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国外企业如何做微电网

文章来源:[ 原创 ] 添加时间:2017年2月20日 浏览次数:2030

  目前,全球超过10亿人都生活在缺电状态中,而微电网技术可能会为偏远地区的人们提供一个新选择。

  虽然电网在不断扩展,但与很多人仍相距遥远。帮助偏远地区获得清洁能源的探索从未停止。工程师、科学家和经济学家共同提出了微电网( microgrid)概念——可快速部署,以较低成本为单个社区提供电力。其目标是,在发展中国家的各个地方分别建立小规模的可再生能源系统,帮助偏远地区减少对化石能源的依赖。

  过去,由于补贴不到位和基础设施缺失,偏远地区的电力供应问题总是难以解决。但现在的环境对企业家来说已大为改善。新一代光伏电池板和风力涡轮机的价格更便宜,而且可以通过简单的智能电网设备进行管理。过去 10年中,化石燃料价格不断飙升,使可再生能源更具竞争力。此外,联合国制定了一个目标,即到 2030年,让全球所有人口都接入电网,这也为可再生能源的发展提供了政治上的推动力。

  那些正在进行的微电网项目可以让我们在技术和商业模式上获得一些经验,这有助于帮助更多偏远地区驱走黑暗。

  印度德姆古哈稻谷壳发电

  2007年,印度年轻企业家贾奈什 ˙潘迪( Gyanesh Pandey)和拉特奈什 ˙亚达夫(Ratnesh Yadav)采用稻谷壳作为生物质原料,帮助拥有 2000人口的偏远农业小镇德姆古哈实现了电气化。

  该项目获得了印度新能源和可再生能源部约 1.2万美元拨款,同时他们又自筹 4万美元,购买了气化炉并加以改造,用于将稻谷壳转化为生物质燃料。他们还购置了一台 32千瓦的发电机,并搭建了覆盖全村的输电线路。项目运行不到 5个月,德姆古哈的居民不但已经拥有了足够的电力为手机充电,并且每家每户都安装了两盏节能荧光灯,每晚可以照明 6至8个小时。两人与曾在弗吉尼亚大学学习工商管理的马诺伊 ˙辛哈(Manoj Sinha)联合成立了谷壳电力系统公司(Husk Power Systems)。目前,该公司已经拥有 80多个微型发电厂,为印度、乌干达和坦桑尼亚约 20万居民提供电力。

  德姆古哈的成功经验表明,即使是每月生活支出只有 15至80美元的贫困家庭,也愿意支付 100卢比(约 1.6美元)或更多的金钱来满足最低用电需求。2007年,作为公司总裁的辛哈说,最初没人相信用谷壳作为生物质原料来发电是可行的,“但当公司业务扩展到 300多个村庄时,人们开始认同这种商业模式了”。

  目前,谷壳电力系统公司已经成长为全球最大的微电网开发商之一。他们计划在 5年内为印度和东非 500多万用户提供电力。随着太阳能光伏板成本下降,该公司正在建设太阳能微电网和与之匹配的蓄电池装置,太阳能-生物质能混合电站也正在进行试验,旨在提供 24小时不间断的电力。

  当然,问题也同样存在。在一些地区,主干电网的不断扩展,会与微电网供应商的服务区域发生重叠。微电网的优势是稳定、可靠,但费用也较高,因为公司往往会把钱投入基础设施,而不是让电价更低。加利福尼亚大学伯克利分校的能源专家丹尼尔˙卡门( Daniel Kammen)认为,政府和企业应该就微电网的监管和融资标准达成共识,这样就可以鼓励,而非阻碍微电网的发展——对于某些偏远地区,微电网是唯一可行的电力解决方案。

  托克劳的光伏模式

  托克劳被认为是全球首个利用可再生能源彻底取代化石燃料的国家。此前,和其他岛屿国家一样,托克劳依靠柴油发电机为 1400名居民提供电力。在光伏发电系统运行的第一年,这套 1兆瓦的太阳能发电系统就已经满足了托克劳约 93%的电力需求。目前,托克劳每年可以节省约 80万美元的燃油费用,这足以支付托克劳向新西兰政府申请的微电网项目贷款。

  在“碳作战室 ”(Carbon War Room)等组织的帮助下,一些加勒比岛国已经参与到了遏制全球变暖的行动中来。 “就检验可再生能源的能效而言,这的确是一个非常令人关注的试验场,”美国落基山研究所( Rocky Mountain Institute)的埃默里 ˙洛文斯( Amory Lovins)说。他指出,从微电网中获得的经验,也有助于更好地管理陆上能源。美国包括纽约州在内的一些地区,正在探索如何将主电网划分成电力“岛屿”。在面对大范围停电事故时,相对独立的“岛屿”可以正常运行。此外,洛文斯还表示,那些类似的小岛国家的电力项目,有助于让世人相信,全部使用可再生能源也可以建立可靠的电力系统。

  托克劳还没有实现完全使用可再生能源的目标。雨季,原有的柴油发电机还会为电池充电,也有很多居民的厨房依赖于进口天然气。政府计划帮助居民采购更高效的电器,或者鼓励人们转而使用电力炊具。如果经济运行良好,托克劳最快将在明年开始生产椰油,以便在日照不足时驱动发电机。托克劳能源部长福阿˙托洛阿( Foua Toloa)说,“托克劳已经储备了大量用于生产椰油的原料”。

  西内穆萨阿卜杜的创新商业

  西内穆萨阿卜杜的村民曾需跋涉数十千米,到邻近村庄给手机充电,且电价高达每度 110美元。2009年,该村布设了微电网,电力可以直接输送到家中。现在,当地 900名居民需要支付的电价仅为每度 1.4美元。供电公司表示,西内穆萨阿卜杜的电能来自风力、太阳能和柴油。

  这只是解决撒哈拉以南非洲地区能源问题的众多项目之一。该地区有近 6亿人面临电力供应不足,超过人口总数的三分之二。西内穆萨阿卜杜项目引起了多方关注,因为它提供了一个公私合营的创新案例。

  西内穆萨阿卜杜的项目由德国 Inensus公司和塞内加尔 Matforce公司合作运行,国际援助资金用于建设电网基础设施,电力生产和供应则需自筹资金。Inensus公司用智能电表跟踪记录村民的用电情况,并要求他们提前支付数周的电费。对于那些可以提前 6个月预测和承诺用电量的用户,会给予适当的折扣。利用这些信息,可以确保风力和太阳能发电系统高效运行,柴油发电机也不会过载,有助于降低运行成本和减少排放量。通过这样的方式,可以总体上减少10%~20%的电力需求。

  尽管西内穆萨阿卜杜村民的电费是城市居民的 3倍多,但这种商业模式的目的在于探索电力供应的可持续性和灵活性。 Inensus公司的运营主管尼科 ˙彼得施米特(Nico Peterscht)说,未来可以由当地公司建设电网,并将发电业务外包,不但可以增强竞争力,还能让用电企业和居民自由选择电力供应商。

  目前, Inensus公司正在将项目扩展至附近的 5个村庄,并在坦桑尼亚启动了一个覆盖 16个村庄、 8.2万人的大项目。彼得施米特说,坦桑尼亚政府的微电网政策可能是全世界最先进的,他们对每个电网接入点都补贴500美元,这些补贴足以支付前期建设成本。但最大的挑战在于,如何说服坦桑尼亚政府放弃固定电价政策,这阻碍了公司获取利润。他说:“一旦克服这个困难,将提高私营部门供应能源的效率”。卡门指出,充分的商业竞争和有效的监督可以避免价格战,大部分项目都可以提供与柴油发电相当,甚至更低的价格。

  华盛顿国际金融公司(IFC)的能 源分析师佩普卡耶˙巴杜耶(Pepukaye Bardouille)对微电网进行了跟踪研究,她认为,在政府招商引资的诉求与为贫困人口提供电力的愿望之间做出恰当的选择,是最重要的。她问道:“我们是想推广可行的商业模式,还是不计代价地为人们提供电力?有时,这两者是无法并存的。”

  联合国环境规划署(UNEP)的能源金融专家迪安˙库珀(Dean Cooper)表示,UNEP正在不同的国家推动微电网示范工程,以确定最佳的政策和模式。巴杜耶说,“所有的商业模式都可以说得天花乱坠,但实际操作起来往往难度很大”。

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