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微电网:点亮全球“能源孤岛”的夜空

发布时间: 2014-05-06 17:13:25    来源: 北极星电力网
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[摘要]海地是西半球电气化程度最低的国家,只为了照明,有些地方的居民一个月就要花10美元来买蜡烛和灯油,这大约相当于一般美国家庭用电照明花费的125倍;在印度,许多人用汽车电池给手机充电,还要额外付费;数百万非洲人照明仍是靠阳光……

 

  海地是西半球电气化程度最低的国家,只为了照明,有些地方的居民一个月就要花10美元来买蜡烛和灯油,这大约相当于一般美国家庭用电照明花费的125倍;在印度,许多人用汽车电池给手机充电,还要额外付费;数百万非洲人照明仍是靠阳光;在一些太平洋小岛国,用柴油发电会使预算超支;虽然全世界的电网一直在扩张,但仍有近13亿人口没有生活用电,电网对许多人来说依然遥远。

  为了探索给农村带来清洁能源的最佳途径,科学家、工程师、经济学家正在和企业家联合起来,结合当地的情况,研究设计独立的“微电网”。这种微电网成本低廉,能一次性地在一个社区里很快架设好。其主要目标是建设小规模的可再生能源系统,为所有发展中国家建造经济实惠的分布式“灯光列岛”,帮那些偏远社区摆脱对化石燃料的依赖。

  过去在一些偏远农村,曾采取补贴政策来建设基础设施,随着补贴失效和设施的损坏,这些努力也付诸流水。但现在一些大企业做得更好:用简单智能电网设备来管理新一代更廉价的光伏电池和风力发电机。过去十年来,化石燃料的价格已突飞猛涨,这也让可再生能源更有竞争力。联合国制定的一个目标是,到2030年在全世界范围普及用电。

  “目标已经定了,与几年前相比,现在经济的作用要大得多。”联合国资助能源通道总干事理查德曼-范里温说,目前的形势仍很严峻。据国际能源机构的一份2012年分析报告预测,按照目前的计划,用不上电的人口比例从2010年到2030年将从19%下降到12%,也就是说仍有10亿人生活在黑暗中。要想实现普及用电,也意味着预计投资要从每年的140亿美元提高到490亿美元。在农村地区,中央电网预计只能解决其中约30%用电需求。

  在已实施的计划中,有一些成功的典范,那里的技术和商业化经验对世界上其他情况相似的地区都有着重要借鉴意义。

 

  印度——塔库哈

  塔库哈(Tamkuha)的意思是“黑暗的迷雾”。这里是比哈尔邦的一个小镇,约有2000人。2007年,两个年轻的印度企业家甘奈什-潘迪和拉奈什-雅达夫来到偏远的印度农村塔库哈,利用稻壳发电给这里的家庭带来了光明。他们知道,太阳能光伏电池板对他们的计划而言太贵了,这里的风力也不够发电,但比哈尔邦有着丰富的稻谷资源。

  潘迪曾在美国纽约的伦斯勒工学院电力工程系就读,他和朋友雅达夫一起草拟了一份长期计划。他们从印度新能源和可再生能源部获得了约12000美元的拨款,加上自己的4万美元投资,购买并改造了气化器,用来把谷壳变成生物质燃料,他们还买了一台32千万的发电机,并在整个村镇架设了电线。

  用了不到5个月时间,塔库哈的居民就用上电了。除了给手机充电,还能供应当地每个家庭2个荧光灯每夜6到8个小时的照明用电。潘迪、雅达夫和马诺基-辛哈合作,成立了稻壳电力系统(HuskPowerSystems)公司,辛哈曾在美国弗吉尼亚大学学习商业管理。该公司现在已有80多个“迷你发电厂”,为居住在印度、乌干达和坦桑尼亚偏远地区的约20万人供电。

  塔库哈的成功表明,农村的贫困家庭每个月消费的电量即使只有100卢比(约合1.6美元),由于他们每月的生活费在15到80美元之间,用电支出占生活支出的比例也比市中心要高,而对这些家庭来说也节约了很多,因为他们少买了很多柴油。据公司总裁辛哈说,在2007年时,人们都不相信稻壳电力系统能成为切实可行的行业。“在我们扩大到300个村庄时,人们才开始相信这种模式是成功的。”

  过去十年来,政府大力投资解决农村用电问题,使不在主电网供电范围内的人口数量减少了一半以上。到2011年时,印度用不上电的人口比例只有25%,虽然这大大低于一些非洲国家80%到90%的比例,但整个国家仍有3亿人没有生活用电。因此这种微型电力系统在印度的商机还是巨大的。

  稻壳发电已成为世界上最大的微电网开发项目之一,而且可能变得更大。在印度和东非,今后5年内的用户有望达到500万人。随着光伏太阳能电池板成本下降,公司还打算建太阳能微电网,并用蓄电池把这两种电力系统结合起来,以满足夜晚用电的需要。太阳能—生物质混合发电厂的模式如今正在实验中,希望将来能日夜不停地发电。

  "稻壳"所到之处,人们都非常积极踊跃。”美国加利福尼亚大学伯克利分校能源研究员丹尼尔-卡门说,“它不是一种固定的技术,而是一种固定的解决方案。”

  但今后可能还要面临许多问题。在一些地区,提供稻壳电力的小型供电商和不断扩张的中央电网之间存在竞争关系,一些村镇可能有两个供电商。微电网可能更可靠,但价格也更贵些,而中央电网属于基础设施建设,会通过补贴来增加用户。

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