Napenergia szegényeknek: tények és adatok

rossz

Ossza meg ezt a cikket:

Írta: David J. Grimshaw és Sian Lewis

Újraközlés

A teljes cikk itt érhető el HTML-ként.

Nyomja meg a Ctrl-C másoláshoz

Egy barátnak küldeni

Az ezen az oldalon megadott részleteket nem fogjuk használni kéretlen e-mailek küldésére, és azokat nem adjuk el harmadik félnek. Lásd az adatvédelmi irányelveket.

A napenergia segíthet a vidéki szegénység enyhítésében. David J. Grimshaw és Sian Lewis fényt derítenek előrehaladására, potenciáljára és buktatóira.

Az energiához való hozzáférés fokozása elengedhetetlen a társadalmi-gazdasági fejlődés biztosításához a világ legszegényebb országaiban.

Becslések szerint a fejlődő országokban 1,5 milliárd ember nem jut villamos energiához, és több mint 80 százaléka Afrika szubszaharai részén vagy Dél-Ázsiában él. [1]

A probléma a legaktuálisabb a távoli területeken: Afrika Szaharától délre fekvő vidékén az emberek 89 százaléka áram nélkül él, ami több mint kétszerese (46 százalék) a városi területeken. [1]

Ezeknek az embereknek a kis mennyiségű áramhoz való hozzáférés életmentő javulást eredményezhet a mezőgazdasági termelékenységben, az egészségügyben, az oktatásban, a kommunikációban és a tiszta vízhez való hozzáférésben.

A villamos energiához való hozzáférés bővítésének lehetőségei a fejlődő országokban általában a fosszilis tüzelőanyagokból, például olajból, gázból és szénből származó centralizált energia növelésére összpontosítanak, a hálózat villamos energiájának bővítésével. De ez a megközelítés kevés haszonnal jár a vidéki szegények számára. A rács kiterjesztése ezeken a területeken vagy nem praktikus, vagy túl drága.

Ez a stratégia sem segíti az éghajlatváltozás kezelését. Az energia már a globális üvegházhatásúgáz-kibocsátás 26% -át teszi ki, és bár ennek nagy része a fejlett világból származik, az előrejelzések szerint 2030-ra a fejlődő országok 70% -kal több éves energiafelhasználást használnak, mint a fejlett országok. [2]

Ezért egyértelműen szükség van szegénybarát, alacsony szén-dioxid-kibocsátású módszerekre az áramhoz való hozzáférés javítása érdekében a fejlődő világban - a napenergia lehet az egyik ilyen megoldás.

Helyezze a napra

A Föld több napenergiát kap egy óra alatt, mint amennyit a világ lakossága egy egész évben elfogyaszt.

Szinte az összes fejlődő országban óriási a napenergia-potenciál - például Afrika nagy részénél évente körülbelül 325 nap erős napfény van, ami átlagosan napi 6 kWh-nál többet szolgáltat négyzetméterenként (lásd 1. ábra).

A Desertec Alapítvány, a német és jordániai közös vállalat becslései szerint a globális sivatagok csupán egy százalékának a napelemekkel történő lefedése az egész világot meghasználhatja. [3]

1. ábra: A potenciális napenergia világtérképe (szolárszigetelés kWh/m2/napban) (hitel: Hugh Ahlenius, UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library).

És mégis azok az országok, amelyek a legtöbb napenergiát kapják, gyakran a legkevésbé is képesek profitálni belőle, a tudás és a kapacitás hiánya miatt a napenergia hasznosítására és villamos energiává történő átalakítására.

A technológia

Kétféle módon lehet felhasználni a napból származó energiát: összegyűjteni a hőjét (nap-termikus) vagy a fényét elektromossággá alakítani (fotovoltaikus).

A napenergiát használó készülékek „kollektorokat” használnak - a tetőre helyezett lapos lapoktól kezdve a parabolikus edényekig, a villanytornyokig vagy a naperőművekben használt nappiramisokig - a napfény elnyelésére és a hőtermelésre.

A szolár-termikus eszközök legegyszerűbben fűtésre vagy hűtésre használhatók, de alkalmasak növények szárítására, víz pasztőrözésére vagy főzésre is (lásd 1. táblázat).

A napenergia-koncentrációs (CSP) rendszerek koncentrálásával, amelyek lencsék vagy tükrök és nyomkövető rendszerek kombinációjával nagy napfényterületet koncentrálnak egy kis sugárba, villamos energia biztosítására is felhasználhatók. A koncentrált napfény felmelegíti a vizet, hogy gőzt termeljen egy turbinához, amelyet egy generátorhoz csatlakoztatnak.

A napelemes fotovoltaikus (PV) rendszerek „modulokban” (napelemek) összekapcsolt napelemeket használnak a fény villamos energiává történő átalakítására. A számológépet futtató néhány kis cellától a hatalmas naperőművekig terjednek, több ezer napelem segítségével.

A PV rendszerek több mint 90 százaléka szilícium alapú. A villamosenergia-hálózathoz csatlakoztatott fotovillamos rendszerek tartalmaznak egy inverter nevű eszközt, amely a napelemek által generált egyenáramot (DC) a hálózaton használt váltakozó áramú (AC) energiává alakítja.

A hálózaton kívüli napelemes rendszerek tartalmazhatnak invertert is, de szükségük lehet akkumulátorokra a többlet energia tárolására, valamint elektronikus töltésszabályozóval, hogy megakadályozzák az elemek túltöltését.

Jelenleg a napenergiával működő rendszerek mintegy 30% -kal hatékonyabbá teszik a hő villamos energiává alakítását - szemben a PV-rendszerek körülbelül 15% -os hatásfokával. Hosszú távon azonban a PV rendszerek új anyagainak, például a polimereknek és a nanorészecskéknek a fejlesztésével növelniük kell hatékonyságukat.

Fokozódó érdeklődés

Sem a napenergia, sem a napelem nem új technológiák, de nem használják őket széles körben villamos energia előállítására, mivel a szénalapú energiaellátáshoz képest viszonylag drágák.

A Nemzetközi Energiaügynökség számításai szerint 2007-ben a napenergia és a napenergia termelés a globális globális villamosenergia-termelés kevesebb mint 0,2 százalékát tette ki. [4]

A növekvő fosszilis tüzelőanyag-költségek, a növekvő aggodalmak a készletek miatt - egyes elemzők szerint már 2025-ben kifogyhatunk az olajból - és a fosszilis tüzelőanyagok éghajlatváltozásban betöltött szerepének fokozott tudatossága miatt a piaci viszonyok egyre inkább a napenergiát támogatják. Az állami támogatások szintén elősegíthetik a napenergia növekedésének ösztönzését.

Természetesen az elmúlt öt évben a napenergia iránti érdeklődés megugrott. Az összes új pénzügyi befektetés a napelemre 2008-ban 33,5 milliárd dollár volt - ez 172 százalékos növekedést jelent a 2004-ben befektetett 0,6 milliárd dollárhoz képest. elérje a 16GWh-t (lásd a 2. ábrát). [6]

2. ábra: Globális kapacitás napelemben 1995–2008 között. Forrás: Megújuló energiapolitika hálózata a 21. századra [6]

Az érdeklődésnek tovább kell növekednie, ahogy a technológiák fejlődnek, a termelés növekszik és a költségek csökkennek. A napenergia közgazdaságtanának szent célja a paritás elérése - ahol a napenergia nem támogatott költsége megegyezik vagy olcsóbb, mint a hagyományos hálózati villamos energia költsége.

A McKinsey & Company menedzsment tanácsadó cég elemzése azt jósolja, hogy "2020-ig legalább tíz erős napfényű régió eléri a paritás értékét". [7] De ezek szinte biztosan olyan fejlett országokon belül lesznek, mint Olaszország, Japán, Spanyolország és az Egyesült Államok.

És a fejlődő országok számára, még akkor is, ha elérik a hálózat-paritást, a távoli közösségek áramellátásához továbbra is hálózati megoldásokra lesz szükség.

Míg a nagy, hálózatra kapcsolt napelemes rendszerek költségei csökkennek a napelemek árának csökkenésével, a kisebb hálózaton kívüli rendszerek valószínűleg nem látnak hasonló költségmegtakarítást, részben azért, mert az akkumulátorok ára továbbra is magas marad.

Az akkumulátorok a hálózaton kívüli naprendszer költségeinek akár 40 százalékát is elérhetik. És ezek cseréje további költségekkel jár, mert az elemek valószínűleg nem fognak olyan sokáig élni, mint a napelemek.

Az elektromos készülékek hatékonysága szintén óriási különbséget jelenthet a hálózaton kívüli napenergia-rendszerek révén történő villamosenergia-ellátás költségeiben.

Például egy német mérnök, aki tapasztalattal rendelkezik a napelemes rendszerek fejlődő országokba történő eljuttatására, úgy becsüli, hogy a hálózaton kívüli napenergiának egyetlen faluba történő szállítása költsége 35 000 dollárról csak 8300 dollárra csökken, ha a falu külön telepítené az energiahatékony kompakt fénycsövet izzók és újabb típusú hűtőszekrények és számítógépek. [8]

Napelemes rendszerek

A vidéki környezetben a legelterjedtebb napelemes napelemes rendszer a napelemes házból áll, amely akkumulátorhoz és töltésszabályozóhoz van csatlakoztatva. Általában tartalmaz legalább egy lámpát és egy aljzatot más elektromos berendezések, például rádiók, televíziók vagy mobiltelefon-töltők táplálásához (lásd a 3. ábrát).

3. ábra: A szolár otthoni rendszer elemei. Forrás: Háztartási energiahálózat

2007-re a fejlődő országokban több mint 2,5 millió otthon jutott hozzáféréshez a napenergiával működő háztartási rendszerekből származó villamos energiához. [9]

A napenergia-otthoni rendszerek növekedése különösen erőteljes volt Ázsiában - nevezetesen Bangladesben, Kínában és Indiában -, ahol a mikrofinanszírozási rendszerek vagy a kormányzati és adományozói támogatás megkönnyítette a hozzáférést.

2008-ban a Világbank két projektet hagyott jóvá Bangladesben 1,3 millió napelemes otthoni rendszer telepítésére. A 2008 közepén lezárult kínai megújuló energia fejlesztési projektje pedig több mint 400 000 napelemes otthoni rendszert telepített Északnyugat-Kínában. [6]

Afrikában a napelemes otthoni rendszerek növekedése lassabb volt. De 2007-re a kontinensen még mindig több mint 500 000 rendszer volt használatban, ezek több mint fele Kenyában és Dél-Afrikában. [9] A legtöbb afrikai vidéki projekt ezen a két országon kívül viszonylag kicsi.

Például a Zara Solar Ltd egy kis napenergia-üzlet, amely napelemes napenergia-rendszereket értékesít a vidéki közösségek számára Tanzániában. Helyi vállalkozó által alapított vállalat több adományozótól kapott támogatást, köztük a Világbanktól, a Lighting Africa-tól és az Ashden-díjat a fenntartható energiáért, és több mint 4000 napelemes rendszert telepített Észak-Tanzániában.

És a magas tőkekihelyezések, valamint a folyamatos akkumulátor- és karbantartási költségek ellenére a hálózaton kívüli napelemes rendszerek pénzt takaríthatnak meg. A Zara Solar Ltd. ügyfelei a megfelelő finanszírozási mechanizmusok mellett kevesebb mint két év alatt visszafizethetik a szolár otthoni rendszer költségeit.

A napelemes rendszerek működtethetik az olyan középületeket is, mint az iskolák vagy a vidéki egészségügyi klinikák. A Solar Electric Light Fund például támogatja a hibrid szolár-dízel rendszerek telepítését - amelyek villamos energiájuk több mint 90 százalékát a napból termelik - több ország egészségügyi klinikáinak ellátására, beleértve Burundi, Lesotho, Ruanda és nemrégiben Haitin, a 2010 januárjában Port-au-Prince-ben történt pusztító földrengést követően.

Éjszaka fény

Sok esetben a tiszta, jó minőségű fényt nagyon kevés áram és alacsony költség mellett lehet biztosítani, ami hatalmas hatással van az életminőségre.

A legtöbb falu Afrikában, Ázsiában és Latin-Amerikában petróleumlámpákra és gyertyákra támaszkodik. Ezek évente átlagosan 40–80 dollárba kerülnek a háztartásban, és olyan szennyező anyagokat bocsátanak ki, amelyek komoly egészségügyi kockázatot jelentenek, beleértve a légúti vagy a szemfertőzést, a vese- és májproblémákat, és házi tüzet okozhatnak, amelyek embereket ölnek meg.

A napelemes lámpák biztonságosabb, olcsóbb alternatívát kínálnak. A NEST Ltd indiai vállalat kicsi, praktikus és egyenként 35 USD-ba kerülő naplámpákat gyárt. Egy-két év alatt részletekben fizethetők, a kerozin megtakarításaiból. Andhra Pradesh és Maharashtra államokban több mint 100 000 ház használja a NEST lámpákat, így évente több mint 20 000 tonna szén-dioxidot spórolnak meg. [10]

A napelemes lámpák biztonságosabb, olcsóbb alternatívát kínálnak a petróleumlámpákkal szemben

SELCO/Ashden Díjak a fenntartható energiáért

Tavaly az IEEE Spectrum beszámolt arról, hogy a dán Risø Fenntartható Energia Laboratórium kifejlesztett egy "potenciálisan életmentő lámpát" fénykibocsátó diódák (LED), napelemek és ultravékony lítium akkumulátorok felhasználásával. [11]

Ez egy rugalmas PV-cellás lap, amely a sarkok összecsípésekor olvasási minőségű fénnyel izzik.

A prototípusok 27 dollárba kerülnek lámpánként, és körülbelül egy évig tartanak. A fejlesztőcsapat biztos abban, hogy a költségeket 7 dollárra lehet csökkenteni - talán a felére is, ha kiszervezik a termelést Kínába - ami mind a költségek, mind az egészség szempontjából jelentős előnyt jelentene a helyi emberek számára.

A napenergiát egyre inkább a hálózaton kívüli alkalmazások széles körében használják. (lásd 1. táblázat).

A napkollektor felmelegíti a vizet és a WAPI (viaszot tartalmazó kicsi cső/kapszula, amely 65 ° C-on olvad - a vírusok és baktériumok elpusztulásának hőmérséklete) jelzi, hogy mikor szabad inni.

Világszerte több mint 10 000 napelemes szivattyú van használatban; [12] A benini kutatások azt mutatják, hogy a csepegtető öntözésre szolgáló napszivattyúk javítják az étrendet és a jövedelmet [13].

A napelem az akkumulátort tölti a wifi-antenna és az útválasztó energiájának feltöltésére, amely egyetlen szélessávú hozzáférési pontról több csomóponton át "ugratja" az internetjelet.

A Digicel napelemes telefonokat forgalmaz Haitiban és Pápua Új-Guineában; A Safaricom napelemes telefonokat forgalmaz Kenyában; Az Ericsson 12 falusi töltőállomást telepített Afrika millenniumi falvaiba [14].

Javítja a vidéki kommunikációt; csökkenti a szállítási költségeket; ha laptophoz van csatlakoztatva, az online információkhoz és tanácsokhoz való hozzáférést is növeli.

A Solar Cookers International támogatja a napkollektoros vállalkozásokat Afrika-szerte, és több ezer családnak adományozott szolárfőzőket Csádban, Etiópiában, Kenyában és legutóbb Haiti menekülttáboraiban.

1. táblázat: A napenergiának a hálózaton kívüli alkalmazásai

A napenergiát más előnyök előállítására is felhasználják - sok esetben új készségek és jövedelemforrások biztosításával biztosíthatja az első lépést a szegénységből.

Például a SolarAid civil szervezet képezi a fejlődő országok vállalkozóit az üzleti tervezés és a piackutatás terén, hogy segítséget nyújtson azoknak a kis napenergia-vállalkozásoknak a felállításához, amelyek petróleumlámpákat alakítanak napfénylámpákká, és napelemes töltőket vagy rádiókat építenek helyi anyagokból.

Hasonlóképpen, a Barefoot College civil szervezet képzi a „Barefoot Solar Engineers” (főként afrikai és ázsiai vidéki falvakból) napelemes világító egységek telepítését, javítását és karbantartását a vidéki napenergia villamosításának elősegítése és a szegény falusiak jövedelmének növelése érdekében.

2009 végére a főiskola 461 napelemes mérnököt képzett ki, köztük 211 nőt, és a főiskola szerint becslések szerint közel 900 000 embernek volt haszna.

A Mezítlábas Főiskola 461 napmérnököt képzett ki afrikai és ázsiai vidéki falvakból

Flickr/mezítlábas fotográfusok a Tiloniáról

Pénzügy és azon túl

De a fejlődő országok vidéki szegényeinek napenergiához való hozzáférésének javítása még mindig számos akadály előtt áll.

A fosszilis üzemanyagok fejlesztését támogató politikai környezeten túl a legfontosabb a finanszírozás.

A napenergiához való hozzáférést vagy a nyílt piacon vásárolják meg, vagy pedig nemzetközi segítség révén biztosítják.

A segédmodellek széles skálája működik. Az olyan nagy adományozók, mint a Világbank és az International Finance Corporation, a napelem PV finanszírozói a fejlődő világban, és Afrikában, Ázsiában és Latin-Amerikában több mint 600 millió USD értékű projekteket támogatnak.

Az olyan szakosodott szervezetek, mint a SolarAid, pénzt gyűjtenek az iskolák vagy közösségek napelemes rendszereibe történő befektetésre, az egészség, az oktatás és a megélhetés javítására összpontosítva. Az olyan gyártók, mint a Sollatek, havonta számos egységet adományoznak jótékonysági szervezeteknek.

De egyre nagyobb az érdeklődés az egyenes segélytől való áttérés felé olyan stratégiák felé, amelyek lehetővé teszik a szegények számára, hogy finanszírozzák saját energiaigényüket.

Például azok a mikrofinanszírozási szolgáltatók, amelyek kis hiteleket kínálnak - gyakran fedezet nélkül - a szegényeknek, létfontosságúnak bizonyulnak a hálózaton kívüli napelemes rendszerek viszonylag magas tőkeköltségének leküzdésében. Számos ilyen mikrofinanszírozó szolgáltató jött létre olyan nagy adományozók, mint a Világbank forrásai felhasználásával, de hosszú távon önfenntartóvá válnak hiteltörlesztések révén.

A napelemes napelemes rendszerek értékesítésére szakosodott mikrofinanszírozási szolgáltatók gyakran támogató tevékenységeket is magukban foglalnak, mint például képzés, berendezések karbantartása és alkatrészek cseréje, vagy sérült elemek ártalmatlanítása.

Például a bangladesi mikrofinanszírozó Grameen Shakti az elmúlt évtizedben több mint 320 000 mikrohitelen alapuló napenergia-otthoni rendszert telepített, és célja, hogy ezt a számot 2012-re egymillióra növelje. Több mint 4400 technikust képzett ki (főleg nőket). és 45 „technológiai központot” létesített a napelemes rendszerek helyi telepítéséhez és karbantartásához.

A mikrofinanszírozási szolgáltatók között lehetnek jótékonysági alapítványok, például a Napenergia Alapítvány, amely több mint 2000 napenergia otthoni rendszert telepített Etiópiában.

A bankok mikrofinanszírozást is kínálhatnak. Az indiai Aryavart Gramin Bank ömlesztve rendel PV-rendszereket, valamint vásárlási, telepítési és karbantartási hiteleket nyújt vidéki ügyfeleknek. A hiteltörlesztések olcsóbbak, mint a kerozin havi költségei, és öt év alatt visszafizethetők.

A magán napenergia-vállalkozások is segíthetnek a mikrofinanszírozásban. Az SELCO indiai vállalat például az elmúlt 13 évben több mint 100 000 napelemes otthoni rendszert adott el. Noha maga nem nyújt kölcsönöket, segít összekapcsolni az ügyfeleket a mikrofinanszírozási szolgáltatókkal, sok esetben „előleggaranciát” nyújtva az előzetes tőkefizetések fedezésére.

A kormányoknak szerepet kell vállalniuk a napenergia pénzügyileg is megfizethetővé tételében - támogatva azt a rendszert, amely a szegény napfénytechnológiához hozzáférést biztosít.

Ez azt jelenti, hogy befektetni kell magának a technológiának a kutatásába és fejlesztésébe, valamint támogatási rendszer használatát a napenergia felvételének javítására, valamint a telepítési és karbantartási költségek támogatására.

Annak biztosítása érdekében, hogy a távoli közösségekben élő vidéki szegények érezzék az előnyöket, az ilyen támogatásoknak a decentralizált, hálózat nélküli, kis napelemes rendszereket kell előnyben részesíteniük a centralizált, fosszilis üzemanyag-alapú megoldásokkal szemben.

A finanszírozáson túl más akadályok is vannak a szegények napenergiához való hozzáférésének javításában. Ide tartozik a napenergia-technológiák helyi tulajdonosi viszonyainak javítása, a hálózaton kívüli napelemes rendszerek beépítése az éghajlatváltozással kapcsolatos politikákba és a globális kibocsátás-csökkentési célokba, valamint a termelési technológiák kiterjesztése a tőkeköltségek csökkentése érdekében.

A lényeg az, hogy a napenergia növelése a szegények számára a tudományos fejlesztések, a politikai kezdeményezések és az éghajlatváltozás és az áramszegénység leküzdését célzó kollektív fellépés kombinációjától függ.

David J. Grimshaw a Practical Action új technológiákkal foglalkozó nemzetközi programjának vezetője és a feltörekvő technológiák tudományos főmunkatársa az Egyesült Királyság Nemzetközi Fejlesztési Minisztériumában.