輪流停電正在使南非付出沉重的代價。電力危機是增長的障礙。它破壞了投資者的信心，阻礙了幾乎所有的經(jīng)濟活動。電力危機提高了生產(chǎn)商和零售商的投入成本，并引發(fā)了新一輪的通貨膨脹和加息。
任何解決方案顯然都會產(chǎn)生成本。因為需要采用新技術(shù)，例如與電池儲能相連的大型并網(wǎng)太陽能電站，但這些技術(shù)很昂貴。一個由50MW的光伏組件和240MWh的電池儲能組成的太陽能電站將花費26億蘭特。電池是最大的支出，約占總成本的40%。
光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，可用于為電池組充電或直接供給消費者。然后，電池在高峰期向電網(wǎng)提供儲存的電量。
在比較發(fā)電單位時，太陽能與儲能的結(jié)合會比煤炭更昂貴。煤炭仍占南非發(fā)電量的80%。但是，相對于消費者已經(jīng)大量采用的方案（柴油發(fā)電機或小型電池加逆變器）來說，這種技術(shù)是可以負擔得起的，只要它是大規(guī)模使用，且僅用于高峰功率階段。
筆者認為，南非可以通過建設由電池儲能和光伏組件組成的新設施來解決其大部分能源危機問題。然而，如果不對躉售能源市場進行改革，新技術(shù)就無法使用。
能源市場改革
媒體對能源危機的關注大多集中在電力容量，或電力容量的缺乏上。但是，還有一個同樣重要的原因。政府未能將Eskom（國有電力公司）拆分，打造成做為獨立實體的一家市場運營商和一家輸電系統(tǒng)運營商。
市場運營商是一個能源“證券交易所”。它為發(fā)電商、輸電系統(tǒng)和分銷商之間的合同提供了便利。全球多國已重組了供電行業(yè)以建立這樣一個市場，并在發(fā)電商之間引入了更激烈的競爭。
英國、加拿大、美國和歐盟的許多國家已經(jīng)進行了這樣的市場改革，并取得了積極的成果。
南非在1998年表示打算采取這種做法。但它從未就這一政策采取過行動。相反，南非一直在維持一個效率越來越低、功能越來越差的國有企業(yè)。結(jié)果就是，南非的電力容量不足，并網(wǎng)和輸電能力短缺，環(huán)境災難日益嚴重。
停電改變了供應和需求
對Eskom門戶網(wǎng)站使用數(shù)據(jù)的分析表明，輪流停電導致了南非能源格局的變化。
在供應側(cè)，客戶越來越多地使用替代能源。需要穩(wěn)定供電的消費者已經(jīng)制定了替代計劃，在大多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)向了使用柴油發(fā)電機。雖然沒有柴油消費數(shù)據(jù)，但筆者使用2023年4月的數(shù)據(jù)并根據(jù)電力短缺情況估計，不包括Eskom和獨立發(fā)電商在內(nèi)，每月的額外柴油用量約為6.6億升，這幾乎與整個運輸部門的用量相同。
在需求側(cè)，停電導致電網(wǎng)電力的使用在日/夜周期的不同時段發(fā)生轉(zhuǎn)變。這主要是由鋰電池的使用推動的。Eskom報告稱，為電池儲能充電的需求增加了1.4GW，或者說電網(wǎng)負載增加了約5%。
小型解決方案的成本
一個電池-逆變器系統(tǒng)的成本約為100000-150000蘭特（約合5000-7600美元），可滿足在四階段減載期（每24小時約6小時的停電時間）一個普通家庭的需求。按照目前的費率，假設平均每天的能耗為15kWh，Eskom的電價為每千瓦時2.75蘭特，凈成本為每千瓦時6.10蘭特。這使它比柴油更昂貴。
使用同樣的假設，包括柴油和資本費用在內(nèi)，一臺8kVA柴油發(fā)電機的備用電力成本約為每千瓦時5.20蘭特。
全國范圍內(nèi)1.4GW的電池裝機容量證實，已經(jīng)存在一個以較高成本購電的市場。能源安全是許多企業(yè)的必需品，特別是那些經(jīng)營冷庫或重要設備的企業(yè)。
帶有電池的大型太陽能的成本
在最近發(fā)表的一篇文章中，筆者闡述了如果實施平衡可再生能源容量和分時電價的計劃，并結(jié)束Eskom的壟斷，南非會有怎樣的前景。
客戶可以根據(jù)一天中用電的時間來支付不同的費用。
在文章中，筆者使用了南非能源網(wǎng)的一個簡單模型，并考慮了光伏/電池儲能設施的最佳配置，該設施可以提供6GW的峰值功率，約是需求總量的20%。
文章得出的結(jié)論是，電網(wǎng)需要18GW光伏裝機容量，加上一個額定功率為3.7GW/10.4GWh的儲能系統(tǒng)。如果可以征收每千瓦時3.50蘭特的分時電價（幾乎是目前電價（不包括網(wǎng)絡費用）的兩倍），那么該設施就能收回成本。
但這需要結(jié)束Eskom的配電壟斷并建立市場運營商。不同的電價將是不同參與者之間競爭的結(jié)果。
一個三步走計劃
分析表明，可以通過三個步驟解決峰值功率問題。首先，拆分Eskom并建立市場運營商；第二，利用救助資金建立并網(wǎng)容量；第三，利用市場運營商建設大型光伏/電池容量。近25年來，市場改革一直在被提上政策議程，但幾乎沒有取得真正的進展。南非應該停止兜圈子，在快車道上走出一條直線。
來源：PVTech每日光伏新聞
評論