В Африке проживает около 1,2 миллиарда человек, и большинству из них нужно больше энергии, чем они используют сейчас. Житель Африки использует в четыре раза меньше энергии, чем в среднем по миру, но по мере того, как африканские страны улучшают свой уровень жизни, они начинают использовать все больше и больше электроэнергии. Будем надеяться, что подавляющее большинство этой новой энергии будет возобновляемой и экологически чистой — и действительно, это план для большей части африканского континента, где гидроэнергетика находится на переднем крае.

Но план меняется.

Плотины гидроэлектростанций, которые когда-то считались основным источником будущей энергии в Африке, больше не могут быть экономически эффективными.

По крайней мере на бумаге, аргументы в пользу гидроэнергетики в Африке кажутся очень сильными. Обильные осадки, массивные реки и огромные водопады — география континента, кажется, идеально подходит для гидроэнергетики. Многие страны уже используют это. Озеро Вольта в Гане (самое большое искусственное озеро в мире), флагманская плотина Возрождения в Эфиопии и Асуанская плотина (крупнейшая насыпная плотина в мире) в Египте уже являются огромными и завершенными проектами.

Но Африка использует лишь около 10% своего гидроэнергетического потенциала, и есть планы построить гораздо больше гидроэлектростанций. Вот только эти планы могут быть не такими уж мудрыми.

Согласно новому исследованию моделирования, инвестирование в новые гидроэнергетические проекты, возможно, не самый разумный подход для Африки.

Солнечная энергия дешевле

Исследователи рассмотрели, какой способ будет наиболее экономически эффективным для африканских стран удовлетворить растущий спрос на энергию к 2050 году. Они рассмотрели различные источники энергии (гидроэнергетика, солнечная энергия, ветер, ядерная энергия, природный газ, уголь и другие). сравнивая их стоимость. Они также оценили стоимость и выгоды всех возможных будущих гидроэлектростанций в Африке.

Сложность исследования беспрецедентна. Они включали в себя все: от роста населения до речных потоков и взаимодействия между различными растениями. В конечном итоге они обнаружили, что во многих случаях лучше просто не строить гидроэлектростанции. Фактически, 67% возможных будущих гидроэлектростанций в Африке, вероятно, не стоят инвестиций.

На данный момент возобновляемые источники энергии по-прежнему составляют очень небольшой процент энергии в Африке. Но вскоре эта статистика может начать меняться.

«Уникальность нашего исследования заключается в том, что мы моделируем каждую гидроэлектростанцию ​​в Африке индивидуально — как существующие, так и будущие кандидаты», — объясняет доктор Анджело Карлино, ведущий автор исследования. «Таким образом, наша модель может определить, какие заводы могут быть разумными инвестициями, а какие, вероятно, не следует строить».

Первая причина заключается в том, что возобновляемые источники энергии (особенно солнечные, а также ветровые) становятся дешевле. Проще говоря, гидроэнергетика не сможет экономически конкурировать с другими возобновляемыми источниками энергии. В частности, ожидается, что солнечная энергия станет самым дешевым видом энергии для Африки.

Но есть еще одна причина, по которой гидроэнергетика может быть не такой рентабельной: изменение климата.

Климат и вода

Мы уже наблюдаем последствия изменения климата, но в ближайшие пару десятилетий эти последствия почти наверняка усилится. Засуха является одним из наиболее заметных подобных последствий, а засуха меняет правила игры в гидроэнергетике. Засуха делает речной объем менее надежным, а также означает, что вам нужно больше инвестировать в поддержание растений.

Это еще одна причина, по которой солнечная энергия станет более привлекательной технологией в долгосрочной перспективе», — говорит доктор Маттиас Вильдемерш, научный сотрудник Международного института прикладного системного анализа (IIASA) в Австрии и соавтор исследования.

Но это не означает, что для гидроэнергетики Африки «игра окончена». По крайней мере, в краткосрочной и среднесрочной перспективе некоторые гидроэлектростанции смогут обеспечить столь необходимую дешевую электроэнергию. Их также можно использовать в качестве буфера при переходе к возобновляемым источникам энергии, по сути служа экономически эффективным мостом к надежному использованию энергии ветра и солнца.

«Наша модель показывает, какие именно гидроэлектростанции будут рентабельными в краткосрочной перспективе», — комментирует профессор Андреа Кастеллетти, профессор кафедры управления природными ресурсами Миланского политехнического университета и старший автор исследования. «Особенно в бассейнах Конго, Нигера и Нила есть определенные проекты, которые стоили бы усилий, если они хорошо спланированы и вредное воздействие на окружающую среду сведено к минимуму».

Однако исследование заставляет африканские страны переосмыслить, как им следует использовать гидроэнергетику.

«Окно для инвестиций в гидроэнергетику в Африке очень быстро закрывается», — добавляет профессор Себастьян Стерл, профессор энергетической метеорологии Брюссельского свободного университета (VUB), Бельгия, и старший научный сотрудник Института мировых ресурсов (WRI) в Аддис-Абеба, Эфиопия. Исследование предполагает, что после 2030 года лишь очень ограниченное количество гидроэлектростанций останется привлекательным для инвестиций в Африке. «Помимо экономической эффективности, это в целом хорошая новость для окружающей среды: это означает, что многим рекам не придется перекрывать плотины и они смогут сохранить свое естественное русло», — заключает Стерл.

Солар будет королем

В дополнение к показу препятствий на пути развития гидроэнергетики, исследование подчеркивает, насколько доминирующей, как ожидается, станет солнечная энергетика.

В долгосрочной перспективе солнечная энергия станет «королем» рынков электроэнергии во всем мире. Солнечная энергия уже является самым дешевым видом электроэнергии в мире, и еще есть много возможностей для совершенствования, особенно по мере расширения масштабов использования возобновляемых источников энергии.

«Преимуществом быстрого внедрения возобновляемых источников энергии является большая энергетическая безопасность и надежная независимость, а также долгосрочная дефляция цен на энергию, потому что это искусственная технология — чем больше вы устанавливаете, тем дешевле она становится», — сказал Кингсмилл Бонд, старший директор Института Роки Маунтин. Евроньюс в начале этого года.

Ссылка в журнале: Анджело Карлино и др., Снижение стоимости возобновляемых источников энергии и изменение климата ограничивают необходимость расширения гидроэнергетики в Африке, Наука (2023). DOI: 10.1126/science.adf5848.