[论文解读] On the impact of the global energy policy framework on the development and sustainability of renewable power systems in Sub-Saharan Africa: the case of solar PV

Benjamin Pillot, Marc Muselli+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 5, 2017

Energy and Environment Impacts参考文献 53被引用 8

一句话总结

本文探讨了自1972年以来由可持续发展运动及《京都议定书》等关键协议塑造的全球能源政策框架，如何影响撒哈拉以南非洲地区太阳能光伏（PV）系统的开发与可持续性。通过历史与横截面分析，研究发现尽管全球可再生能源政策支持强劲，但撒哈拉以南非洲地区的离网太阳能光伏部署仍受限于结构性、经济性和基础设施性挑战，导致持续的能源贫困与可持续性失败。

ABSTRACT

From 1972 and the Meadows report to 1997 and the ratification of the Kyoto Protocol by most of the countries in the world, the global energy policy framework has undergone a paradigm shift, as human societies have been leaving aside the sole economic growth to embrace the broader concept of sustainable development. As new electrification vectors, modern renewable power systems, such as solar PV, have sprung up in the wake of this major mutation and have typically been following an exponential growth since the mid-nineties. Electricity as well as its lack indeed holds a central position within the human development apparatus, from highly interconnected centralized power networks reaching 100 % of the population in developed countries, to the almost 500 millions people without access to electricity in the multidimensionally poor rural areas of Sub-Saharan Africa. The encounter of the worldwide energy context being changed with each of these specific social-energy paradigms has ended up considering two strategies for integrating renewable resources in power systems: the grid-connected architecture for meeting the sustainable development requirements, and the rural off-grid electrification for settling the lack of human development. By means of a historical and cross-sectional overview, we depict here the ins and outs of this protean pattern and, using the case of solar PV, analyze how it has eventually affected the development and sustainability of renewable power systems in Sub-Saharan Africa.

研究动机与目标

• 评估自1972年以来全球能源政策框架的演变如何影响撒哈拉以南非洲的可再生能源发展。
• 调查尽管太阳能潜力高且政策积极推广，撒哈拉以南非洲农村地区离网太阳能光伏系统仍面临可持续性挑战。
• 评估在全球可持续发展目标与地方人类发展需求之间，在可再生能源部署背景下，二者是否兼容或存在冲突。
• 识别阻碍该地区太阳能光伏供电长期成功的系统性障碍——包括经济、基础设施和政治因素。
• 提出一个将可再生能源部署与多维减贫相协调的框架，优先考虑人类发展，而非单纯环境目标。

提出的方法

• 从1972年梅多斯报告到《京都议定书》及之后，开展全球能源政策演变的历史与横截面回顾。
• 分析国际机构（如国际能源署（IEA）、联合国（UN））及政策工具在推动可再生能源采用（尤其是太阳能光伏）方面的作用。
• 以撒哈拉以南非洲为案例研究，重点关注用于农村电气化的离网太阳能家庭系统（SHS）与微型太阳能系统（SPS）。
• 比较该地区电网连接与离网太阳能光伏系统在环境、经济和社会影响方面的差异。
• 通过涵盖社会、能源、环境与经济维度的成本效益分析，评估可持续性成果。
• 运用定性与比较分析，评估全球可持续发展目标与能源贫困地区的地方人类发展需求之间的契合度。

实验结果

研究问题

• RQ1 自1972年以来，全球能源政策框架在多大程度上影响了撒哈拉以南非洲地区太阳能光伏系统的部署与可持续性？
• RQ2 全球可持续性政策在多大程度上回应了撒哈拉以南非洲农村人口的实际能源获取与发展需求？
• RQ3 为何尽管有强有力的政策与技术支援，撒哈拉以南非洲的离网太阳能光伏系统仍持续面临可持续性失败？
• RQ4 在能源贫困地区，太阳能光伏等可再生能源系统能否同时实现全球气候目标与地方人类发展目标？
• RQ5 哪些关键障碍——经济、基础设施、政治——阻碍了太阳能光伏在撒哈拉以南非洲实现长期可持续性？

主要发现

• 尽管已有超过40年的全球可再生能源政策支持，撒哈拉以南非洲仍存在巨大的电力接入缺口，超过5亿名农村居民缺乏电力供应。
• 太阳能光伏是撒哈拉以南非洲农村离网电气化最被推崇的技术，但因系统性挑战，实际安装容量仍很低。
• 离网太阳能系统的可持续性失败普遍存在，许多系统在数年内即失效，原因包括维护不良、融资不足及制度支持薄弱。
• 全球能源政策框架在减排与清洁能源推进方面，对发达国家的益处远超撒哈拉以南非洲，后者仍处于资源匮乏状态。
• 历史上，发达国家自1850年以来贡献了近64%的全部二氧化碳排放，造成不平衡，限制了发展中国家的政策空间。
• 通过太阳能光伏实现电气化可作为减贫的质性可持续第一步，尤其当与教育与健康改善相协调时，可推动长期发展转型。