由于可再生能源在一個地區(qū)的能源結構中占有較大的份額，管理電網可能成為一項挑戰(zhàn)。然而，如果方法得當，太陽能和電池實際上可以支持彈性電網。這是美國智庫落基山研究所 (RMI) 領導的一個項目的前提。
由于許多撒哈拉以南非洲國家的公用事業(yè)深陷債務泥潭，無法為重要的基礎設施升級提供資金，傳統(tǒng)觀點認為，廉價的現場太陽能將為大型、集中、通常為國有的發(fā)電和配電模式敲響喪鐘。
然而，馬紹爾群島共和國和位于尼日利亞拉各斯的商業(yè)和工業(yè)太陽能安裝商 Daystar Power 制定了一種方法，據說這種方法可以讓太陽能和電力公司合作，在升級電網的同時部署更多的光伏發(fā)電。
其想法是，包括 Daystar 在內的太陽能安裝商支付適度的電網升級費用，以便將 C&I 能源用戶納入電網，并受益于更可靠的電力供應。
該項目正在尼日利亞試點，由于該國柴油價格飆升，公用事業(yè)公司可以收取足夠的溢價來償還太陽能公司電網升級的費用，同時還能為客戶節(jié)省開支，并提供更可靠的電力供應。太陽能將由工商業(yè)客戶在現場生產和消費，電網將在太陽能發(fā)電時段以外充當供應商，并由電池儲能和柴油提供支持。
雄心勃勃
2024 年 3 月，Daystar 和 RMI 表示，他們已經確定了 20 家可能受益的公司，其中第一家可能在 2024 年獲得清潔能源，而尼日利亞全國范圍內推廣的一項計劃可能會在 2030 年之前部署 3.3 吉瓦的新太陽能發(fā)電容量。
《光伏》雜志采訪了 Daystar Power 以及參與其中的三家公用事業(yè)公司之一的代表，詢問他們提議的“三贏”方案是否能為陷入困境的電力公司帶來希望。
關于該計劃預計新增多少柴油發(fā)電量的問題，Daystar 和 RMI 發(fā)布的新聞稿中提到了“從柴油發(fā)電機過渡到配備備用電池存儲的公用事業(yè)太陽能系統(tǒng)”，只是在最后簡短提到將繼續(xù)使用備用柴油發(fā)電機。
這份長達 157 頁的完整研究報告由馬紹爾群島研究所編寫，并由促進美國海外商業(yè)利益的美國貿易發(fā)展署 (USTDA) 資助，詳細說明了需要多少柴油容量才能確保非太陽能發(fā)電時段的充足電力供應。
該計劃的首批 20 家公司將獲得 14 兆瓦的柴油發(fā)電機容量，除一家公司外，其余公司都將部署新設備，這些設備可能來自美國的卡特彼勒和康明斯。相比之下，新太陽能發(fā)電量為 27.2 兆瓦，鉛酸電池系統(tǒng)為 20.2 兆瓦時。
按 RMI 預計到 2030 年安裝的 3.3 吉瓦新太陽能發(fā)電量計算，公用事業(yè)主導的方法可能涉及 1.7 吉瓦的新增發(fā)電量，其中大部分是新柴油發(fā)電機組的發(fā)電量。
柴油依賴
Daystar 尼日利亞和加納國家負責人維克多·埃森沃科 (Victor Ezenwoko) 表示：“在尼日利亞——我不代表整個非洲——我們非常依賴柴油。發(fā)電機的規(guī)模必須足夠大，以便在其他一切都失敗時可以介入。這并不意味著你總是會使用它，而太陽能則會盡可能多地每天使用。例如，一些企業(yè)(在新系統(tǒng)下)可能會每天使用發(fā)電機 6 小時，甚至 2 小時，而不是現在的 24 小時。”
隨著 Daystar 于 2022 年被石油巨頭殼牌收購，人們很容易對柴油在擬議的混合發(fā)電系統(tǒng)中的作用持懷疑態(tài)度——尤其是因為殼牌在尼日利亞將其海上原油提煉成柴油，同時試圖將其陸上業(yè)務出售給當地買家，這筆交易的價值可能達到約 24 億美元。
阿布賈電力配送公司(AEDC)分布式能源資源負責人 Omosede Imohe 支持 Ezenwoko 的觀點，他指出，設想的太陽能、電池儲能與柴油的比例是依賴化石燃料的尼日利亞的典型比例。
她說，“柴油現在太貴了，以至于運營商都不想啟動 [發(fā)電機]……電網太不穩(wěn)定了，沒有備用發(fā)電機是不行的。如果一切順利，那臺柴油發(fā)電機每個月只能運行幾個小時。我們的項目需要這么多柴油的唯一原因是電網太不穩(wěn)定了。”
伊莫赫建議，無法獲得可靠電力的人們不應該因為擔心該計劃的發(fā)電機組元素而繼續(xù)受苦，“隨著時間的推移，該項目的柴油元素應該會大大減少。”
主要關注點
殼牌公司長期以來一直是尼日利亞石油行業(yè)的主要參與者，而伊莫赫(其工作部分資金由落基山脈研究所提供)很快指出，由公用事業(yè)公司主導的工商業(yè)太陽能部署方式不會只讓 Daystar 受益，幾家規(guī)模較小的開發(fā)商也參與其中。
“這只是一種為[我們的運營]提供資金的創(chuàng)新方式，”她說。“幾十年來，電網一直投資不足，部分原因是政府不希望電價反映市場成本。自從[電力公司]私有化以來，電價就沒有反映成本。”
為了緩解這種合作方式可能使私營公司對以前由國有企業(yè)經營的公用事業(yè)公司產生影響的擔憂(政府仍持有 AEDC 40% 的股份)，Daystar 公司的 Ezenwoko 表示：“關鍵是推動發(fā)展。電網公司希望擴大規(guī)模并提高收入，這種合作關系有助于我們實現這一目標。由于我們向客戶提供統(tǒng)一費率的服務，因此還款變得更加簡單。”
RMI 的研究估計，該計劃針對的首批 20 名 C&I 客戶中，有 17 名在混合發(fā)電方式下可以平均節(jié)省 26% 的電費，盡管能源成本將高于目前的電網成本。雖然報告中的許多數字都經過了刪減，但其中提到了建議的混合電價為 169 奈拉(0.11 美元)/千瓦時。
該項目公開表示，需要支付額外費用才能吸引公用事業(yè)公司加入，并激勵他們優(yōu)先考慮受益于混合發(fā)電的 C&I 客戶。由于 AEDC 等電網已經陷入困境，RMI 計劃之外的客戶似乎會遭受更大的損失，但正如 Imohe 所解釋的那樣，Daystar 資助的電力線翻新將使所有電網連接的客戶受益。
可靠供應
Imohe 表示，公用事業(yè)公司本可以資助更換電線桿部件、修剪灌木叢和更換客戶變壓器等操作。“監(jiān)管機構要求我們每年投資基礎設施，”她補充道。AEDC 代表表示，RMI 方法的吸引力不在于電網基礎設施投資，而在于太陽能和儲能系統(tǒng)提供的更可靠的供電性質。
她表示：“我們很樂意為發(fā)電資產和全天候供電的承諾做這件事，這在尼日利亞目前還無法實現。”
總部位于阿布賈的家具制造商 The Wood Factory(RMI 項目簽約的首家客戶)等企業(yè)過去曾聽到過有關改善電力供應的承諾。這次的不同之處在于，如果電力公司未能實現其承諾的非太陽能小時數，則與 Daystar 和公用事業(yè)公司簽訂的三邊合同將恢復為安裝商和客戶之間的交易——AEDC 及其同行必須償還電網工程所欠的任何未付款項。
當被問及該計劃是否能有效地讓資金短缺的公用事業(yè)公司陷入困境時，伊莫赫表示，該項目為 AEDC 提供了一個機會來挽回不滿意的客戶，包括 The Wood Factory，他們已經脫離電網轉而使用柴油。她補充說：“我們不會為所有 C&I 客戶實施這一計劃，只會為那些有特殊電力需求的客戶實施。”
Ezenwoko 表示：“Daystar 已經與我們合作了七年，我不想表現得太過激烈。我們可以自己做這件事……關鍵在于看看我們如何合作，而不是將我們視為對手。共同的敵人是柴油發(fā)電機，對吧?”他補充說，三邊到雙邊合同條款“旨在讓每個人都保持警惕。”
外匯風險
RMI 研究中一個不容忽視的問題就是，非洲似乎始終存在政治不穩(wěn)定的陰影。2023 年 5 月當選尼日利亞總統(tǒng)后，博拉·蒂努布剝奪了央行設定本國貨幣奈拉匯率的權力，轉而采用市場化匯率。
如果 Daystar 的太陽能設備來自美國(正如美國貿易發(fā)展署所設想的那樣)，這一變化可能會使安裝商的電網升級成本增加 40%，并可能使 C&I 客戶的發(fā)電成本提高 27%。
盡管如此，所提供的能源仍將與柴油發(fā)電具有競爭力，埃森沃科說。
“這是我們工作和生活的現實環(huán)境，”他說。“看待這個問題的方法是，還有什么其他選擇?柴油與匯率有直接關系，大多數天然氣合同都是以美元為基礎的。無論你使用多少電力，你都會面臨外匯、外匯風險?？偸谴嬖谪泿艃r值差異上升和項目成本上升的風險?？偟膩碚f，這仍然比其他電力來源便宜。”
目前，首批 20 個客戶的接入工作可能在 2025 年完成。然而，RMI 最初簽約的三家公用事業(yè)公司之一似乎不再感興趣，冗長的報告中只用了兩頁來描述該項目的環(huán)境和社會影響。這項旨在將傳統(tǒng)公用事業(yè)公司和柴油納入非洲能源轉型的計劃顯然仍面臨挑戰(zhàn)。
