非洲水电面临的气候风险（三）

评估的主要结果

      目前，非洲有 6 亿多人尚无电力供应，根据预计，2020年到 2030 年期间，每年将有2000 万人获得电力服务。此外，城市人口的快速增长和经济增长的加速也将提高电力需求。尤其是撒哈拉以南非洲地区（不包括南非），这一地区的电力需求增长速度可能是全球最快的，年平均增长率为 6.5%。大规模采用可再生能源可能是一条具有成本效益的措施，该措施既能满足急剧增长的电力需求，又能减少发电产生的排放。

      水电目前占非洲可再生能源发电量的大部分，预计仍将是非洲最大的可再生能源来源之一。在假设实现全球气候目标和可持续发展目标的情况下，到 2040 年，非洲水力发电量在总发电量中的占比将进一步增长到 23% 以上，并占可再生能源发电总量的三分之一。水电在非洲发挥的作用将在未来越来越大，因此需要提前评估气候变化对未来水电发电量的影响，以确保电力系统的气候适应能力。

1. 两种气候情景下的区域平均水电容量系数都将下降

      从2020年到本世纪末，在其他条件不变的情况下，在前节所假设的两种气候情景下，前节中被选定作为评估目标的水电站（以下简称“选定水电站”）的平均水电容量系数（hydropower capacity factor，用以评估水电站的水力发电潜力的数据）都将因气候变化而下降。

      与 2010-2019 年的基准水平相比，2020-2059 年期间，非洲水电设施的水电容量系数可能会下降 1%以上。2060 年至 2099 年期间，与2010-19 年的基线水平相比，两种气候变化情景下的平均水电容量系数预计都将下降约 3%。2020-2099 年期间，选定水电站的水力发电量预计将减少约 130 太瓦时，减少额相当于 2017 年非洲的水力发电总量。

水电容量系数的下降主要受两个因素的影响：潮湿月份的月发电量峰值下降，以及干旱月份的水流量下降。在两种气候情景下，从 2060 年起，被纳入评估的大多数国家将不再达到基线期（2010-2019年）的月发电峰值。此外，在刚果民主共和国、马拉维、摩洛哥、莫桑比克、赞比亚和津巴布韦，干旱月份的水位降低可能会进一步降低水力发电能力系数。

2. 气候变化对非洲大陆水力发电的影响将不均衡

      尽管区域平均水电容量系数的下降意味着非洲的总体水力发电量可能会减少。然而，气候变化的影响在整个非洲大陆的分布将是不均衡的。例如，在本世纪余下的时间里，摩洛哥的水水电容量系数可能会下降得最多，而尼罗河流域周围的东非国家则可能受益于更频繁的强降雨，使得水力发电量增加。

      同时，令人担忧的是，刚果河和赞比西河流域的水力发电系数将会下降。一些国家已经难以应对当前的干旱，例如，赞比亚 80% 以上的电力都来自水力发电，由于雨季缩短和更加频繁的干旱，赞比亚的电力供应受到了水供应下降的严重影响。2016 年 2 月，赞比亚和津巴布韦最大的电力来源之一，卡里巴大坝（Kariba Dam）的水位降至预计库容的12%，接近历史最低点。导致两国部分地区停电，使得经济发展放缓。2019 年 8 月，电力中断再次发生，卡里巴大坝发电量骤降。由于赞比亚和津巴布韦严重依赖卡里巴大坝的电力供应，降雨的变化会严重威胁两国的电力安全。

图：卡里巴大坝。（图源自网络）

3. 水电容量系数下降并不能反映气候影响的所有方面

      水电容量系数的下降可能会使人们对未来气候对非洲水电的影响产生错误印象。例如，鉴于非气候因素可能产生相同甚至更高的影响，2060-2099 年的水电容量系数与基线期相比预计下降 3% 乍看起来似乎可以忽略不计。此外，这可能会促使人们得出结论，即不同水平的温室气体（GHG）浓度不会对未来的水电容量系数产生决定性影响。

       然而，针对具体国家的数据显示，气候变化将对大多数非洲国家产生重大影响，尽管各国的变化模式可能有所不同。例如，摩洛哥、赞比亚、津巴布韦、刚果民主共和国和莫桑比克的水力发电能力系数预计将大幅下降，而尼罗河流域国家，特别是埃及、苏丹和肯尼亚的水力发电能力系数的增加将抵消这一下降。

      同时，这些气候影响将在很大程度上受到温室气体浓度水平的影响。例如，2060-2099年期间，摩洛哥、赞比亚和津巴布韦的水电容量系数在“3°C左右”情景下的降幅预计将比在“2°C以下”情景下的降幅高出 50%。这些国家水电容量系数的大幅下降抵消了尼罗河流域国家在“3°C左右”情景下的较高增长。这将最终导致两种情景下区域平均水力发电能力因数出现相同程度的下降（约 3%）。

图：尼罗河流域、刚果河-赞比西河流域、西非和北非地区的水电容量系数变化预计表（图源：国际能源署）

4. 水电容量系数的变化正在增大，需要立即采取行动确保可靠的电力供应

      许多非洲国家，如刚果民主共和国、埃塞俄比亚、加纳、莫桑比克和坦桑尼亚，由于维护不善和基础设施老化而时常面临停电。备用发电机成为了停电区域的供电方式。2018 年，撒哈拉以南非洲地区的备用发电机产生了 40 太瓦时的电力。然而，非洲目前的大部分备用发电机都依赖柴油燃料，这将导致温室气体排放量进一步增加。为了实现气候和可持续发展目标，同时确保可靠的电力供应，非洲国家需要在水电发电潜力可能遭受影响的情况下，获得其他低碳的备用发电方案。

扩大电网互联可以成为应对水力发电量日益变化的低碳选择。电网互联提供了各国进入多样化和互补性电力市场的机会。如果一个国家的水力发电量意外下降或飙升，该国可考虑通过电网进行电力进出口。互联电网有助于促进国家间的电力贸易，进而帮助解决气候影响造成的水力发电差异在不同国家间日益增大所导致的问题。

      在非洲，大多数国家已经参与了区域电力池项目。例如，埃塞俄比亚是东非电力联营（East Africa Power Pool, EAPP）的成员，该国与邻国的跨境电力互联正迅速发展，使埃塞俄比亚成为东非的电力枢纽。鉴于埃塞俄比亚尚未开发的巨大潜力和未来水力发电量的增长，在本世纪余下的时间里，水力发电很可能在东非未来的电力池中占据更大份额。

      可再生能源在电力组合中的多样化，也有助于维持可靠和可持续的电力服务。例如，摩洛哥的水电容量系数的变化很可能会大大增加，因此，该国正致力于实现可再生能源的多样化。摩洛哥政府在 2015 年宣布了一项目标：到 2030 年将可再生能源装机量提高到全国装机总量的 52%，其中太阳能和风能装机容量将大幅增加。在政府的倡议下，摩洛哥风力发电所占比例已从2010 年的 3% 显著增加到 2017 年的 9%，而同期水力发电的比例则从 15%迅速下降到 5%。摩洛哥努力实现可再生能源多样化，同时降低对水电的依赖，将降低电力部门受未来气候影响的程度。