关键能源技术如何帮助发展中国家

世界银行推出一项新计划,为风能和太阳能发电提供必要的先进电池储能系统提供资金

可再生能源存储电池备用系统效果图。

加入我们的科学爱好者社区!

本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


全球能源转型正在进行中。其重塑格局的潜力将在发展中国家得到最深刻的体现。这些经济体将是增长和投资的关键地区。发展中国家已经成为能源需求的绝对最大来源,并且在增长方面远远超过经合组织国家。同样,对可再生能源的投资现在也由发展中国家主导。撒哈拉以南非洲地区是世界上大部分生活在电力有限、质量差或没有电力的人口所在地,很可能见证其中一些最重大的变革。

关于不断变化的系统,我们可以安全地猜测的是,它将包括电池在电动汽车和电力存储方面的广泛应用。政府如何应对至关重要,而世界银行正在通过一项有针对性的首创计划来提供帮助。

全球储能(不包括抽水蓄能)市场预计在未来 20 年内将吸引超过 6000 亿美元的投资。彭博新能源财经认为,公用事业规模和“表后”(在企业、工业设施和住宅场所)的市场将呈指数级增长,到 2040 年达到总装机容量的 7% 左右。这场电池革命正在世界各地发生,它的快速增长归因于价格的下跌以及电力系统的诸多好处,从帮助转移需求到支持太阳能的整合到提高可靠性。 


关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章,请考虑支持我们屡获殊荣的新闻工作,方式是 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来出现关于塑造当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。


太阳能革命已经产生了影响。非洲许多国家正在迅速部署集中式公用事业规模系统,以及可为家庭和企业供电的分散式小型系统。这些决定是受经济因素驱动的。在过去十年中,光伏(PV)的价格下降了大约 80%。电池可以快速部署并提供模块化——这对该地区来说都是非常有吸引力的特性。

例如,萨赫勒地区的国家,如布基纳法索和马里,正在开发区域太阳能园区,这将作为西非其他国家的示范项目。并且重点不仅限于住宅用途。优先事项是为当地的农业加工、灌溉和轻工业供电。转向低碳和更安全的能源未来、降低运营成本和加强电网,为这些国家带来了多重好处,从经济和社会发展到安全。完善的法规对于实现这些好处至关重要,并确保在发展中国家实现这些好处。

电池储能系统以柴油发电机组约三分之一的成本提供可靠的电力,并具有更好的供应链弹性。还有其他好处:劣质和掺假的柴油污染严重,并且与整个非洲大陆的重大健康影响有关。柴油的销售也常常与有组织犯罪有关;在监测较少的贫困社区,消费者可能会为燃料支付更高的价格。

存储有很多种类。储能可以补充,在某些情况下可以取代输电基础设施项目,以及柴油发电机组和燃气发电厂。抽水蓄能已经使用了几十年,但由于成本下降和技术普及,电池储能现在受到了最多的关注。国际能源署(IEA)在其《2018 年世界能源展望》中,首次纳入了电池对电力系统灵活性的贡献。到 2040 年,国际能源署预计与今天相比,并网电池新增量将增加一百倍。

电池储能系统已被证明在以秒为单位的时间尺度上平衡供需方面具有成本效益。 因此,频率波动受到限制,停电次数减少,运营成本下降,并且为所有客户提高了系统稳定性。在南非,国家公用事业公司 Eskom 专注于开发电池储能容量(该地区最大的),这将用于支持当前和未来可变可再生能源容量的整合。冈比亚和中非共和国正在寻求电池储能来帮助稳定其脆弱的电网。

如果管理得当,即将到来的电池繁荣有望带来另一系列好处。对这些下一代电池中关键部件(如锂、镍、锰和钴等正极材料)的金属和矿物的需求预计将非常快速地增长——在某些情况下,到 2050 年将增长近十倍——并且其中一些的大型矿藏位于非洲国家。非洲能源转型的最大挑战之一将是确保加强采掘业的治理和管理,从而使非洲人能够享受到即将到来的繁荣带来的好处,并解决供应链中的可持续性和劳动条件问题。

去年秋天,世界银行集团承诺 10 亿美元用于一项加速发展中国家电池储能投资的计划。与该计划相关的是一个新的国际伙伴关系,旨在帮助扩大储能的使用并将新技术引入发展中国家的电力系统。

认识到需要可持续地扩大发展中国家储能的部署,以及储能为增加电力获取和整合更多可再生能源带来的重大机遇,能源存储伙伴关系 (ESP)将促进以下方面的国际合作:技术研发和示范、系统集成以及政策和法规,以帮助开发适合发展中国家需求的储能解决方案。

迄今为止,投资规模很小,但在新兴市场中意义重大。在全球范围内,该银行已为已部署或正在开发中的固定电池储能容量提供了大约 15% 的资金,主要通过微电网项目和岛屿国家来提高弹性。但现在正在开发更大的项目。例如,在马里和布基纳法索,该银行正在开发该地区最大的带有光伏电池系统的太阳能园区。这些项目将结合标准招标和降低风险工具来吸引私人开发商。 

在某些方面,能源转型的步伐将由发展中国家决定。到目前为止,电网规模的电池技术主要部署在经合组织国家,但通过分享经验教训并展示电池储能的好处,这种新的解决方案应成为全球南方经济增长的基础。

© . All rights reserved.