海地是西半球電氣化程度最低的國家,只為了照明,有些地方的居民一個(gè)月就要花10美元來買蠟燭和燈油,這大約相當(dāng)于一般美國家庭用電照明花費(fèi)的125倍;在印度,許多人用汽車電池給手機(jī)充電,還要額外付費(fèi);數(shù)百萬非洲人照明仍是靠陽光;在一些太平洋(601099,股吧)小島國,用柴油發(fā)電會(huì)使預(yù)算超支;雖然全世界的電網(wǎng)一直在擴(kuò)張,但仍有近13億人口沒有生活用電,電網(wǎng)對(duì)許多人來說依然遙遠(yuǎn)。
為了探索給農(nóng)村帶來清潔能源的最佳途徑,科學(xué)家、工程師、經(jīng)濟(jì)學(xué)家正在和企業(yè)家聯(lián)合起來,結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r,研究設(shè)計(jì)獨(dú)立的“微電網(wǎng)”。這種微電網(wǎng)成本低廉,能一次性地在一個(gè)社區(qū)里很快架設(shè)好。其主要目標(biāo)是建設(shè)小規(guī)模的可再生能源系統(tǒng),為所有發(fā)展中國家建造經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的分布式“燈光列島”,幫那些偏遠(yuǎn)社區(qū)擺脫對(duì)化石燃料的依賴。
過去在一些偏遠(yuǎn)農(nóng)村,曾采取補(bǔ)貼政策來建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施,隨著補(bǔ)貼失效和設(shè)施的損壞,這些努力也付諸流水。但現(xiàn)在一些大企業(yè)做得更好:用簡單智能的電網(wǎng)設(shè)備來管理新一代更廉價(jià)的光伏電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)。過去十年來,化石燃料的價(jià)格已突飛猛漲,這也讓可再生能源更有競爭力。聯(lián)合國制定的一個(gè)目標(biāo)是,到2030年在全世界范圍普及用電。
“目標(biāo)已經(jīng)定了,與幾年前相比,現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的作用要大得多!甭(lián)合國資助能源通道總干事理查德曼˙范里溫說,目前的形勢仍很嚴(yán)峻。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)的一份2012年分析報(bào)告預(yù)測,按照目前的計(jì)劃,用不上電的人口比例從2010年到2030年將從19%下降到12%,也就是說仍有10億人生活在黑暗中。要想實(shí)現(xiàn)普及用電,也意味著預(yù)計(jì)投資要從每年的140億美元提高到490億美元。在農(nóng)村地區(qū),中央電網(wǎng)預(yù)計(jì)只能解決其中約30%用電需求。
在已實(shí)施的計(jì)劃中,有一些成功的典范,那里的技術(shù)和商業(yè)化經(jīng)驗(yàn)對(duì)世界上其他情況相似的地區(qū)都有著重要借鑒意義。
印度,塔庫哈
塔庫哈(Tamkuha)的意思是“黑暗的迷霧”。這里是比哈爾邦的一個(gè)小鎮(zhèn),約有2000人。2007年,兩個(gè)年輕的印度企業(yè)家甘奈什˙潘迪和拉奈什˙雅達(dá)夫來到偏遠(yuǎn)的印度農(nóng)村塔庫哈,利用稻殼發(fā)電給這里的家庭帶來了光明。他們知道,太陽能光伏電池板對(duì)他們的計(jì)劃而言太貴了,這里的風(fēng)力也不夠發(fā)電,但比哈爾邦有著豐富的稻谷資源。
潘迪曾在美國紐約的倫斯勒工學(xué)院電力工程系就讀,他和朋友雅達(dá)夫一起草擬了一份長期計(jì)劃。他們從印度新能源和可再生能源部獲得了約12000美元的撥款,加上自己的4萬美元投資,購買并改造了氣化器,用來把谷殼變成生物質(zhì)燃料,他們還買了一臺(tái)32千萬的發(fā)電機(jī),并在整個(gè)村鎮(zhèn)架設(shè)了電線。
用了不到5個(gè)月時(shí)間,塔庫哈的居民就用上電了。除了給手機(jī)充電,還能供應(yīng)當(dāng)?shù)孛總(gè)家庭2個(gè)熒光燈每夜6到8個(gè)小時(shí)的照明用電。潘迪、雅達(dá)夫和馬諾基˙辛哈合作,成立了稻殼電力系統(tǒng)(Husk Power Systems)公司,辛哈曾在美國弗吉尼亞大學(xué)學(xué)習(xí)商業(yè)管理。該公司現(xiàn)在已有80多個(gè)“迷你發(fā)電廠”,為居住在印度、烏干達(dá)和坦桑尼亞偏遠(yuǎn)地區(qū)的約20萬人供電。
塔庫哈的成功表明,農(nóng)村的貧困家庭每個(gè)月消費(fèi)的電量即使只有100盧比(約合1.6美元),由于他們每月的生活費(fèi)在15到80美元之間,用電支出占生活支出的比例也比市中心要高,而對(duì)這些家庭來說也節(jié)約了很多,因?yàn)樗麄兩儋I了很多柴油。據(jù)公司總裁辛哈說,在2007年時(shí),人們都不相信稻殼電力系統(tǒng)能成為切實(shí)可行的行業(yè)。“在我們擴(kuò)大到300個(gè)村莊時(shí),人們才開始相信這種模式是成功的!
過去十年來,政府大力投資解決農(nóng)村用電問題,使不在主電網(wǎng)供電范圍內(nèi)的人口數(shù)量減少了一半以上。到2011年時(shí),印度用不上電的人口比例只有25%,雖然這大大低于一些非洲國家80%到90%的比例,但整個(gè)國家仍有3億人沒有生活用電。因此這種微型電力系統(tǒng)在印度的商機(jī)還是巨大的。
稻殼發(fā)電已成為世界上最大的微電網(wǎng)開發(fā)項(xiàng)目之一,而且可能變得更大。在印度和東非,今后5年內(nèi)的用戶有望達(dá)到500萬人。隨著光伏太陽能電池板成本下降,公司還打算建太陽能微電網(wǎng),并用蓄電池把這兩種電力系統(tǒng)結(jié)合起來,以滿足夜晚用電的需要。太陽能—生物質(zhì)混合發(fā)電廠的模式如今正在實(shí)驗(yàn)中,希望將來能日夜不停地發(fā)電。
"稻殼"所到之處,人們都非常積極踴躍!泵绹永D醽喆髮W(xué)伯克利分校能源研究員丹尼爾˙卡門說,“它不是一種固定的技術(shù),而是一種固定的解決方案!
但今后可能還要面臨許多問題。在一些地區(qū),提供稻殼電力的小型供電商和不斷擴(kuò)張的中央電網(wǎng)之間存在競爭關(guān)系,一些村鎮(zhèn)可能有兩個(gè)供電商。微電網(wǎng)可能更可靠,但價(jià)格也更貴些,而中央電網(wǎng)屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),會(huì)通過補(bǔ)貼來增加用戶。
南太平洋,托克勞三島
托克勞三島位于南太平洋上。2012年6月的一天,島上陽光明媚,一艘貨船駛進(jìn)港灣,給這3個(gè)小島帶來了最大的禮物:4000塊太陽能電池和1000個(gè)蓄電池,還有數(shù)不清的釘子和螺絲!拔疫以為這個(gè)島會(huì)沉下去呢!蹦茉床块L弗沃˙托洛瓦開玩笑地說。在遏制全球變暖的戰(zhàn)役中,托克勞有著更深一層的道德意義:這里是第一個(gè)從使用化石燃料轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀跬耆褂每稍偕茉吹膰摇?/p>
過去,托克勞也像幾乎所有島國一樣靠柴油發(fā)電,供應(yīng)島上1400戶居民。新的1兆瓦太陽能系統(tǒng)首次運(yùn)行一整年后,就能滿足島上93%的國民用電之需,F(xiàn)在,托克勞每年的燃料費(fèi)支出已下降了約80萬美元,比她因?yàn)橛眯挛魈m微電網(wǎng)的電而向新西蘭政府支付的全部電費(fèi)還要多!拔覀兎浅W院馈!蓖新逋哒f,“我們正在向世界和溫室氣體排放大國發(fā)出挑戰(zhàn):她們能否做到托克勞這樣,或比我們做得更好?”
英國企業(yè)家理查德˙布蘭森在華盛頓特區(qū)資助了一個(gè)環(huán)保倡議團(tuán)體,叫做“碳作戰(zhàn)