fini dell'analisi. Si tratta spesso della durata prevista del progetto di generazione di energia, che in genere è di due decenni o più, a seconda del tipo di risorsa energetica e della tecnologia in questione.

Un fattore di capacità è il rapporto tra l'energia prodotta da un'unità di generazione in un determinato periodo di tempo e l'energia che sarebbe stata prodotta se l'unità avesse funzionato a piena potenza per l'intero periodo.

Una centrale elettrica che genera energia continuamente, ad esempio, ha un fattore di capacità del 100%. In realtà, i fattori di capacità variano dal 92% per le centrali nucleari a poco meno del 25% per gli impianti solari fotovoltaici.²

I costi di capitale sono i costi iniziali del progetto, compresi gli acquisti di terreni, le attrezzature e le infrastrutture per il suo funzionamento. Ad esempio, i costi di capitale di un grande impianto eolico onshore potrebbero riguardare il costo delle valutazioni delle risorse eoliche presso il sito del progetto, i generatori delle turbine eoliche, il trasporto dei generatori al sito e l'interconnessione elettrica del sistema energetico alla rete elettrica.

Da non confondere con i costi di capitale, il costo del capitale si riferisce al costo del finanziamento di un progetto. Un costo comune del capitale è il tasso di interesse pagato su un prestito. Altri costi del capitale includono quelli associati al finanziamento azionario (vendita di azioni) e all'emissione di obbligazioni. Nel complesso, il costo del capitale riflette il rischio percepito dai mercati finanziari nel fornire finanziamenti per un progetto.

In contabilità e finanza, il tasso di sconto è un tasso di interesse utilizzato per determinare il valore attuale dei flussi di cassa futuri. Nel settore energetico, i tassi di sconto più bassi tendono ad aumentare l'attrattiva dei progetti di energia rinnovabile, che hanno costi di capitale più elevati e costi operativi più bassi. A sua volta, i tassi di sconto più elevati aumentano l'attrattiva dei progetti sui combustibili fossili, che vantano costi di capitale più bassi ma costi operativi più elevati.

Le spese per il carburante sono prese in considerazione solo per le centrali elettriche che richiedono combustibile, vale a dire le centrali termiche. I combustibili utilizzati dalle centrali termoelettriche includono combustibili fossili come il carbone, il gas naturale e la biomassa. L'energia nucleare è anche una forma di energia termica, con impianti che utilizzano uranio che viene trasformato in combustibile.

Il tasso di calore è la quantità di energia utilizzata nella produzione di elettricità per generare un chilowattora (kWh) di elettricità. È una misura dell'efficienza di una centrale elettrica e, come per il costo del combustibile, è generalmente una variabile utilizzata per le centrali termiche. È spesso espresso in unità termiche britanniche (Btu) per kWh netto.

Conosciuti anche come O & M, i costi operativi e di manutenzione sono spesso suddivisi in 2 categories: fissi e variabili. I costi fissi non variano a seconda della produzione energetica, mentre i costi variabili sì.

Ad esempio, il costo della sostituzione delle apparecchiature che si usurano più rapidamente quando una centrale elettrica è in funzione (rispetto a quando l'impianto è offline) costituirebbe un costo O&M variabile. D'altra parte, un premio assicurativo annuale è un esempio di costo fisso.

Altri input che potrebbero essere inclusi nei calcoli dell'LCOE sono i costi delle emissioni di gas serra e i costi dello smantellamento delle centrali elettriche, tra gli altri.

Le tecnologie di stoccaggio dell'energia possono essere una componente importante dei progetti di energia rinnovabile. Tuttavia, alcune formule e calcolatori LCOE, come il calcolatore NREL, non misurano il costo dello stoccaggio di energia.

Invece, gli analisti potrebbero ricorrere a formule del costo di archiviazione livellato (LCOS). Usano queste formule per calcolare il costo unitario dell'energia scaricata da un sistema di accumulo di energia in un determinato periodo. Le formule LCOS, pur essendo simili alle formule LCOE, presentano alcune differenze fondamentali. Ad esempio, nei suoi calcoli LCOS, la US Energy Information Administration sostituisce il costo del carburante utilizzato nelle formule LCOE con il costo dell'elettricità utilizzata per caricare il sistema di stoccaggio.³

Tecnologie e risorse energetiche diverse hanno ciascuna un LCOE diverso. Per più di un decennio, l'LCOE delle fonti di energia rinnovabile come l'energia solare, l'energia eolica onshore e l'energia eolica offshore è diminuito precipitosamente a causa dell'innovazione, delle crescenti economie di scala e del sostegno governativo. 

Ad esempio, il LCOE dell'energia eolica onshore è sceso da una media di 135 dollari per MWh nel 2009 a meno della metà nel 2024. Nello stesso periodo, il prezzo medio dell'energia solare fotovoltaica su larga scala è crollato da 359 dollari per MWh a 61^,4dollari.

L'LCOE dell'energia geotermica non ha registrato un calo altrettanto grande, a causa dei costi di capitale relativamente elevati rispetto ad altre tecnologie di energia rinnovabile. Tuttavia, i prezzi potrebbero scendere ancora in futuro, grazie a nuove iniziative come l'Enhanced Geothermal Energy Shot, un programma di ricerca del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

Queste tendenze al ribasso contribuiscono a rendere le fonti di energia rinnovabile più competitive con la generazione a gas e carbone, che hanno LCOE fino a 228 e 168 USD, sostenendo quindi la transizione energetica globale. I conflitti geopolitici hanno contribuito all'aumento dei costi dei combustibili fossili e dei prezzi dell'elettricità, aumentando ulteriormente l'attrattiva dei progetti di energia rinnovabile.

La pandemia di COVID-19 e le conseguenti interruzioni della catena di approvvigionamento hanno livellato il calo dei prezzi dei costi delle energie rinnovabili. Tuttavia, entro il 2024, le sfide della catena di approvvigionamento sono state risolte secondo «Levelized Cost of Energy+», un rapporto annuale LCOE della società di servizi finanziari Lazard. Come negli anni precedenti, gli analisti dell'azienda hanno concluso che «la competitività in termini di costi delle energie rinnovabili porterà alla continua sostituzione della generazione convenzionale e a un mix energetico in evoluzione».