离网可再生能源如何推动坦桑尼亚的增长

东非国家坦桑尼亚面临着严重的电气化挑战。只有2% (PDF)大部分农村人口依赖昂贵、危险和低质量的燃料，如照明用的煤油和做饭用的木炭。

获得电力和其他现代能源服务是基础为人类福祉和一个国家的社会经济发展。在许多国家，通过离网应用实现电气化已成为偏远地区传统电网扩张的一种成本效益高的替代方案，这可能成为推动坦桑尼亚下一阶段经济增长的一种模式。在该国，基于风能、小水电、生物质和太阳能资源的能源系统已经成功地用于满足偏远村庄的能源需求。通过整合这些可再生能源离网系统，农村社区正在增加可负担得起的能源供应，同时对减缓气候变化做出了有意义的贡献。

在2013年，人均坦桑尼亚用电量89千瓦小时（kWh）的美国是世界上电气化率最低的国家之一，仅为撒哈拉以南非洲地区平均用电量的四分之一(该地区本身也是电气化率创纪录的低地区)。坦桑尼亚能源部门面临的主要挑战包括对农村电气化的需求不断增加和电力设施的不可靠性。

农村电气化需求不断增长

受人口增长、家庭消费增加和采矿活动蓬勃发展等因素的推动，坦桑尼亚的电力需求正在迅速扩大。

在2012年，能源和矿产部估计，人均用电量将增加五倍2010年至2035年间，以472千瓦时(PDF)．目前，坦桑尼亚全国电气化率为11.5%，城市地区(40%)和农村地区(只有2％[PDF]）。为了缩小差距，政府已设定积极目标，电气化，旨在到2035年实现75％的电气化。

中国幅员辽阔，一些地区人口密度较低，这可能会给电气化带来障碍。

现有的输电线系统未能覆盖坦桑尼亚西部和南部的大部分地区，而且电网扩展对许多难以到达的地区来说是不经济的。然而，不断增长的电力需求和电力接入要求政府设计出成本效益高的电气化计划，能够在短时间内到达农村人口。

电力设施不可靠

坦桑尼亚很大程度上取决于大水电（36％）的项目和对化石燃料如石油和天然气（62％[PDF]）为其发电。近年来，坦桑尼亚电力供应公司（TANESCO），主要的电力公司，已经从电网维修和资金管理不善遭遇。更改气象模式和最近的干旱显着，从大型水电减少发电能力，以及长时间缺水继续削弱水电生产。

TANESCO的财务状况已经在国际市场上石油价格波动和需要获取昂贵的紧急情况和需求高峰发电机，阻碍了公司的潜在投资于电网延伸加剧。

此外，对大型水电和化石燃料的过度依赖也引起了坦桑尼亚电力行业利益相关者的担忧。它还为大规模采用小型电气化计划开辟了机会，这些计划涉及较小的电力生产商的参与，需要的资本投资要少得多。

新兴解决方案:离网可再生能源

世界银行估计，该发展中国家电网扩建的成本范围(PDF)从人口密集地区的6340美元每公里到人口分散地区的19070美元每公里。偏远地区电网扩建的高成本为离网电气化提供了巨大的机遇。在大多数情况下，单一的可再生技术不足以可靠地满足长期的电力需求。为了克服这一障碍，人们提出了离网综合可再生能源系统，以满足偏远地区日益增长的可再生能源需求。

多种可获得的可再生能源的整合将加强该系统，并为农村居民提供清洁和可再生的电力。

坦桑尼亚是离网综合可再生能源系统的理想选择，因为电网扩展到其幅员辽阔、人口稀少的农村地区的成本很高，而且电网不可靠带来的风险也很大。离网系统可以在广泛的地域范围内创建高度多样化的清洁能源组合。幸运的是，坦桑尼亚拥有大量高质量的可再生资源。除了大型水电项目外，大多数这些资源——包括太阳能、风能、小型水电和生物质——还没有得到利用。

各种可再生能源的巨大潜力

太阳能坦桑尼亚位于世界“阳光带”，全年阳光充足，范围从每年有2800和3500小时的太阳辐射，平均每天每平方米辐射4-7千瓦时．该国中部地区的太阳能资源尤其丰富。为了使太阳能光伏(PV)系统成为一个更便宜、更有吸引力的选择，政府已经删除的增值税（VAT）和进口环节税（PDF）用于主太阳能组件。

风：在坦桑尼亚大地区则是平均风速每秒15至23英尺(PDF)．全国10％以上，面积马拉维的大小，具有较高的风电潜力的地区和坦桑尼亚的总体风能潜力超过了两个风速和覆盖了整个加州美国各州的。迄今为止，四家公司（PDF）都表示有兴趣投资该国的风能，许多地区正在评估其风能潜力。

小水电：小水电坦桑尼亚的评估的潜在为约480兆瓦（MW）。目前，连接到电网量只有15兆瓦已安装的小水电项目。据国家电气化项目招股书分析，141个水电站点已确定，可能超过了100万，人口提供电力，以超过300米的地区。在这些加氢站点的三分之二的估计容量为小于1 MW，并且在剩余的位点而变化它在1和10之间MW。这些是小规模的电气化完美的价值。

生物质:生物质燃料占88％在坦桑尼亚的一次能源供应，以及约80％（PDF）主要是木材和木炭 - - 这生物质能利用发生在农村地区，以满足居民做饭（和一些加热）的需要。每年，在发生损失木炭生产结果估计371728英亩(PDF)在全国森林覆盖率。随着人口的增加，科学家预测，一些6910000英亩森林将已在2030年丢失，相当于坦桑尼亚的森林总覆盖的8.5％。森林的过度开发是不可持续的严重挑战，资源可再生性的概念。

尽管如此，坦桑尼亚的利用生物质能源的潜力仍然很大。在可用于电力生产丰富的原料是甘蔗渣，稻壳和森林残留物。而且电源可以通过精心策划快速增长的人工林进行访问可持续采伐木材。在坦桑尼亚联产估计理论电势（同时生产电能和热能的，使用这两者）超过395 MW．目前单个生物质燃料发电厂的装机容量各不相同100和500 kW．

离网可再生能源验证

集成的可再生能源系统的设计比其各个部分时，使用两个或更多的当地现有的可再生能源为基础的系统，以满足偏远地区的能源需求，而无需连接到主电网。通过使用能量的多个源，这些系统克服与单个可再生能源关联的不确定性。在国际能源机构估计，实现普及电全球目标需要追求的离网和/或微电网解决方案70% (PDF)目前缺少电力供应的农村地区这些解决方案在拥有多种多样的可再生能源的坦桑尼亚尤其有希望。

2012年底，《农村电气化投资说明书》(Rural Electrification Investment Prospectus)估计，“坦桑尼亚一半的农村人口可能通过微型电网(20%)和离网选项(30%)获得更好的服务”，而不是电网连接。对能源成本进行的均一比较表明，使用可再生能源发电的离网电力可能比传统柴油发电更便宜。

多种可获得的可再生能源的整合将加强该系统，并为农村居民提供清洁和可再生的电力。综合系统的最佳规模和配置将根据具体地点而定，以使能源生产成本最小化。

为了测试综合可再生能源系统满足坦桑尼亚偏远和农村人口电力需求的潜力，使用美国国家可再生能源实验室开发的微电网模型软件Homer Pro在几个地区进行了系统模拟。由于坦桑尼亚的大部分水电资源位于南部和西部，而生物质资源的大部分潜力在北部，因此模拟没有考虑这两个来源，而是将重点放在一个包括风能、太阳能和传统柴油发电厂的系统上。

作为由绿色阴影区域，风的结构在图6中所描绘的，当燃料价格非常高，并且风速也很可观（大于每秒19.5英尺）太阳能光伏和柴油植物是经济可行的。红色阴影区域，绝大多数图表，描绘了太阳能光伏发电以及传统能源更好地协同工作场景。

从模拟中可以得出的一个重要结论是，太阳能一直是一种成本效益高的能源，可以纳入系统。根据其他可再生能源的可用性和质量，可以进行优化配置，以集成多种可再生能源。

期待

在未来，世界上大多数人口将生活在我们今天称为发展中国家的地区。了,超过三分之一的发展中国家包括无法获得现代能源服务的农村地区。然而，这些偏远地区可以而且应该被视为潜在的早期迁移地点，以显示各种可再生能源满足日益增长的能源需求的巨大潜力，如坦桑尼亚农村地区的情况。

本文首次发表于世界观察研究所．