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忽视化石燃料资源可能对非洲造成灾难性后果

时间:2021-09-12 10:16:20 来源:

联合国建议非洲这个地球上最贫穷的大陆,应该跳过以化石燃料为基础的工业革命,而直接转向可再生能源[1]。这促使我去看看非洲的能源,这个偶然的系列文章从撒哈拉以南的七个选定国家的电力生产和消费开始。

我想研究的一种假设是电力对GDP和GDP增长至关重要。没有它,个人就无法创造财富。因此,我期望看到用电量应与GDP和增长相关。图1为2012年选定的7个国家的人均GDP和电力。R ^ 2 = 0.81表明我的预感是正确的,但是正如我们将看到的,详细情况要复杂得多。

以下是自EIA统计开始的1980年以来七个国家中每个国家的电力供应,GDP和人口的摘要。

图1 R ^ 2 = 0.81表明GDP与电力消耗密切相关。但是拿走S非洲,R ^ 2下降到0.000。情况要复杂得多。卢旺达,坦桑尼亚,肯尼亚和南非都在排队。但是,莫桑比克的人均电力量位居第二,但人均GDP却位列第二。石油和天然气使尼日利亚和安哥拉相对富裕。这些财富是使用相对较少的计量电能创造的(海上平台将自己产生),而电能形式的财富却没有流到人口中。

概要

1.坦桑尼亚,卢旺达,肯尼亚,莫桑比克,安哥拉和尼日利亚的水力发电都是基于水力发电。在坦桑尼亚,卢旺达,肯尼亚,莫桑比克和安哥拉,有78%的电力来自水力和地热资源,这与联合国的说法背道而驰[1]。FF目前是次要的。

2.肯尼亚是唯一拥有大量地热的国家。地热似乎是东非火山裂谷的欠发达资源。

3.仅在非洲,就有以核能为补充的本土煤炭为基础的电力供应。迄今为止,非洲是7个国家中最富有,最先进的国家。将非洲纳入区域统计数据极大地扭曲了形势。

4.在最近的几十年中,水力发电已经步履蹒跚,我怀疑下降到自然变化的降雨模式,并且化石燃料(FF)增强了水力发电。

5.与南非和经合组织相比,这六个国家的人均电力消费量很小。例如比较:坦桑尼亚114,南非4522,英国每年5283 kWh人均。

6.在所有国家中,电力供应的增长在一定程度上被人口增长所消耗。只要人口的快速增长继续消耗稀少的资源,这些国家就很难改善个人的财富和健康。

7.近年来,坦桑尼亚,卢旺达和安哥拉的人均用电量和人均GDP均有所增加。但是仅从统计数据尚不清楚,电力短缺是否会阻碍任何国家的经济增长。

8.莫桑比克拥有巨大的水力发电财富,但选择将其简单地出口到南非,而不是使用这种电力发展自己的人民和经济。

9.近年来发生的重大事件决定了许多国家的社会经济发展:莫桑比克和安哥拉的内战,卢旺达的种族灭绝,南非种族隔离的终结。

10.石油和天然气使尼日利亚和安哥拉相对富裕,但是这些财富并没有以电力消耗的形式滴到绝大多数。肯尼亚,坦桑尼亚和莫桑比克正处于加入石油和天然气时代的起点。

11.非洲的电力供应应基于功绩,将FF排除在混合之外是一个巨大的错误,例如,本地天然气提供了最安全,最便宜的选择。建议需要开发不同的模型以在城市和农村地区供电。集中式水力发电,地热发电,天然气或煤炭发电是在非洲和整个经合组织运作的模式。不应剥夺非洲其他地区的机会。

12.在农村地区,基于太阳能光伏发电和电池存储的微电网的发展可能是提供少量电力的明智方法,这可能对改善生活水平和健康大有帮助。

13.非洲最大的杀手是疾病-艾滋病,呼吸道感染,腹泻,疟疾和中风每年造成300万人死亡。与气候变化有关的原因造成的死亡未列入统计数字。疾病可以摆脱贫困,而贫困可以通过提供负担得起的可靠电力来解决。

数据

电力统计数据来自美国能源信息署(EIA)。人口和GDP数据来自联合国(UN)。EIA报告了1980年至2012年的数据,因此所有图表均跨越该时间段。

英国

大多数非洲国家的生产和消费数据非常小,以至于难以理解。以下是英国的一些基本统计数据(2012年),仅供参考。

人口6360万

电力生产3360亿千瓦时

GDP 2.53万亿美元

人均国内生产总值$ 39,780

人均年用电5283千瓦时

坦桑尼亚

如图7所示,为这7个国家中的每个国家绘制了四个摘要图。这些面板称为TL(左上),TR(右上),BL(左下)和BR(右下)。用电量,发电方式,GDP和人口是我研究过的变量。一个普遍的观察是,就经济发展而言,南非使其他国家相形见and,而就人口而言,尼日利亚使其他国家相形见war。

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图2直到2003年,坦桑尼亚主要通过水力发电,而在那年之后,化石燃料(FF)被引入混合燃料(TL)。我怀疑,由于当地干旱,2005/6年和2011/12年的水力发电量都减少了(见下文干旱部分)。FF的引入使坦桑尼亚人能够以比人口增长(BL)更快的速度维持和增长电力生产,这也使人均GDP得以维持和增长。由于报告了近年来的数据,因此显示了太阳能和生物质(用于发电),但数量太少而无法看到。

坦桑尼亚是我访问过的唯一非洲国家,因此我首先对其进行了研究。绘制GDP与电力(BL)的图表提供了良好的相关性,这进一步强化了我的信念,即两者在所有国家中都将紧密联系在一起。las,事实并非如此。

最后,印度洋大陆架已经开放进行勘探钻探,并且已经发现了一些重要的天然气。坦桑尼亚以及邻国肯尼亚和莫桑比克即将加入石油时代。石油和天然气有时会带来财富,有时却不会带来财富,而这项工作的一个动机是试图理解什么定义了成功和失败。相关:不再需要石油专业的股息

卢旺达

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图3卢旺达是一个贫穷的小国。人均年用电少于30千瓦时,而英国为每年5283千瓦时。卢旺达的数据以1994年的种族灭绝为主导,当时估计有100万人丧生。在许多非洲国家,事件(并非都不好)是社会经济的重要推动力。

像邻国坦桑尼亚一样,卢旺达的主要电力来源是水力发电,但FF于2004年引入该电力。TR图表显示,种族灭绝导致GDP下降,但从1999年左右开始,几年后电力生产下降。我不知道这是对种族灭绝反应的延迟反应,还是因为干旱等其他原因。我怀疑后者是因为卢旺达的回应,就像坦桑尼亚要转向法制一代(我不知道是什么燃料)。

自2004年左右以来,卢旺达的经济发展良好,用电量也随之增长(BL)。这是引入FF并使这种增长发生的时间。但是,电力与人口(BR)的相关性高于与GDP(BL)的相关性,这将是一个反复出现的主题。

肯尼亚

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图4在所有国家中,肯尼亚的发电机组种类最多。主要来源是水力发电,这再次显示了生产问题,这次是在2001年和2009年。我怀疑干旱,但是这些年份与坦桑尼亚和卢旺达不符,因此,这似乎是本地性的,而不是区域性的。FF是从1995年开始引入的,其重要性一直稳步增长。值得注意的是,肯尼亚拥有大量的地热产地,是七个国家中唯一拥有这种地热资源的国家。这整个地区是活跃的东非裂谷的一部分。地热似乎是一种未被充分利用的资源。

自1980年以来,肯尼亚的电力生产增长了4倍,并且与人口增长(BR)高度相关。但是,经济表现一直不佳,人均GDP在32年间从600美元增长到700美元。但是肯尼亚人仍然比坦桑尼亚人和卢旺达人富有。

底线是,肯尼亚在增加电力供应方面的努力几乎与人口增长保持同步。很难说如果有更多的电力可用,那么人均GDP可能会增长更快。这是一个关键问题。肯尼亚的经济发展是不是因为人口增长而带来了能源短缺?相关:国际能源署认为多年来没有油价反弹

莫桑比克

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图5在我穿越这些非洲州的过程中,我发现每个州都有自己独特的情况来定义今天。莫桑比克的能源有两个主要事件。首先是在1960年代后期在赞比西河(非洲第四大人工湖)上建造Cahora Bassa大坝和水力发电计划。第二个是从1977年至1992年的内战,我想是关闭了水力发电厂(TR),尽管关闭和重新开放的日期已移开了数年。

卡奥拉·巴萨(Cahora Bassa)的大部分电力都出口到了南非,因此,我们没有莫桑比克的用电量数据。该国人均发电量很高,但人均消费量可能与其北部邻国相近。

卡奥拉·巴萨(Cahora Bassa)由葡萄牙人建造,从表面上看,似乎是一个值得的外国援助项目。但是,如果不能在家中使用权力来创造舒适感,也无法提供利用财富的手段,那么这家企业就是失败的。

非洲南部

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图6非洲是非洲大陆上最富有的国家。这些图表的刻度与以前的刻度不同。人均国内生产总值和人均电力均比东非国家高约10倍。最近几十年来在非洲发生的重大事件是1994年种族隔离制度的结束。随后,随着制裁的取消,国内生产总值加速增长。

非洲拥有极为丰富的自然资源-煤炭,铀,钻石,黄金和铂金-但讽刺的是没有石油或天然气。发电以煤炭为主。值得注意的是,非洲是非洲大陆上唯一拥有核电的国家。它也有一段时间拥有核武器。虽然列出了水电,风电,太阳能和生物质(TL),但这些仅仅是橱窗装饰。非洲最成功的国家的电力是建立在FF之上的。

虽然非洲是非洲最成功的国家,但自1980年以来,非洲也未取得太大进步。人均国内生产总值和用电量处于一个结(BL)。我们再次看到电力供应的增长被人口增长(BL)所吞没。还值得注意的是,自2007年以来,电力供应一直处于静态(TL&TR),导致人均电力下降,但GDP持续增长。知道电力供应增长停滞的原因很有趣,我想知道联合国是否有削减二氧化碳排放量的压力是否可能在此背后。

安哥拉

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图7安哥拉提供了我在许多国家所期望/希望看到的体验。GDP与电力增长紧密相关(TR)。与大多数这些非洲国家保持一致,水电提供了发电的支柱,并辅以FF。2002年安哥拉的国内生产总值和电力消耗量开始上升。我想知道这是否可以归因于油价上涨(安哥拉是重要的出口国),但我发现始于1975年的内战于2002年结束。像莫桑比克一样,葡萄牙统治的结束也导致了冲突。GDP的急剧上升可能归因于油价与和平的结合。

石油资源丰富的安哥拉在该组国家中的人均GDP排名第二,但人均电力并不明显高于非洲东部国家。人均电力消费量相对较低,也表明它与高GDP无关。国内生产总值高是海上石油生产的结果,运营商将利用伴生气生产自己的电力。至少安哥拉已经动用了部分财富来修the水坝,并从较低的基础水平改善了许多居民的生活。相关:俄罗斯能否承受沙特在欧洲石油市场上的猛攻?

奈及利亚

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图8尼日利亚的图表与安哥拉有很多共同点,尤其是2002年GDP的狗腿,我认为这必须归因于油价上涨。与该职位中的大多数国家保持一致,尼日利亚拥有大量的水电,并得到了FF的补充。在尼日利亚的情况下,我认为这是天然气或石油。近年来水力发电量下降,再次表明当地干旱吗?

石油资源丰富的尼日利亚应该很富有,但事实并非如此。2012年人均电力(BL)略高于150 kWh /年;低于肯尼亚。与大多数这些国家一样,人口增长(BR)消耗了电力供应的增长,剥夺了人们更高的生活水平。

东非干旱

这项研究中所有国家的共同点是人口迅速增长,这给粮食,水和能源资源带来了压力。每个国家对水力发电也有一定的依赖性,这使它们遭受气候变化的影响。数据没有系统的变化来表明区域干旱已经影响了世代,但是我被提示进行搜索,从而抛出了这份有趣的《自然》杂志。Verschuren et al(2000);过去1100年赤道东非的降雨和干旱:

在这里,我们根据从三个不同的古湖泊学代理推断的奈瓦夏湖(肯尼亚)的湖水位和盐度波动,得出过去1100年赤道东非降雨和干旱的十年规模重建。化石硅藻和蚊虫组合。我们的数据表明,在过去的一千年中,赤道东非在气候条件相反的情况下交替出现,中世纪温暖期(大约在1000-1270年)的气候比今天干燥得多,而小冰河时期(大约在大约1750年)则相对潮湿。广告1270–1850)被三个长时间的干旱中断。我们还发现自然长期降雨变化的重建历史与东非前殖民文化历史之间有很强的时间联系,突出了了解自然长期降雨波动对可持续社会经济发展的重要性。

从过去的几年里读一些适当的科学真是令人耳目一新。在发现其他原因方面,可以预见会有新的贡献:西太平洋的人为变暖可能导致了2014年东非的干旱。

合成

撒哈拉以南非洲国家的经济往往依赖于农业,自然资源,并在较小程度上依赖旅游业。他们的财富与我们的财富之间的鸿沟巨大。例如,请参见下面的人均电费数字(千瓦时/年):

坦桑尼亚114非洲4522英国5283

仅南非就有一个接近经合组织的标准,将南非纳入平均统计数字对整个区域都极具误导性。人口与GDP的关系图揭示了一个有趣的框架。有两个巨人。非洲拥有庞大的经济体,尼日利亚拥有庞大的人口(图9)。尼日利亚的趋势在2002年加剧,最有可能是由于石油价格上涨。值得关注的是,坦桑尼亚,卢旺达,肯尼亚和莫桑比克在2002年前的尼日利亚都处于发展趋势。换句话说,他们陷入人口增长,低生产率的局面。仅安哥拉就主要根据石油财富向南非趋势发展。坦桑尼亚,肯尼亚和莫桑比克的石油和天然气前景广阔,并可能很快加入石油和天然气时代。但是,真正的挑战是将这种能源财富转化为经济多元化的所有人的繁荣。

图9各个国家的人口和GDP趋势是说明和比较人均收入的一种手段。

能源和电力消耗是经济成功的象征,因此应鼓励非洲人消费更多。但是,为此当然没有意义的消费,消费增长应由经济活动刺激的需求来驱动。需要避免的情况是由于缺乏电力而抑制了经济活动,我敢说今天就是这种情况。人人享有应该是联合国的口头禅。除其他外,电力可以使供水卫生,制冷和卫生保健工作。

图10非洲国家必须渴望成为像非洲南部的国家,而同时又要陷入尼日利亚的趋势。

人口与电力消耗的关系图显示,坦桑尼亚,卢旺达,肯尼亚,安哥拉和尼日利亚都处于同一趋势。这种趋势定义了人均消费量低和贫困。仅莫桑比克就向南非伸出援手,但是如上所述,这归结为一个单一的大型水利计划,并且向南非输出了大量的电力剩余,而不是利用意外之财在莫桑比克创造了繁荣。

非洲需要更多的电力,因此问题是电力应该从哪里来?但是,非洲要想改变个人的福祉,不仅需要更多的电力,而且供应增长必须远远高于人口增长。

重要的是要认识到,城市地区的解决方案可能与农村地区完全不同。在可能的情况下扩展水力发电通常听起来是个好主意。但是瀑布和城市的位置通常不对齐,因此需要较长的输电线路,这与建筑大坝和发电站一起需要大量资金,并且耗时费力。非洲人现在需要用电,而不仅仅是在15年内。

除了水电之外,相信非洲城市可能会依靠昂贵而又不可靠的风能和太阳能来兴旺发达。您只需要看看S Africa的成功是基于什么。它被称为煤炭。坦桑尼亚,肯尼亚和莫桑比克不久将拥有本地天然气供应,并应利用这一机会建立燃气发电厂和连接城市中心的电网。这样做对地球气候的影响将是零,除非其他原因是其他人不这样做会燃烧自己的天然气。

在农村地区,考虑在分散的村庄和城镇之间建立电网可能不切实际,这可能是一个不同的解决方案。在这里,以电池存储为后盾的太阳能光伏很可能会发挥重要的利基作用。在非洲的一个村庄,少量的电力可能会走很长一段路,为电信和照明提供了机会。多一点可能会提供烹饪,冷藏,清洁水和卫生设施的机会。

联合国正在使非洲无法专注于气候变化和可再生能源。今天,与气候相关的死亡率在撒哈拉以南非洲尚无数据。疾病和疾病每年杀死300万人(图11)。这与贫困有关,解决贫困的最佳方法是提供廉价,可靠的电力。电力来源的选择应基于科学,工程,经济学和优点,而不应基于教条。

图11撒哈拉以南非洲的5个主要死因。从资料表:非洲主要死亡原因

[1]联合国2014:非洲清洁能源走廊行动声明和行动计划

非洲清洁能源走廊计划旨在大幅增加非洲可再生能源的利用,减少碳排放并减少对进口化石燃料的依赖,从而实现更加可持续和具有气候适应力的经济增长。目前,东部和南部非洲所有电力的五分之四来自天然气,石油或煤炭等碳密集型化石燃料。预计在下一个25世纪,该地区的电力需求将增长一倍以上。非洲清洁能源走廊的目标是到2030年满足来自清洁的,本地的,具有成本效益的可再生资源的总电力需求的一半,从而将二氧化碳排放量减少到更可持续的水平。

和:

通过将可变的风能和太阳能与基本负荷的水力和地热资源结合起来,已经组织了能力建设,以帮助运营可再生能源发电份额更高的非洲电网。在各利益相关方的投入下,正在制定基于需求的从业人员指南,以指导在将这些可再生能源整合到这些电网的同时,保持成本效益和可靠服务的战略。

我的想法:

1.在坦桑尼亚,卢旺达,肯尼亚,莫桑比克和安哥拉,有78%的电力来自水力和地热资源,这与联合国的这一声明完全不符。

2.许多非洲国家很快就会拥有自己的天然气,而不必进口FF。

3.非洲在南非以外的碳排放已经处于最低点,因此建议在发电部门减少碳排放是荒谬的。

4.在25年内仅将电力翻一番,就不可能跟上人口增长的步伐,设定如此低而毫不含糊的目标将使非洲陷入贫困。

5.如果您有可调度的水力发电和地热发电,为什么在地球上要承受间歇性的风能和太阳能负担,除非这将为农村地区提供离网电力?

恩·梅恩斯


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