本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
全球能源轉型正在進行中。其重塑格局的潛力將在發展中國家得到最深刻的體現。這些經濟體將是增長和投資的關鍵地區。發展中國家已經成為能源需求的絕對最大來源,並且在增長方面遠遠超過經合組織國家。同樣,對可再生能源的投資現在也由發展中國家主導。撒哈拉以南非洲地區是世界上大部分生活在電力有限、質量差或沒有電力的人口所在地,很可能見證其中一些最重大的變革。
關於不斷變化的系統,我們可以安全地猜測的是,它將包括電池在電動汽車和電力儲存方面的廣泛應用。政府如何應對至關重要,而世界銀行正在透過一項有針對性的首創計劃來提供幫助。
全球儲能(不包括抽水蓄能)市場預計在未來 20 年內將吸引超過 6000 億美元的投資。彭博新能源財經認為,公用事業規模和“表後”(在企業、工業設施和住宅場所)的市場將呈指數級增長,到 2040 年達到總裝機容量的 7% 左右。這場電池革命正在世界各地發生,它的快速增長歸因於價格的下跌以及電力系統的諸多好處,從幫助轉移需求到支援太陽能的整合到提高可靠性。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞工作,方式是 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來出現關於塑造當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
太陽能革命已經產生了影響。非洲許多國家正在迅速部署集中式公用事業規模系統,以及可為家庭和企業供電的分散式小型系統。這些決定是受經濟因素驅動的。在過去十年中,光伏(PV)的價格下降了大約 80%。電池可以快速部署並提供模組化——這對該地區來說都是非常有吸引力的特性。
例如,薩赫勒地區的國家,如布吉納法索和馬裡,正在開發區域太陽能園區,這將作為西非其他國家的示範專案。並且重點不僅限於住宅用途。優先事項是為當地的農業加工、灌溉和輕工業供電。轉向低碳和更安全的能源未來、降低運營成本和加強電網,為這些國家帶來了多重好處,從經濟和社會發展到安全。完善的法規對於實現這些好處至關重要,並確保在發展中國家實現這些好處。
電池儲能系統以柴油發電機組約三分之一的成本提供可靠的電力,並具有更好的供應鏈彈性。還有其他好處:劣質和摻假的柴油汙染嚴重,並且與整個非洲大陸的重大健康影響有關。柴油的銷售也常常與有組織犯罪有關;在監測較少的貧困社群,消費者可能會為燃料支付更高的價格。
儲存有很多種類。儲能可以補充,在某些情況下可以取代輸電基礎設施專案,以及柴油發電機組和燃氣發電廠。抽水蓄能已經使用了幾十年,但由於成本下降和技術普及,電池儲能現在受到了最多的關注。國際能源署(IEA)在其《2018 年世界能源展望》中,首次納入了電池對電力系統靈活性的貢獻。到 2040 年,國際能源署預計與今天相比,併網電池新增量將增加一百倍。
電池儲能系統已被證明在以秒為單位的時間尺度上平衡供需方面具有成本效益。 因此,頻率波動受到限制,停電次數減少,運營成本下降,並且為所有客戶提高了系統穩定性。在南非,國家公用事業公司 Eskom 專注於開發電池儲能容量(該地區最大的),這將用於支援當前和未來可變可再生能源容量的整合。甘比亞和中非共和國正在尋求電池儲能來幫助穩定其脆弱的電網。
如果管理得當,即將到來的電池繁榮有望帶來另一系列好處。對這些下一代電池中關鍵部件(如鋰、鎳、錳和鈷等正極材料)的金屬和礦物的需求預計將非常快速地增長——在某些情況下,到 2050 年將增長近十倍——並且其中一些的大型礦藏位於非洲國家。非洲能源轉型的最大挑戰之一將是確保加強採掘業的治理和管理,從而使非洲人能夠享受到即將到來的繁榮帶來的好處,並解決供應鏈中的可持續性和勞動條件問題。
去年秋天,世界銀行集團承諾 10 億美元用於一項加速發展中國家電池儲能投資的計劃。與該計劃相關的是一個新的國際夥伴關係,旨在幫助擴大儲能的使用並將新技術引入發展中國家的電力系統。
認識到需要可持續地擴大發展中國家儲能的部署,以及儲能為增加電力獲取和整合更多可再生能源帶來的重大機遇,能源儲存夥伴關係 (ESP)將促進以下方面的國際合作:技術研發和示範、系統整合以及政策和法規,以幫助開發適合發展中國家需求的儲能解決方案。
迄今為止,投資規模很小,但在新興市場中意義重大。在全球範圍內,該銀行已為已部署或正在開發中的固定電池儲能容量提供了大約 15% 的資金,主要透過微電網專案和島嶼國家來提高彈性。但現在正在開發更大的專案。例如,在馬裡和布吉納法索,該銀行正在開發該地區最大的帶有光伏電池系統的太陽能園區。這些專案將結合標準招標和降低風險工具來吸引私人開發商。
在某些方面,能源轉型的步伐將由發展中國家決定。到目前為止,電網規模的電池技術主要部署在經合組織國家,但透過分享經驗教訓並展示電池儲能的好處,這種新的解決方案應成為全球南方經濟增長的基礎。
