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太阳能微电网改变生活

图片由 Earth Spark International提供

海地是西半球最贫穷的国家,这里1030万人口中仅有25%的人能够用上电。如今,一家非营利机构正在测试一种解决方案,不但能够改变海地人民缺电的生活现状,还有望成为一种标杆举措,为全球仍生活在黑暗中的12亿人民带来光明。

EarthSpark International已在小城Les Anglais(城区人口3千人)修建了93千瓦装机的太阳能微电网,该项目能够为大约2千人提供清洁稳定的电力供应。

为何发展微电网?

海地目前已有30多个市政微电网,但大部分都无法运行。即使在它们正常工作时,也需要依靠柴油发电,并且仅在每周有限几天的有限时段运行。因此,EarthSpark的目标是为当地提供24小时不间断的、可负担得起的清洁电力服务。

在刚进入海地时,EarthSpark先是为当地居民提供小型太阳能家庭系统和太阳能照明,这些产品能够在不依赖电网电力的情况下改变人们的生活。但该机构很快意识到,这并不是每一位海地人民真正渴望的方案。EarthSpark International总裁Allison Archambault告诉落基山研究所说:“要真正拓展经济发展机遇,他们需要获得更高水平的电力供应,这是小型太阳能家庭系统无法提供的。”

落基山研究所负责可持续能源促进经济发展倡议的董事Eric Wanless认为:“在适当的条件下,微电网能够通过小型独立太阳能系统和传统电网扩展,为低水平能源消费区域提供低成本的能源服务。”EarthSpark并不是唯一专注于微电网开发的机构:Husk Power已经为印度严重缺电的Bihar省内20万人提供了以稻壳为燃料的迷你电网系统;Powerhive,Devergy以及PowerGen正在东非地区通过开发太阳能微电网供应电力服务;而Gham Power正在尼泊尔的乡村地区建设太阳能微电网。

微电网能够为居民和企业提供足够的电力来运转电机、生产农业产品、驱动冰箱。而且,农村地区工业的大部分电力需求都是有季节性的,比如农产品磨坊,仅在丰收季节和交易日期间需要运行。Archambault解释道:“仅为这样的磨坊修建一个供能系统意味着该资产将在其余大部分时间里被闲置。但在微电网中,其他人也可以使用这些电能,并且更多用户的使用还能够降低平均用电成本。我们的系统有足够的能力带动工业生产,并且足以服务于每一位用户。

解决技术难题

在建造微电网过程中,开发机构会遇到许多建造独立系统时不会遇到的技术难题。EarthSpark团队试图在全世界范围内寻找一种能够让小型电力公司定制电费、管理需求,并提供按实际用电量付费服务的低成本、高性能电表,但他们没能找到这样的产品,因此只得自行设计。如今,SparkMeter电表技术已经在9个国家得以应用,服务于各种微电网和集中式电网运行商。

SparkMeter电表计量和计费系统是Les Anglais微电网项目的关键组成部分,它确保用户能够通过预付款的方式按需购买电力,这与海地人民预付费电话和过去使用煤油或柴油电力时的方法一样。不同用户等级采用不同的电费价格,并且还用了分时计价的方式。例如,在一天的正午充足阳光产生的电能多于为系统电池充电所需的400kWh时,多余的电量都将以更低的价格出售。

克服物流难题

在海地这样的发展中国家工作还会遇到许多物流难题。对于创新项目,这里常常缺乏一种清晰的项目开展流程。在Earthspark聘请多米尼加共和国一家公司修建输电系统时,该公司引进了一台起重机来协助安装电线杆和线路。可惜的是,起重机被扣押在了边境线长达5周的时间,而原因竟是边境工作人员无法确定如何处理除轿车和卡车之外车辆的入境问题。项目因此被搁置了1个月之余,这让所有的工作人员和当地社区居民都感到非常失望。最终,项目方从海地最大通讯公司借到了一台起重机。

Archambault将这个过程称为“摸着石头过河”。实际的建设过程中出现了各种问题。她说:“这里存在许多未知状况和风险。虽然我们研究和开发的商业模型是基于海地项目的,但我们得出的解决方案将适用于世界上许多需要能源接入的其他地区。”

法律和监管难题

项目最大的问题之一是海地缺乏相关法律和监管体系。在缺乏清晰法律和监管体系的情况下,项目很难找到投资人。虽然家庭基金会、国家地理、联合国以及美国国际开发署资助了第一个微电网项目的开发,但是Earthspark希望建立一套投资模型,为以后的工作提供可追溯的经验记录。

所有这些问题并不只是海地独有的,落基山研究所在帮助卢旺达政府提高电气化水平(目标到2018年将电气化率从24%提高到70%)的工作中也遇到了许多类似困难。近期,落基山研究所向该国政府递交了一份具体的可执行建议解决方案,该方案展示了如何用电网电力服务大约50%的人口,另外用离网系统为其它超过20%的人口提供电力。该解决方案包括的一系列具体建议都应尽快应用,从而为未来的成功创造必要条件。落基山研究所的团队至今仍在卢旺达帮助那里的政府和私营部门将那些具体建议应用于该国不断发展的能源系统中。

Wanless解释说:“我们在卢旺达和其它撒哈拉以南非洲地区所做工作的一大部分都是关于帮助像EarthSpark这样的投资人和企业清楚地解释迷你电网在一系列电气化发展方式中的重要价值,这能够确保投入资本能够发挥最大的作用。”

促进经济发展

如今,Les Anglais的居民不仅能够获得24小时不间断的电力供应,而且还降低了他们在能源使用上的开销。在建设微电网之前,他们每月要花费10-12美元购买煤油,以及3-4美元为电话充电(每次充电近0.25美元)。今天,微电网用户能够降低80%的家庭能源预算,每月仅支付约2-3美元即可获得更高质量的电力服务。而EarthSpark的较大型企业用户能够比使用柴油发电时节约50%的成本。

EarthSpark的目标是在今后的五年内建设80个微电网,为超过20万人带来电力。虽然这在700万仍生活在缺电地区的海地人民来说只占了一小部分,但对于那20万人来讲却具有改变生活的力量。Archambault表示:“我们有些小企业第一次用上了电力,人们能够开始新的业务。木匠用上了电气工具。酒店和作坊也能够关闭他们的大型柴油发电机,从而大幅地降低用电成本。而许多人告诉我,他们的孩子再也不会在学习的时候被煤油烟熏他们的眼睛了。”EarthSpark在海地的项目以及落基山研究所在撒哈拉以南非洲地区所做的工作正在为人们提供清洁、可靠的电力,并为全世界各地的农村地区带来巨大的发展机遇。