没有化石燃料,南部非洲能发展吗?

  • 2022-08-24 17:52:37
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根据一项新的研究,如果能源系统的当前趋势继续下去,风能和太阳能将在成本上超越其他能源,并迅速主导南部非洲的电网。

今天,煤炭为南部非洲提供了60%的电力,水电为21%。该地区的人口和GDP都在快速增长,预计到2040年,峰值电力需求将增加一倍以上。

该地区现有的电力发展计划描绘了20年后以煤炭、大型水电和天然气为主的电力系统。一些研究表明,该地区的绿色能源开发潜力巨大。但这项新的分析首次捕捉到了电网设计、可再生能源的位置和可变性的精细细节,并考虑到了风能、太阳能和电池存储成本的下降。

“通过开发风能、太阳能和区域天然气资源,以及在整个区域获得这些资源的足够输电能力,可以完全避免所有计划中的燃煤发电厂和大约一半的计划中的大型水电站,从而避免其对环境和社会的负面影响,”研究小组成员兰吉特·德什穆克(Ranjit Deshmukh)说,加州大学圣巴巴拉分校环境研究助理教授。

Deshmukh和他的合作者结合了南部非洲能源网格、风能和太阳能潜力以及水电资源的三个开源计算机模型。然后,他们设计了七种不同的场景,以探索南部非洲电力池(SAPP)的能源开发在未来二十年中如何发展。SAPP由12个邻国组成,包括安哥拉、博茨瓦纳、刚果民主共和国、埃斯瓦蒂尼、莱索托、莫桑比克、马拉维、纳米比亚、南非、坦桑尼亚、赞比亚和津巴布韦。

研究人员在《焦耳》杂志上报道,如果目前的趋势继续下去,风能和太阳能将主导该地区最具成本效益的新能源投资,并在2040年提供36%的电力。

他们写道:“我们发现,在所有国家,风能和太阳能光伏发电的潜力都超过了未来的电力需求(2040年),除了Eswatini,尽管太阳辐射相对较高,但该国的土地利用和土地覆盖适合大规模太阳能发电。”。

该地区水力发电潜力巨大,但风能和太阳能的价格比计划容量的近一半要便宜。这将减轻淡水栖息地的压力,降低发电对干旱的脆弱性,并避免水电项目常见的延误和成本超支。

在未来几十年,天然气很可能取代煤炭,成为化石燃料发电的主要形式。研究人员发现,只要该地区电力贸易强劲,未来20年就不需要新的燃煤发电厂。但要避免新的煤炭基础设施,需要将输电能力比2020年水平提高40-200%,这样可再生电力才能到达需要的地方。

“为了扩大该地区的电力贸易,南部非洲电力联营体需要将其余三个国家(安哥拉、马拉维和坦桑尼亚)连接到地区电网,”Deshmukh说。“此外,需要鼓励更多的电力部门实体参与市场。最后,需要在政府、公用事业和其他利益相关者之间建立更多的信任,以相互依赖,通过交易保持可靠性并降低成本。”

如果该地区设定了80%清洁能源的目标,2040年电力系统相关的温室气体排放量将仅为2020年的一半,而电力成本将仅增加6%。

然而,由于煤炭在南部非洲当前的电力系统中占主导地位,而且煤电厂持续时间较长,因此到2040年,煤电的份额仍然很高。研究人员计算,如果煤电厂在服务45年后提前20年退役,到2040年底,煤电发电的份额将减少75%。但这将使成本增加约12%。

研究人员建议,国际气候基金可以帮助为提前退役的燃煤发电厂提供资金,并帮助对依赖煤炭的地方经济进行重组。

该团队目前正在模拟南部非洲加强生物多样性保护对可再生能源开发的影响。他们还研究了气候变化如何影响该地区的电力需求和可再生能源资源。

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