節省數十億美元 分布式電網助力非洲公用事業
撒哈拉以南非洲地區的國有電力公司將受益于私營部門分布式業務模式,將電網擴展到無電區,或進行關鍵升級 - 而不會進一步擴大負債。
在撒哈拉以南非洲地區擴展電網有更好的方式:分布式能源
在工業化世界中,受監管市場中的公共電力公司承擔著普遍服務的義務,為其服務范圍內的所有客戶提供服務,并保證升級和維護。
相比之下(盡管有一些例外),撒哈拉以南非洲地區的對應機構要么不受監管,要么不一定有義務提供普遍服務,存在嚴重的成本回收問題,無法承受履行義務的責任,或者面臨非強制性的或無資金支持的維護及拓展新客戶的任務。
致力于撒哈拉以南非洲地區電力發展的非政府組織Power for All在其“無電區電力接入計劃追蹤”報告顯示,只有不到30%的撒哈拉以南非洲國家提出了農村電氣化目標。
但即使對積極嘗試連接農村客戶的公用事業公司而言,除了現有的系統可靠性問題和線路損失率之外,配電的最后一英里和農村電網敷設也非常困難且昂貴。
簡而言之,他們要么沒有面對,要么不能通過一切照常的業務來滿足普遍的服務要求,使整個非洲大陸超過6億潛在客戶仍生活在黑暗之中,其中也包括生活在現有電網之下基礎設施下的1.1億人,他們也沒有享受到電力服務。
財政問題
部分問題是,除兩家公用電力公司外,所有撒哈拉以南非洲地區的電力公司,其資本/運營支出與收到的現金之間都存在準財政赤字。
這些赤字可能是由于非成本反映的電價結構,顯著的系統表現不佳和線路損失、偷電、客戶付款拖欠、腐敗或一般管理不善等。在整個大陸,公用事業赤字平均 為每千瓦時0.12美元,最高可達每千瓦時0.49美元。
撒哈拉以南非洲的電網擴建項目每兆瓦/公里可能花費高達550萬美元
資料來源:GTM研究所和Power for All
電網基礎設施升級是大項目,特別是對于資金緊缺的公用事業。全球GTM研究 - 撒哈拉以南非洲地區正在進行的電網擴建項目的快照顯示,這些項目的單位成本平均超過100萬美元/兆瓦 - 公里(1千米距離內傳輸1兆瓦電力的成本),平均需要五年才能完成。
泛泛的規劃,采購和施工階段以及環境和社會影響評估等基礎設施預防措施,嚴重影響預算并延長項目時間表,從而增加獲取能源的經濟機會成本。世界銀行資助的 2000至2014年電網擴建和電力項目的分析發現,平均每個住宅的接入成本為2,500美元,需要9年時間才能實現。其他研究也有類似的發現(坦桑尼亞每個連接2300美元)。
即使這些項目已經完成,客戶也會遇到問題 - 包括高接入費用,平均單相連接136美元,通常是平均月收入的兩倍以上,這意味著即使是精心策劃和必要的電網擴建項目也往往注定是無利可圖的,更不用說農村電網擴建項目,邊際成本高,用戶過于分散。
連接費用昂貴
來源:世界銀行,2016
此外,有證據表明,傳統的大規模公共投資項目進入電網擴建和輸電升級項目并沒有顯著增加公用事業的客戶群。
世界銀行的一項研究調查了6種不同的財政赤字與撒哈拉以南非洲國家的國內生產總值,接入率率和貧困差距,并沒有發現統計上的相關性,認為“幾乎沒有跡象表明準財政赤字與接入率相關“公眾對電網擴建的投資并不是在非洲擴大能源使用或享受經濟利益的有效模式。
肯尼亞電力和照明公司(KPLC)的案例明確證實傳統電網擴建項目和提供更多服務仍面臨巨大挑戰,肯尼亞電力和照明公司(KPLC)擁有并運營肯尼亞大部分電力傳輸和配網。2015年,KPLC啟動了價值1.5億美元的最后一英里連接項目,該項目擴展了全國的低壓配電網絡,并推出了150美元的補貼連接費用。
在一年內,這種基于分期付款的計劃表面上導致低收入地區電力連接增加了30倍。但是,該項目發生嚴重的成本超支,并夸大和誤報新的連接數。此外,新連接的家庭的消費水平往往非常低,而低收入客戶往往無法支付,即使提供補貼價格。
此外,如果沒有必要的配套升級,當地專家認為該計劃對公用事業的技術和財務資源造成了壓力,使成本回收和可靠性面臨嚴重風險。事實上,KPLC現在卷入了高等法院的一個懸而未決的案件,涉及公眾對充值,退款和錯誤估計的客戶賬單。
分散的公用事業商業模式
新興的市場化電力公司需要了解數字化、低碳和去中心化技術(譯注:不是區塊鏈)對他們的電氣化戰略的影響。在許多服務領域,他們根本無法忽略這些變化,因為私人即付即用型太陽能家庭系統的滲透已經在有針對性的客戶擴展戰略中取得了進展。
與規模相適應的太陽能家庭系統和微型電網可以更快、更經濟、更容易地部署到達最后一英里的消費者,并創造了一個十億美元的行業,能夠滿足最后一英里的需求。例如,小型電網可以用500至1,000美元為每個連接的客戶提供服務,大約為電網擴展平均成本的三分之一至一半。
坦桑尼亞政府估計,大約一半的農村人口可能會選擇分散式選項,如微型電網,這種更具成本效益的服務。同樣,國際能源數IEA發現分散式可再生能源為撒哈拉以南非洲地區所需的四分之三的額外電力連接提供最低成本的解決方案。
因此,未來在撒哈拉以南非洲的電力公司將需要一套創新的、現代法律和政策框架來實施這一綜合愿景。以下是一些分散的公用事業商業模式,可以加速農村電氣化,并向財務可持續發展的未來過渡。
Utility concessions(電力特許經營)是公私協議-往往競爭性招標-即允許私人公司獲得的政府合作或監督下提供服務。這些伙伴關系是利用私人資本的一種手段,并且必須有明確的法律結構,在確保充足的財務回報和滿足治理機構的公共目標之間取得平衡,特別是考慮到以電網為基礎的農村電氣化的基礎經濟仍然困難。
根據2017年世界銀行的一項研究,這通常需要將補貼,成本分攤協議,貸款擔保和設計良好的電價制度結合起來。改善能源使用的公私營電網特許經營,成功地提高了喀麥隆(ENEO),烏干達(Umeme)和加蓬(SEEG)的供電覆蓋率,并且也用于科特迪瓦(CIE),已經看到顯著的改善。當然,對于更具前瞻性的公用事業公司而言,特許經營權模式也可以用于創建受控的微型電網甚至太陽能家庭系統市場,但迄今為止這一領域的成功的概念證明POC是有限的。
Distribution franchising(配電特許經營)可以類似地在電網末端建立配電網絡的公私合作伙伴關系。該模式于2005年在印度實施,根據2012年TERI分析,在印度十二個邦中取得積極成果,但在2012-2013年縮減,部分原因是國有配電公司的反對。
取決于當地負責抄表、計費和新用戶接入的團隊,配電特許經營模式已被證明可以提高配網公司的收入可持續性,減少客戶不滿和竊電行為,并增加新客戶注冊。
根據Power for All的說法,農村微型公用事業部署的分布式能源解決方案 “電網互操作,同時提供更加靈活,以客戶為中心和靈活的電力供應”,這更加合理,來自主要私人能源公司在奧里薩邦的邦公用事業取得初步成功,證明了這種機制的有效性。
Rural electricity cooperatives(農村電力合作社)通常是發電和配電基礎設施孤島系統 - 當電網覆蓋時,再與國家電網連接 - 由農村用戶獨立擁有的供電系統。他們通常由廉價信貸提供資金,無論是由政府機構提供還是擔保。
這一模式于1935年羅斯福總統新政下在美國通過的農村電氣化法案率先推出。它目前不受非洲公用事業機構的歡迎。布基納法索是該地區少數幾個接受合作社模式的國家之一,至少有93家合作社由國家公用事業公司Sonabel授權管理其當地配電網絡,盡管迄今為止他們的表現令人失望。
盡管在過去十年中有一半以上與國家電網相連,但大多數布基納法索的合作社在經濟上不具可持續性,并且依賴于國家電力發展基金的定期供資和補貼,該基金通過Sonabel的大宗電力銷售交叉補貼征收。這些補貼主要用于購買柴油。
更有問題的是,當應該有利可圖的聯系不能彌補自己的成本時,交叉補貼根本不起作用(Sonabel目前預計準財政赤字為0.11美元/千瓦時)。盡管這是一個遠非完美情況的案例,但即使在美國,合作模式也取得了成功,目前擁有超過900家消費者所有的電力合作社,并在非洲地區展現出前景,特別是使用太陽能的微型電網運營成本。
Regulatory frameworks for micro-utilities and distributed energy service companies(微型公用事業公司和分布式能源服務公司)(DESCO)的監管框架對于澄清國家公用事業公司如何定義微型電網,簡化許可流程以及在電網到達含有迷你電網時預先確定電價至關重要。
如果沒有這種確定性政策,微型公用事業公司和DESCO公司將面臨資金投入非許可項目或持有擱淺資產的巨大風險。尼日利亞、印度幾個重要國家以及坦桑尼亞頒布的政策已經開辟了關于交叉補貼機制,電價設定和微網規模定義的最佳做法的經驗教訓。在沒有這些信號政策(如加納)的市場中,除非豁免,否則國家電價適用于微型電網發展,幾乎可以肯定無法實現成本回收,并且保持項目資本的平衡。
與坦桑尼亞的Tanesco一樣,公共事業決策者與DESCO公共事業共同開發時,DESCO政策可以為在國營公共事業服務領域運行的孤島微型電網創造一個可行的市場。如果沒有明確的監管框架作為實施的起點,小型電網開發商將與國有電力公司進行不可預測的競爭。
創新和整合
撒哈拉沙漠以南非洲地區公用事業部門不能僅僅關注于公共基礎設施投資,是時候考慮可再生能源分散化部署,來進行綜合電氣化規劃,從而發展他們普遍能源服務的方法。一方面是需要解決財政赤字,另一方面是通過轉向分散的商業模式,如電網特許經營、配電特許經營,合作社以及DESCO政策,這可以讓私人資本逐步縮小赤字差距,降低撒哈拉以南非洲公用事業公司的債務。
制定透明和全面的主電網擴展計劃,使DESCO能夠清楚地了解其市場形態和規模以及長期風險至關重要。摩洛哥的國家公用事業公司(ONE)的領導層為電氣化合作提供了極好的案例研究。
盡管整合分散式可再生能源具有很大潛力,但目前不到百分之一的受益者來自發展中國家,而且他們所獲得的電力投資也不到全球總投資的1%。仍然需要做大量的工作來推動該行業的投資,并提高消費者對這些技術的支付能力。
撒哈拉以南非洲電力公司應該擺脫電網與離網解決方案的二元思維。盡管集中式電網擴展仍然非常必要,但分布式技術已證明是整合能源規劃工作的關鍵組成部分,它有效地平衡了成本、進度、可靠性和低碳多方面訴求;同時還需注意到,隨著時間的推移、人口動態和負荷增長的變化,分布式技術同時提高系統的彈性。
電網擴展從來不是“性感魅惑”的,并沒有完美的解決方案提供完全可靠的電力接入,但正確的做法首先應該是大量削減電力公司的赤字,這是面向未來的必要步驟。
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責任編輯:電朵云