一项新研究和一位能源专家指出，浮动太阳能可能是帮助非洲国家以可持续方式扩展电力基础设施的重要工具。
如果在1%的水库面积上铺设太阳能板，仅此一项就可能使非洲水电装机容量翻番，并使大坝发电量增加50%。
但仍有许多未知因素，例如对水质的影响，以及包括鸟类粪便附着和腐蚀在内的技术挑战。
据一项新研究称，漂浮在非洲水电大坝形成的湖泊上的太阳能板可能成为一种重要的新电力来源。
如果这些太阳能板仅覆盖1%的水库面积，仅此一项就可能使非洲水电装机容量翻番，并使大坝发电量增加50%。
在一个数百万人仍无法用电的大陆上，水电大坝是最大的可再生能源来源。然而，其未来潜力可能受到气候变化的制约。可能受到气候变化的制约。
在一篇发表于 《可再生能源》（Renewable Energy） 的新论文中，研究人员提出了在湖泊上安装浮动太阳能板，以提升现有大坝发电能力的可能性。
非洲大陆正面临“气候危机与普遍的能源贫困”的双重困境，一位地区专家在接受《碳简报》（Carbon Brief）采访时表示，浮动太阳能可能是帮助非洲国家以可持续方式扩展电力基础设施的重要工具。
提升水电
水电占非洲发电量的17%，在埃塞俄比亚、莫桑比克和赞比亚等部分国家则超过90%。
Samuel Gyamfi博士，来自加纳能源与自然资源大学（University of Energy and Natural Resources），他未参与此项新研究，他在接受《碳简报》采访时表示，非洲国家的水电建设仍远远落后于世界其他地区：
“这基本上是由于资金限制……非洲仍有约90%的水力资源尚未开发用于发电。”
目前，不到一半的撒哈拉以南非洲人口能够用电。目前有超过50座新大坝正在建设中，正在建设中，该技术常被吹捧为解决非洲能源需求的一种可再生方案。
但是，随着全球气温上升导致降雨紊乱和干旱，非洲现有设施预计将产生更少的电力。此外，已建成的大坝往往与社会、环境和政治问题相关联。
这篇新论文提出，利用非洲丰富的“太阳能资源”，通过浮动太阳能板提升水电装机容量。太阳能板可安装在浮动结构上，并接入现有电力基础设施。
作者*来自欧盟委员会联合研究中心（European Commission’s Joint Research Centre），他们在接受《碳简报》采访时表示：
“在某些地区，尤其是在干旱严重影响水力发电的缺水地区，浮动光伏可能是扩大水电的一种潜在替代方案。”
与此同时，他们指出，在雨季，水电可以弥补这类混合系统中太阳能发电的间歇性。
研究人员结合卫星图像、水电水库数据和太阳辐射数据，估算了截至2016年非洲146座最大水电设施的浮动太阳能潜力。
在最大情景下，即每个水库100%的面积都铺设太阳能板，装机容量将随之增加100倍，在现有28GW水电的基础上新增2,922吉瓦（GW）的太阳能。
这意味着发电量将比当前水电出力增加50倍，从106太瓦时（TWh）增至5,293TWh。这一数字远超整个非洲的总用电需求，后者仅约为700TWh。
虽然在每个水库上铺设太阳能板显然“不可行”，但作者指出，即使覆盖面积少得多，收益依然可观。
仅覆盖1%，现有水电站的装机容量就可能增加一倍以上，从28GW升至58GW。
这意味着水电与太阳能混合系统的总发电量将增至159TWh，比单独水电增加50%。
论文还包括一种情景，即所安装的太阳能容量恰好与水电容量相匹配，从而充分利用大坝与电网的连接。
结果显示，覆盖率为0.9%，但仅适用于108座水库，其余38座水库需要超过100%的覆盖率才能达到与水电相等的容量。下图显示了这些水库，圆圈的大小表示太阳能发电量的大小。
“仅仅是船上的太阳能”
尽管浮动太阳能发电仍处于早期发展阶段，但据2018年报告（由世界银行发布）称，其发展一直“呈指数级增长”。
部分非洲国家已迈出采用这项新技术的第一步，但与中国等领先国家相比仍远远落后。。一份2019年报告显示，非洲部署的浮动太阳能仅为64kW，而亚洲为813,788kW。
Mohamed Adow，内罗毕智库Power Shift Africa负责人，在接受《碳简报》采访时表示，通过浮动太阳能等技术实现非洲能源结构多元化，可以减少对水电的“停电和过度依赖”。
Jenny Chase，彭博新能源财经（BloombergNEF）（BNEF）的太阳能分析师，她未参与此项新研究，她在接受《碳简报》采访时表示，“在水电站上安装太阳能板应当是显而易见的好处”。她补充道：
“这不过是船上的太阳能。你们已经接入了电网，因此可以直接投入使用。”
总体而言，凭借非洲充足的太阳能资源和价格下降，该地区的太阳能发电有望实现可观增长。“这个大陆真正需要的，只是让它变得便宜，”Chase说道。
她补充说，虽然这项新研究将非洲的太阳能总装机容量列为5GW，但根据BNEF的数据，该数字在2020年为12.7GW，预计到2021年底将达到16.7GW。
在水电水库上铺设浮动太阳能板还有一项额外好处：在干旱时期，它们可以形成一道屏障，阻挡水分蒸发，从而有可能减少水资源损失。
这反过来可能进一步提升大坝的发电量。论文发现，使用可完全覆盖水面1%的浮动太阳能板，由于节水，水电出力将增加0.17%。
“对于一个在全球持续升温的情况下必须珍惜每一滴水的大陆而言，这一点意义重大。”Adow表示。
成本与挑战
专家在接受《碳简报》采访时表示，虽然这篇新论文描绘了一幅有趣的图景，但浮动太阳能在非洲的应用仍存在一些问题。
“这项技术非常出色，但成本相当高，”Mmantsae Moche Diale博士表示，他是比勒陀利亚大学（University of Pretoria）的太阳能发电研究员。
该研究指出，欧盟的证据表明，浮动太阳能发电的成本可能比传统太阳能发电高出约20%至25%。
然而，作者在接受《碳简报》采访时表示，由于水电站已具备电网基础设施，并网成本的节约可使浮动太阳能“在经济上更具可行性”。
Chase淡化了额外成本的影响，她在接受《碳简报》采访时表示，“它比地面安装略贵一些，但贵得不多”，并补充道：
“太阳能已经便宜到如今与其说是‘为什么要这样做’，不如说是‘为什么不呢？’”
尽管如此，Adow表示，要使本文所述情景成为现实，需要较富裕国家为非洲各国政府提供有针对性的财政支持：
“这就是为什么发展中国家在联合国气候峰会上一直强调“技术转让”的重要性……今年各国在格拉斯哥举行的COP26会议上会面时，这一议题必须列为议程首位。”
“非洲正同时面临气候危机和普遍的能源贫困。其领导人需要富有创造性地思考，并获得支持。”他补充道。
这项新研究的作者指出，由于浮动太阳能仍是相对较新的技术，仍有许多未知因素，例如对水质的影响，以及包括鸟类粪便附着和腐蚀在内的技术挑战。
Gyamfi表示，这些问题在不同国家之间差异很大，并指出还需要开展更多研究，以确定如何在该地区最有效地扩大浮动太阳能的规模。
作者表示，由于水电装机容量相对较低，最能从浮动太阳能中获益的国家是北部非洲国家以及南非。
