近年來，全球供電發(fā)展勢頭迅猛。自2010年以來，全球有8億人口用上了電。然而，截至2018年年底，未通電人口仍有8.6億，其中有98%生活在非洲和亞洲。
可為這些人群持續(xù)供電的主要解決方案有三種：延伸電網(wǎng)、太陽能戶用系統(tǒng)和小型電網(wǎng)。選擇這些解決方案的經(jīng)濟考量主要取決于與電網(wǎng)的距離、人口密度和服務(wù)水平。
延伸電網(wǎng)是最典型的回答，但這種方法存在數(shù)個問題。對于偏遠社區(qū)來說，延伸電網(wǎng)可能非常昂貴，而且供電質(zhì)量并不一定高（也就是所謂的“差電網(wǎng)”）。
個人發(fā)電系統(tǒng)是一種為低人口密度地區(qū)提供基礎(chǔ)質(zhì)量服務(wù)的極為有效的方法，例如太陽能燈或太陽能戶用系統(tǒng)（SHS）。過去數(shù)年，SHS制造商和經(jīng)銷商取得了重大進展，如BBOXX、Mobisol、Fenix International、道達爾和施耐德電氣等。然而，這些解決方案通常用于為低功率電器供電，屬于過渡性方案。
過去五至十年，小型電網(wǎng)、本地電網(wǎng)和獨立電網(wǎng)蓄勢待發(fā)。與太陽能戶用系統(tǒng)相比，在人群足夠密集的情況下，這類電網(wǎng)的成本更低，可提供的供電服務(wù)質(zhì)量也與延伸電網(wǎng)相類似。
我們重點關(guān)注了31個亞非國家。在這些國家中，出于監(jiān)管、歷史或經(jīng)濟原因，小型電網(wǎng)意義重大。我們還分析了小型電網(wǎng)的上游產(chǎn)業(yè)（組件制造商和集成商），這些國家的監(jiān)管框架以及相關(guān)項目。
上游行業(yè)的主要趨勢：技術(shù)創(chuàng)新與集裝箱式
小型電網(wǎng)/微電網(wǎng)/納米電網(wǎng)？
這些術(shù)語聽起來挺復(fù)雜，人們很難找到兩種對小型電網(wǎng)的類似定義。基于REN21、UNFCCC和ARE的定義，我們將小型電網(wǎng)定義為：綜合峰值功率介于10kW-10MW，通過本地電網(wǎng)連接多名用戶的一個或多個分布式發(fā)電系統(tǒng)。
這些系統(tǒng)與主電網(wǎng)完全隔離。而沒有完全與主電網(wǎng)隔離的系統(tǒng)就被稱為微電網(wǎng)。峰值功率更?。?lt;10kW）的電網(wǎng)被稱為納米電網(wǎng)。
其中大部分項目是在社區(qū)層面（通常為村鎮(zhèn)）發(fā)電和配電，這些項目也可用于商業(yè)、工業(yè)、軍事或農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
最初，小型電網(wǎng)完全是以柴油發(fā)電或水力發(fā)電為基礎(chǔ)的。過去10年，光伏價格的下跌有利于開發(fā)基于光伏的小型電網(wǎng)。當前的典型項目包括光伏組件、電池、備用柴油發(fā)電機、能源管理系統(tǒng)（EMS）。此外，當然還包括逆變器、電表和當?shù)仉娋W(wǎng)，
如圖所示。
小型電網(wǎng)的主要組成部分
電池：小型電網(wǎng)總成本的一個關(guān)鍵組成部分
在一個典型的小型光伏電網(wǎng)中，電池是資本性支出（CAPEX）和運營支出（OPEX）的關(guān)鍵組成部分。就村鎮(zhèn)電氣化而言，可靠性是首要要求。由于技術(shù)人員到場較為困難，大多數(shù)EPC公司都會選擇成熟的低成本技術(shù)。
因此，對于中小型系統(tǒng)來說（如小于一兆瓦），鉛酸電池仍然是目前最常用的技術(shù)。它們的每千瓦時名義成本較低，是市場上眾所周知的主流技術(shù)，因此也更易于維護或?qū)ふ覀浼?。然而，鉛酸電池對溫度的敏感性高、放電深度低，此外，壽命也短，這往往讓它們成為系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。
大多數(shù)離網(wǎng)系統(tǒng)所處的惡劣環(huán)境為創(chuàng)新提供了機遇。鋰電池越來越多的被用于小型電網(wǎng)。過去幾年，新的儲能技術(shù)亦得以試用（如液流電池、鋅-空氣電池、鈉鎳電池、鈉離子電池等），成功率不一。
幾家接受采訪的小型電網(wǎng)開發(fā)商和EPC公司表示，即使有少數(shù)幾家開發(fā)商愿意承擔風(fēng)險，仍然需要一種可以降低系統(tǒng)總持有成本的、更可靠的技術(shù)。
能源管理系統(tǒng)：系統(tǒng)的大腦
混合電力（柴油發(fā)電機組、光伏、電池、水電等）令系統(tǒng)更加復(fù)雜，必須由本地智能系統(tǒng)管理。這種本地EMS智能系統(tǒng)由軟件和硬件控制方案組成。從控制器到具備預(yù)測和先進優(yōu)化算法功能的本地計算機，這些系統(tǒng)的種類繁多。
但是，智能程度并非越高越好。小型電網(wǎng)設(shè)計方必須在高效電源管理、低成本和高靈活度之間找到一個折中點。對于大多數(shù)項目來說，確定最適合特定項目的EMS系統(tǒng)的關(guān)鍵在于經(jīng)驗。
集成：標準化之路
目前，大多數(shù)小型電網(wǎng)都是定制的。項目融資需求和社區(qū)需求確定之后，就會選出一家EPC公司設(shè)計相關(guān)系統(tǒng)，然后會建造一個特定的房間用于安裝逆變器和電池，每一個部件都由當?shù)毓と嗽诂F(xiàn)場組裝。
雖然CAPEX非常低，但這一類解決方案往往存在很高的故障率。例如，在塞內(nèi)加爾1996年-2011年間安裝的小型電網(wǎng)中，僅有25%-35%的電網(wǎng)至今仍在運行。
近年來，出現(xiàn)了一些解決這一問題的新方案，例如集裝箱式標準系統(tǒng)，這一系統(tǒng)中的每個組件都是在工廠里預(yù)先組裝完備的（甚至連太陽能組件都是使用折疊/展開系統(tǒng)捆綁在一起的），只需要把集裝箱運到現(xiàn)場后再打開即可。使用這類系統(tǒng)可以避免大多數(shù)在定制項目中經(jīng)常出現(xiàn)的隱性成本（例如部件丟失、被盜、多種部件供應(yīng)、安裝質(zhì)量低下等）。
另一方面，為了降低CAPEX，這些系統(tǒng)需要實現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模效應(yīng)。通過分析主要集成商的項目（如Redavia、施耐德電氣、溫氏能源、Africa Greentec等），我們發(fā)現(xiàn)，至2019年年底，全球已開發(fā)的此類項目有30個（不僅限于農(nóng)村電氣化項目），計119個集裝箱式系統(tǒng)。
鞏固小型電網(wǎng)監(jiān)管框架
我們制定了一個用于比較30多個國家小型電網(wǎng)市場發(fā)展階段的指標。通過對監(jiān)管框架、已公布項目和現(xiàn)有項目、各國經(jīng)濟狀況以及當?shù)匦⌒碗娋W(wǎng)參與方的分析，我們可以逐年比較這些國家的發(fā)展情況。
2019年小型電網(wǎng)在非洲地區(qū)的發(fā)展情況
8個非洲國家（包括埃塞俄比亞、肯尼亞和尼日利亞)已發(fā)展到較成熟階段。過去兩年，這些國家發(fā)布了逾75個小型電網(wǎng)項目招標公告，制定了小型電網(wǎng)開發(fā)新規(guī)定（例如上網(wǎng)電價、補貼、私人經(jīng)營許可證、小型電網(wǎng)并入主電網(wǎng)可能性）。
這些國家已經(jīng)確定了農(nóng)村電氣化國家目標，其中包括開發(fā)小型電網(wǎng)（例如埃塞俄比亞和尼日利亞）。推動開發(fā)離網(wǎng)解決方案的國際資金也出現(xiàn)增長（如FEI OGEF、國際太陽能聯(lián)盟、世界銀行等）。
亞洲的監(jiān)管變化不甚明顯
全球范圍內(nèi)，印度仍然是小型電網(wǎng)發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膰?，但印度卻缺乏更有效的推進框架。例如，2016年，印度起草了一份小型電網(wǎng)政策草案，但自此之后，草案再無變化。作為亞洲電氣化率最低的國家，緬甸被許多人認為是短期內(nèi)最具潛力的亞洲國家，但為了充分發(fā)掘潛力，緬甸仍需要一個更成熟的框架。
Solar Media作者Tom Kenning于2018訪問Husk Energy公司位于印度北方邦的小型電網(wǎng)
項目：雖然市場潛力巨大，但不確定程度很高
我們研究了400多份全球通告、招標公告、國家或私人目標中提出的，有望于2026年建成的約63000個小型電網(wǎng)。為了描述這些項目的確定性程度，我們決定將其分為三大類。
已安裝項目是指已建成的、未來數(shù)年也會保持現(xiàn)狀的項目。需要指出的是，在這些項目中，根據(jù)國家和開發(fā)商的不同，未量化的一部分可能會遇到技術(shù)障礙。
規(guī)劃或在建項目是指已獲融資、已招標并在大多數(shù)情況下，已由EPC公司中標的項目。這些項目最終完工的可能性極高（雖然與公布的投產(chǎn)日期相比可能會出現(xiàn)延誤）。
國家或公司目標是指國家或公司為開發(fā)一定數(shù)量的小型電網(wǎng)所做的承諾（通常未獲得完全融資），一般來說沒有確定準確地點。雖然這些目標展示了雄心壯志，但應(yīng)該謹慎考量。
考慮到上述類別，我們可以確定兩種情況：一種是現(xiàn)實的情況（甚至略為悲觀），即全球?qū)惭b逾9000個小型電網(wǎng)（而目前只有3200個）；另一種樂觀的情況是至2026年，全球可建成6萬個新的小型電網(wǎng)。
需要指出是，三個國家（印度、尼日利亞和緬甸）在國家或公司目標中的占比達到了95%。這些國家將公告轉(zhuǎn)化為實際項目的能力將是市場發(fā)展的關(guān)鍵所在。
廣闊前景與短期不確定因素
即使只考慮現(xiàn)實的情況，我們也可以估算出，未來六年，小型電網(wǎng)市場年均增長率至少會達到20%。這一市場的增長既不受發(fā)展?jié)摿λ?，也不被公司和國家開發(fā)系統(tǒng)的意愿所左右，而是受制于技術(shù)和財務(wù)問題。
私人經(jīng)營小型電網(wǎng)的商業(yè)模式的可行性還未獲證實，大多數(shù)這類項目依賴國家或國際補貼。因此，政治不穩(wěn)定性和國際計劃對這些電網(wǎng)的影響很大。以2019年為例，確定投產(chǎn)的新項目有236個，而計劃投產(chǎn)的新項目則有1260個。
此外，大多數(shù)小型電網(wǎng)所處的惡劣環(huán)境需要更可靠的解決方案，這些解決方案可以在不增加CAPEX的前提下降低項目維護成本。新的組件技術(shù)（如電池、EMS等）和新的集成模式（如集裝箱式標準化小型電網(wǎng)）是當下解決這些問題的主要推動力量。
