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作者 杰夫 ·托爾夫森 (本文作者杰夫·托爾夫森(Jeff Tollefson)主要為《自然》雜志撰寫氣候、能源、環(huán)境方面的報(bào)道)
目前，全球超過 10億人都生活在缺電狀態(tài)中，而微電網(wǎng)技術(shù)可能會(huì)為偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們提供一個(gè)新選擇
雖然電網(wǎng)在不斷擴(kuò)展，但與很多人仍相距遙遠(yuǎn)。幫助偏遠(yuǎn)地區(qū)獲得清潔能源的探索從未停止。工程師、科學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家共同提出了微電網(wǎng)( microgrid)概念——可快速部署，以較低成本為單個(gè)社區(qū)提供電力。其目標(biāo)是，在發(fā)展中國(guó)家的各個(gè)地方分別建立小規(guī)模的可再生能源系統(tǒng)，幫助偏遠(yuǎn)地區(qū)減少對(duì)化石能源的依賴。
過去，由于補(bǔ)貼不到位和基礎(chǔ)設(shè)施缺失，偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力供應(yīng)問題總是難以解決。但現(xiàn)在的環(huán)境對(duì)企業(yè)家來說已大為改善。新一代光伏電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)的價(jià)格更便宜，而且可以通過簡(jiǎn)單的智能電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行管理。過去 10年中，化石燃料價(jià)格不斷飆升，使可再生能源更具競(jìng)爭(zhēng)力。此外，聯(lián)合國(guó)制定了一個(gè)目標(biāo)，即到 2030年，讓全球所有人口都接入電網(wǎng)，這也為可再生能源的發(fā)展提供了政治上的推動(dòng)力。
那些正在進(jìn)行的微電網(wǎng)項(xiàng)目可以讓我們?cè)诩夹g(shù)和商業(yè)模式上獲得一些經(jīng)驗(yàn)，這有助于幫助更多偏遠(yuǎn)地區(qū)驅(qū)走黑暗。
印度德姆古哈稻谷殼發(fā)電
2007年，印度年輕企業(yè)家賈奈什 ·潘迪( Gyanesh Pandey)和拉特奈什 ·亞達(dá)夫(Ratnesh Yadav)采用稻谷殼作為生物質(zhì)原料，幫助擁有 2000人口的偏遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)小鎮(zhèn)德姆古哈實(shí)現(xiàn)了電氣化。
該項(xiàng)目獲得了印度新能源和可再生能源部約 1.2萬美元撥款，同時(shí)他們又自籌 4萬美元，購(gòu)買了氣化爐并加以改造，用于將稻谷殼轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃料。他們還購(gòu)置了一臺(tái) 32千瓦的發(fā)電機(jī)，并搭建了覆蓋全村的輸電線路。項(xiàng)目運(yùn)行不到 5個(gè)月，德姆古哈的居民不但已經(jīng)擁有了足夠的電力為手機(jī)充電，并且每家每戶都安裝了兩盞節(jié)能熒光燈，每晚可以照明 6至8個(gè)小時(shí)。兩人與曾在弗吉尼亞大學(xué)學(xué)習(xí)工商管理的馬諾伊 ·辛哈(Manoj Sinha)聯(lián)合成立了谷殼電力系統(tǒng)公司(Husk Power Systems)。目前，該公司已經(jīng)擁有 80多個(gè)微型發(fā)電廠，為印度、烏干達(dá)和坦桑尼亞約 20萬居民提供電力。
德姆古哈的成功經(jīng)驗(yàn)表明，即使是每月生活支出只有 15至80美元的貧困家庭，也愿意支付 100盧比(約 1.6美元)或更多的金錢來滿足最低用電需求。2007年，作為公司總裁的辛哈說，最初沒人相信用谷殼作為生物質(zhì)原料來發(fā)電是可行的，“但當(dāng)公司業(yè)務(wù)擴(kuò)展到 300多個(gè)村莊時(shí)，人們開始認(rèn)同這種商業(yè)模式了”。
目前，谷殼電力系統(tǒng)公司已經(jīng)成長(zhǎng)為全球最大的微電網(wǎng)開發(fā)商之一。他們計(jì)劃在 5年內(nèi)為印度和東非 500多萬用戶提供電力。隨著太陽能光伏板成本下降，該公司正在建設(shè)太陽能微電網(wǎng)和與之匹配的蓄電池裝置，太陽能-生物質(zhì)能混合電站也正在進(jìn)行試驗(yàn)，旨在提供 24小時(shí)不間斷的電力。
當(dāng)然，問題也同樣存在。在一些地區(qū)，主干電網(wǎng)的不斷擴(kuò)展，會(huì)與微電網(wǎng)供應(yīng)商的服務(wù)區(qū)域發(fā)生重疊。微電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)是穩(wěn)定、可靠，但費(fèi)用也較高，因?yàn)楣就鶗?huì)把錢投入基礎(chǔ)設(shè)施，而不是讓電價(jià)更低。加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的能源專家丹尼爾·卡門( Daniel Kammen)認(rèn)為，政府和企業(yè)應(yīng)該就微電網(wǎng)的監(jiān)管和融資標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成共識(shí)，這樣就可以鼓勵(lì)，而非阻礙微電網(wǎng)的發(fā)展——對(duì)于某些偏遠(yuǎn)地區(qū)，微電網(wǎng)是唯一可行的電力解決方案。
托克勞的光伏模式
托克勞被認(rèn)為是全球首個(gè)利用可再生能源徹底取代化石燃料的國(guó)家。此前，和其他島嶼國(guó)家一樣，托克勞依靠柴油發(fā)電機(jī)為 1400名居民提供電力。在光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的第一年，這套 1兆瓦的太陽能發(fā)電系統(tǒng)就已經(jīng)滿足了托克勞約 93%的電力需求。目前，托克勞每年可以節(jié)省約 80萬美元的燃油費(fèi)用，這足以支付托克勞向新西蘭政府申請(qǐng)的微電網(wǎng)項(xiàng)目貸款。
