穿越裂谷的路径 ： 通过发掘关键问题和数据需求来告知非洲能源转型

问题简介 穿过裂谷的路径 通过挖掘关键问题和数据需求，了解非洲能源转型 塞巴斯蒂安·斯特尔(WRI)、丽贝卡·雪莉(WRI)、罗斯·多奇(ETC)、关民(ETC)、阿黛尔·特纳(ETC) WRI.ORG 执行摘要3 关于非洲能源转型和我们的方法的辩论5 在西非，可变性可再生能源（VRE）来源真的一旦最经济有效的电力生成选项吗？ 7 基于可再生能源的电力服务在西非的交付是否具有商业可行性？商业可行性的关键驱动因素是什么？12 如何最好地服务于传统上未电气化的领域（例如烹饪、交通和工业）？这些领域中是否有必要发挥石油和天然气的作用？ 14 鉴于当前和未来的国际市场信号，机会是什么以及能源出口的风险 决策者的影响。 CONTENTS ▪ HIGHTS 非洲对低碳机遇已有广泛认识，但仍迫切需要为非洲电力及能源系统的未来制定清晰愿景，并明确实现这些愿景所需采取的措施。 ▪ 对非洲能源转型的分析内容正在增长，但由于解析度较低、上下文关联有限、科学政策差距广泛以及缺乏所有权或完全缺失等因素，其对决策的影响力难以提升。 ▪ 非洲能源转型的争论在地方和国际利益相关者之间日益两极分化，这在关键议题，如化石燃料的作用等事实基础上讨论的空间正在缩小。 ▪ 撒哈拉以南非洲? 16 。 Conclusion 20 附录：部门化石燃料需求和排放预测在撒哈拉以南非洲 22 尾注 23 参考文献 24 Acknowledgments 30 问题简报侧重于政策问题，并明确指出现有证据对 第1.0版，2023年7月 建议引用：斯特尔,S.,R.肖理,R.多奇,M.关,A.蒙特纳。2023.“穿越裂谷之路：通过揭示关键问题和数据指导非洲能源转型”。eneeds."IssueBrief.Washington,DC:WorldResourcesInsti-tute.Availableonlineat:https://doi.org/10.46830/wriib.22.00136 当前迫切需要确保非洲能源转型决策基于清晰、客观的分析，理想情况下应在国家层面进行 执行摘要 关于非洲能源未来的辩论 关于非洲能源系统必要增长的辩论，以及在全球能源转型背景下化石燃料未来角色的问题，已经变得极化 。 非洲能源转型的讨论往往被狭隘的故事叙述、观点分歧以及寻求一刀切解决方案的好意但误导性探索所定义。结果，气候、外交和发展目标可能受到影响。这场辩论中的非洲主导机构明确阐述了迫切需要数据和证据的需求。 与全球北部国家相比，大陆的化石燃料资源开发利用相对较低（导致对实施能源政策公平性看法不一）的历史背景下 ▪ ▪ 非洲国家的转型。大陆日益增长的工业化议程需要的原材料，在所有情况下，并非都有经济上可行的低碳替代品。 非洲在全球能源转型中的角色独一无二，它是全球最未电气化且人口增长最快的大陆。通过扩大现代能源形式和工业化途径增加对这一快速增长人口的繁荣支持，国际能源署（IEA，2022a）预测到2030年至少需要将电力供应量提高三倍。因此，目前处于发展不足且资源严重匮乏的大陆能源系统，值得密切关注。 辩论风格的互动往往倾向于将需要细致讨论的复杂问题简化为高层级的讨论要点或论点。这些论点在理论上或许易于理解，但可能不足以提供进行良好决策所需的实质性证据。在缺乏全面且易于消化的数据的情况下，简化叙事可能会预设非洲的选择（Mulugetta等，2022年）。这一风险迫切需要缓解。当前所做的能源转型决策和政策将对未来产生影响 ，包括经济轨迹、国际合作关系、信任、多边主义以及数百万人民追求繁荣的可能性，同时对近期和长期的影响都有深远的意义。 撒哈拉以南地区的电力系统装机容量约为80吉瓦 ，不到印度的四分之一。非洲能源转型并非旨在远离化石燃料，而是关于如何以可靠、坚韧和负担得起的方式迅速扩大电力生成，同时保持气候兼容性并确保所有人的接入。由于每个非洲国家都有不同的起点（Mulugetta等，2022年），非洲各国的能源路线图不能成为一个单一的故事；然而，它们往往被这样呈现。 非洲的能源转型及其对化石燃料（如天然气）的作用成为了一场充满争议的辩论，原因在于以下多个特征性因素构成了非洲能源转型的关键： ▪ 从国际金融界获得投资以扩大可再生能源的难度在大陆上，面对通过间歇性可再生能源输送大量 ▪ 电力的挑战， 在薄弱电力系统的背景下，面临的挑战是如何实现主要由二手车辆车队和依赖传统生物质较多的居民部门的电气化。 关于这个问题简短 非洲在这场辩论中的领先机构，如非洲联盟委员会和联合国非洲经济委员会（UNECA），明确阐述了迫切需要数据和证据的必要性。 非洲联盟委员会（2021年）；非洲经济委员会（2020年）。响应这一呼吁，世界资源研究所非洲分部 （WRIAfrica）与能源转型委员会（ETC）合作，开展针对性研究并进行高层交流。WRI非洲和ETC认识到，为讨论提供事实基础，并突出决策者在制定全面视角时必须考虑的关键未解答问题的重要性 。 本简报回顾了可用的非洲能源转型分析，以揭示需要回答的关键开放问题，从而促进基于科学的政策制定。 通过这篇综述，我们确定了一套明确的 making. 关于非洲能源转型，尤其是西非（SSA）地区（排除南非），目前存在诸多开放且尚未解答的问题。 必须打开的问题被回答 确定的悬而未决的问题涉及金融、技术和经济层面的不同问题它们从单个项目扩展到电力部门、更广泛的能源部门和整个经济。 ▪ 考虑撒哈拉以南非洲（SSA）资本成本相对较高的情况下，可再生能源发电技术的实际成本是多少？这对其最优成本电力组合意味着什么？ 非洲大陆。若这种侧重于宏观层面的趋势持续下去 ，对非洲能源转型议题的简化论调以及寻求一刀切解决方案的努力将不断加剧辩论的复杂性。 我们注意到目前为辩论提供信息的关键模式与实地现实之间的差异。我们的方法有助于识别研究中的盲点、假设中的不确定性以及过渡路径中的高度敏感变量。这些洞见导致了一系列明确的“无后悔”行动 ，这些行动似乎得到了共识，相反，它们也揭示了 ▪SSA的电网如何改善其 超过当前(通常不足)水平的稳定性扩大电力接入和吸收高份额 可变可再生能源？ ▪电力需求如何可持续增长以避免 供过于求或供过于求，在高数字的背景下等待低电费的未来消费者 连接? ▪什么是实现普遍清洁的可行途径烹饪通道，清洁运输车队和清洁工业化? ▪全球市场力量对 继续依赖或希望发展的国家， 脱碳世界中的化石燃料经济，以及 存在的绿色替代品有哪些？ 需要紧急关注的证据缺口作为下一步行动的空白。 ▪ 非洲各国清洁能源扩张的规模和速度预测将依赖于资本成本、投资流向以及电网强化水平等因素。现有模型往往未能充分强调这些关键变量，这导致利益相关者之间的争议，并使研究结果容易被解读或批评。 ▪ 在工业领域（例如钢铁和化肥）中可能替代化石燃料的日益可行的技术（如可再生能源技术）值得进行更深入的研究。同时，为了实现能源转型规划，需要承认清洁替代品在烹饪、水泥生产 和交通运输领域的局限性。 主要发现 我们发现，现有的文献提供了不足的答案，导致了研究结果与撒哈拉以南非洲（SSA）政策制定者规划清洁能源转型所需信息之间的差距。一个突出的问题在于SSA：大多数已发表的研究集中在大陆层面，对国家层面的路径关注较少，这些路径对于跨地区的政策制定者更为有用。 ▪植根于现实主义的过程。 最终，对未来需求的最佳预测表明，在去碳化的世界背景下，非洲石油和天然气资源的进一步开发不会“耗尽全球碳预算”，正如一些人所建议的那样（Goldstone,2021）。然而，围绕着在多个非洲国家扩大石油和天然气基础设施所附带的财务风险存在重要的疑问。此外，国际趋势表明，绿色氢气和关键矿物扩张带来的可比收入生成渠道可能成为许多非洲国家的可行选择，这需要制定国家特定的场景分析，并加强技术转移。 我们的目标是，这份综合分析可以直接指导正在进行的讨论和对话，通过客观、无偏见的数据呈现来缓解争议区域。 关于非洲能源转换的辩论和我们的方法 为什么非洲能源转型是独一无二的 在制定清洁能源过渡计划的背景下，非洲大陆处于一个独特的位置：它同时拥有现代能源需求增长最快和现代能源获取率最低的特点（IEA2022c）。非洲的人口增长率超过全球平均水平，每年约为2.5%，但电力接入率仅为43%，清洁烹饪的接入率仅为17%（IEA2022b）。这些趋势在西非和撒哈拉以南非洲尤为显著，南非是个值得注意的例外。因此，任何增长路径都应从这样一个基础开始，即非洲的人均电力和能源使用量将快速增加，必须达到当前水平的许多倍 。 关于非洲能源转型的不同观点 在全球范围内，普遍认为减少能源使用碳排放的道路依赖于大规模终端应用的电气化，同时构建基础设施以从低碳来源（主要为太阳能光伏和风能）产生和传输电力，以及向难以电气化的领域（如重工业）转向替代燃料，例如绿色氢能源（Eurelectric2018；IRENA2017,2018a,2022a；IRENA和中国国家电网公司2019）。 Theterm过渡"转变"可能是一种误解。这个词暗示着将现有的系统从一种状态转变为另一种状态，但问题在于，系统的大部分部分尚未建立。与其说是转变 ，不如说是构建。在这个过程中，"转变"的概念可能并不适用，因为整个系统还在建设中，而不是已经在运行的状态。因此，描述这一过程时，应该更侧重于强调建设而非转换。过渡，大多数SSA国家都准备经历相当多和急需的能源系统扩张。 挑战不再是转向化石燃料之外，而是发展清洁能源 增长以构建低碳经济。 非洲大陆拥有全球最佳的太阳能资源（Sterl等，2022年），以及较小程度的风能资源，因此从一开始就基于高比例可再生能源发展其能源系统显得颇具优势（Sterl，2021a,2021b）。理论上，许多撒哈拉以南非洲国家基本上可以作为规划基于可再生能源的电力系统和电气化终端应用领域的绿洲。.IEA非洲能源展望（IEA2022a）和国际可再生能源署 （IRENA）全球能源转型展望（IRENA2022c）的近期分析支持这一观点。这些报告表明，大多数，如果不是全部，非洲国家都有能力并应该迅速转向基于可再生能源的电力系统，并尽量减少新建化石燃料基础设施的建设。一些政治领导人对此表示赞同，例如，肯尼亚的最后两位总统都确认了到2030年实现100%清洁能源的目标（Kuhudzai2022）。 非洲大陆的能源路径以其多维性为特征。在撒哈拉以南非洲地区，能源与工业化议程（先进市场主要通过化石燃料已经基本实现）、改善公共卫生（通常与传统生物质烹饪的普及相关）、提高公用事业的财务健康（目前是例外而非普遍情况）、加快电气化进程（人口增长历史上大部分时间超过了电力接入的增长）等问题紧密相连，还有其他诸多因素 。 这些在撒哈拉以南非洲地区能源系统中独特的特征对短期和长期规划产生了影响，并导致了不同的观点和方法。这种分歧可以通过近年来不同权威的非洲内外组织所开发的非洲能源转型情景之间的差异性体现出来。 但其他组织、专家和政治领袖认为，非洲应采取相反策略，专注于开发其庞大的石油和天然气资源以促进工业化和出口收入（对于天然气而言，还包括发电）。这一观点得到了非洲能源委员会（AfricanEnergyChamber,AEC2020）、非洲融资公司（AfricaFinanceCorporation,AFC2022）以及非洲经济委员会（UNECA,Al-Zu’bietal.2022;UNECA2020）等机构的支持。这些机构坚信天然气将在国内能源系统中扮演重要角色，并认为拥有可开采储备的国家通过出口石油和天然气可以获得急需的出口收入。多个政治实体也表达了对进一步投资化石燃料基础设施的欢迎意见。 领导人，如塞内加尔总统(Koc等人，2022年)和尼日尔总统(LeFigaro然而，近期对石油和天然气出口的兴奋情绪部分源自于俄罗斯对乌克兰的非法入侵，当时欧洲似乎面临严重的天然气短缺风险。然而，