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非洲,是全世界发展中国家最集中的大陆,也是全球最具发展潜力的区域。21世纪以来非洲经济年均增长超过4%。这里,被誉为清洁能源资源的“聚宝盆”,水能、风能、太阳能理论蕴藏量分别占全球的11%、32%和40%,但目前开发比例还很低。
全球能源互联网发展合作组织(GEIDCO)研究出版的《非洲能源互联网研究与展望》提出,实现非洲可持续发展,关键是立足资源禀赋,加快开发清洁能源,加强能源基础设施建设和互联互通,提升电力普及性,构建非洲能源互联网。
6亿人口的用电难题
整体上看,非洲的电力普及率仅为52%,超过一半非洲国家电力普及率不及50%。统计显示,非洲还有6亿人口用不上电,占世界无电人口的一半以上。
全球电力普及率较低的国家
原始的生物质能是非洲的第一大能源,70%的家庭取暖烹饪等基本生活用能只能依靠燃烧木柴、木炭、动物粪便等。电力短缺和电价高昂严重制约了非洲经济腾飞和社会进步。
综合考虑人口增长、经济发展、国际产能转移等因素,工业化、城镇化和区域一体化进程将带动非洲能源电力需求快速增长,预计2050年电力需求和最大负荷是2016年的6.1倍和5.5倍。非洲能源电力保障面临更大挑战。
非洲电力需求预测
清洁能源基地式开发或成绝佳选择
非洲清洁能源资源总量丰富、种类多样、分布广泛,多种能源跨时区、跨季节互补效益显著。随着清洁能源发电成本的持续降低,清洁能源开发的经济、规模优势将越发凸显,从而有力推动非洲电力供应清洁化。
即便在非洲,清洁能源发电也颇具竞争力。2016年,非洲水电、光伏、陆上风电度电成本分别约为7、16、9美分/千瓦时,与化石能源发电成本已经基本接近。目前,北非埃及光伏和风电项目中标价已分别低至2.5美分/千瓦时和3美分/千瓦时,撒哈拉以南非洲赞比亚的光伏项目中标价已经低至4美分/千瓦时。
非洲清洁能源度电成本变化趋势预测
而现实是,非洲清洁能源开发程度较低,水电开发比例不足10%,风电和太阳能开发处于起步阶段。统筹资源禀赋和需求分布,未来通过集中式和分布式协同开发,将实现非洲清洁能源大规模开发和高效利用。
报告提出,在资源优质、开发条件好的地区开发大型清洁能源基地,整体形成刚果河、尼罗河、赞比西河、尼日尔河流域四大水电基地,埃及马特鲁、埃塞俄比亚吉吉加、南非弗雷泽堡等12个风电基地和埃及明亚、尼日利亚卡诺、苏丹栋古拉、纳米比亚卡拉斯堡等21个太阳能基地。预计2050年水、风、光清洁能源基地总装机容量分别达到1.9亿、5200万、2.2亿千瓦。
非洲大型清洁能源基地布局示意图
刚果河水电开发和它的外送市场
刚果河水电开发对非洲清洁发展具有引领意义。打造非洲“能源心脏”,将发挥水电“调节器”作用,促进整个非洲太阳能发电、风电大规模开发利用,带动各国电力基础设施建设和跨国互联。
刚果河是世界上水能资源最为丰富的河流,技术可开发装机容量约1.5亿千瓦。刚果河下游金沙萨至马塔迪之间300多千米的下游河段上有32个瀑布和急流,总落差250米,水能资源集中,占刚果河技术可开发装机容量的四分之三,是世界上水电资源最富集的地区,适宜开发超大型水电站。
报告提出,结合河段综合开发条件和关键因素,适宜以英加河段开发为中心,协调上下游梯级方案。开发完成后,刚果河下游三级电站总装机容量约1.1亿千瓦、年均发电量6900亿千瓦时,分别相当于5个、7个中国长江三峡电站,将成为非洲最大的清洁能源基地。
刚果河下游河段纵剖面示意图
西部非洲可成为刚果河下游水电重要的目标市场。西非距离刚果河水电基地较近,矿产资源丰富、人口红利突出、经济发展速度快。未来,矿产开采、冶炼和加工等工业化发展将带动电力需求增长,尼日利亚、几内亚、加纳等国将出现较大电力缺口。刚果河水电送电西非,发挥各自资源优势,协调发展,互利共赢,可成为破解刚果河水电大规模开发和高效利用难题的突破口。
中部非洲-西部非洲互联工程规划示意图
非洲能源互联网怎么连?怎么建?
报告提出了非洲各区域能源发展定位:
西部非洲和南部非洲矿产资源丰富,电能需求增长潜力巨大,目前化石能源电源占比较高,本地清洁能源资源有限,未来将成为非洲主要的电力受入中心。
中部非洲和北部非洲清洁能源资源丰富,通过大规模、集中式开发刚果河、萨纳加河水电及北非太阳能、风电,将成为非洲清洁能源基地。
东部非洲先期通过尼罗河水电、东非大裂谷地热能开发满足区内及周边用电需求,远期随着需求进一步增长,也将成为电力受入中心。
非洲各区域发展定位示意图
非洲电力流将总体呈现“洲内中部送电南北、洲外与欧亚互济”的格局。2035、2050 年,跨洲跨区电力流规模分别达到6700万、1.41亿千瓦。
随着电网升级和互联规模的不断扩大,非洲总体形成北部、中西部和东南部三个同步电网,同步电网之间通过超/特高压直流实现异步联网。
报告还提出了非洲电网发展的三个重点:一是加强各国电网基础设施建设,通过改造、升级和新建输配电网,扩大电网覆盖范围、提升供电效率和可靠性;二是建设水电、风电、太阳能等大型清洁能源基地输电通道,实现清洁能源与电网协调发展,满足负荷中心电力需求;三是加快洲内及跨洲联网,通过出口清洁电力,将资源优势转化为经济优势,实现清洁能源大范围优化配置。
2050年前,共建设10项跨洲、12项跨区和5项区内重点互联互通工程,支撑清洁能源基地电力送出、互补互济和汇集消纳。
非洲能源互联网将带来什么?
报告统筹考虑生产、消费、投资、国际贸易等因素,采用综合效益评估模型,系统分析了非洲能源互联网对经济社会发展的促进作用——
拉动经济增长:根据投资估算,2019-2050年,非洲能源互联网总投资约3.2万亿美元,其中电源投资约2.0万亿美元,占总投资的63%;电网投资约1.2万亿美元,占总投资37%,对非洲经济增长的年均贡献率约2.1%。
2019-2050年非洲电源投资规模和结构估算
2019-2050年非洲电网投资规模和结构估算
促进社会就业:支撑采矿、冶炼、加工等工业发展,带动能源电力基础设施和上下游产业,累计新增超过1 亿个就业岗位。
解决无电问题:随着清洁能源发电快速发展、电价大幅下降,到2035年,电力普及率将提高到90%以上。未来,非洲人人都能用得上、用得起绿色、清洁、低价、可靠的电力,可以享受现代电力文明成果。
改善生态环境:减少温室气体排放,到2050年能源系统年二氧化碳排放降至17亿吨;减少大气污染物排放,到2050年,每年减少排放二氧化硫300万吨、细颗粒物70万吨。
非洲能源互联网碳减排效益预估
服务区域一体化:通过加强非洲各区、各国在能源领域的合作,增强政治互信,促进和平和谐,助力非洲一体化进程与人类命运共同体建设。
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