为了满足不断增长的电力需求非洲国家可能必须在2030年前将其能源输出增加三倍

2019-10-23 08:50:28

为了满足不断增长的电力需求,非洲国家可能必须在2030年前将其能源输出增加三倍。虽然水电和化石燃料发电厂在某些方面受到青睐,但能源部劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)的一项新评估显示发现风能和太阳能可以在经济和环境方面具有竞争力,可以为不断增长的需求做出重要贡献。

“风和太阳能历来被认为过于昂贵且随时间变化,但我们的主要发现之一是非洲的风能和太阳能资源既影响力小又具有成本效益,”其中一位是Ranjit Deshmukh说。该研究的首席研究员。“另一个重要发现是,随着可再生能源资源的战略选址以及国家之间更多的能源贸易和电网互联,总系统成本可能会低于各国在没有战略选址的情况下独立开发其资源的情况。”

这项研究于本周在线发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,其标题为“战略选址和区域电网互联是非洲国家低碳未来的关键”。主要作者是能源技术领域的伯克利实验室研究员Deshmukh和Grace C. Wu。大部分初始研究由位于阿布扎比的国际可再生​​能源机构(IRENA)资助。国家科学基金会和林克基金会对吴和德什穆克的个人研究金支持了对风选址的扩展分析。

他说:“作为一个地区,非洲正面临着无与伦比的能源危机,电力短缺,电力供应不足,成本高昂。” “非洲国家和国际社会如何在未来几十年应对这场危机将对社会,环境和气候产生重大影响。”

一种独一无二的开源计划框架和工具

伯克利实验室的研究是非洲首例此类研究,它使用多种标准,例如资源质量,与输电线路和道路的距离,同地托管潜力,水资源的可利用性,潜在的人类影响以及许多其他因素,例如:表征风能和太阳能资源。考察包括21个国家(占非洲人口一半)的南部非洲电力库(SAPP)和东部非洲电力库(EAPP),发现许多国家的风能和太阳能潜力比其预期需求高出几倍。 2030年。

他们用来进行这些评估的工具是可再生能源规划的多标准分析(MapRE,在mapre.lbl.gov上)由伯克利实验室与IRENA合作开发,是开源的,研究人员和政策制定者可以公开获得。

Deshmukh说:“通常,项目开发人员只会选择成本最低,风速最佳的站点,但实际上并不是最佳站点。” “通常情况下,您希望发展得更靠近输电基础设施或城市,因此您不必承担长距离发展输电基础设施的风险,更不用说跨这些距离输电了。很难量化这些成本。我们的工具能够利益相关者将所有这些标准纳入他们的决策,并帮助他们确定传输领域的发展和预先计划。”

选址和网格互连是关键

研究人员不仅发现了非洲丰富的风能和太阳能资源,而且另一个重要发现是,随着能源贸易的强劲发展以及国家之间的电网连接,系统的成本和影响可以降低。而且,如果对风电场进行战略性选址以管理高峰需求,成本可能还会更低。

Wu说:“如果风电场选址在风力发电的时间与电力需求相匹配的地方,而不是在风能发电最大化的地区,则可以进一步降低系统成本。” 这些节省的费用是由于避免了天然气,水力或煤炭的生产能力。”

例如,研究人员发现,在南部非洲电力库的高风情情景中,战略选址和电网互连将使常规发电能力的需求减少9.5%,从而节省6%至20%的成本,具体取决于被避免的技术。

他说:“国际能源贸易和战略选址可以使非洲国家追求'无悔'的风能和太阳能,这些风能和太阳能可以与煤炭和水力发电等传统发电技术竞争。” “没有遗憾的选择是低成本,低影响和低风险的。”

借助伯克利实验室的MapRE工具,政策制定者将能够自行对各个站点进行初步评估,而不必依赖开发人员来获取技术信息。Deskhmukh说:“这些信息使政策制定者与项目开发人员保持一致。” “它降低了每个人的成本,并允许更具可持续性的计划范例。”

除非洲外,研究人员还上传了印度的数据,并计划添加更多的国家,最有可能在亚洲。他们在非洲举办了五次讲习班,供监管机构,学者,公用事业和能源官员分享该方法和发现。德什穆克说:“他们超级热情。” “我们正在看到实地的冲击。”

他说,目前在非洲部署的风能和太阳能很少。但是随着近十年来全球价格的急剧下跌,可再生能源已成为一种竞争性替代方案。尽管水电是非洲重要且熟悉的资源,但成本上涨和持续干旱使其吸引力下降。

德什穆克说:“仅基于当今的经济学,风能和太阳能就具有吸引力。” “这具有经济意义。通过围绕多个利益相关者标准进行规划,并为区域能源贸易确定风能和太阳能项目的优先级,政策制定者和金融家可以提高其成本竞争力。”

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