Erkundung Von Pumpspeicherkraftwerken In Kenia Und Den Umliegenden Ländern

2023 Autor: Isabella Ferguson | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-11-26 12:43

Kürzlich hat sich Nick Lusson, ein in Kenia ansässiger Solarenergieprofi, gemeldet. Nachdem er über ein Jahrzehnt Solarenergie in Afrika installiert hat, ist er jetzt als Business Development Executive in der Solarabteilung von Jubaili Bros tätig. Es ist ein im Libanon ansässiger Anbieter von Stromsystemen im Nahen Osten, Afrika und Asien, der sich 2017 in den Solarbereich diversifizierte.

Wir sprachen über das Potenzial für Netzspeicherung in Kenia und den umliegenden Regionen. Es hat mich fasziniert, das Netz und die erneuerbaren Energien in einem anderen Land aus erster Hand zu erfahren. Während ich die Auswirkungen des Klimawandels oder die allgemeinen Chancen erneuerbarer Energien für 2-3 afrikanische Länder untersucht habe, gibt es auf diesem sehr großen Kontinent 55 Staaten und 1,2 Milliarden Menschen. Es ist unglaublich vielfältig.

Basiskarte mit freundlicher Genehmigung der US Library of Congress

Beachten Sie, dass alle Fehler in Bezug auf Kenias Strom von mir stammen. Schnelle Notizen gefolgt von Recherchen bedeuten, dass Fehler bei der Transkription und beim Verständnis auftreten.

Kenia ist das reichste ostafrikanische Land pro Kopf. Dies macht es nach europäischen oder nordamerikanischen Maßstäben nicht zu einem wohlhabenden Land, aber mit einem BIP von 1.816,55 USD pro Kopf ist es 50% wohlhabender als das benachbarte Tansania und liegt deutlich über der aktuellen globalen Armutsgrenze von etwa 2 USD pro Tag.

Kenia zeichnet sich noch aus einem anderen Grund aus. Im Jahr 2015 lebten 70 % der Afrikaner südlich der Sahara ohne Strom. In Kenia gibt die Weltbank an, dass 75 % der Bevölkerung elektrifiziert sind, die höchste in Ostafrika. Lusson nannte eine Quote von 65 %, und andere Dinge, die er mir mitteilte, deuten darauf hin, dass es eine Diskrepanz zwischen den Behauptungen der kenianischen Regierung und der Realität vor Ort geben könnte. Dies scheint laut Umfragen von Afrobarometer im Jahr 2018 der Fall zu sein, die einen Zugang von 48 % zu Elektrizität ausweisen. Da Kanada nicht davor zurückbleibt, die beste Interpretation von Zahlen zu nennen, ist dies keine Kritik, sondern nur eine Beobachtung.

Kenia-Stromversorgung pro Jahr in GWh mit freundlicher Genehmigung der IEA

Das Land baut seine Stromerzeugungskapazitäten seit Jahren zügig aus. Die gesamte Stromerzeugung des Landes hat sich von 6,7 TWh im Jahr 2010 auf fast 12 TWh im Jahr 2018 fast verdoppelt, die neuesten Zahlen liegen in Form von Diagrammen vor.

Diese Tabelle enthält großartige Neuigkeiten für das Land. Zwischen Geothermie und Wasserkraft schneidet das Land bei kohlenstoffarmem Strom sehr gut ab. Es hat auch Wind- und Solarkapazitäten aufgebaut, obwohl es derzeit relativ klein ist.

Die schlechte Nachricht besteht aus drei Teilen. Der erste ist, dass es immer noch viel Strom aus Kohle, Diesel und sogar Schweröl erzeugt – auch Bunkerbrennstoff genannt. Ölgeneratoren sind in Schwellenländern auf der ganzen Welt keine Seltenheit. Es ist stabil, leicht zu transportieren und jeder Strom ist besser als kein Strom. Die zweite ist, dass die Wasserkrafterzeugung, mit der sie zu Recht prahlt, stark saisonabhängig ist. Die Trockenzeit reduziert die Stromerzeugung aus Wasserkraft massiv. Das wird natürlich durch den Klimawandel noch verschärft.

Die dritte ist, dass es mehr Kapazität als Nachfrage hat. Das Land verfügt über eine Kapazität von etwa 2,8 GW, die Spitzennachfrage beträgt jedoch nur etwa 1,8 GW. Das prognostizierte Nachfragewachstum war laut Lusson höher. Jetzt ist es in der Lage, erneuerbare Energien zu drosseln, weil die Nachfrage geringer ist als das Angebot. Die Lücke in der erneuerbaren Erzeugung beträgt laut Lusson derzeit an manchen Tagen sogar 0,6 GW, was darauf hindeutet, dass potenziell 2,4 GWh Strom durch die Drosselung effektiv weggeworfen werden. Hinweis: Diese Zahlen sind bestenfalls ungenau, rücken aber von Jahr zu Jahr stärker in den Fokus, da der Einsatz von Solarenergie schnell zunimmt.

Dies könnte kein Problem darstellen, wenn die 75 % oder 48 % der Netznutzer derzeit eine hohe Netzzuverlässigkeit aufweisen. Laut demselben Afrobarometer-Bericht hatten nur 37 % der Kenianer einen Netzzugang, der die meiste Zeit oder die ganze Zeit funktionierte. Lussons anekdotische Erfahrungen sind 90 % Netzzugang in seinem relativ wohlhabenden Viertel und tägliche Stromausfälle in vielen anderen Teilen von Nairobi, was auf einen noch schlechteren Zugang in nicht-urbanisierten Gebieten schließen lässt.

Es gibt eine Lieferlücke von potenziell nutzbarem Strom, der gewartet werden könnte. Im Moment fällt die Sonne, die scheint und der Wind, der weht, und bläst auf die Erzeugungsanlagen, die oft eingeschränkt werden, weil niemand den Strom verbraucht.

Lussons Erkenntnis ist, dass Pumpspeicherkraftwerke für Kenias Bedarf geeignet sein könnten. Denn während ein Großteil des Landes semiarid oder arid ist, ist ein Großteil davon nicht und in Afrika werden große Wasserkraftprojekte entwickelt. Genauso wie Kenia ein ausgezeichnetes Land für die geothermische Erzeugung ist, da das Great Rift Valley es von Äthiopien bis Tansania durchzieht, ist es auch ein gutes Land für gepumpte Wasserkraftressourcen.

GIS-Umfrage der Australia National University zeigt potenzielle Pumpspeicherressourcen mit freundlicher Genehmigung von ANU

Da ich mit der globalen Karte der gepumpten Wasserkraftressourcen der Australia National University (ANU) vertraut war, brachte ich sie für Kenia zur Sprache. Um es klar zu sagen, die ANU-Karte enthält nur geschlossene Schleifen, abseits des Flusses, abseits von Schutzgebieten, in der Nähe von Übertragungsorten, an denen eine Kopfhöhe von mehr als 400 Metern besteht. Dies bedeutet, dass die Standorte ein erhebliches Speicherpotenzial mit kleinen Reservoirs, geringen Umweltauswirkungen und einer vernünftigen Chance auf Wirtschaftlichkeit aufweisen. Die obige Karte enthält nur 2 GWh-Ressourcen, ungefähr im Bereich der Lücke in Kenia. Offensichtlich gibt es viele.

Dazu mussten wir die potenziellen Standorte eingrenzen. Dabei spielen mehrere offensichtliche Faktoren eine Rolle. Der erste ist, dass alle Standorte in der Nähe bestehender großer Gewässer wahrscheinlich billiger waren, da die Verwendung eines Sees als Bodenreservoir in der Nähe eines Bergreservoirs wahrscheinlich die Kapitalkosten senken würde. Dies ist das Muster, das Mark Wilson von Intelligent Land Investments in Schottland anwendet, wobei Loch Ness nach meinen Gesprächen mit ihm eines der Bodenreservoirs an den drei Standorten ist, an denen er arbeitet, um in den Bau zu kommen.

Lake Turkana, Region Kenia pumpte Wasserkraft mit freundlicher Genehmigung von ANU

Die zweite ist, dass Pumpwasserkraftwerke zwar mit Netzstrom betrieben werden können, aber Vorteile haben, wenn sie näher an der Erzeugungsquelle liegen. Während europäische und nordamerikanische Netze sehr geringe Übertragungsverluste im Bereich von 5 bis 7 % aufweisen, sind die Netzentwicklung noch nicht da und die Strommärkte sind noch nicht so ausgereift. Daher gibt es Situationen, in denen es einfach billiger ist, die eigene Übertragung zwischen Erzeugung und Speicherung zu reihen oder geringere Entfernungen zu haben. Lake Turkana im Nordwesten Kenias verfügt über einen 150-MW-Windpark – knapp die Hälfte der Windenergie des Landes – und relativ große Solarparks in der Region.

Drittens möchten Sie den horizontalen Abstand zwischen dem oberen und unteren Reservoir so weit wie möglich verkürzen. Die Druckrohrleitung muss im Durchmesserbereich von 9 Metern / 30 Fuß sein und in Kurven relativ niedrig sein, und ein so großer Tunnel durch Fels ist pro Fuß teuer, etwas, das Tracy Livingston versucht, Kosten und Zeit zu senken, da Gewinner des FAST-Wettbewerbs des DOE für die Beschleunigung von Pumpspeicherkraftwerken.

Viertens möchten Sie nicht versuchen, Wasserkraftwerke zu bauen, wo es viele Häuser, Hütten oder Strände von reichen Leuten gibt. NIMBYs sind NIMBYs überall auf der Welt. Laut unserer Diskussion nicht viele am Turkana-See aufgrund seiner Lage weit von den großen Ballungszentren.

Das hat es wirklich eingeengt. Unsere anfängliche Standortschätzung war die obige, mit über 500 Metern Fallhöhe, etwa 2 GWh Speicher und weniger als 6 km horizontal zwischen See und oberem Reservoir. Beachten Sie, dass die ANU-Studie Seen als untere Stauseen ignoriert, so dass sie unabhängig davon einen unteren Stausee lokalisiert hat. Es wäre interessant, einen Lauf mit Seen als Grundreservoir zu sehen, und was dies über das Ressourcenpotenzial bedeuten würde.

Fünftens möchten Sie andere wirtschaftliche Faktoren berücksichtigen. Orte mit vielen arbeitslosen Bergleuten haben Vorteile, und eine große Kohleförderung wurde kürzlich geschlossen, sodass das Potenzial besteht, qualifizierte Gesteinsarbeiter für den Bau der Anlage einzusetzen. Nach meiner Einschätzung der 2,4 GW-Anlage der CLP-Gruppe in Guangzhou, China, befinden sich die Arbeiten vor kurzem im Bau und im frühen Betrieb, wobei der spätere Betrieb freigestellt ist, aber das ist ein Jahrzehnt oder mehr Beschäftigung.

Dies war die offensichtlichste Site in den wenigen Minuten, die wir uns angesehen haben, aber es gibt Hunderte in der Region. Es könnte sinnvoll sein, eine Anlage in Uganda zu bauen, dem Nachbarland mit guten Wasserkraftwerken, von dem ich weiß, dass es einen Teil des Stroms nach Kenia liefert. Es gibt viele Optionen und viele Faktoren, die berücksichtigt werden müssen. Ich habe Lusson mit Wilson in Verbindung gebracht, um zu sehen, ob es Wilson möglich ist, zumindest die Grundzüge des ausgeklügelten Modells der wirtschaftlichen Tragfähigkeit von Pumpspeicherkraftwerken zu teilen, das ILI entwickelt hat. Ich bin gespannt, wie sich das entwickelt.

Es war ein interessantes Gespräch. Afrikas Größe und Entfernung verbergen eine unglaubliche Vielfalt in den westlichen Medien. Lussons Firma agiert als Zulieferer für große chinesische Hersteller, und Chinas Belt and Road-Initiative ist in China sehr aktiv. Wie ich in einer kürzlich durchgeführten Speicherbewertung festgestellt habe, befinden sich heute 35 von 40 Standorten und 50 von 60 GW Pumpspeicherprojektionen im Bau auf dem chinesischen Festland. Die Chancen für Pumpspeicherkraftwerke und andere Speicher auf dem schnell wachsenden afrikanischen Markt sind groß.