风和太阳能点亮非洲未来吗？

　　南非风力发电站 图片来源：主流可再生能源公司

　　在摩洛哥瓦尔扎扎特附近撒哈拉沙漠的边缘，50万面抛物面反射镜整齐地排列在山谷中，随着太阳位置的变化缓缓移动。这些耗资6.6亿美元的太阳能设备于今年2月启用。随之而来的是摩洛哥决心到2020年全国可再生能源发电量占总发电量的42%。

　　而在整个非洲，数个国家也正雄心勃勃地发展太阳能和风能。但有专家怀疑，非洲新能源发展势头能否将这片大陆带向清洁的未来，绕过美国和欧洲曾走过的环境破坏之路。

　　“非洲国家不应受困于发展高碳的旧技术。”联合国前秘书长安南曾指出，“我们能通过使用新技术扩展能源生产，并满足普通大众的能源需求。”

　　能源问题

　　这是一个醉人的消息，不仅对非洲，对全世界而言都是如此，因为电力需求正在爆炸式增长。非洲人口增长速度远超其他地区：到2100年，可能达到现在的4倍。目前生活在非洲电力缺乏地区的6亿人将很快用上电。

　　但如果这些电力是靠煤炭、石油和天然气燃烧所得，那将扼杀世界减缓全球变暖的努力。不过，对于刚刚开始建设能源基础设施的非洲国家而言，一个更绿色的道路是可行的。

　　若干因素正推动非洲可再生能源发展。超过1/3国家的能源大部分来自水力，但干旱的自然环境使得这一途径并不可靠。而由于价格波动大和管理条例日益增多，主要依靠化石燃料的国家深陷泥淖。与此同时，可再生技术成本不断下滑。而且，研究人员发现，非洲的太阳能和风能发展潜力比预期大得多，大约是当前电力消费总量的3700倍。

　　这些让人们对绿色能源的兴趣越来越浓厚。研究人员正在规划建设可再生能源项目的最佳地点。有远见的公司也在这里投资太阳能和风能电场。非洲各国政府也在与跨国机构合作，以便更吸引私营企业。

　　但这些并不足以将非洲推向更洁净、更电气化的未来。规划者还需要更多数据寻找可再生能源项目的合适地点。开发者也对注资这里感到担忧，尤其是这些国家有着腐败历史和政治问题。而且，这些国家也需要数十亿美元加强能源基础设施。

　　即便如此，非洲的绿色梦想前所未有的高涨。爱尔兰主流可再生能源公司首席执行官Eddie OConnor就看到了非洲可再生能源的发展潜力。该公司正在非洲投资建设太阳能和风能设施，他把这称为“企业家无与伦比的商机”。

　　对于许多非洲国家而言，停电是一个普遍问题，但赞比亚的情况更糟。频繁和长期停电让赞比亚经济踟蹰不前。例如，泵无法为首都卢萨卡提供清洁水，工厂不得不削减产量，导致大量人口失业。

　　而赞比亚能源危机的根源在于35年中南部非洲的严重干旱。该国几乎所有的电力均来自水力发电。该国邻近的津巴布韦、南非和博茨瓦纳也不得不缩减发电量。但水资源短缺现状不断变糟。研究显示，全球变暖将减少非洲南部的降水量。

　　联合国环境规划署曾发表报告称，非洲许多国家的供电状况很糟，大量人口、特别是农村人口处于无电可用的环境，在撒哈拉以南的农村地区，只有2%到5%的家庭可以连接到电网。这严重制约了非洲经济的整体发展。

　　不过，可再生能源或有助于填补出现的空白。由于风能和太阳能项目的建设速度将比核能等快很多。而且，绿色能源电力装置能随着需求的增长碎片化扩展。

　　障碍与机遇并存

　　3月，第15届非洲环境部长高级别会议上，联合国副秘书长兼联合国环境规划署执行主任阿奇姆·施泰纳表示，可再生能源的发展有助于解决困扰非洲已久的供电问题，从而为非洲的跨越式发展提供机会。

　　目前，埃及、埃塞俄比亚、肯尼亚、摩洛哥和南非正在着力建设可再生能源设施，但它们面临的一个最大障碍就是缺乏数据。

　　美国加州大学伯克利分校能源研究员Grace Wu指出，例如，非洲现有最大的风能和太阳能资源分布地图并没有足够的信息，帮助企业选择新能源项目的最佳建造地点。

　　Wu参与撰写了一份关于规划21个非洲国家可再生能源区的报告。该项目由劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）和阿布扎比的国际可再生能源机构（IRENA）联合开展。“这是迄今为止对这些非洲国家最全面的绘图工作。”她说。重点包括这些国家的太阳能、风能及电力项目是否会接近输电基础设施和客户，以及它们是否会造成社会或环境损害等因素。

　　“IRENA-LBNL研究是唯一一个在非洲大地区应用一致方法的研究。”Wu说。风能和太阳能资源的高分辨率测量通常由政府研究人员或公司完成，但他们对数据进行严格控制。伯克利团队使用了从芬兰环境监测公司Vaisala购买的卫星和地面测量的组合，后来通过IRENA的全球可再生能源地图集公开了这些数据。

　　该团队还纳入了地理空间数据——道路、城镇、现有电力线路的位置以及其他因素，这些因素可能影响决定将能源项目投放到哪里。

　　而另一份IRENA报告显示，非洲可利用的绿色能源数量绝对巨大。该报告综合了6项区域研究，发现该地区有3亿兆瓦太阳能光伏发电的潜力和超过2.5亿兆瓦的风力。但相比之下，就目前规模而言，即便所有发电厂全部运行，整个非洲大陆可以产生的总发电量，在2015年底只有15万兆瓦。而其中太阳能和风力发电仅占3.6％。

　　世界银行能源管理援助计划高级能源专家Oliver Knight指出，对风资源的估计是一个惊喜。虽然人们长期以来一直意识到非洲具有较大的太阳能潜力，但大约十年前，很少有地方决策者认识到风的力量。“人们会告诉你在东非这样的地区没有风。”

　　目前，世界银行也在进行自己的研究。它们将在目标国家的选定地点至少每10分钟评估一次风速和太阳辐射。该项目将要求政府添加自己的地理空间数据，并将所有信息结合成一种用户友好的格式。“这是免费提供的，不需要高级的技术知识。”Knight说，“应该使一个在发展中国家的中级公务员通过上网就可以真正开始了解这些情况成为可能。”

　　大力发展

　　在南非干旱台地高原，亮白色的风力涡轮机在缓缓转动。今年7月，主流可再生能源公司运作的该项目开始联机。这35台涡轮机为南非带来了80兆瓦的电力，足够满足这里7万个家庭的用电需求。

　　Noupoort风电场只是南非在过去4年中上马的100个风能和太阳能项目中的一个。南非已经蓄势待发，准备在可再生能源领域迅速开辟疆土。

　　南非科学和产业研究委员会环境学家Lydia Cape及同事正在为可再生能源及输电网络发展制定规划图。他们评估了具有发展潜力的地区的社会经济和环境影响。

　　之后，该国政府接受了Cape团队的建议，划定了8个可再生能源发展区域。Cape提到，这些区域总面积约8万平方公里，这里已经被给予可再生能源项目和输电网络建设需要的环境许可。

　　实际上，为优化能源结构，早在2010年，南非能源部就颁布《整合可再生能源规划》。按照规划要求，到2030年，南非全国总的发电装机容量将达到近9万兆瓦，其中火力发电装机容量比例降到45.9%，而可再生能源发电装机容量(不包括水力发电)的比例几乎从零起点上升到21%。

　　据报道，除了太阳能发电外，南非的风力发电市场也潜能巨大。南非计划在2015年之前分五轮完成3320兆瓦的风电招标并签署电价采购协议。截至2014年8月，前三轮风电招标已完成1983.5兆瓦，且第一轮项目已经并网发电。

　　除南非外，其他非洲国家也在大力发展可再生能源。肯尼亚能源管理委员会表示，到2016年，太阳能发电量有望占到肯尼亚国内发电总量的一半以上。塞内加尔政府专门成立部门，推广生物燃料作物种植，尼日利亚成立太阳能委员会，加纳开始大规模建设太阳能电厂，到2030年，可再生能源电力有望超过西非电力供应的50%。

　　正如加纳能源委员会巡查员Prosper Amuquandoh所说的，尽管存在挑战，但随着新能源技术价格下跌，“前景十分广阔”。（张章编译）

　　(科学网)