【中非学术园地】浅析离网太阳能在非洲的应用 ｜中国投资

【中非学术园地】浅析离网太阳能在非洲的应用 ｜中国投资 原创 罗楠 中国投资参考

内容提要

在非洲，能源短缺问题阻碍着可持续发展的实现，探索符合本土需求的能源模式是发展的题中之义。在全球层面，全球气候变暖问题和技术成本下降使得新能源产业快速发展。在地区层面，非洲电力基础设施薄弱和丰富的自然禀赋使得离网太阳能成为解决非洲发展燃眉之急的可能方案。以肯尼亚为代表的东非地区已形成离网太阳能最为活跃的市场，吸引着全球范围内该产业链利益相关方的关注

关键词：非洲 离网太阳能 新能源 可持续发展 肯尼亚

●离网太阳能技术的应用概况

●非洲国家的太阳能电力化

●离网太阳能的前景与启示

能源的持续有效供给是影响人类可持续生产与生活的关键因素。全球推动的可持续发展目标第七项便是确保人人获得“可负担、可靠和可持续的现代能源”。对于非洲国家而言，能源供给和电力获取的任务尤为艰巨。非洲大陆仍是全球人均用电量最低的地区，超过80%无法接入电力的人口生活在撒哈拉以南非洲。①传统的能源开发和供电模式也许难以应付非洲巨大而紧迫的底层电力需求。一方面，非洲薄弱的基础设施条件成为传统并网发电的掣肘。另一方面，全球气候变化问题导致国际资本在传统能源投资趋势下降。在这种趋势下，非洲国家将新能源发展为主要能源，而分布式的供电模式（包括微网、离网）成为解决非洲缺电燃眉之急的方案。目前，非洲已成为全球离网太阳能最大的市场地区之一。鉴于既有研究主要基于规模化发展分析非洲电力缺口问题，较少关注作为能源下游分支产业的离网太阳能产业，本文拟对非洲的离网太阳能市场发展进行大致描述，以期完善、丰富外界对非洲电力市场的印象。

离网太阳能技术的应用概况

（一）新能源技术的发展

在全球层面，通过能源转型解决全球气候变暖问题的共识和技术成本下降是新能源在近年来快速发展的推动因素。以美国和丹麦、德国等欧盟国家为首的发达行为体已逐步为本国搭建以可再生能源为基础的能源供应系统。这些国家进行能源系统转型的共同点是将以化石燃料为基础的集中式供电方式转变为基于可再生能源波动发电的分散式系统。②由此可见，能源转型不仅发生在能源类型上，对能源供应方式也提出了新的思路。与此同时，随着新能源技术开发日趋成熟，全球范围内的新能源发电成本下降。在岸风能发电、离岸风能发电、聚光太阳能发电的装机成本都在一定程度下浮，但是降幅最大的仍属太阳能光伏发电。2010年至2018年，太阳能光伏发电（Solar Photovoltaic）的每兆瓦装机成本已从4,621美元下降至1,210美元，年平均变化幅度为-15.4%。装机成本下降导致每千瓦时发电成本下降。部分太阳能光伏发电投用项目的平均能源成本（Levelized Cost of Energy，LCOE）已低于火力发电。③

在非洲，除了全球层面的推动因素，该地区的电力基础设施薄弱和良好的资源禀赋也为其发展新能源提供了机遇。从资源分布来看，风力资源集中在埃塞俄比亚、肯尼亚、塞内加尔、南非等国，地热能集中在肯尼亚，天然气资源则集中在莫桑比克、坦桑尼亚、埃及、塞内加尔、毛里塔尼亚以及南非，太阳能更是覆盖非洲大陆的2/3。然而，作为资源丰富的大陆，非洲的可再生能源总装机容量仅占世界总量的1.9%，并主要集中在水力发电，新能源开发尚未获得显著发展。成规模的能源市场只出现在南非和部分北非国家，大部分撒哈拉以南的非洲国家由于薄弱的基础设施和缺少规模化的电力传输能力，对新能源的应用多用于离网远程应用。④

（二）离网太阳能技术的应用现状

离网太阳能是利用光伏板或组件将太阳能转化为电能的独立发电系统，多应用在远离电网的地区。无源特性使离网太阳能系统区别于分布式光伏的微网系统，较低的功率范围也使得离网太阳能产品主要集中在家用功能。根据世界银行的分类，目前离网太阳能家用产品有三类：微型太阳能产品（Pico，峰值功率在3瓦以内）、家用太阳能系统(SHS，峰值功率在11瓦及以上)和直流电驱动的节能太阳能电器（包括家用电器和生产用设备）。⑤对于大多数农村低收入家庭来说，Pico产品的购买门槛最低，也是离网太阳能市场的主要产品。自2010年以来，Pico产品自始终占据市场销售量的八成以上。SHS分为即插即用预装系统和公开市场组件系统，可提供的能源功能多样，如为电器供电，但价格相对较高。近年来SHS销量同步稳定增长，意味着超过一半以上的离网太阳能用户已经接入了一级(Tier 1)乃至更高级别的清洁、 可靠的现代太阳能电力。⑥此外，离网太阳能市场已经从为家庭和微型企业提供照明和消耗性能源的服务迅速拓展至可以提供一系列的应用于生产的离网太阳能产品。

2006年以来，离网太阳能产品营业额持续飞速增长。2016年该行业年营业额达到10亿美元的里程碑。2017年至2019年间实现30%的年增长率。⑦离网太阳能行业的飞速发展得益于以下几个原因。第一，光伏系统具有较好的扩展性，容易产生技术转移和外溢，避免传统燃油行业规模化技术关口被少数精英垄断的问题。⑧第二，伴随着在发展中地区掀起的手机革命，基于移动货币的即付即用（Pay-As-You-Go, PAYG）产品销量不断增加。⑨第三，由于离网太阳能产品运作功率低、制作成本低、购买门槛低，该产业的市场主要以小商品贸易方式灵活运作。作为全球光伏组件最大供应国，中国制造商主导着离网太阳能行业的供给侧。目前离网太阳能产品需求最大的地区集中在撒哈拉以南非洲和亚太地区，中东的也门、拉丁美洲和加勒比海地区的海地等地区也呈现出更多的市场机会。由此可见，南方国家在离网太阳能全球供需关系中发挥着重要作用。

非洲国家的太阳能电力化

（一）离网太阳能在非洲的应用现状

非洲的地理位置使其拥有丰富的太阳能资源，除刚果雨林和几内亚湾，几乎整个非洲大陆都有充足的日照时长。这为离网太阳能在非洲的应用提供良好的自然条件。长期以来，离网太阳能在非洲的市场主要集中在东非地区，尤其是肯尼亚和坦桑尼亚。在2015年，东非占据了全球离网太阳能系统过半的投资⑩。肯尼亚和坦桑尼亚培育了大部分在非洲大陆运营的最大离网太阳能公司（例如M-KOPA，Azuri等），并继续为希望涉足该行业的公司提供最理想的落地机会。稳定的政治和经济条件、相对较高的业务便利性，政府对该行业的支持使得这些东非国家成为主要离网太阳能市场领导者。此外，移动货币的广泛使用也使更多离网太阳能的潜在消费者跨过了付费的门槛。

近年来，随着东非市场的成熟和外溢，离网太阳能在非洲的市场重心开始逐渐转移至中、西非国家。根据世界银行的统计，撒哈拉以南非洲无法接入电力的人口绝对数来自尼日利亚(8900万)、刚果民主共和国(6800万)和埃塞俄比亚(6100万)。较小的国家也代表着大量的机会，特别是在无法接入电力的人口高度集中的地区。例如，布隆迪总人口只有1100万，但90%以上的布隆迪人都没有接入电力。除了完全无法接入电力的人口，电网供电不稳定的人口也在西非最为集中。在西非，大部分几内亚和尼日利亚已接入电网的家庭表示，家里“一半时间”没有电。这些情况都为离网太阳能进入当地市场提供了空间。实际上，笔者在广州调研时向一些供应商了解到，近年来华采购离网太阳能产品的非洲商人主体已从东非国家转变为以尼日利亚为主的西非国家群体。

（二）肯尼亚的离网太阳能市场

肯尼亚是世界上最发达的离网太阳能市场之一。与撒哈拉以南非洲的其他国家相比，肯尼亚的离网太阳能行业在市场活跃度、质量标准门槛和商业模式创新方面都表现得更为成熟。2016至2018年，肯尼亚的离网太阳能产业销售了近450万件产品，远超于该地区的其他国家（例如卢旺达仅约48万件，赞比亚约23万件，尼日利亚140万件）。肯尼亚已将离网解决方案纳入其国家电气化战略（National Electrification Strategy），致力于解决偏远地区供电不足的问题，以实现普遍电气化。在世界银行的支持下，肯尼亚离网太阳能接入项目（Kenya Off-Grid Solar Access Project, KOSAP）利用微网和独立太阳能产品为14个偏远县的130万人口增加电力接入，旨在2022年之前实现普遍电气化。KOSAP利用当地货币债务和基于结果的融资计划，吸引私营部门参与，增加公共和社区设施的电气化，并提高目标县消费者对离网产品的认识。

质量保证一直是肯尼亚离网太阳能利益攸关方高度重视的问题，因此在优质产品在总销量中占有很大份额。尽管埃塞俄比亚、乌干达等东非国家在2016-2018年期间等销量也接近400万件，但大多是没有质量保证的产品。在肯尼亚，消费者意识计划、为高质量产品供应商提供的业务发展支持以及装运前验证过程都使关联产品的市场份额最高，占总市场的近半数。肯尼亚标准局（KEBS），负责确保符合国际质量标准的政府机构采用了与照明全球质量保证框架一致的国际电工委员会（IEC）标准。

创新的商业模式加速了离网太阳能市场的发展。如前文所述，东非是即付即用（PAYG）的活跃区域，这里有非洲最大的PAYG销售额和最高市场价值。其中又以肯尼亚为最为活跃的国家代表。肯尼亚PAYG销售的持续增长源于移动货币在该国的高渗透率和历史上政府对该行业的强大支持。此外，在肯尼亚有许多公司在竞争和探索新市场和产品，包括通过提高效率和PAYG融资使人们负担得起的越来越多的家电产品。

离网太阳能的前景与启示

尽管从长远来看，离网太阳能将最终走向并网发电，但考虑到非洲的电力供需情况，在相当长一段时间内离网太阳能都将释放巨大市场潜力。发电功率低且零散的离网太阳能之所以能在非洲国家广泛应用，与非洲的发展历程和本土社会条件息息相关。以肯尼亚为例，离网太阳能自上世纪70年代被国际援助项目引入以来，其推广过程离不开农村中产阶级、本土物流网络以及国家电力部门改革等因素的影响。就连活跃的PAYG领域也可追溯到国家电信行业自由化和手机革命的历史以及符合非洲当地消费习惯的支付方式。因此，在把握全球能源发展宏观趋势的同时，也应注意到能源技术在落地本土社会过程中的内化逻辑。

目前，中国仍处于离网太阳能产业的上游制造端。产业链中下游的分销、运营以及融资依然是欧美企业或者是外国资本支持的非洲本土企业运作。对非洲离网太阳能市场的认识不充分阻碍了中国制造商与终端消费者进行更为直接的市场接触。这不仅使得中国制造商本身的获利和品牌营销空间有限，而且不利于离网太阳能整体产业的成本降低和质量保证。离网太阳能的市场发展经验和贸易现状说明，中非合作不仅要关注大型项目建设和中型资本流动，也应关注底层全球化的运作动向。

1 世界银行：《2020年离网太阳能市场趋势报告摘要》，2020年3月，https://www.worldbank.org/en/topic/energy/publication/off-grid-solar-market-trends-report-2020，访问时间：2021年8月18日。第14页。

2 国家发改委能源所等：《能源转型趋势2018—中国、欧洲、美国》，2018年4月，https://www.sohu.com/a/286495944_100011668，访问时间：2019年6月18日。

3 非洲咨研：《非洲新能源行业概况与市场特征》，《行业观察·新能源》第1期，2020年9月，https://mp.weixin.qq.com/s/_lQv6U9eg3M61JI7rcN-6A，访问时间：2021年7月3日。

4 同上。

5 世界银行：《2020年离网太阳能市场趋势报告摘要》，2020年3月，https://www.worldbank.org/en/topic/energy/publication/off-grid-solar-market-trends-report-2020，访问时间：2021年8月18日。第4页。

6 能源部门管理援助计划（ESMAP）开发了多级能源框架(the Multi-Tier framework, MTF)，对能源用户的接入程度进行0-5级的划分。其中，0级是完全无法接电，1级是每天接电时长达4小时，这也是国际标准中判别电力接入的最低标准。Mikul Bhatia and Nicolina Angelou, Beyond Connections: Energy Access Redefined, Technical Report 008/15 (Washington, DC: ESMAP, July 2015), https:// www. esmap.org/node/56715.访问时间：2018年9月15日。

7 世界银行，《2020年离网太阳能市场趋势报告》，2020年3月，第4页。

8 Aker, R.A. & Kammen, D.M. “The Quiet (Energy) Revolution: Analyzing the Dissemination of Photovoltaic Power Systems in Kenya,” Energy Policy,Vol.24, No.1, 1996,p82.

9 传统上，消费者通过门店以足额现金的方式购买离网太阳能产品。即付即用的商业模式将移动端和分期付款结合，让买家以极低的首付就能使用产品，商家通过手机按期扣除剩余费用。这不仅使更多金字塔底端消费者接触离网太阳能产品成为可能，也推动其他消费者购买种类更多的升级产品。

10 Gordon, E. “The Politics of Renewable Energy in East Africa,”Oxford Energy Forum, Vol.115, 2018, p41.

11 世界银行：《2020年离网太阳能市场趋势报告摘要》，2020年3月，https://www.worldbank.org/en/topic/energy/publication/off-grid-solar-market-trends-report-2020，访问时间：2021年8月18日。第14页。

12 Afrobarometer, Merged Round 7 Data (34 Countries) (2019), https://www.afrobarometer.org/data/merged-round-7-data-34-countries-2019，访问时间2021年8月18日。

13 World Bank, Off-Grid Solar: Market Trends Report 2020, March 2020. https://www.worldbank.org/en/topic/energy/publication/off-grid-solar-market-trends-report-2020，访问时间2021年5月7日。第54页

14 World Bank, “Kenya Launches Ambitious Plan to Provide Electricity to All Citizens by 2022,” news release, December 6, 2018, https://www.worldbank.org/en/ news/press-release/2018/12/06/Kenya-launches-ambitious-plan-to-provide-electricity-to-all-citizens-by-2022，访问时间2020年9月5日。

15 Power Africa, Off-Grid Solar Market Assessment: Kenya， United States Agency for International Development, October 2019, https://www. usaid.gov/powerafrica/beyondthegrid/off-grid-solar-assessment/kenya，访问时间：2020年8月23日。

16 近年来，一些中国企业开始参与到该产业的全球合作当中，例如通过世界银行质量标准，成为“点亮全球”认证制造商，获得国际项目的供给机会，直接进入非洲市场。

编辑 | 溪 源

校对 | 闫建军

设计 | 大 米

本文发表于《中国投资》2021年9月号

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原标题：《【中非学术园地】浅析离网太阳能在非洲的应用 ｜中国投资》

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