Проучване на изпомпвана хидроенергия в Кения и околните страни

Наскоро, базираният в Кения специалист по слънчева енергия, Ник Лусон, протегна ръка. След повече от десетилетие инсталиране на слънчева енергия в Африка, сега той е изпълнителен директор на бизнеса в слънчевото подразделение Jubaili Bros. Той е базиран в Ливан доставчик на енергийни системи в Близкия изток, Африка и Азия, който през 2017 г. се диверсифицира в слънчева.

Говорихме за потенциала за съхранение в мрежа в Кения и околните региони. Бях очарован да получа първа сметка за мрежата и възобновяемите енергийни източници в друга държава. Докато разгледах въздействието на изменението на климата или общата възможност за възобновяеми източници за 2-3 африкански държави, в този много голям континент има 55 държави и 1,2 милиарда души. Това е невероятно разнообразно.

Базовата карта е предоставена от американската библиотека на Конгреса

Имайте предвид, че когато се правят грешки относно електричеството в Кения, те са мои. Бързите бележки, последвани от изследвания, означават, че ще възникнат грешки в транскрипцията и разбирането.

Кения е най-богатата източноафриканска държава на глава от населението. Това не я прави богата държава по европейски или северноамерикански стандарти, но при $ 1 816,55 USD БВП на глава от населението тя е с 50% по-богата от съседна Танзания и значително над сегашното глобално ниво на екстремна бедност от около 2 USD на ден.

Кения се откроява по друга причина. Към 2015 г. 70% от африканците на юг от Сахара са живели без електричество. В Кения Световната банка посочва, че 75% от населението е електрифицирано, най-високо в Източна Африка. Лусон цитира процент от 65% и други неща, които сподели с мен, показват, че може да има несъответствие между претенциите на кенийското правителство и реалността на място. Това изглежда е така при проучванията, извършени от Afrobarometer през 2018 г., които отчитат 48% достъп до електричество. Тъй като Канада не цитира по-горе най-добрата интерпретация на числата, това не е критика, а просто наблюдение.

Доставка на електроенергия в Кения годишно в GWh с любезното съдействие на IEA

През годините страната бързо увеличава капацитета си за производство на електроенергия. Общото производство на електроенергия в страната се е удвоило почти от 6,7 TWh през 2010 г. до почти 12 TWh през 2018 г., като най-новите цифри са налични в графична форма.

В тази диаграма има страхотни новини за страната. Между геотермалната и водноелектрическата енергия страната се справя много добре с нисковъглеродната електроенергия. Той също така изгражда вятърна и слънчева мощност, въпреки че в момента е сравнително малък.

Лошата новина се състои от три части. Първата е, че тя все още генерира много електроенергия от въглища, дизел и дори мазут - известен още като бункерно гориво. Петролните генератори не са необичайни в нововъзникващите икономики по света. Той е стабилен, лесен за транспортиране и всяко електричество е по-добро от липсата на ток. Второто е, че хидроелектрическата генерация, с която правилно се хвали, е силно сезонна. Сухият сезон значително намалява производството на водноелектрическа енергия. Естествено, това се изостря от изменението на климата.

Третото е, че има по-голям капацитет от търсенето. Страната разполага с около 2,8 GW капацитет, но пиковото търсене е само около 1,8 GW. Прогнозираният ръст на търсенето според Lusson е по-висок. Сега тя е в позиция, в която трябва да ограничи производството на възобновяеми източници, тъй като търсенето е по-ниско от предлагането. Разликата между производството на възобновяеми източници е около 0,6 GW в някои дни понастоящем за Lusson, което предполага, че потенциално 2,4 GWh електроенергия ефективно се изхвърля поради съкращаване. Забележка: тези числа в най-добрия случай са неточни, но с всяка година стават все по-фокусирани поради бързото нарастване на внедряването на слънчева енергия.

Това може да не е проблем, ако 75% или 48% от потребителите на мрежа в момента са с висока надеждност на мрежата. Според същия доклад на Afrobarometer само 37% от кенийците са имали достъп до мрежата, който е работил през повечето време или през цялото време. Анекдотичните преживявания на Лусон са 90% достъп до мрежата в относително богатия му квартал и ежедневни прекъсвания в много други части на Найроби, което предполага още по-лош достъп в не урбанизирани райони.

Има пропуск в доставката на потенциално полезна електроенергия, която може да се обслужва. В момента слънцето, което грее, и вятърът, който духа, пада и духа върху производствените активи, които често са ограничени, защото няма кой да консумира електричеството.

Прозрението на Лусон е, че изпомпваното водно съхранение може да е подходящо за нуждите на Кения. В крайна сметка, докато голяма част от страната е полусуха или суха, голяма част от нея не е и в Африка се разработват големи водноелектрически проекти. Точно както Кения е отлична страна за геотермално генериране поради Голямата рифтова долина, минаваща през нея от Етиопия до Танзания, тя също е добра страна за изпомпвани хидро ресурси.

Проучване на ГИС на Австралийския национален университет, показващо потенциални изпомпвани водни ресурси с любезност ANU

Тъй като бях запознат с глобалната карта на изпомпваните хидроресурси на Австралийския национален университет (ANU), я изготвих за Кения. За да бъде по-ясна, картата ANU включва само затворени контури, извън реките, защитени земи, близо до местата за пренос, където височината на главата е по-голяма от 400 метра. Това означава, че обектите имат значителен потенциал за съхранение с малки резервоари, ниски въздействия върху околната среда и разумен шанс да бъдат икономически жизнеспособни. Картата по-горе е само с ресурси от 2 GWh, приблизително в диапазона на пропастта в Кения. Очевидно има много.

Това наложи да стесним потенциалните сайтове. В това има няколко очевидни фактора. Първият е, че всички обекти в близост до съществуващи големи водни обекти вероятно са по-евтини, тъй като използването на езеро като дънен резервоар в близост до резервоар на хълм вероятно ще намали капиталовите разходи. Това е моделът, който Марк Уилсън от Intelligent Land Investments прилага в Шотландия, като Лох Нес е един от най-долните резервоари в трите обекта, които работи, за да влезе в строителството, според разговорите ми с него.

Езерото Туркана, регион Кения, изпомпва хидро потенциал с любезното съдействие на ANU

Второто е, че докато помпената хидроенергия може да работи от електрическата мрежа в мрежата, има предимства, ако е по-близо до източника на производство. Докато европейските и северноамериканските мрежи изпълняват много ниски нива на загуби от пренос, в диапазона от 5% до 7% развиващите се мрежи все още не са налице и пазарите на електроенергия не са толкова рафинирани. Като такива има ситуации, при които е просто по-евтино да нанижете собственото си предаване между генериране и съхранение или да имате по-ниски разстояния. Езерото Туркана в северозападна Кения разполага с вятърна ферма от 150 MW - малко под половината от вятърната енергия за страната - и сравнително големи слънчеви ферми в региона.

Трето, искате да съкратите максимално хоризонталното разстояние между горния и долния резервоар. Пенсторът трябва да бъде в диапазона от 9 метра / 30 фута в диаметър и да бъде сравнително нисък в криви, а този голям тунел през скала е скъп на база на крак, нещо, което Трейси Ливингстън се опитва да намали в разходи и време, победител в FAE състезанието на DOE за ускоряване на изпомпваната хидро.

Четвърто, не искате да се опитвате да изграждате изпомпвана хидроенергия там, където има много домове, вили или плажове на богати хора. NIMBY са NIMBY навсякъде по света. Според нашето обсъждане не са много на езерото Туркана поради разположението му далеч от големите населени места.

Това наистина го стесняваше. Първоначалното ни предположение за обекта беше това по-горе, с над 500 метра височина на главата, съхранение около 2 GWh и под 6 км хоризонтално между езерото и горното място на резервоара. Имайте предвид, че проучването ANU игнорира езерата като по-ниски резервоари, така че е разположило дънен резервоар независимо. Би било интересно да се види бягане с езера като дънен резервоар и какво би означавало това относно ресурсния потенциал.

Пето, искате да разгледате други икономически фактори. Местата с много безработни въглищари имат предимства и наскоро беше спряна основна въглищна разработка, така че има потенциал да има квалифицирани работници в скалата за изграждането на съоръжението. Според моята оценка на 2,4 GW съоръжение на CLP Group в Гуанджоу Китай наскоро работата е в строителство и ранна експлоатация, като по-късната експлоатация е отложена, но това е десетилетие или повече заетост.

Това беше най-очевидният сайт за няколко минути, когато го разгледахме, но в региона има стотици. Може да има смисъл да се изгради съоръжение в Уганда, съседната страна с добри водноелектрически съоръжения, за които разбирам, че предоставя част от силата на Кения. Има много опции и много фактори, които трябва да се вземат предвид. Свързах Лусон с Уилсън, за да видя дали е възможно Уилсън да сподели поне широките удари на сложния модел за икономическа жизнеспособност на помпено хидроразпределение, разработен от ILI. Любопитно ми е да видя как се получава това.

Беше интересен разговор. Размерът и разстоянието на Африка прикриват невероятно разнообразие в западните медии. Фирмата на Lusson действа като доставчик на големи китайски производители, а китайската инициатива Belt and Road е много активна в Китай. Както отбелязах при скорошна оценка на съхранението, 35 от 40 площадки и 50 от 60 GW изпомпвани хидропрожекции в строителството днес са в континентален Китай. Възможността за изпомпване на хидро и други хранилища на бързо разрастващия се африкански пазар е голяма.