非洲可再生能源发展潜力和前景

非洲可再生能源发展潜力和前景

非洲在可再生能源领域具有巨大的发展潜力，尤其是在国际能源署（IEA）模型中的“可持续非洲情景”（SAS）中。该模型描绘了到2030年非洲电力需求翻倍的情景，并预测到2050年，电力需求将增长八倍。这一增长主要受到工业化和经济增长的推动，非洲国家正在通过发展可再生能源，特别是太阳能、风能和水力发电，以实现其去碳化目标。

1. 发展潜力

太阳能、风能和水力发电是非洲可再生能源发展的三大支柱。这三种能源之间具有高度的互补性：太阳能和风能的发电特性互为补充，而水电则为电网提供了稳定的负载和灵活性支持。根据非洲开发银行的评估，非洲拥有几乎无限的太阳能发电潜力（10TW），丰富的水力发电（350GW）、风能（110GW）和地热能（15GW）。

（1）太阳能潜力

非洲是全球太阳能资源最丰富的地区之一，特别是在北非、南非和撒哈拉以南非洲地区。整个非洲大陆的年平均日照量为每平方米2,119千瓦时。根据国际可再生能源署（IRENA）的估算，非洲大陆的太阳能发电潜力达到7,900吉瓦（假设土地利用率为1%）。太阳能光伏技术和太阳能热发电（CSP）预计将成为非洲未来能源组合中的重要组成部分。许多非洲国家已经开始投资大规模太阳能项目，尤其是在北非和南非地区，这些项目帮助缓解了农村地区的电力供应问题。

（2）风能潜力

北非和南非拥有适宜的风力资源，年平均风速可达到每秒7米。摩洛哥、南非和埃及等国家的风力资源十分丰富，这使得风能发电具有广阔的前景。IRENA估计，非洲风力发电的总潜力为461吉瓦，尤其是在阿尔及利亚、埃塞俄比亚、纳米比亚和毛里塔尼亚四国，风力资源的开发潜力巨大。随着风力发电技术的进步，非洲风力发电在未来预计将成为能源结构中的重要部分。

（3）水电潜力

水电是非洲当前最大的可再生能源来源，特别是在中非和东非地区，依托大型河流如刚果河等，水电提供了重要的电力供应。根据代尔夫特理工大学的估算，非洲大陆尚未开发的水力发电潜力达到1,753GW。尽管有巨大的潜力，但目前非洲的水电开发仍处于初期阶段，许多大规模水电项目仍在规划或初步建设中，据IRENA统计总共有131GW。例如，刚果民主共和国的英加大坝项目，其发电潜力达到40GW，但由于技术、资金和环境因素，该项目进展缓慢。

（4）生物质能潜力

非洲的生物质资源非常丰富，尤其是在东非和西非。传统上，生物质能是许多家庭的重要燃料来源。然而，现代生物质技术（如生物燃料和沼气）正在逐步替代传统生物质使用方式。生物质发电技术可以帮助提高能源利用效率，并减少空气污染。根据美国能源信息署的数据，仅西非每年就有1亿吨的农作物残余物可以被转化为生物燃料，为生物质能的利用提供了巨大的潜力。

（5）地热能潜力

东非大裂谷是非洲最主要的地热资源集中地，估算其地热发电潜力为15吉瓦。肯尼亚和埃塞俄比亚等国家已经开始大力开发地热资源，肯尼亚的地热发电容量现已占其全国发电量的近一半。随着技术进步和投资增加，地热发电有望在非洲其他地区实现进一步发展。

2. 发展前景

为充分利用非洲的可再生能源潜力，非洲五大电力联营体、非盟委员会（AUC）和非洲开发银行（AfDB）共同制定了《非洲大陆电力系统总体规划》（CMP）。该计划是实现《2063年议程》目标的关键，旨在促进非洲能源基础设施的一体化发展，并推动非洲向清洁、可持续能源的过渡。IRENA作为合作伙伴，为CMP提供建模支持和能力建设，以帮助非洲各国制定电力发展战略。

图6 CMP大陆全面一体化情景下的装机容量

CMP预测，到2040年，非洲电力需求将大幅增长，总发电装机容量将从当前的260吉瓦增至近1,200吉瓦。其中可再生能源装机容量将从目前的62吉瓦达到近750吉瓦，占总装机容量的65%。在可再生能源中，太阳能和风能的增长最为显著，发电装机容量将增加二十倍，成为非洲的主要电力来源。IRENA预测，非洲太阳能光伏装机容量在2030年可能达到199吉瓦，在2050年可能达到962吉瓦，约占非洲大陆发电装机容量的40%左右。非洲风能装机容量在2030年可能达到59吉瓦，2050年可能达到179吉瓦，约占非洲大陆发电装机容量的20%左右。这两种预测分别代表本地机构和国际机构的主流看法。

尽管太阳能和风能在非洲不同地区的分布较为广泛，特别是在北非、东非、南非和西非，但最佳的水电资源则主要集中在非洲的西部、中部和东部。水电不仅为非洲提供了稳定的电力供应，还为可再生能源系统提供了至关重要的储能能力。储能对于应对太阳能和风能发电的波动性至关重要，尤其是在风能和太阳能装机容量大幅增加的情况下。根据 IRENA 的估算，到2030年，非洲的储能装机容量可能达到28吉瓦，到2050年，这一数字可能增长到140吉瓦。总体而言，图6代表CMP的预测，反映了非洲在未来能源转型中的潜力，特别是在大规模扩展太阳能和风能等清洁能源领域的前景，同时也突出了需要大量的储能设施，如蓄电池储能和抽水蓄能，来支持这些可再生能源的稳定性和可持续发展。

CMP还预测，到2040年，非洲的电力需求将大幅增加，尤其是大型太阳能光伏和陆上风能项目在各国的分布将发挥关键作用。到2040年，非洲大陆的太阳能光伏装机容量预计将达到262吉瓦。南非占比最大达到15%，显示出南非在太阳能领域的领先地位。尼日利亚占12%，埃及占10%，利比亚和埃塞俄比亚分别占8%和6%，这些国家也对太阳能发展做出显著贡献。其他国家如阿尔及利亚、加纳、赞比亚、科特迪瓦等，虽然占比相对较小，但也对总量有所贡献。

陆上风电的装机容量预计将达到342吉瓦。埃及占比最大为20%，在风电领域处于领跑地位。尼日利亚和南非分别占16%，这些国家在风电方面也有显著投资。埃塞俄比亚占12%，显示了该国在风电领域的快速发展。其他国家如利比亚、阿尔及利亚、摩洛哥、苏丹、肯尼亚等，也对风电装机容量贡献了重要力量。

CMP预计非洲大陆最适合开发这两类能源项目的前十个国家将分别占据太阳能光伏和风能装机容量的74%和93%。这些国家的资源优势和政策支持将推动可再生能源的快速部署。

图7 最适合开发光伏和风电的十强国家

3. 跨境输电基础设施

非洲可再生能源的广泛应用不仅取决于各国国内的发电能力，还需要建设跨境输电基础设施，以最大限度地利用各区域的能源资源，尤其是通过连接发电潜力最强的国家与能源需求最高的国家来提升电力利用效率。图8显示了CMP主要情景下跨境输电基础设施的发展潜力。

预计到2040年，跨境输电容量将从2023年的23吉瓦增加到167吉瓦，扩展近七倍。这类跨境输电走廊将促进非洲各地区之间的电力贸易，特别是刚果民主共和国等水电资源丰富的国家，将通过输电走廊向南部非洲和西非等区域提供稳定的电力供应。刚果民主共和国的英加大坝水电项目将成为该地区的核心能源枢纽，其发电能力将为邻国提供可靠的电力支持。即刚果（金）➔赞比亚➔津巴布韦➔南非以及刚果（金）➔刚果（布）➔加蓬➔喀麦隆➔尼日利亚。另一条输电走廊从埃及延伸至东非，包括埃塞俄比亚、肯尼亚、苏丹、坦桑尼亚和乌干达等国家。埃及的电力输出将通过这条跨境输电走廊延伸至东非国家，进一步推动区域间的电力贸易。

电力贸易的增加不仅能为非洲国家带来巨大的经济效益，还将促进电力资源的高效配置，确保电力供应的稳定性。通过这些跨境输电走廊，非洲国家之间的电力贸易量预计将增长近十倍，这将为出口国带来重要的经济收入，同时帮助电力进口国解决能源短缺问题。

图8 CMP大陆全面一体化情景下的跨境互联

4. CMP投资需求

CMP强调，非洲的可再生能源发展和输电网的现代化将需要大规模的资金投入。到2040年，非洲在发电、储能和跨境输电方面的总投资需求预计将达到约 1.3 万亿美元，年均约720亿美元。这些资金不仅用于新建发电设施，还需要大力投资现有输电网和配电网的升级和扩容。

CMP还提出，非洲各国需要进一步加大国内输电网的投资，以支撑未来的可再生能源发展。电网现代化是非洲实现可持续电力供应的关键。这不仅包括物理基础设施的加强，还包括智能电网技术的应用，以提高电力系统的效率和灵活性。

图9显示了到2040年CMP所需的投资规模和重点领域。发电设施的扩建、储能设备的建设和跨境输电网的扩容是非洲未来能源发展的三大核心领域。这些领域的投资将极大地推动非洲的能源转型，使非洲在全球能源市场中占据更加重要的地位。

图9CMP投资成本（2023-2040年）

总的来说，非洲在可再生能源领域具有巨大的潜力，特别是在太阳能、风能和水电方面。然而，要实现这些潜力，非洲需要大量的基础设施投资，尤其是在跨境输电、储能和智能电网技术方面。CMP估计，为实现非洲电力系统的现代化和可持续发展，到2040年非洲将需要约1.3万亿美元的投资。为了实现非洲能源结构的转型，各国政府、国际组织和私营部门需要加强合作，推动可再生能源项目的融资和实施。

 来源：国际清洁能源论坛