中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：如今，電力已成為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、提高人民物質(zhì)生活水平的重要基礎(chǔ)，成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡闹匾糠?。近年來，全球?jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)電力依賴的程度越來越高，電力需求由此急劇上升?？夏醽單挥诜侵迻|部地區(qū)，目前總的發(fā)電裝機(jī)容量約為160 萬kW ，用電峰值達(dá)到150 萬kW ，但住宅用電僅占其中的18% ，有80% 以上的肯尼亞居民還處于極度缺乏生活用電的境況。
肯尼亞的發(fā)電企業(yè)主要依賴水力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)，再通過進(jìn)口石油燃料的補(bǔ)充，以滿足日益增長(zhǎng)的電力需求。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，肯尼亞有67.5% 的電力來自于可再生能源，其中水電是肯尼亞國(guó)內(nèi)最主要的電力來源，占到47.8% ;地?zé)岚l(fā)電和風(fēng)電分別占到12.4% 和0.3% ，化石能源發(fā)電占到32.5% 。目前，肯尼亞各電力部門都面臨著應(yīng)對(duì)電力需求增長(zhǎng)、減少對(duì)水電的高度依賴以及降低電力供給成本等挑戰(zhàn)?？夏醽喺疄榇酥贫ǖ牟呗允?，在不破壞生態(tài)平衡的前提下，加大電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐，以最低的成本擴(kuò)大供電能力，讓更多的民眾享受到電力服務(wù)。在全國(guó)處于電力緊張的形勢(shì)下，可再生能源的開發(fā)，尤其是風(fēng)電和地?zé)岚l(fā)電將成為肯尼亞破解這些難題的重要出口。在靠近首都內(nèi)羅畢郊外的恩貢山，肯尼亞主要的發(fā)電企業(yè)KenGen 開發(fā)了一個(gè)5100kW 的風(fēng)電場(chǎng)，目前已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行。另外，肯尼亞圖爾卡納湖30 萬kW 的風(fēng)電項(xiàng)目也已正式開建。
為實(shí)現(xiàn)2030 年風(fēng)電裝機(jī)超200 萬kW 的目標(biāo)，肯尼亞政府不僅大力鼓勵(lì)私人投資風(fēng)電，并且引入了可再生能源固定電價(jià)政策。2008 年，肯尼亞政府在ESRP( 能源復(fù)興計(jì)劃，旨在升級(jí)和改造國(guó)家配電系統(tǒng)) 的實(shí)施下，啟動(dòng)了一項(xiàng)名為“風(fēng)能數(shù)據(jù)分析與發(fā)展規(guī)劃”的調(diào)研項(xiàng)目，由世界銀行提供資金支持，旨在利用現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組的先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大肯尼亞風(fēng)電場(chǎng)的開發(fā)規(guī)模。此項(xiàng)調(diào)研主要是對(duì)肯尼亞各個(gè)地區(qū)不同高度的風(fēng)況進(jìn)行分析，得到風(fēng)能資源圖譜。同時(shí)，根據(jù)風(fēng)能資源的分布，劃定出幾個(gè)潛在風(fēng)電場(chǎng)選址范圍，通過裝機(jī)量等預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)的可行性前期研究估算出肯尼亞未來的風(fēng)能開發(fā)潛力。
盡管最終的調(diào)研結(jié)果肯定了肯尼亞擁有巨大的風(fēng)能開發(fā)潛力，但肯尼亞在如何大規(guī)模利用風(fēng)能方面還有很大空白，主要有風(fēng)能資源數(shù)據(jù)短缺、資金匱乏、基礎(chǔ)設(shè)施不健全、電網(wǎng)穩(wěn)定性和可利用率不足等制約因素。此項(xiàng)調(diào)研一方面肯定了肯尼亞政府為加快促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用制定的各類政策，另一方面也對(duì)未來的工作給出了相應(yīng)的指導(dǎo)原則、規(guī)劃目標(biāo)、重點(diǎn)領(lǐng)域劃定等建議，并推出了實(shí)現(xiàn)肯尼亞中長(zhǎng)期風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)的政策和措施。
1、相關(guān)研究總結(jié)
此項(xiàng)調(diào)研首先對(duì)涉及肯尼亞風(fēng)能資源圖譜繪制以及測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)分析的歷史背景進(jìn)行了詳細(xì)研究。下文中提到的項(xiàng)目是過去已開展的、與此次調(diào)研相類似的研究：
2008 年，由Daniel Theuri 領(lǐng)導(dǎo)開展的一項(xiàng)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署項(xiàng)目——太陽能和風(fēng)能資源評(píng)估(SWERA)，包括利用GIS( 地理信息系統(tǒng)) 及其他相關(guān)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析、計(jì)算等，繪制出肯尼亞的風(fēng)能資源分布圖。該研究通過對(duì)十個(gè)10m 高度觀測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，繪制出了肯尼亞50m 高度的風(fēng)能資源分布圖。
內(nèi)羅畢大學(xué)氣象學(xué)系Christopher Oludhe 領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行的一項(xiàng)名為“肯尼亞風(fēng)能評(píng)估與開發(fā)”的研究，對(duì)肯尼亞各地的風(fēng)速變化做了評(píng)估。最終得出結(jié)論，肯尼亞擁有巨大的風(fēng)能開發(fā)潛力，并足以確保各類風(fēng)力發(fā)電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
由肯尼亞建筑工程學(xué)院發(fā)起的一項(xiàng)研究，對(duì)恩貢山、基南戈普山和圖爾卡納三個(gè)地區(qū)的風(fēng)況、風(fēng)能資源儲(chǔ)量進(jìn)行了分析估算。研究得出，恩貢山地區(qū)的平均風(fēng)速為11.5m/s ，而基南戈普的平均風(fēng)速為9.96m/s ，圖爾卡納的風(fēng)能開發(fā)條件略遜于恩貢山和基南戈普山兩個(gè)地區(qū)。
圖1 肯尼亞80m高度潛在風(fēng)區(qū)劃分(根據(jù)風(fēng)速)
圖2 肯尼亞80m高度潛在風(fēng)區(qū)劃分(根據(jù)風(fēng)功率密度)
表1 肯尼亞強(qiáng)風(fēng)區(qū)范圍
2、風(fēng)能資源評(píng)估方法
為了繪制完整的風(fēng)能資源圖譜，此項(xiàng)調(diào)研首先對(duì)肯尼亞80m 高度風(fēng)資源的分布進(jìn)行評(píng)估，采用的方式是分析各類相關(guān)數(shù)據(jù)，如測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)集，NCEP/ NCAR 再分析數(shù)據(jù)(美國(guó)環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP) 和國(guó)家大氣研究中心(NCAR) 的數(shù)據(jù))，SRTM 數(shù)字高程模型和全球土地覆蓋(GLC 2000 )數(shù)據(jù)庫中與肯尼亞相關(guān)的數(shù)據(jù)等。此次的風(fēng)能資源評(píng)估研究需要的關(guān)鍵步驟有：
(1)提取肯尼亞NCEP / NCAR 再分析全球數(shù)據(jù);
(2)提取航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪(SRTM) 數(shù)據(jù);
(3)提取全球土地覆蓋數(shù)據(jù)(GLC2000)中涉及肯尼亞的統(tǒng)計(jì)資料;
(4)建立風(fēng)速模型;
(5)獲取80m 高度風(fēng)速及風(fēng)功率密度評(píng)估數(shù)據(jù)
評(píng)估工作需劃定目標(biāo)區(qū)域的范圍，再利用測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)以及NCEP / NCAR 再分析數(shù)據(jù)計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域的年平均風(fēng)速(NCEP / NCAR 數(shù)據(jù)集中從1948 年1 月至2012 年12 月這一時(shí)間段的月平均風(fēng)速數(shù)據(jù)也已用于年平均值的估算)。NCEP / NCAR 再分析數(shù)據(jù)、41 個(gè)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)、GLC 2000 數(shù)據(jù)集，SRTM 數(shù)字高程模型等數(shù)據(jù)資料也被用在基于邊界層理論模型中的計(jì)算中，該模型利用LULC數(shù)據(jù)(土地利用和土地覆蓋數(shù)據(jù))中的表面粗糙度等數(shù)據(jù)幫助重新計(jì)算出80m 高度的年平均風(fēng)速。
最終繪制出的風(fēng)能資源分布圖，可以幫助在肯尼亞全國(guó)范圍內(nèi)劃定出風(fēng)電出力潛力大的風(fēng)區(qū)并確定好風(fēng)電場(chǎng)的選址，通過對(duì)一些重要參數(shù)進(jìn)行細(xì)致研究，如80m 高度的風(fēng)速評(píng)估數(shù)據(jù)、距離國(guó)家公園和自然保護(hù)區(qū)的距離、與現(xiàn)有電網(wǎng)的間距、道路通暢度以及地形條件等，最終8 個(gè)出力潛力大的潛在風(fēng)電場(chǎng)被劃定出作為此次調(diào)研評(píng)估的對(duì)象。
對(duì)于如何計(jì)算這8 個(gè)潛在風(fēng)電場(chǎng)的產(chǎn)能，首先要確定的是各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組選型，采用的方式是根據(jù)基于IEC 標(biāo)準(zhǔn)下的風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)要求，結(jié)合年平均風(fēng)速，湍流強(qiáng)度等輸入?yún)?shù)，選用了5 個(gè)不同廠家生產(chǎn)的2MW 機(jī)組，計(jì)算結(jié)果也綜合考慮各種因素，如空氣密度校正系數(shù)，尾流損失，設(shè)備及電網(wǎng)可利用率以及電力傳輸損耗等，以提高最終出力估算的準(zhǔn)確度(8 個(gè)潛在風(fēng)電場(chǎng)均根據(jù)各自的地形條件等選用不同的風(fēng)電機(jī)組機(jī)型，主要選用的有歌美颯、華銳、蘇司蘭、GE 等風(fēng)電機(jī)組廠商的機(jī)組)。
圖3 肯尼亞80m高度風(fēng)能資源分布圖
3、肯尼亞風(fēng)能資源概況
根據(jù)此項(xiàng)調(diào)研最終的評(píng)估結(jié)果，肯尼亞的風(fēng)能資源被劃分為三個(gè)等級(jí)，I 類風(fēng)區(qū)(>7.5m/ s)，II類風(fēng)區(qū)(<7.5 m/s ->6.5m/s )和III 類風(fēng)區(qū)(<6.5m/s ->6.0m/s)。
此項(xiàng)調(diào)研主要對(duì)肯尼亞80m 高度不同風(fēng)速區(qū)段的潛在風(fēng)能分布進(jìn)行了評(píng)估。在80m 高度，有64km2 被劃入I 類風(fēng)區(qū);23,019km2 被劃入II 類風(fēng)區(qū)，151,723km2 被劃入III 類風(fēng)區(qū)。
調(diào)研以肯尼亞地區(qū)80m 高度范圍內(nèi)每1km2為單位，對(duì)此范圍內(nèi)的風(fēng)功率密度(WPD )進(jìn)行估算。風(fēng)功率密度等級(jí)被劃分為4 類：差(<150W/m2)，一般(150 -250W/ m2)，良好(250 -350W/m2)，或優(yōu)異(> 350W/m2)。
此項(xiàng)調(diào)研的評(píng)估結(jié)果填補(bǔ)了肯尼亞風(fēng)能資源圖譜中80m 高度風(fēng)速變化這一空缺。研究發(fā)現(xiàn)，在東部的馬薩比特地區(qū)有75596km2 的潛在風(fēng)區(qū)，年平均風(fēng)速最高達(dá)到8.47m/s 、最低風(fēng)速達(dá)到4.96m/s 。表1 重點(diǎn)介紹了一些潛在風(fēng)區(qū)所在的省份及區(qū)域，以及這些地區(qū)的年平均風(fēng)速最高值和最低值。
按照概率潮流的計(jì)算結(jié)果，此項(xiàng)調(diào)研還對(duì)各風(fēng)區(qū)的潛在裝機(jī)容量給出了評(píng)估(假設(shè)采用的是2MW 機(jī)組，設(shè)備可利用率(MA )為95 %、電網(wǎng)可利用率(GA )為95 %、輸電損耗率(TLF )為95% 、尾流損失為80%)。為了使評(píng)估結(jié)果更為客觀、更加準(zhǔn)確，調(diào)研工作也考慮到了風(fēng)電機(jī)組排布的間距問題，因此是以潛在風(fēng)區(qū)每平方公里7500kW 的裝機(jī)量進(jìn)行計(jì)算。肯尼亞的各個(gè)區(qū)域的潛在裝機(jī)量見表2。
從表2 可以很明顯看出，肯尼亞III 類風(fēng)區(qū)的潛在裝機(jī)容量高達(dá)11.3 億kW ，而II 類風(fēng)區(qū)則有1.7 億kW 的裝機(jī)容量，I 類風(fēng)區(qū)潛在裝機(jī)容量則有48 萬kW 。除此之外，該調(diào)研對(duì)地形圖、等高線圖和風(fēng)能資源網(wǎng)的開發(fā)等也進(jìn)行了一定的研究。
綜合分析所劃定的8個(gè)潛在風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)備可利用系數(shù)等信息后，肯尼亞政府未來3 年內(nèi)完成50 萬kW 的風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)完全有可能實(shí)現(xiàn)。
表2 概率潮流計(jì)算下的潛在裝機(jī)容量
4、肯尼亞風(fēng)電規(guī)劃相關(guān)政策和制度框架
肯尼亞政府已經(jīng)認(rèn)識(shí)到推進(jìn)可再生能源開發(fā)利用對(duì)提高本國(guó)電力供給能力和促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)多樣化的重要性。此項(xiàng)調(diào)研對(duì)肯尼亞政府推出的關(guān)于推動(dòng)可再生能源發(fā)展的主要政策做了匯總：
(1)肯尼亞2030 遠(yuǎn)景規(guī)劃——為滿足日益增長(zhǎng)的電力需求，肯尼亞制定了國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展藍(lán)圖，明確了地?zé)岚l(fā)電511 萬kW, 水電103.9 萬kW , 風(fēng)電203.6 萬kW , 地?zé)岚l(fā)電361.5 萬kW, 進(jìn)口電力200 萬kW , 火力發(fā)電242 萬kW ，以及其他類能源發(fā)電300 萬kW 的裝機(jī)目標(biāo)計(jì)劃。
(2)2008 年，肯尼亞能源部引入了固定電價(jià)政策(FIT)，對(duì)各類型可再生能源發(fā)電技術(shù)如風(fēng)電、小型水電和生物質(zhì)發(fā)電等設(shè)定了明確的電價(jià)機(jī)制。固定電價(jià)政策的實(shí)施保障了可再生能源投資者投資的安全性以及市場(chǎng)穩(wěn)定性，同時(shí)政府也鼓勵(lì)私人投資進(jìn)入可再生能源，并安全高效地運(yùn)營(yíng)發(fā)電廠，保證收益最大化。在FIT 政策下，肯尼亞風(fēng)電固定收購(gòu)電價(jià)為每度電11.0 美分。這種極具吸引力的FIT 政策勢(shì)必會(huì)吸引肯尼亞私人投資者加大對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的投資。
(3)2010 年，國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略開始關(guān)注并加強(qiáng)在適應(yīng)氣候變化和溫室氣體減排的全國(guó)性行動(dòng)工作上。
(4)肯尼亞政府對(duì)可再生能源、設(shè)備及配件等已施行進(jìn)口零關(guān)稅政策，并取消增值稅。
5、肯尼亞風(fēng)電發(fā)展建議
除了對(duì)上述方面的研究與匯總，此項(xiàng)調(diào)研還針對(duì)肯尼亞政府如何能夠適時(shí)地解決各利益相關(guān)者所關(guān)心的問題，并制定出清晰的戰(zhàn)略規(guī)劃，以挖掘本國(guó)蘊(yùn)藏的巨大風(fēng)能潛力給出了幾個(gè)主要建議。其中有代表性的幾個(gè)建議摘錄如下：
(1)制定“肯尼亞中長(zhǎng)期風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃”：此項(xiàng)規(guī)劃應(yīng)提出相應(yīng)的指導(dǎo)原則、規(guī)劃目標(biāo)、重點(diǎn)領(lǐng)域劃定，并推出實(shí)現(xiàn)肯尼亞中長(zhǎng)期風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)的政策和措施。
(2)改善市場(chǎng)環(huán)境：與電力規(guī)劃和執(zhí)行相關(guān)的部門之間應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行協(xié)調(diào)與整合，努力改善市場(chǎng)環(huán)境、確保風(fēng)電行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。
(3)建立持續(xù)穩(wěn)定的市場(chǎng)需求：在執(zhí)行新的電價(jià)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的過程中，建立一套信用和支持度高的市場(chǎng)機(jī)制，可以維護(hù)并鞏固獨(dú)立電力生產(chǎn)商(IPP )在市場(chǎng)上的地位。
(4)擴(kuò)大電網(wǎng)建設(shè)并提高電網(wǎng)穩(wěn)定性：為了滿足肯尼亞全國(guó)的電力需求，在圖爾卡納和馬薩比特這類風(fēng)能發(fā)展?jié)摿Υ蟮牡貐^(qū)內(nèi)，加強(qiáng)區(qū)域性電網(wǎng)的建設(shè)、提高電力外送條件等工作是必不可少的。
(5)加強(qiáng)道路、高速公路建設(shè)，提高風(fēng)電場(chǎng)的可達(dá)性，可達(dá)性對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址建設(shè)、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)與維護(hù)等具有十分重要的作用。
(6)評(píng)估、盤點(diǎn)風(fēng)電政策：鑒于肯尼亞目前風(fēng)電發(fā)展的情況，制定一個(gè)集中保護(hù)性的風(fēng)能政策文件勢(shì)在必行。這套政策文件應(yīng)保證市場(chǎng)的透明化，同時(shí)要保證政府繼續(xù)在財(cái)政、制度和監(jiān)管框架體系等方面對(duì)肯尼亞風(fēng)電發(fā)展的各類投資給予支持。
6、結(jié)論
此項(xiàng)調(diào)研得出結(jié)論，認(rèn)為肯尼亞蘊(yùn)含的巨大風(fēng)能資源完全可以滿足全國(guó)的電力需求，并且風(fēng)電電價(jià)制定也相對(duì)合理，民眾接受度較高。從風(fēng)能資源的分布評(píng)估來看，肯尼亞I 類、II 類和III 類風(fēng)區(qū)蘊(yùn)含高達(dá)22.5 億kW 的風(fēng)電潛力，肯尼亞政府制定的未來三年達(dá)到50 萬kW 風(fēng)電裝機(jī)的目標(biāo)也完全有望實(shí)現(xiàn)。此項(xiàng)調(diào)研同時(shí)提出，要使這一目標(biāo)得到切實(shí)有效的實(shí)施，肯尼亞政府必須建立起合理、適時(shí)的政策框架體系以鼓勵(lì)、吸引對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目的公共投資和私人投資?？紤]到肯尼亞風(fēng)電發(fā)展中各利益相關(guān)者所面臨的問題和挑戰(zhàn)，肯尼亞政府需要拿出一個(gè)集中性的鼓勵(lì)風(fēng)電發(fā)展的政策，以應(yīng)對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中遇到的各類問題。
原標(biāo)題:【國(guó)際】肯尼亞風(fēng)電發(fā)展前景分析
