Возобновляемая энергия в Южной Африке - Renewable energy in South Africa

Основными источниками возобновляемой энергии в Южной Африке являются солнечная энергия, ветер, гидроэлектроэнергия и биомасса. Здесь изображены ветряные турбины в Дарлинг, Капская провинция.

Возобновляемая энергия в Южной Африке энергия генерируется в Южная Африка из возобновляемые ресурсы, те, которые восполняются естественным образом, например Солнечный свет, ветер, приливы, волны, дождь, биомасса, и геотермальное тепло.[1] Возобновляемая энергия сосредоточена на четырех основных областях: производство электроэнергии, воздух и водяное отопление / охлаждение, транспорт, и услуги сельской энергетики.[2] Энергетический сектор в Южная Африка важный компонент глобальные энергетические режимы благодаря инновациям страны и достижениям в области возобновляемых источников энергии.[3] Вклад Южной Африки в выбросы парниковых газов (ПГ) оценивается как умеренный, а уровень выбросов на душу населения выше, чем в среднем в мире. Ожидается, что спрос на энергию внутри страны будет неуклонно расти и удвоится к 2025 году.[3]

Из всех возобновляемых источников энергии в Южной Африке наибольший потенциал имеет солнечная энергия.[3] Из-за географического положения страны он получает большие суммы солнечная энергия.[3] Энергия ветра также является основным потенциальным источником возобновляемой энергии.[4] Из-за высокой скорости ветра на побережье страны, Кейптаун реализовал несколько ветряные электростанции, которые генерируют значительное количество энергии.[4] Системы возобновляемой энергии в долгосрочной перспективе сопоставимы или стоят немного меньше, чем невозобновляемые источники. Биомасса в настоящее время является крупнейшим источником возобновляемой энергии в Южной Африке, составляя 9-14% от общего энергобаланса.[5] Внедрение систем возобновляемой энергии требует больших затрат на начальном этапе, но в долгосрочной перспективе они обеспечивают высокую экономическую отдачу.[6]

Двумя основными препятствиями, стоящими за возобновляемой энергией в Южной Африке, являются: система энергетических инноваций и высокая стоимость технологий возобновляемой энергии.[3] Программа закупок независимых производителей энергии из возобновляемых источников энергии (REI4P) предполагает, что к 2030 году стоимость возобновляемой энергии будет равна стоимости невозобновляемой энергии.[6] Возобновляемая энергия становится более эффективной, недорогой и широко используемой.[1] Южная Африка обладает изобилием возобновляемых ресурсов, которые могут эффективно снабжать страну энергией.[5]

Политика и правила

Южная Африка является членом Международное агентство по возобновляемой энергии (IRENA), международная организация, продвигающая политику в области возобновляемых источников энергии. IRENA помогает инструментами для разработки политики и перехода технологий, необходимых для возобновляемой энергетики.[7] Он обеспечивает оценку ресурсов, управления финансами, политической и правовой базы, а также потенциала энергетического сектора.[7]

Зеленые тарифы на возобновляемые источники энергии (2009-2011 гг.)

В Национальный орган регулирования энергетики Южной Африки (NERSA) реализовала Льготный тариф на возобновляемую энергию (РЕФИТ) в 2009 году.[8] REFIT работает над постепенным сокращением производства электроэнергии на основе углерода, двигаясь в направлении возобновляемых источников энергии.[8] NERSA использовала REFIT для достижения цели по выработке 10 ТВтч электроэнергии к 2013 году.[9] При первом введении зеленые тарифы применялись только к ветровой энергии, гидроэнергетике и концентрированной солнечной энергии (CSP).[3] Через шесть месяцев после введения тарифы были расширены за счет включения биомассы и солнечной фотоэлектрической энергии.[3] Организация хочет достичь устойчивости за счет использования возобновляемых ресурсов, вовлекая заинтересованные стороны, снижая стоимость инвестиций и делая стоимость электроэнергии более доступной для всех.[8] Децентрализованная инвестиционная возможность предоставляет Южной Африке ресурсы для преодоления нынешнего энергетического кризиса.[10] REFIT - это первый успешный проект по снижению выбросов парниковых газов, реализованный в Южной Африке.[3] Программа REFIT была заменена Программой закупок независимых производителей энергии из возобновляемых источников энергии в мае 2011 года.

Программа закупок независимых производителей энергии в области возобновляемых источников энергии (с 2011 г.)

Южная Африка первой представила Программа закупок независимых производителей энергии в области возобновляемых источников энергии (REI4P) в 2011 году.[6] Программа включает инициативу по установке 17,8 ГВт возобновляемой энергии в Южной Африке до 2030 года.[4] Целью REI4P является сокращение выбросов парниковых газов при минимизации зависимости страны от невозобновляемых источников энергии, таких как ядерная энергия и уголь.[6] REI4P также работает над продвижением местного производства материалов, используемых в секторе возобновляемых источников энергии.[9]

Налоговая льгота (с 2016 г.)

Чтобы стимулировать дальнейшее развертывание возобновляемых источников энергии в частном секторе, Служба доходов Южной Африки от 1 января 2016 г. внес изменения в доход Закон о налогах № 58 от 1962 года включать ускоренная амортизация для активов возобновляемой энергетики, введенных в эксплуатацию налогоплательщиком. Этот налоговый стимул не ограничивается новыми системами возобновляемой генерации.[11][12][13]

Фотогальваническое производство солнечной энергии

В государственных планах предусмотрены специальные фотоэлектрические системы которые меньше или равны 1 МВтп (Пик мегаватт ) в разделе 12 B Закона о налогах. Владельцы могут амортизировать вложения на 100% в первый год.

100% амортизация фотоэлектрической солнечной системы в первый год дает налогоплательщику налоговый щит за счет экономии налога на прибыль. Фактически это дает 28% скидку на фотоэлектрическую солнечную систему. Налоговый щит применяется, даже если фотоэлектрическая солнечная система установлена ​​в середине года.[14] При частичном финансировании фотоэлектрической солнечной системы за счет долга системы могут достичь срока погашения в 1 год. Впоследствии системы обеспечивают постоянную экономию электроэнергии за каждый год эксплуатации.[15]

Производство другой возобновляемой энергии

Ветровая энергия, концентрированная солнечная энергия (CSP), биомасса, фотоэлектрические системы мощностью более 1 МВтп, гидроэнергетика не превышающие 30 МВт, а также системы, работающие на биомассе, также стимулируются за счет ускоренной амортизации по следующему графику:

  • Год 1: амортизация 50%
  • Год 2: амортизация 30%
  • Год 3: амортизация 20%

Виды энергии

Южная Африка ежегодно получает большое количество солнечной радиации.

Солнечная энергия

Основная статья: Солнечная энергия в Южной Африке

Солнечная энергия это свет и тепло, исходящие от Солнца.[16] Затем он преобразуется в электричество через фотогальваника (PV) или концентрированная солнечная энергия (CSP).[17] Солнечная энергия в Южной Африке в основном базируется на фотоэлектрических и солнечных батареях.[18] Нормированная стоимость солнечной электроэнергии зависит от качества и количества солнечной радиации в Южной Африке. Та же станция может производить до 20% больше электроэнергии при тех же капиталовложениях в Южной Африке по сравнению со странами Европы.[6] Самый дальний район на западе страны получает самый высокий уровень солнечной радиации: от 2100 кВтч / м2 до более 2300 кВтч / м2.[6] Предполагается, что к 2030 году производство солнечной энергии в Южной Африке достигнет 8400 МВт.[18] Южная Африка создала парк солнечных батарей в районе Северного Кейпа, который будет поставлять в страну 180 000 мегаватт солнечной энергии в год.[19] По оценкам, для удовлетворения потребностей Южной Африки требуется всего 3000 км2 земли, используемой для производства солнечной электроэнергии.[5]

Солнечная энергия является дешевым источником энергии по сравнению с традиционными невозобновляемыми источниками энергии в Южной Африке. Внедрение солнечных электростанций стимулировало экономику и создало рабочие места внутри страны.[20] Земельный покров Южной Африки получает в среднем 2500 часов солнечного света в год.[5] Системы солнечной энергии имеют высокую начальную стоимость, но обычно окупаются в течение 5-8 лет.[20] Использование солнечной энергии в Южной Африке стимулирует использование других возобновляемых источников энергии, включая ветер, гидроэлектростанцию ​​и биомассу.[5]

Ветряная электростанция Джеффри Бэй расположен на Восточном мысе и имеет производственную мощность 100 МВт. Это вторая по величине ветряная электростанция в Южной Африке.

Ветряная энергия

Ветровая энергия использует Ветряные турбины производить электроэнергию. Уровни ветра варьируются в зависимости от таких факторов, как рельеф местности, водоемы и растительный покров.[21] Ветровые турбины преобразуют ветер в кинетическая энергия и механическая мощность.[21] Ветер вращает лопасти длиной 50 метров, прикрепленные к валам высотой 80 метров, которые вырабатывают электроэнергию.[22] Ветряные электростанции могут иметь мощность от 10 МВт до более 100 МВт и вырабатывать энергию при скорости ветра от 13 до 90 км / ч.[23] Фермы ветряных турбин могут быть наземными или оффшорными. В море более сильный ветер и меньше визуальных воздействий.[24] В 2014 году была введена в эксплуатацию первая крупная ветряная электростанция, на сегодняшний день около 10 работают или строятся. Обширная береговая линия и географический ландшафт Южной Африки, включая низменности и высокие откосы вельдов, обеспечивают энергию ветра, которую можно извлекать и генерировать в готовых технологиях.[5] В настоящее время в Южной Африке имеется 19 объектов ветроэнергетики с более чем 600 ветряными турбинами.[25] В международном масштабе Южная Африка считается имеющей справедливые или разумные ветровые ресурсы.[5] Энергия ветра - это возобновляемый, широко распространенная и чистая форма энергии. Производство энергии ветра не производит парниковые газы и является альтернативой сжиганию ископаемое топливо.[26]

Плотина Гариеп, расположенный в Восточной Капской провинции, является крупномасштабной гидроэлектростанцией, основной целью которой является производство электроэнергии, ирригация, бытовое и промышленное использование.

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика, или гидроэнергетика, - это энергия, которая улавливается из проточной воды и превращается в электричество.[27] Наиболее распространенные формы использования гидроэнергии плотины гидроэлектростанций создать резервуар. Вода, сброшенная из резервуара, проходит через турбина который производит электричество.[27] В настоящее время в Южной Африке есть семь гидроэлектростанций по всей стране, все из которых принадлежат Эском.[28] Гидроэнергетический потенциал страны ограничен из-за низкого годового количества осадков, составляющего 500 мм.[29] Южная Африка испытывает сезонные потоки и частые засухи, которые создают препятствия на пути к успеху гидроэнергетики.[29] Восточный мыс провинция с наибольшим гидроэнергетическим потенциалом в стране.[5] Плотины гидроэлектростанций в Южной Африке могут быть связаны с другими видами водопользования, такими как орошение и борьба с наводнениями для ускорения экономического развития страны.[30] Текущая установленная мощность внутри страны составляет 668 МВт.[5] Крупномасштабные (> 10 МВт) системы гидроэлектростанции могут дать до 5091 МВт энергии, но могут иметь негативные последствия для окружающей среды.[5] Большое количество проточной воды может повредить речная экология, а сооружения занимают значительную площадь земли.[5] Маломасштабные (<10 МВт) системы гидроэнергетики могут давать до 69 МВт энергии и не имеют серьезных экологических последствий.[5]

Биомасса является крупнейшим источником возобновляемой энергии в Южной Африке, на нее приходится 9-14% энергобаланса.

Биомасса

Биомасса - это физический биологический материал, который поступает от живых или недавно живущих организмов. Он происходит из растений или материалов, полученных из растений (лигноцеллюлозная биомасса ).[31] Биомасса способна производить электричество, тепло или жидкое топливо.[32] Биомассу можно использовать в качестве прямого источника энергии в качестве топлива для отопления или приготовления пищи или жечь для выработки электроэнергии.[5] Его также можно использовать косвенно, используя свои биологические процессы и производя этиловый спирт, метанол, и топливо, которое можно использовать для транспортировки и приготовления пищи.[5] В настоящее время древесина является крупнейшим производителем топлива из биомассы, включая пни, лесные остатки, мертвые деревья и древесную щепу. Животные и растения также могут быть преобразованы в биотопливо.[33] В настоящее время Южная Африка имеет несколько производственных предприятий по производству биодизеля.[5] 42 миллиона гектаров естественных лесных массивов Южной Африки и 1,35 миллиона гектаров плантаций создают большой потенциал для производства биомассы.[34] Правительство Южной Африки имеет Работа в энергетической программе который направлен на переработку энергии биомассы для различных применений.[35]

Геотермальная энергия производится путем извлечения тепла из земной коры и преобразования его в электричество.

Геотермальная энергия

Геотермальный энергия вырабатывается из тепла, которое хранится в Земле. Геотермальная энергия - это то, что генерируется из земной коры, является первоначальным образованием планеты и из радиоактивный распад материала.[36] Геотермальные тепловые насосы подключаются к земле, чтобы использовать этот ресурс в качестве источника энергии.[37] Производство геотермальной энергии - это экологически чистый и устойчивый вид энергии.[37] В настоящее время в Южной Африке нет практики использования геотермальной энергии, но есть проекты по их реализации.[38] Геотермальные измерения были выполнены по всей Южной Африке, что продемонстрировало высокий геотермальный потенциал и то, что соответствующие температуры оцениваются от средних до высоких в глобальном масштабе.[38]

Поставщики энергии

Компания доминирует в энергетическом секторе Южной Африки. Эском. В настоящее время Eskom производит 95% электроэнергии в Южной Африке. Из-за их большого присутствия в невозобновляемая энергия сектор, есть независимые производители электроэнергии (IPP), которые могут предоставить возобновляемые источники энергии.[3] Чтобы достичь цели в 10 000 ГВтч возобновляемой энергии, правительство объединилось с агентствами и реализовало политику, способствующую развитию независимых производителей возобновляемой энергии.[39] BioTherm Energy является ведущим IPP благодаря своим трем ветровым и солнечным проектам, которые участвуют в REI4P.[40] Мулило - южноафриканская компания, которая поставляет в национальную сеть чистую энергию, такую ​​как энергия ветра и солнца. Mulilo является членом южноафриканского REI4P и выиграл проекты на сумму 420 МВт.[41] В настоящее время у них есть 30 МВт солнечных фотоэлектрических систем и запланировано еще 185 МВт. К концу 2017 года Mulilo должен был предоставить 240 мегаватт ветровой энергии.[41] Juwi Южная Африка - компания по возобновляемым источникам энергии, которая также является одной из ведущих мировых компаний по возобновляемым источникам энергии. Компания juwi South Africa специализируется на производстве солнечной энергии в коммунальном и коммерческом масштабе, а также на ветровой энергии на суше. juwi Южная Африка построила пять солнечных электростанций для коммунальных предприятий в рамках REI4P, и они также являются членами IPP.[42]

Будущие исследования

Южная Африка - одна из самых популярных стран для инвестиций в возобновляемые источники энергии. В 2014 году страна получила 5,5 млрд долларов США на проекты в области возобновляемых источников энергии.[43] Возобновляемые источники энергии в Южной Африке могут расширить доступ к электричеству в сельских районах, поскольку они подходят для автономных и небольших решений. Барьеры возобновляемой энергетики в стране включают отсутствие политической стабильности и потенциала, маргинализацию, коррупцию, бедность и ухудшение состояния окружающей среды.[44] Правительство вводит как краткосрочные, так и среднесрочные и долгосрочные цели, чтобы помочь установить темпы производства возобновляемой энергии.

Финансовый барьер существует в секторе возобновляемых источников энергии в Южной Африке.[43] Инвесторы предпочитают вкладывать средства в крупные компании по производству невозобновляемых ресурсов, такие как Eskom, а не в независимых производителей энергии, такие как BioTherm, Mulilo и juwi South Africa.[9] Высокий начальный капитал, необходимый для использования возобновляемых источников энергии, является серьезным препятствием для сектора.[43]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Эллаббан, Омар; Абу-Руб, Хайтам; Blaabjerg, Frede (1 ноября 2014 г.). «Возобновляемые источники энергии: текущее состояние, перспективы на будущее и технологии их использования». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 39: 748–764. Дои:10.1016 / j.rser.2014.07.113.
  2. ^ «Отчет о состоянии возобновляемой энергетики в мире за 2010 год» (PDF). www.ren21.net. 24 сентября 2010 г.. Получено 9 марта, 2017.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я Пегельс, Анна (2010). «Возобновляемые источники энергии в Южной Африке: возможности, препятствия и варианты поддержки». Энергетическая политика. 38 (9): 4945–4954. Дои:10.1016 / j.enpol.2010.03.077.
  4. ^ а б c Винклер, Харальд (2005). «Политика в области возобновляемых источников энергии в Южной Африке: варианты политики в отношении возобновляемой электроэнергии». Энергетическая политика. 33: 27–38. Дои:10.1016 / S0301-4215 (03) 00195-2.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Бэнкс, Дуглас; Шеффлер, Джейсон (2006). «Потенциальный вклад возобновляемых источников энергии в Южной Африке». Проект устойчивой энергетики и изменения климата: 1–116.
  6. ^ а б c d е ж Уолвин, Дэвид; Брент, Алан (2015). «Возобновляемая энергия набирает обороты в Южной Африке» (PDF). Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 41: 390–401. Дои:10.1016 / j.rser.2014.08.049. HDL:2263/49731.
  7. ^ а б «IRENA REsource». resourceirena.irena.org. Получено 30 марта, 2017.
  8. ^ а б c Одеку, Кола (2011). «Внедрение зеленого тарифа на возобновляемые источники энергии в Южной Африке: начало нового рассвета». Закон и политика в области устойчивого развития. 2: 45–49.
  9. ^ а б c Мсиманга, Б. (2014). «Неполитические варианты развития возобновляемых источников энергии в Южной Африке». Возобновляемая энергия. 69: 420–427. Дои:10.1016 / j.renene.2014.03.041.
  10. ^ «Южная Африка вводит агрессивные льготные тарифы». www.renewableenergyworld.com. Получено 30 марта, 2017.
  11. ^ «Включение: взгляните на раздел 12B, допускающий оборудование для возобновляемых источников энергии». Южноафриканский институт налоговых специалистов. Получено 31 августа, 2017.
  12. ^ «Налогообложение в ЮАР 2015/2016» (PDF). Налоговая служба ЮАР. п. 40.
  13. ^ «Отчет Market Intelligence за 2017 год» (PDF). GreenCape. С. 42–43.
  14. ^ «Налоговые льготы за счет ускоренной амортизации солнечных батарей - Раздел 12B». econavitas.
  15. ^ «Обновлены налоговые льготы SARS для солнечной энергии!». Решения для электросети. 25 октября 2016 г.
  16. ^ «Результат запроса WebCite» (PDF). www.webcitation.org. Архивировано из оригинал (PDF) 3 декабря 2011 г.. Получено Двадцать первое марта, 2017.
  17. ^ "Солнечная энергия". SEIA. Получено Двадцать первое марта, 2017.
  18. ^ а б "Солнечная энергия в Южной Африке | REVE". Получено 29 марта, 2017.
  19. ^ «Огромная южноафриканская солнечная электростанция запущена». Получено 29 марта, 2017.
  20. ^ а б «Солнечная энергия в ЮАР - вызовы и возможности». Южная Африка. Получено 29 марта, 2017.
  21. ^ а б «Основы ветроэнергетики». windeis.anl.gov. Получено 29 марта, 2017.
  22. ^ Ферма, Джеффрис Бэй Винд. «Насколько велики ветряные турбины? | Ветряная электростанция Джеффрис Бэй | Южная Африка». jeffreysbaywindfarm.co.za. Получено 29 марта, 2017.
  23. ^ Ферма, Джеффрис Бэй Винд. "Факты об энергии ветра | Ветряная электростанция Джеффрис Бэй | Южная Африка". jeffreysbaywindfarm.co.za. Получено 30 марта, 2017.
  24. ^ Гипе, Пол (1 января 1993 г.). «Опыт ветроэнергетики с эстетической критикой». Леонардо. 26 (3): 243–248. Дои:10.2307/1575818. JSTOR  1575818. S2CID  191393110.
  25. ^ "Статистика и факты SAWEA". SAWEA. Получено 29 марта, 2017.
  26. ^ Фтенакис, Василис; Ким, Хён Чхоль (1 августа 2009 г.). «Землепользование и производство электроэнергии: анализ жизненного цикла». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 13 (6–7): 1465–1474. Дои:10.1016 / j.rser.2008.09.017.
  27. ^ а б «Гидроэнергетика». www.renewableenergyworld.com. Получено 29 марта, 2017.
  28. ^ «Гидроэлектроэнергия в Южной Африке» (PDF). Эском. Январь 2015 г.
  29. ^ а б «Гидроэнергетика в ЮАР».
  30. ^ "Возобновляемые источники энергии | Департамент: Энергетика | ЮАР РЕСПУБЛИКИ". www.energy.gov.za. Получено 30 марта, 2017.
  31. ^ Великобритания, Лесная комиссия. «Энергетические ресурсы биомассы». biomassenergycentre.org.uk. Получено 30 марта, 2017.
  32. ^ "Энергия биомассы". www.eskom.co.za. Получено 30 марта, 2017.
  33. ^ Волк, Тимоти; Абрахамсон, Лоуренс; час Белый, E .; Neuhauser, E .; Gray, E .; Demeter, C .; Lindsey, C .; Jarnefeld, J .; Анешансли, Дэниел; Pellerin, R .; Эдик, С. (январь 2000 г.). «РАЗВИТИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ ПО БИОМАССЕ WILLOW ДЛЯ БИОЭНЕРГИИ И БИОПРОДУКТОВ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ (доступна загрузка PDF-файла)». ResearchGate. Получено 30 марта, 2017.
  34. ^ Маккуин, Дункан (август 2013 г.). "Энергия биомассы Южной Африки". Исследовательские ворота.
  35. ^ "Энергия биомассы | Департамент окружающей среды". www.environment.gov.za. Получено 30 марта, 2017.
  36. ^ Дай, С. Т. (1 сентября 2012 г.). «Геонейтрино и радиоактивная сила Земли». Обзоры геофизики. 50 (3): RG3007. arXiv:1111.6099. Bibcode:2012RvGeo..50.3007D. Дои:10.1029 / 2012RG000400. ISSN  1944-9208. S2CID  118667366.
  37. ^ а б "Геотермальная энергия". www.renewableenergyworld.com. Получено 29 марта, 2017.
  38. ^ а б Чибало, А.Е. (25 апреля 2015 г.). «Оценка потенциала геотермальной энергии для Южной Африки» (PDF). Пангея Стэнфорд. В архиве (PDF) с оригинала 31 марта 2017 г.. Получено 31 марта, 2017.
  39. ^ «Трансформация рынка возобновляемых источников энергии» (PDF). Всемирный банк. Июль 2005 г.. Получено 29 марта, 2017.
  40. ^ «БиоТерм Энерджи». www.biothermenergy.com. Получено 30 марта, 2017.
  41. ^ а б «Оус-Мулило». Мулило. Получено 30 марта, 2017.
  42. ^ "juwi Южная Африка - энергия ветра и солнца -juwi.co.za". www.juwi.co.za. Получено 30 марта, 2017.
  43. ^ а б c Муромбо, Тумай (2016). «Правовые и политические барьеры для возобновляемых и устойчивых источников энергии в Южной Африке». Журнал мирового энергетического права и бизнеса. 9 (2): 142–165. Дои:10.1093 / jwelb / jww001.
  44. ^ Крупа, Джоэл (2011). «Новое энергетическое будущее для Южной Африки: политическая экология возобновляемых источников энергии в Южной Африке». Энергетическая политика. 39 (10): 6254–6261. Дои:10.1016 / j.enpol.2011.07.024.