太阳能和风能可以缓解非洲东北部的冲突

一项新的研究表明，埃塞俄比亚、苏丹和埃及之间围绕非洲最大的水力发电厂——新的埃塞俄比亚复兴大坝 (GERD) 存在的一些分歧，可以通过在该地区大规模扩大太阳能和风能得到缓解。调整 GERD 运营以支持太阳能和风能并网，将为所有相关国家提供有形的能源和水资源利益，创造区域双赢局面。“我们的结果要求在 GERD 谈判中纳入水电-太阳能-风能综合规划，”比利时布鲁塞尔自由大学 (VUB) 和 KU Leuven 的能源规划专家、该研究的主要作者塞巴斯蒂安·斯特尔 (Sebastian Sterl) 说。自然能源。

几年来，埃及、苏丹和埃塞俄比亚之间的政治紧张局势在围绕非洲最大水电站的冲突中不断升级：青尼罗河上几乎完工的埃塞俄比亚复兴大坝 (GERD)。埃塞俄比亚于 2020 年开始填充 GERD 的大型水库，它表示需要 GERD 的电力来使数百万公民摆脱贫困。但埃及对大坝对尼罗河的影响深感担忧，因为其农业完全依赖尼罗河水——埃及在 2020 年初向联合国安理会提出了这个问题。与此同时，苏丹似乎夹在了双方之间。为就大坝的长期运营达成一致而正在进行的由非洲联盟牵头的调解谈判迄今收效甚微。某些语言甚至援引迫在眉睫的“水战”威胁

季节性概况

VUB 和 KU Leuven 的能源规划专家、该研究的主要作者 Sebastian Sterl 解释说：“青尼罗河是一条季节性很强的河流。GERD 的水库非常大，可以储存河流的全部峰值流量，并以最快的速度输送水电。全年稳定，消除流量季节性。从埃塞俄比亚的角度来看，这很有意义，但它彻底改变了水到达苏丹和埃及的自然时间。围绕 GERD 的许多分歧背后是一个问题，如果有人的话，谁，应该允许对尼罗河施加这样的控制。”

由 Sterl 领导的一组位于比利时和德国的研究人员现在已经确定了一种令人惊讶的方法，可以同时解决围绕大坝的多个分歧，并使所有三个国家都受益。这个想法归结为大规模部署现代、清洁的太阳能和风能，作为 GERD 水电的补充。更具体地说：研究人员建议埃塞俄比亚及其邻国部署大型太阳能和风电场，努力建立区域一体化电网，然后同意埃塞俄比亚与太阳能和风能协同运营 GERD。这意味着在晴天和刮风的日子减少水的涡轮增压，在阴天、无风的时期和夜间增加水，以“巩固”始终波动的太阳能和风能。

研究人员意识到，埃塞俄比亚、苏丹及其东非邻国的许多地区的阳光和风与青尼罗河水流具有相反的季节性特征。在这些地方，在旱季，阳光最灿烂，风也最强。水、太阳和风之间的这种“季节性协同作用”是研究人员发现的核心。

研究发现，如果 GERD 全年运行以支持太阳能和风能——每小时和季节性——这将自动意味着在旱季生产更少的水电，而在雨季生产更多，而不会对 GERD 产生负面影响年平均发电量。从大坝流出的水将具有与自然河流流向有些相似的季节性，在雨季出现明显的峰值。

根据斯特尔的说法，如果 GERD 以这种方式运作，“从本质上讲，埃塞俄比亚将拥有一座大水坝的所有预期收益——但对于苏丹和埃及来说，埃塞俄比亚人似乎只建造了一个适度的、相对较小的水库。尼罗河上已经有许多这样的水库，因此埃塞俄比亚下游的任何国家都不会真正反对这一点。”

区域合作

通过围绕共同的能源和水目标协调各方，研究人员确定了这种集成水-太阳能-风能规划的至少五个具体好处。首先，埃塞俄比亚可以成为非洲最大的电力出口国，同时减少对水电的依赖并长期降低发电成本。其次，在 GERD 的支持下，苏丹和其他东非国家对污染性化石燃料的消耗可能会被太阳能和风能所取代。第三，由于 GERD 提议的运营方案，埃及在干旱年份可以获得比以前更多的水，并且不需要改变自己的高阿斯旺大坝的运营。第四，埃塞俄比亚将更有效地利用其巨型水坝'在太阳能和风能不可用时，通过频繁地以峰值功率生产，来安装十多个涡轮机。第五，整个苏丹的尼罗河生态受新大坝的影响较小，因为流量季节性是河流生态可持续性的重要组成部分。

据作者说，整个东非地区都将做出贡献。“理论上，埃塞俄比亚可以单独行动，使用 GERD 来支持自己的太阳能和风能，”斯特尔说。“但是，如果苏丹加入进来，效果会更好——它比埃塞俄比亚拥有更好的太阳能和风能资源，从而实现更好的水电-太阳能-风能协同作用，并降低可再生能源发电的总体成本。埃及有很大的优势太阳能和风能资源也是如此，吉布提、南苏丹和其他东非国家也是如此。在一个共同的东非电力库中进行区域合作可能是关键。”

研究结果表明，在埃塞俄比亚、苏丹和埃及之间正在进行的 GERD 谈判中，水力太阳能风能综合规划可能是一个非常有趣的选择。“你可以称之为双赢局面，”教授说。VUB 的气候研究员、该研究的合著者 Wim Thiery。“整个地区都会受益。”

模型

研究人员通过使用专门的、高度详细的计算机模型 (REVUB) 获得了他们的结果，该模型旨在模拟水电大坝以及太阳能和风能等其他可再生能源的运行。该模型最初由相同的 VUB 研究人员在 2019 年创建，用于研究西非的可再生电力方案。后来，随着 GERD 谈判越来越多地出现在媒体上，研究人员意识到他们可以直接应用相同的工具来研究太阳能和风能，作为解决 GERD 冲突的潜在解决方案。