期刊封面
非洲可再生能源发电发展研究
前 言
非洲能源开发与利用程度很低,电力供应不足已成为制约经济发展的关键掣肘。当前,非洲电力装机244.5GW,规模仅相当于我国2年左右的新增电力装机。同时,非洲约有6亿无电人口,占全球无电人口总数的2/3以上。据统计,除南非以外的撒哈拉以南非洲地区人均用电量仅为153kWh/年,仅为世界人均用电量的6%。面对电力供应的极度匮乏,非洲地区不得不依靠柴油来满足用电需求,费用占比高达非洲国内生产总值的1%至5%。国际可再生能源署(IRENA)认为,非洲拥有大量尚未开发的可再生能源,受益于全球可再生能源发电技术进步和成本下降,非洲大陆可以跨越多数工业化国家的发展道路,直接发展构建可再生能源发电系统。
一、非洲可再生能源资源特点
可再生能源,即绿色能源,指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源。狭义的可再生能源主要包括水能、风能和太阳能等可再生能源。非洲拥可再生能源非常丰富,其发电潜力巨大。
非洲水能资源技术可开发量约为1.75万亿千瓦时,约占世界总量的12.4%,拥有世界第一长河尼罗河及世界第二大水系刚果河。此外,尼日尔河、赞比西河、宽扎河等也拥有丰富的水能资源。刚果河下游的大英加水电项目开发潜力约为44GW,目前仅开发了1775MW。尼罗河上游的水电开发潜力也非常巨大,仅埃塞境内就达到30GW。
非洲风能理论上可生产电力460万亿千瓦时/年,约占全球风能资源总量的32%。非洲风能资源较为丰富但分布不均,主要集中在撒哈拉沙漠及其北部地区、南部沿海和中东部沿海地区。据统计,非洲风能资源技术可开发量在 TWh/年以上的国家共有17个。
非洲太阳能非常充沛且分布均匀,理论蕴藏量万亿千瓦时/年,居世界各大洲首位。近3/4的土地可接受太阳垂直照射,太阳能年总水平面辐射量(GHI)达1200-2800千瓦时/平方米,以撒哈拉沙漠和东非高原地区最为富集。据统计,非洲光伏技术可开发量在 TWh/年以上的国家共有21个。
二、非洲可再生能源发电应用现状
当前,非洲可再生能源发电装机为44.5GW。其中,水电36GW,生物质发电1GW,风电5.5GW,地热发电1GW,太阳能光伏发电4GW,太阳能光热发电1GW。非洲水电装机在2GW以上的国家包括安哥拉(2.7GW)、埃塞俄比亚(4GW)、刚果(金)(2.8GW)、赞比亚(2.4GW)、南非(3.5GW)、苏丹(2GW)、莫桑比克(2.2GW)和尼日利亚(2.1GW)。非洲风电装机在1GW以上的国家有3个,分别为埃及(1.4GW)、摩洛哥(1.2GW)和南非(2.1GW)。非洲太阳能发电装机最高的国家是南非(3.1GW),其次是埃及(1.7GW),其他国家的太阳能源发电装机均在1GW以下,大部分国家采用光伏发电,仅有阿尔及利亚、埃及、摩洛哥和南非4国建有光热电站,非洲生物质发电装机在100MW以上的国家有5个,分别是斯威士兰(106MW)、埃塞俄比亚(290MW)、南非(265MW)、苏丹(199MW)和津巴布韦(101MW)。非洲只有肯尼亚和埃塞俄比亚建有地热能发电站,其中肯尼亚地热发电装机达0.8GW,是世界地热发电装机前十的国家之一。
总体来看,非洲电力系统以火电为主,装机规模194GW,占非洲电力总装机的近8成。相比而言,非洲各类可再生能源装机合计占比不足1/4。据统计,非洲水能资源利用率仅为10%,远低于60%的世界平均水平;风电装机的全球占比不足5%;光伏装机的全球占比甚至不到1%。同时,由于可再生能源发展受阻,非洲通电率仅为52%,特别是撒哈拉以南非洲通电率仅为43%。当前全非洲仍有约6亿人口没有通电,有12个国家的无电人口占比超过80%。客观上,非洲可再生能源需要得到充分开发,以帮助其改变长期受制于电力匮乏的现状。
三、非洲可再生能源发电面临挑战
近年来,在应对全球气候变化的国际大背景下,推广和使用可再生能源已经成为非洲各国的普遍关切。非洲由于其独特的地理地貌,拥有非常丰富的可再生能源,但至今未得到有效开发,主要存在以下几方面的挑战。
(一)对于可再生能源开发的基础工作重视不足
许多非洲国家缺乏对可再生能源开发的国家或区域规划,盲目推进项目上马,导致开发规模远超当地消纳能力;对项目开发的前期论证不够充分,电价过高用户侧难以承受,导致项目经济性受到影响;对项目建设的过程管控不够深入,导致工程质量存在长期安全隐患;对项目运维的技术培训不够到位,导致事故频发且设备得不到妥善维护。
文章来源:《资源节约与环保》 网址: http://www.zyjyyhb.cn/qikandaodu/2021/0216/695.html