Энергия Африки

Экономика юга Африки быстро развивается, что обуславливает растущий спрос на электроэнергию. Эффективное удовлетворение этого спроса потребует баланса между социальными, экономическими, географическими, технологическими и экологическими факторами.


Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре возглавили международную команду, которая проанализировала ресурсы и энергосистему региона. Используя эти данные, они разработали энергетический портфель, который наиболее эффективно удовлетворяет энергетические потребности Южной Африки к 2040 году, обнаружив, что ветер и солнечная энергия являются наиболее рентабельными вариантами в регионе. Более того, предложение их модели эффективно замораживает выбросы парниковых газов на уровне 2020 года, удваивая количество электроэнергии, которую может производить сеть. Подробный анализ появится в журнале Джоуль.

В настоящее время 315 миллионов жителей Южной Африки потребляют около 275 тераватт-часов, примерно столько же, сколько Калифорния. «Однако ожидается, что к 2040 году в Южной Африке спрос на электроэнергию удвоится», — сказал соруководитель и автор-корреспондент Ранджит Дешмукх, доцент Программы экологических исследований UCSB. «Освоение превосходных ресурсов ветра, солнца и природного газа в регионе является наименее затратным вариантом для его потребителей и может удовлетворить этот спрос без увеличения выбросов углерода в электроэнергетическом секторе региона».

Дешмукх и его коллеги также обнаружили, что, несмотря на удвоение спроса на электроэнергию, Энергетический пул Южной Африки (SAPP), возможно, не нуждается ни в каких угольных электростанциях, и ему не понадобится половина запланированных гидроэнергетических проектов, оба из которых имеют потенциально огромное воздействие на окружающую среду. .

Чтобы прийти к этим выводам, команда использовала набор моделей, учитывающих ряд структурных, климатических и экономических факторов. Дешмукх и соавтор Грейс Ву, также из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, разработали один из инструментов под названием MapRE в 2020 году. «MapRE позволяет нам определять подходящие места для ветровых и солнечных проектов на основе скорости ветра, солнечного излучения, близости к линиям электропередачи. и дорожная инфраструктура, и землепользование», — сказал Дешмукх, который возглавляет Лабораторию преобразования чистой энергии (CETlab) и является научным сотрудником Лаборатории экологических рынков (emLab).

Ведущий автор AFM Камаль Чоудхури, исследователь с докторской степенью в группе Дешмукха, создал гидроэнергетическую модель под названием VIC-Res-Southern-Africa. Эта модель оценивает ежемесячную выработку электроэнергии на существующих и планируемых плотинах гидроэлектростанций.

Авторы взяли данные из MapRE и VIC-Res, а также существующие и планируемые генерирующие и передающие мощности и передали их в модель планирования электроэнергии под названием GridPath, которая была разработана Дешмуком и соавтором Аной Милевой. Эта модель выводит рекомендуемый энергетический портфель. И модель, и наборы данных являются открытыми и общедоступными.

Результаты были обнадеживающими. «Если технологии и стоимость топлива будут следовать ожидаемым тенденциям, — пишут авторы, — ветряные и солнечные технологии, вероятно, будут доминировать в будущих инвестициях в производство электроэнергии в Южной Африке и, таким образом, к 2040 году станут доминирующим источником электроэнергии в регионе».

Примечательно, что модель предполагала, что угольная энергетика не будет конкурировать с этими возобновляемыми источниками энергии. «Существующий парк угольных электростанций устарел и дорог в эксплуатации», — сказал соавтор Кудакваше Ндхлукула. «При более глубокой региональной интеграции было бы в любом случае нерентабельно эксплуатировать эти электростанции». Ндхлукула является исполнительным директором Центра возобновляемых источников энергии и энергоэффективности Южноафриканского сообщества развития (SACREEE), межправительственной организации, в которую входят 12 стран Южноафриканского энергетического пула.