点兵非洲五大可再生能源

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1、点兵非洲五大可再生能源 李合 王宇栋 中国水利电力对外公司 虽然非洲电力匮乏, 且电力结构以火电为主, 但是幸运的是, 非洲新能源资源丰富, 这使得利用可再生能源来改善电力结构和增加电力供应能源, 满足商业、办公和生活所需, 成为非洲首选全球可再生能源比例图 下载原图丰富的新能源现状撒哈拉以南非洲能源分布有 4 个特点:1.能源非常丰富, 能够满足未来非洲电力需求;2.能源在各国的整体分布较为均衡;3.每一种具体能源 (如单独的风力资源) 的分布却明显在各国分布不均衡;4.各国的能源分布以某一种或两种能源为主, 占据主导地位。对于最后一个特点, 极端案例是刚果 (金) , 其 99%的电力潜力

2、来源于水电资源。下面, 将分别就太阳能、风电、地热发电、核电和小水电等各种新能源的潜在资源和开发现状进行简单介绍。1 太阳能 (潜在 1100 万 MW 装机容量规模) 太阳能几乎取之不尽用之不竭, 而且撒哈拉以南非洲的太阳能占据全部潜在能源的 90%。根据麦肯锡的研究, 如果按照 0.02%0.05%的陆地面积可以用于太阳能发电的最保守估计, 预估撒哈拉以南非洲至少有 1100 万 MW 装机容量的太阳能发电能力。太阳能主要位于具有广袤的沙漠地区的国家, 潜在太阳能发电能力前 5 名国家是乍得、刚果 (金) 、马里、尼日尔和苏丹, 该 5 国占据了整个撒哈拉以南非洲太阳能总和的 40%。虽然

3、成本高企, 但近年来太阳能成本急剧下降, 而且预计未来将进一步快速下降。根据麦肯锡的研究, 2011 年太阳能电站的平准化单位建设成本为 USD1550/KW, 到 2020 年将下降到 USD1040/KW, 而且到 2040 年有望继续下降到 USD725/KW。单位建设成本的下降, 带来太阳能电价的迅速下降。在 2011 年太阳能电价范围从 USD164/MWh-USD197/MWh, 2020 年将下降到USD106/MWh-USD147/MWh, 2040 年将进一步下降到 USD76/MWh-USD112/MWh。由于成本急剧下降, 太阳能将在 2030 年成为撒哈拉以南非洲第二便

4、宜的能源来源。南非等国家正在高速发展太阳能电站, 包括离网系统和联网系统。中国企业可大力发展离网系统, 在非洲电网落后的背景下, 快速和低成本改变当地电力现状, 特别是最偏僻最广大的非洲农村地区, 展示中国制造的能力和形象。2 核电撒哈拉以南非洲落后的技术和经济是发展核电的先天性缺陷。尽管如此, 非洲一直在寻求核电发展的机会, 而且部分国家已进行有益尝试, 并获取相关经验。目前南非是非洲第一个也是唯一一个拥有商业化核电站的国家, 核电装机容量2000MW。此外还有其他非洲国家建设有实验性核反应堆, 而且部分国家曾经或正在得到中国的帮助、支持或商业合作。如加纳 (30 千瓦微型中子源反应堆) 、

5、阿尔及利亚 (15MWt 的重水堆) 、摩洛哥 (计划和中国合作建设 10MWt 热反应堆, 用于日产 8000 吨海水淡化项目) 、尼日利亚 (30 千瓦微型中子源反应堆) 、肯尼亚 (华龙一号核电站项目合作协议) 和南非 (清华大学高温气冷堆学术交流) 等。目前世界核电站建设方兴未艾。根据联合国核能机构于 2016 年 4 月 22 日消息, 非洲国家在利用核能满足能源需求方面表现非常大的兴趣, 南非、肯尼亚、阿尔及利亚、埃及、尼日利亚、纳米比亚、尼日尔、加纳、塞内加尔、乌干达、摩洛哥、突尼斯、坦桑尼亚、苏丹都有发展核电的规划或意愿。虽然丰富的铀资源是非洲开展核电的优势, 但是非洲人才、技

6、术和资金等劣势, 使得非洲的核电建设任重而道远, 短时间内难以实现。当然, 南非、埃及、阿尔及利亚和肯尼亚等国由于相对而言条件充分, 未来 20 年内建设核电站的可能性相对较大。南非正在进行核电站公开招标活动, 其他各国建设核电站的可能性较小。麦肯锡相对悲观, 认为由于安全、环境和政治因素, 将面临着本地和国际上强大的反对和阻力;同时核电相对成本昂贵, 而非洲大国都有其它便宜替代电力, 小国更加无法承担昂贵成本;而且核电需要巨额启动资金投资, 相对而言天然气和新能源等更小规模的电站所需启动资金较少, 更加容易获得投资。当然, 随着核电技术的发展, 特别是核电站小型化技术、核燃料安全处理技术、核

7、电站建设及运行技术的成熟, 上述成本和安全等主要不利条件的向好发展, 未来非洲发展核电或许会柳暗花明又一村。对于中国公司而言, 需要加强与有潜力的非洲国家的合作, 帮助他们进行核电理论教育和核电站运行人才的培养, 等到条件成熟时, 启动核电站建设, 满足所在国的电力需求。同时, 为降低对当地的技术要求, 降低核电的安全性, 建议大力研究开发符合小型化核电站。肯尼亚奈瓦沙地区的地热发电项目 (新华社记者周晓雄摄) 3 地热发电 (潜在 3 万 MW 装机容量规模) 非洲地热资源主要集中于东非大裂谷、红海及西北非处, 详见非洲地热资源分布图。根据联合国环境规划署等相关机构的报告, 马达加斯加、南非

8、、赞比亚、肯尼亚、博茨瓦纳、埃塞、坦桑尼亚和乌干达等国都拥有丰富地热资源, 部分国家如肯尼亚和埃塞等国潜在地热装机容量超过 10000MW, 预计全部装机容量将超过 30000MW。由于地热资源分布的局限性、地热发电技术的高难度, 建设成本居高不下, 预计非洲全面推广地热发电的可能性较小。但是由于肯尼亚其他能源相对缺乏, 而且地热发电的运行成本较低, 又属于清洁能源, 所以肯尼亚政府正在大力发展地热发电技术, 并且取得巨大成功。目前肯尼亚地热发电装机容量为全球第4 名, 并有望在未来 3 年内上升为第 3 名, 仅次于印度尼西亚和美国。目前, 肯尼亚政府正在将地热发电技术和经验, 向周边埃塞、

9、乌干达、卢旺达和坦桑尼亚等具有丰富地热资源的国家推广。在肯尼亚发展地热发电过程中, 中国企业利用领先的钻井技术和丰富的钻井经验参与, 为肯尼亚的地热发电提供技术保证, 有效降低钻井成本。对于中国公司而言, 应积极发挥地热行业协会和政府的力量, 积极利用“一带一路”战略支持, 大力提高发电设备技术水平。同时利用目前钻井技术领先的优势, 在国际市场上利用并购重组等资本手段, 收购地热发电设备制造、发电站运行等优秀公司, 获得地热发电产业链能力, 更好地参与非洲地热发电建设。并在近来利用在非洲地区应用地热发电的成熟产业链能力和经验, 出口转内销, 回到中国大力推广地热发电技术, 增加国内的清洁能源份

10、额。4 风力发电 (潜在 11 万 MW 装机容量规模) 风力资源一般分布在沿海国家, 在撒哈拉以南非洲潜在风电资源最丰富的前 5位国家 (安哥拉、乍得、索马里、南非和苏丹) 共占据 66%的资源。撒哈拉以南非洲最具潜力的风电场站址, 主要沿着南部和东部沿海区域以及东非大裂谷区域分布。其中, 南非和索马里的风速高达 9m/s, 而肯尼亚的风速高达8.5m/s。此外, 莫桑比克、坦桑尼亚、安哥拉、南非和纳米比亚等国的海上风电潜力也很巨大。在 2020 年左右, 这些国家的高速 (在 9.6m/s 以上风速) 风电场的平准化电价范围从 USD107/MWh-USD142/MWh, 低速 (在 6m

11、/s9.6m/s 之间) 风电场的平准化电价范围从 USD152/MWh-USD175/MWh。由于风力发电机价格下降, 未来电价水平将下降, 到 2040 年预计高速风电场的平准化电价范围从 USD89/MWh-USD118/MWh, 低速风电场的平准化电价范围从 USD126/MWh-USD146/MWh。2015 年 10 月 11 日, 江西上饶, 晶科能源员工正在加紧加工生产出口南非的太阳能多晶硅片 (CFP) 建议中国政府和企业, 可以帮助这些国家建立健全当地风电规划、风电技术人才培养和风电投资政策文件等, 并在过程中寻找项目合作或开发的机会。5 小水电 (潜在 1.2 万 MW

12、装机容量规模) 现在, 国际学术界对水电是否是清洁能源还有争议, 但小水电作为清洁能源却没有争议。小水电是一项发展良好的小型可再生能源技术, 有助于农村等偏远地区通电状况的改善。小水电投资相对较少, 可以清洁、高效、安全地达到电气化的目的;通过自主发电和易于恢复的微型电网, 能有助于分散独立的小群体的社会经济长期发展;电价回报率高, 适合私人投资者切入。世界小水电中心将 10MW 以下的装机容量定义为小水电, 根据该定义, 目前全世界已安装运行的小水电装机容量为 78000MW, 理论蕴藏量为 217000MW, 开发率大约为 36%。而在非洲, 已运行的装机容量为 580MW, 理论蕴藏量为

13、 12197MW, 开发率大约为 5%, 未来开发空间巨大。小水电主要分布在东非、西非和中非等区域, 主要分布的国家有肯尼亚 (3000MW) , 埃塞俄比亚 (1500MW) 、莫桑比克 (1000MW) 、安哥拉 (861MW) 和加纳 (1245MW) 。近年来这些国家经济高速发展, 在这些国家大力发展小水电, 是这些国家的迫切需求, 也是中国中小投资者切入非洲市场的有效途径。太阳能发展备受关注目前, 国际各大组织和咨询公司都在研究和关注非洲太阳能, 如麦肯锡、世界银行 IRENA、彭博新能源、加利福尼亚大学伯克利分校等机构都在研究非洲太阳能, 都看好非洲太阳能未来前途。根据工业和信息化

14、部国际经济技术合作中心高浚淇编译的美国 2016 年 11 月 2 日Nature杂志的论文, 埃及、南非、埃塞和肯尼亚, 是非洲太阳能潜在资源最丰富的国家, 而且仅太阳能一项就远远超过 2030 年的电力需求。非洲太阳能电站建设正在如火如荼地进行中, 无论是联网太阳能系统, 或离网太阳能系统。在联网太阳能系统开发中, 南非是责无旁贷的领头羊, 早在 2011年就建立了可再生能源独立电力生产商采购计划 (REIPPPP) 。由于该计划公开透明的项目招标过程, 吸引着全世界的投资商, 目前该计划已经产生了超过140 亿美元的私人投资, 开发了 6327 兆瓦的风能和太阳能。南非科学和工业研究委员

15、会 (CSIR) 能源中心在 2016 年发布报告, 建议南非 20162040 年间应通过重点发展太阳能、风能和天然气来优化能源结构, 而不是新煤电和核电。从2012 年南非首个太阳能电站落成, 2014 年南非以 500MW 已装机容量的太阳能电站, 成为全球前 10 大太阳能发电国家。目前, 南非有槽式光热电站 Kathu 项目 (100MW 的) 、塔式光热电站 Khi Solar One (50MW) 等多个太阳能电站。在离网太阳能电站开发计划中, 彭博新能源发现非洲大陆进行了首次太阳能资产证券化交易, BBOXX 公司在与 Oikocredit 的合作中筹集了 50 万美元, 其中

16、本地货币债券的利息为 21%, 该类产品自 2013 年首次出现, 美国共发行了价值8.03 亿美元的太阳能资产债券。而据文汇报从南非金融 24 小时网站获悉的报道, 2012 年在坦桑尼亚成立的名为“离网电力”的创业公司, 他们在当地家庭缴纳 6 美元的安装费后, 即提供太阳能发电设备, 随后用户通过手机 App 缴纳电费。如今“离网电力”每个月都会新增 5 万个家庭用户, 预计在 2017 年将会有超过 100 万个非洲家庭使用该公司的服务。目前该公司主要客户位于坦桑尼亚, 未来将扩展到卢旺达。据非洲人报报道, 肯尼亚、坦桑尼亚和埃塞俄比亚共同占据撒哈拉以南地区 66%的市场份额, 据彭博社新能源财经报告显示, 未来 5 年离网太阳能技术市场将迎来蓬勃发展。预计到 2020 年, 市场规模将突破 31 亿美元。