为什么南非不能大规模转向可再生能源

为什么南非不能大规模转向可再生能源 风力涡轮机用于在南非的风电场发电。 存在Shutterstock

有一个活泼的 辩论肆虐 在南非,关于可再生能源取代煤炭的程度,特别是考虑到气候变化的威胁。 该国的电力供应目前高度依赖煤炭。 虽然很明显煤电不会很快消失,但100%可再生能源驱动的发电方案是可行的 - 而且是可取的 - 从现在开始的一代人。

全球主要的能源转型正在重新定义电力的生成和供应方式。 在过去,电力生产主要是通过大型电力线分布的大型且经常污染的大型电厂。 但现在趋势正朝着这个趋势迈进 小规模的单位 主要供应局部电力网络。

这些变化是由强大的因素驱动的。 首先,存在着严重的威胁 气候变化 这在很大程度上是由 煤电站的排放.

另一个因素是核能 - 虽然干净 - 已经成为现实 在经济上没有竞争力。 已经在建的核电站总是受到困扰 延误和成本超支以及 关于不当行为的指控 在采购过程中。

另一个主要驱动因素是发展和 扩大可再生能源技术。 通过降低风能和太阳能光伏发电的成本,可以实现这一目标 最便宜的选择.

南非在可再生能源方面有很多需求 - 良好的阳光和海岸线有助于风力发电。 但是,许多因素阻碍了它完全脱离煤炭的能力。 最大的问题是风能和太阳能是间歇性的,尚未开发出能够实现廉价和有效存储的新技术。

南非的电力景观

南非的 最新的电力计划 - 在 电力综合资源计划 - 正在讨论中。 预计将在今年年底之前批准涵盖2030期间的最终计划。

目前的草案基本上得到了肯定。 它 设想 电力需求增长放缓比先前预测的要慢。 它还排除了下一个12年的任何新的核开发。

新草案建议制定一项战略,设想可再生能源发电能力大幅增长。 在风能和太阳能无法满足电力需求的阶段,这将与天然气的间歇性短期发电相结合。 建议这是最便宜的选择。

的原因 喜欢燃气 比如说核能,即使天然气是用于发电的最昂贵的燃料,燃气发电站也要便宜得多。 与煤炭和核电等基于燃料的竞争技术相比,它们也可以更快地开启和关闭。

最佳情景预测

新的 提议的方案 预计在2019和2030之间增加以下发电能力:9.5GW风,6.8GW太阳能,8.1GW天然气,6.7GW煤和2.5GW水电。 这包括已经批准或正在建设中的项目,特别是其他单位 Medupi和Kusile 煤电厂。

这些数字反映了最大发电量的设想 - 例如,风力发电场在风力发电时会产生什么,以及太阳能设备在阳光充足的条件下会产生什么。 在天然气的情况下,目的是将此容量视为备用。 这些仅在其他来源无法满足电力需求时才会运行。

从平均电力来看,南非的能源结构仍将由2030的煤炭主导。 该 产生的电力故障 来源将是:煤64%,风13%,太阳能8%,核4%,水电3%和天然气1%。

该计划的建议仅涵盖2019-2030期间。 但它也为2050提供了能源组合的草案模型。 它预测在2050中,在最佳情景下,42%的电力将来自风能,20%来自太阳能,17%来自煤炭,11%来自天然气而无核能。

这意味着,根据 目前大多数能源规划模型,南非的100%可再生电力尚未出现。

可再生能源的100%电力是否可能?

一些国家已经从可再生能源中获取了几乎所有的电力。 这些包括 哥斯达黎加,冰岛,挪威和巴拉圭。 它们都比南非人口少得多,并享有大量的水电资源。 就其本身而言,南非是一个 缺水的国家.

但南非有很多事情要做。 它有 很多阳光,它的海岸线和悬崖提供一流的 风的地方 农场。

那么南非将如何在其混合物中实现100%可再生能源? 它不能依赖天然气,天然气不是可再生能源。 尽管如此,也不能指望水力发电 沿刚果计划大型项目 河。

然后有一些有趣的替代品,比如 生物燃料洋流动力。 但他们还没有得到适当的建立。

这留下了风和太阳能。 两者的致命弱点在于对完全可再生能源供应的追求依赖于 存储电力的能力 长期生成。

巨大 取得了进展 提高存储设备的容量和商业化新开发的技术。 但廉价的长期电力储存仍然很大程度上无法实现 - 或者说不切实际。

最终,技术进步的性质和成本 - 无论是存储技术还是广泛的发电技术 - 将决定南非能否将其能源结构大幅转向可再生能源。谈话

关于作者

Hartmut Winkler,物理学教授, 约翰内斯堡大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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