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在尼日利亚南部的姆比亚贝特·埃斯伊埃雷(Mbiabet Esieyere)和姆比亚贝特·乌杜巴(Mbiabet Udouba)村庄,日落意味着孩子们只能在煤油灯下做作业,有能力负担的家庭会传来发电机微弱的轰鸣声。和许多乡村社区一样,这两个位于茂密棕榈林空地中的姆比亚贝特(Mbiabet)社区的渔民和农民村庄,从未接入国家电网。

大多数居民甚至从未听说过太阳能。因此,当2021年一家可再生能源公司提议在他们的社区安装太阳能“微电网”(mini-grid)时,村民们对太阳能为他们家供电的想法嗤之以鼻。30岁出头的居民所罗门·安德鲁·奥博特(Solomon Andrew Obot)说:“我们无法想象(这样的事情)会存在。”

这家名为Prado Power的公司提出的小型太阳能电池板、电池和输电线路装置将为姆比亚贝特·埃斯伊埃雷(Mbiabet Esieyere)和姆比亚贝特·乌杜巴(Mbiabet Udouba)的180户家庭提供服务,以柴油发电机成本的一小部分,为他们提供更可靠的电力。村里的领导同意安装,尽管许多居民仍然持怀疑态度。但当2022年安装好太阳能板后,社区中色彩鲜艳的两居室房屋和棕褐色泥屋里的灯亮了起来。在9月份的村庄会议上,当村民们回忆起挨家挨户地走动,打开灯和插上手机充电器时的情景时,他们爆发出笑声。“我(当时)很震惊,”安德鲁·奥博特(Andrew Obot)说。

A photo of two solar panels behind a chain link fence, with a sign that reads “Prado Power.” 由可再生能源公司Prado Power在尼日利亚姆比亚贝特·埃斯伊埃雷(Mbiabat Esieyere)村庄安装的太阳能电池板,如图所示,安装在铁丝网围栏后面。“尼日利亚实际上是非洲微电网发展的典范,”一位能源专家说。 CREDIT: VICTORIA UWEMEDIMO

和许多非洲国家一样,尼日利亚在摆脱加剧地球变暖的化石燃料,转向可再生能源方面,落后于全球北方国家。尽管非洲是世界上阳光最充足的大陆,但太阳能仅占非洲总发电量的3%左右——相比之下,德国接近12%,美国6%

与此同时,在许多非洲国家,太阳能现在提供的不仅仅是环境效益。大约有6亿非洲人缺乏可靠的电力供应;具体到尼日利亚,近2.3亿人口中,几乎有一半无法接入电网。如今,太阳能已经变得足够便宜和通用,可以为数百万人带来价格合理、可靠的电力——为生活和生计以及气候创造双赢。

这就是为什么尼日利亚将宝押在太阳能微电网(solar mini-grids)上——小型装置可以产生高达10兆瓦的电力,足以供1700多个美国家庭使用——可以安装在任何地方。至关重要的是,该国率先通过智能政策吸引投资来发展微电网,为其他非洲国家树立了榜样。

目前已安装近120个微电网,为大约5万户家庭供电,覆盖约25万人。能源专家、能源基础设施咨询公司EnergyInc Advisors的董事总经理Rolake Akinkugbe-Filani表示:“尼日利亚实际上是非洲微电网发展的典范。”

尽管在整个非洲大陆扩展微电网还需要更多的工作和资金,但尼日利亚的经验表明,它们可以在帮助非洲社区摆脱对化石燃料的依赖方面发挥关键作用。但是,生活在那里的人们更关心另一个直接的好处:改善生计。清洁技术中心(Clean Technology Hub)创始人Ifeoma Malo表示,姆比亚贝特(Mbiabet)微电网提供的价格合理、可靠的电力,已经极大地推动了当地的商业发展,就像许多非营利组织(如清洁技术中心)支持微电网发展的其他地方一样。“我们已经看到这如何彻底改变了这些社区。”

Photograph of a Nigerian man wearing an orange safety vest over a brightly patterned shirt. He is standing in a doorway. 所罗门·安德鲁·奥博特(Solomon Andrew Obot)在微电网现场拍摄肖像。安德鲁·奥博特(Andrew Obot)一生都住在姆比亚贝特·埃斯伊埃雷(Mbiabet Esieyere)。在微电网到来之前,他曾担任青年副主席。今天,他是现场经理。 CREDIT: VICTORIA UWEMEDIMO

非洲能源转型初现雏形

总体而言,非洲各国的二氧化碳排放量仅占全球的不到5%,像Malo这样的许多专家对他们需要迅速淘汰化石燃料的观点提出异议;对于排放量最大的美国、中国、印度、欧洲国家和俄罗斯来说,这项任务应该更加紧迫。然而,许多非洲国家已经制定了雄心勃勃的逐步淘汰目标。一些国家已经转向当地丰富的可再生能源,例如来自地壳的地热能,它提供了肯尼亚近一半的电力,以及水电,它创造了刚果民主共和国、埃塞俄比亚和乌干达80%以上的电力

但是,水电和地热能仅在这些资源自然存在的地方才有效。而且,像太阳能和风能等在地理位置上更通用的能源的开发在非洲进展较慢。尽管从长远来看,太阳能比化石燃料衍生的电力便宜,但前期建设成本通常高于新建化石燃料发电厂。

Map of Africa colored red, orange, yellow and a tiny bit in green, according to their potential output of solar energy. Title reads “Africa’s enormous solar potential.” 由于其阳光充足的赤道位置,非洲大陆具有巨大的太阳能潜力,如图所示,单位为千瓦时。然而,太阳能仅占非洲发电量的不到3%。

在非洲,获得贷款来资助大型能源项目也尤其困难。与欧洲或美国相比,由于人们认为存在风险,贷款利率可能会高出两到三倍,例如,资金紧张的公用事业公司已经在努力从客户那里收取账单,可能无法偿还贷款。快速的政治转变和货币波动增加了不确定性。此外,一些西非国家(如尼日利亚)对进口太阳能电池板等技术征收高额关税。科罗拉多州美国国家可再生能源实验室的可再生能源专家Tim Reber表示:“确实存在一些挑战,这些挑战正在阻碍该地区可再生能源发展的速度。”

南非开普敦大学的能源系统建模专家、Annual Review of Resource Economics中关于可再生能源发展的一篇文章的合著者Bruno Merven指出,一些非洲国家已经开始克服这些障碍并刺激可再生能源的发展。例如,阳光充足的摩洛哥已经逐步取消了汽油和工业燃料的补贴。南非同意从新的可再生能源基础设施购买电力,这些基础设施正在取代许多现在正在退役的燃煤电厂

在尼日利亚,国家电网仅产生约四分之一的电力,许多人转向发电机来发电,该国正在依靠微电网——因为将其国家电网扩展到其偏远社区,这些社区散布在相当于德克萨斯州1.3倍的面积上,将花费数千亿美元,这是一笔令人望而却步的金额。许多其他国家也处于同样的境地。联合国开发计划署非洲气候变化减缓和能源问题区域技术顾问Stephen Kansuk表示:“我们帮助整个非洲大陆实现电气化的唯一途径是大力投资可再生能源微电网。”

专家们赞扬了尼日利亚为促进这种发展而采取的措施。2016年,该国电力监管委员会就开发商、配电公司、监管机构和社区如何合作开发小型电网提供了法律指导。与此同时,世界银行、全球能源联盟为人民和地球、贝索斯地球基金和洛克菲勒基金会等组织可以通过该计划提供资金,从而降低开发商的微电网投资的财务风险。

尼日利亚总统博拉·艾哈迈德·提努布(Bola Ahmed Tinubu)最近决定取消长期存在的政府对石油产品的补贴,也使太阳能更具吸引力。自那以后,车辆以及许多社区赖以生存的发电机使用的化石燃料成本飙升。尼日利亚历来是非洲最大的原油生产国,但现在燃料对于普通尼日利亚人来说基本上是负担不起的,包括那些生活在农村地区的人,他们通常每天的生活费不到2美元。在盛产原油的阿夸伊博姆州(Akwa Ibom),姆比亚贝特(Mbiabet)村庄就位于该州,在发布时,汽油的价格为每升1500奈拉(约1美元)。Akinkugbe-Filani说:“现在取消了汽油补贴,我们看到更多的人转向替代能源。”

微电网起飞

为了在尼日利亚规划微电网,开发商通常与政府机构合作,这些机构已经绘制出理想的地点:阳光充足且没有扩展国家电网计划的地点,以确保存在真正的电力需求。

Map of Africa with the title “The electricity access gap in Africa.” It shows what percentage of populations in various countries lack access to electricity. It is more than 50% or even 75% in many countries. 超过5亿非洲人无法获得电力,而且在有电力的地方,大部分电力来自化石燃料。各国正在采取不同的方法来将更多的可再生能源纳入其中。尼日利亚专注于微电网,这在缺乏国家电网的地区尤其有用。摩洛哥和南非正在建设大型太阳能发电设施,而肯尼亚和刚果民主共和国正在分别利用当地的可再生能源,如地热和水电。

下一步是让社区加入,这可能需要几个月的时间。马洛回忆起尼日利亚东北部阿达马瓦州(Adamawa)山区的一个偏远的土著村庄,当地人保留了数百年的生活方式,并且对外界人士持谨慎态度。她的团队几乎放弃了与不情愿的男性社区领导人联络的尝试,并决定尝试与女性接触。事实证明,女性对这项技术以及它如何帮助她们着迷,尤其是在晚上——从溪流中取水、使用浴室以及保护她们的孩子免受蛇的侵害。马洛说:“我们发现,如果我们说服了她们,她们就能去说服她们的丈夫。”

姆比亚贝特(Mbiabet)社区不太需要说服。居民被廉价、可靠的电力及其促进当地商业的潜力所吸引。

与许多其他微电网一样,姆比亚贝特的微电网得益于一笔小额赠款,这次赠款来自落基山研究所(Rocky Mountain Institute),这是一个总部位于美国的非营利组织,专注于可再生能源的采用。这些资金使居民能够保留微电网20%的所有权,并降低了Prado Power的前期成本,该公司在当地劳动力的帮助下建造了这些太阳能板。

9月下旬的一天,这是一个阳光明媚的下午,尽管前几天下过暴雨,但在地面上留下了印记。没有铺好的道路,今天,通往热带森林进入村庄群的泥路汽车无法通行。在某个时候,我们建造了一座由草和植被组成的临时桥梁,跨越了一个泥泞的僵局;最后一段路程是步行完成的。在这里扩展国家电网的成本将非常高昂且劳动力密集。

棕榈树让位于木杆支撑的锡屋顶,安德鲁·奥博特(Andrew Obot)正在会合点等候。当Prado Power首次与该社区联系时,他是姆比亚贝特(Mbiabet)的青年副主席;现在他是现场经理。他驾驶着他的_奥卡达_——一种当地的摩托车——沿着颠簸的红色泥路前往观看太阳能板。

一路上,我们看到了穿过茂密树叶的传输线。 “那是太阳能,”安德鲁·奥博特(Andrew Obot)在_奥卡达_发动机的轰鸣声中喊道。所有线路都是由Prado Power建造的,用于为两个村庄的家庭供电。

Photograph of an unpaved road of red dirt surrounded by thick vegetation. 姆比亚贝特(Mbiabet)非常偏远,没有铺好的道路通往那里。但是,一个不同寻常的景象表明,它比大多数类似社区更“互联互通”——树丛中穿梭着电线。 CREDIT: VICTORIA UWEMEDIMO

我们进入一片草地空地,三排太阳能板位于铁丝门后面。总共有39个太阳能板,容量超过20千瓦——足以为一个大型、能源密集型的美国家庭供电,但对于姆比亚贝特·埃斯伊埃雷(Mbiabet Esieyere)和姆比亚贝特·乌杜巴(Mbiabet Udouba)的180户家庭的灯泡、炊具和风扇来说已经足够了。

以前,电力的使用更加保守,而现在,电力无处不在。在蜿蜒穿过姆比亚贝特·埃斯伊埃雷(Mbiabet Esieyere)的主干道上的一个小理发店里,播放着一首Afrobeats歌曲。在里面,四周的墙壁上贴满了闪亮的流行发型海报——包括流行音乐家Davido的头像,上面写着“BBC——Big Boyz Cutz”——两个年轻女孩坐在嗡嗡作响的风扇旁的长凳上,等待着剃头。

沙龙老板克里斯蒂安·阿尼菲奥克·阿苏库(Christian Aniefiok Asuquo)在两年前,也就是在安装太阳能板之前,年仅16岁时就开始了他的生意。那时,他的电器是由一台柴油发电机供电的,他每天要加价值2000奈拉(约1.20美元)的燃料。这大约能持续一个小时。现在,他每月仅花费2000奈拉用于电力。“我感觉非常好,”他说,而且他的顾客也很高兴。他过去每次理发收费500奈拉(0.30美元),但现在收费300奈拉(0.18美元),仍然可以盈利。这些天他有更多的顾客。

In a small room with a mirror, a man cuts a young child’s hair. 克里斯蒂安·阿尼菲奥克·阿苏库(Christian Aniefiok Asuquo)在他的姆比亚贝特·埃斯伊埃雷(Mbiabet Esieyere)理发店里为一位年轻女孩理发,由于新的微电网提供的可靠电力,那里的生意正在蓬勃发展。 CREDIT: VICTORIA UWEMEDIMO

对于许多姆比亚贝特(Mbiabet)居民来说,“这全面促进了他们的经济发展,”落基山研究所(Rocky Mountain Institute)尼日利亚项目主任Suleiman Babamanu说。还有一个“农业加工中心”的安装,配备了作物加工机器和一个社区冷冻库,用于储存鱼类等产品,这也帮助鼓励居民充分利用他们新获得的电力。该中心由公司Farm Warehouse与Prado Power合作提供,并出租给当地人。它包括一台研磨机和油炸锅,用于将木薯——社区的主要作物——加工成_加里(garri)_,这是一种当地的主食,许多村里的妇女将其出售给邻近的社区和当地市场。

女性需要支付大约200奈拉(0.12美元)才能从头到尾加工一小盆_加里(garri)。24岁的木薯农民莎拉·埃亚克杜埃·芒迪(Sarah Eyakndue Monday)过去每天要花三到四个小时来加工木薯;现在她需要的时间不到一个小时。 “这很容易,”她笑着说。在那段时间里,她生产了足够的_加里(garri),每周可以赚取高达50,000奈拉(30.25美元)——几乎是她之前收入的五倍。

Prado Power还安装了一个电池系统,以便在夜间节省一些电力(如果连续多天阴天导致电池耗尽,则可以使用备用柴油发电机)。事实证明,这对于姆比亚贝特·埃斯伊埃雷(Mbiabet Esieyere)和姆比亚贝特·乌杜巴(Mbiabet Udouba)的妇女来说尤其有价值,她们现在感到更安全。 “到处都……比以前更明亮,”埃亚克杜埃·芒迪(Eyakndue Monday)说。

根据美国太阳能公司Renewvia Energy的说法,其他非洲社区也经历了类似的好处。在最近一项由该公司资助的调查中,在尼日利亚和肯尼亚的2658户家庭和企业主在获得Renewvia的微电网之前和之后接受了采访。值得注意的是,肯尼亚家庭的收入中位数翻了两番。许多社区不再每天花费数小时步行数公里去取水,而是能够安装电力驱动的水井或水泵,以及净水器。

Renewvia工程师Nicholas Selby说:“有了所有这些额外的时间,社区中的女性能够要么创办自己的企业,要么只是参与已经存在的企业,并且,通过这种方式,为自己赚取一些收入。”

Two photos. One shows a cassava-processing machine and the other shows a man in red t shirt leaning over to scoop the processed cassava. 当姆比亚贝特(Mbiabet)的太阳能板安装时,还安装了一个“农业加工”中心,该中心使作物加工更有效率,在提高当地经济的同时,通过增加电力使用来证明微电网的合理性。上面的面板显示了一台用于将木薯加工成“加里(garri)”的研磨机,_加里(garri)_是当地的主食。在下面的面板中,一名男子将加里(garri)倒入一个麻袋中。 CREDIT: VICTORIA UWEMEDIMO

应对微电网的挑战

太阳能系统需要定期维护——更换报废的电池、清洁、维修和解决太阳能板20到25年的使用寿命内的技术故障。除非将维护计划纳入项目中,否则它们可能会失败。例如,根据《华盛顿邮报》提供的一份报告,在印度的一些地区,政府在最近几十年安装的数千个微电网已经失修。Kansuk说,通常情况下,国家机构几乎没有长期激励来维护太阳能基础设施。

Kansuk说,在靠电网赚钱的私营公司帮助资助电网的情况下,这种情况不太可能发生,这鼓励他们安装高质量的设备并进行维护。培训当地人掌握工程技能也有助于他们自己维护太阳能板——像Renewvia这样的公司已经在他们的站点做到了这一点。尽管Prado Power还没有能够在姆比亚贝特(Mbiabet)或其其他站点为当地人提供这种培训,但他们招募像安德鲁·奥博特(Andrew Obot)这样的当地人担任保安、现场经理和建筑工人。

从长远来看,人口结构的变化也可能导致一些偏远地区的微电网被遗弃——例如在尼日利亚北部,那里的匪徒和绑架活动正在迫使农村人口向更城市化的环境迁移。“这已经成为一个大问题,”马洛说。部分出于这个原因,一些开发商正专注于在不太容易发生暴力且经济活动较高的地区建设微电网——通常是建设为多个社区供电的互连微电网。

非洲政策研究所(Africa Policy Research Institute)驻尼日利亚的气候和能源专家Chibuikem Agbaegbu说,最终,那些靠近国家电网的地区可能会连接到更大的系统中。他们可以将多余的太阳能电力输送到主电网中,从而使一个地区的整体能源系统更加绿色和可靠。

然而,微电网面临的最大挑战是成本。尽管与化石燃料发电机相比,它们往往能提供更便宜、更可靠的电力,但对于许多人来说,它仍然相当昂贵——而且往往比国家电网的电力贵得多,而国家电网的电力经常受到非洲政府的补贴。当社区分散在难以连接的大片区域时,成本可能会更高。

微电网公司必须收取相对较高的费用才能实现盈亏平衡,而且许多社区可能没有购买足够的电力来使微电网对开发商来说物有所值——例如,Kansuk说,如果居民只想要电力用于照明和运行小型家用电器。

Kansuk补充说,这就是为什么像Prado Power这样的开发商仍然依赖赠款或其他资金来源来补贴建设成本,以便他们可以向当地人收取负担得起的电价。正如姆比亚贝特(Mbiabet)所证明的那样,另一种解决方案是与微电网一起引入工业机械和设备,以增加当地收入,从而使人们能够负担得起电费。

Babamanu说:“要真正改变农村社区的生活,你需要能够提高微电网和社区的商业可行性。”落基山研究所(Rocky Mountain Institute)是一项倡议的一部分,该倡议确定了合适的电气产品,从冷藏到碾米机再到电动汽车充电器,并支持在拥有微电网的社区中安装这些产品。

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在非洲大陆推广微电网

能源专家认为,这些解决方案将是在非洲扩展微电网的关键。在2009年至2019年期间,肯尼亚、坦桑尼亚和塞内加尔等国家有大约6000万人通过微电网获得了电力供应,联合国开发计划署正在与包括马里、尼日尔和索马里在内的总共21个非洲国家合作,以激励私营公司在那里开发微电网,Kansuk说。

但是,仅仅依靠健全的政策并不能帮助微电网蓬勃发展。马洛说,如果西非国家取消太阳能电池板的进口关税,那将有所帮助,就像许多东非国家的政府所做的那样。尽管Agbaegbu估计自2018年以来,尼日利亚已经获得了超过9亿美元的太阳能投资——该国最近宣布通过一项跨国资助的项目再投资7.5亿美元,该项目旨在为超过1750万尼日利亚人提供电力供应——但它还需要更多。Agbaegbu说:“如果你看看需求与可用资源之间的差距,你会发现仍然存在很大的差距。”

该领域的许多人认为,这些资金应该来自更多的工业化、碳排放国,以帮助全球南方国家以不增加气候问题的方式支付能源发展费用;一些人还认为,应该提供资金来补偿气候影响造成的损失,这些影响对这些国家的影响最大。在2024年举行的COP29气候变化会议上,富裕国家设定了一个目标,即到2035年,每年为其他国家的气候倡议提供3000亿美元的资金——比他们之前承诺的资金高出三倍。但根据国际能源署的数据,仅非洲国家到2030年就需要估计每年2000亿美元才能实现其能源目标。

与此同时,马洛补充说,像尼日利亚这样的国家的当地银行也投资于微电网的发展非常重要,以减少对外国融资的依赖。她说,鉴于美国国际开发署(USAID)目前的资金冻结情况,情况尤其如此,这导致尼日利亚和其他国家的太阳能项目资金损失。

Reber说,有了足够的支持,微电网——以及屋顶和更大的太阳能项目——可以为减少非洲的碳排放做出相当大的贡献。那些已经拥有微电网的人似乎确信他们正走在通往更好、经济更富裕的未来的道路上,而Babamanu知道一些社区已经写信给政策制定者表达了他们的兴趣。

来自姆比亚贝特(Mbiabet)的木薯农民埃亚克杜埃·芒迪(Eyakndue Monday)并没有对她的社区新闻保密。那些被她告知的人现在来到她的村庄充电和看电视。“我告诉我的很多朋友,我们的村庄……因为有了灯而变得更好了,”她说。“他们只是很高兴。”