Отключение электроэнергии в Южной Африке: решение лежит в солнечных фермах и аккумуляторных батареях в больших масштабах, а также в прекращении государственной монополии

May 16, 2023

Профессор технологического менеджмента, Университет Претории

Дэвид Ричард Уолвин получает финансирование от Национального исследовательского фонда для проекта по развитию технологии преобразования транспортных средств в сеть. Проект не имеет отношения к содержанию данной статьи.

Университет Претории предоставляет финансирование в качестве партнера The Conversation AFRICA.

Посмотреть всех партнеров

Веерные отключения электроэнергии дорого обходятся Южной Африке. Энергетический кризис является барьером для роста, подрывает доверие инвесторов и препятствует практически любой экономической деятельности. Это привело к увеличению затрат производителей и розничных продавцов и спровоцировало новый виток инфляции и повышения процентных ставок.

Любое решение, очевидно, повлечет за собой затраты, поскольку потребует внедрения новых технологий, таких как крупномасштабные солнечные фермы, подключенные к сети, которые связаны с аккумуляторными хранилищами энергии. Но эти технологии дорогие. Солнечная ферма, состоящая из фотоэлектрических панелей мощностью 50 МВт и накопительной мощностью 240 МВт, обойдется в 2,6 миллиарда рандов. Батареи являются самой большой статьей расходов: около 40% от общей стоимости.

Фотоэлектрическая панель преобразует солнечную энергию в электричество, которое можно использовать для зарядки аккумуляторов или напрямую снабжать потребителей. Затем аккумуляторы поставляют накопленную энергию в сеть в периоды пиковой нагрузки.

Сочетание солнечной энергии с хранением делает ее более дорогой, чем уголь, на долю которого по-прежнему приходится 80% производства электроэнергии в Южной Африке, при сравнении единиц произведенной энергии. Но эта технология является доступной по сравнению с вариантами, которые потребители уже применяют в значительных объемах – дизельными генераторами или небольшими батареями, соединенными с инверторами – при условии, что она широкомасштабна и используется только для пиковой мощности.

Я утверждаю, что Южная Африка может решить большую часть своего энергетического кризиса, построив новые объекты, состоящие из аккумуляторных батарей с фотоэлектрическими панелями. Однако новую технологию невозможно использовать без реформирования оптового рынка электроэнергии.

Большая часть внимания средств массовой информации к энергетическому кризису была сосредоточена на генерирующих мощностях или их отсутствии. Но есть еще один не менее важный фактор – неспособность правительства разделить Eskom (государственную электроэнергетическую компанию) и создать оператора рынка и оператора системы передачи в качестве независимых организаций.

Оператор рынка – это энергетическая «биржа». Это облегчает заключение контрактов между производителями энергии, системой передачи и дистрибьюторами. Многие страны мира уже реструктуризировали свою электроэнергетическую отрасль, чтобы создать такой рынок и усилить конкуренцию между производителями электроэнергии.

Великобритания, Канада, США и многие страны Европейского Союза провели подобные рыночные реформы, которые дали положительные результаты.

Южная Африка заявила о намерении следовать такому подходу в 1998 году. Но она никогда не действовала в соответствии с этой политикой. Вместо этого он поддерживает все более неэффективную и дисфункциональную государственную коммунальную компанию. В результате в стране наблюдается нехватка генерирующих мощностей, нехватка соединительных и передающих мощностей, а также нарастающая экологическая катастрофа.

Анализ данных об использовании портала Eskom показывает, что веерные отключения электроэнергии привели к изменениям в энергетическом ландшафте страны.

Что касается предложения, клиенты все чаще используют альтернативные источники энергии. Потребители, которым требуется стабильное энергоснабжение, разработали альтернативные планы, в большинстве случаев перейдя на использование дизель-генераторов. Данные о потреблении дизельного топлива отсутствуют, но, исходя из дефицита электроэнергии, я оцениваю, используя данные за апрель 2023 года, что дополнительное потребление дизельного топлива, без учета Eskom и независимых производителей электроэнергии, составило около 660 миллионов литров в месяц, что почти такой же, как объем, используемый всем транспортным сектором.

Что касается спроса, отключения электроэнергии привели к изменениям в использовании сетевой электроэнергии в разное время цикла день/ночь. Это произошло главным образом за счет использования литиевых батарей. Eskom уже сообщает, что существует дополнительная потребность в 1,4 ГВт для подзарядки аккумуляторных батарей, или около 5% дополнительной нагрузки на сеть.