I USA har vi en tendens til å tenke på strøm som noe som enten er av eller på . Du har enten makt, eller ikke. Men i Nairobi, Kenya, oppleves elektrisitet mer som det varme vannet i en gammel bygning: sputtering, lavspenning brownouts kontrast med plutselige spenning pigger og strømstøt. Inkonsekvent elektrisk kraft gjør mer skade enn en plutselig iskald dusj; kjøleskap, datamaskiner og produksjonsutstyr blir ofte skadet, og rutiner blir forstyrret. Strømbrudd koster landet anslagsvis 2 prosent av bruttonasjonalprodukt årlig.
Det er fordi landets kraftverk kan gi bare 1, 2 gigawatt strøm. USA har mer enn 960 gigawatt kapasitet, og et av de største verktøyene, American Electric Power, betjener rundt 5 millioner kunder med sine 38 gigawatt produksjonskapasitet. I Kenya betjener den 1, 2 gigawatt-kapasiteten mer enn 10 millioner kunder, inkludert hjem, bedrifter og industri - mindre enn 30 prosent av hele landets befolkning. De resterende 70 prosentene har ikke strøm i det hele tatt.
Kenyas "Vision 2030" -plan, som ble mye berømt da den ble kunngjort i 2008, krever 10 prosent årlig økonomisk vekst, og anslår at minst 20 gigawatt ny energikapasitet vil trenge å komme online i løpet av det neste tiåret for å støtte den. For å oppnå dette målet pågår dusinvis av anstrengelser for å utvide Kenyas elektriske kraftinfrastruktur aggressivt og dermed "hoppe" over fossile brensler mot en ren energi-økonomi.
Ideen om å hoppe fronten dukket først opp da mobiltelefoner feide kontinentet og omgå tradisjonell fastteknologi. Antallet mobiltelefoner som er brukt i Afrika ballong til mer enn 615 millioner i 2011, fra 16, 5 millioner et tiår tidligere - en bølge som siden den gang har ansporet optimisme blant alle fra lokale politikere og frivillige organisasjoner til internasjonale virksomheter og medier som andre nyskapende teknologier kunne skjære en lignende bane. På grunn av mulighetene som er åpnet av Vision 2030 og andre faktorer, løper ingen steder denne spenningen høyere enn i Kenyas energisektor.
Tar spranget
Mangelen på en sittende telekommunikasjonsindustri eller eksisterende telefoniinfrastruktur spilte en kritisk rolle i mobiltelefonens suksess i Afrika, og for mange antyder fraværet av eksisterende energiinfrastruktur at landet har en lignende mulighet til å ta i bruk og skalere bruken av nye teknologier raskt, unngå fortidens feil. I dette tilfellet betyr det å unngå den fossil-fôrede banen til utvikling.
"På mange måter er det fine i Afrika at du nesten begynner med et blankt lerret, " sier Bob Chestnutt, en London-basert prosjektdirektør for Aldwych International, som utvikler en vindpark på 300 megawatt nær Kenyas innsjø Turkana. “Du har virkelig muligheten til å være nyskapende. Du har ikke å gjøre med arven fra 40, 50 år med fossilproduksjon. ”
Fornybare redninger?
Kenya er spesielt godt posisjonert for en sluttkjøring rundt fossile brensler. Beliggenheten langs ekvator gir landet rikelig med sollys (i gjennomsnitt samler hver kvadratmeter anslagsvis 4, 5 kilowattimer per dag solstråling, som kan konverteres til strøm; et nordligere klima som Boston forventes å få ca. 3, 6 kilowattimer per kvadratmeter per dag). I Turkana-sjøen har Kenya også noe av verdens største vindpotensiale. Og Great Rift Valley, som skjærer en tagget bue gjennom hjertet av Kenya, sitter øverst på et varmt sted i jordskorpen som skaper ideelle forhold for geotermiske brønner. På et politisk nivå skader det ikke at Kenya har droppet importtollene på fornybar energiteknologi.
Mye av landets energi i dag kommer fra store vannkraftprosjekter, mange av dem inngår i en serie koblede demninger og reservoarer kjent som Seven Forks-ordningen. Vannkraften ligger primært langs elvene Tana og Turkwel, og gir omtrent 800 megawatt strøm til Kenyas nett. Imidlertid er det lite rom for vannkraft til å vokse; mange elver blir tørre en god del av året, og begrenser deres evne til å levere jevn strøm.
Utviklere har allerede begynt å benytte seg av nye energimuligheter, med geotermisk anledning. Innen neste år vil en serie geotermiske brønner gi 280 megawatt kraft til nettet, opp fra 157 megawatt i dag. I 2030 forventes geotermisk kraft å dekke mer enn en fjerdedel av landets energibehov. "Geotermisk er en veldig stabil, bærekraftig kilde, " sier Gregory Ngahu, en talsperson for Kenya Power, landets eneste elektriske verktøy. "Det er ganske robust."
Vind- og vannkraftprosjekter utgjør mer enn 95 prosent av resten av den nye kapasiteten som er planlagt gjennom 2030. Likevel er ikke fornybar energi en redning for Kenyas elektrifisering. I løpet av de siste årene har Kenya oppdaget olje-, naturgass- og kullforekomster innenfor sine grenser, og fristet noen til å vurdere utvidelse av tradisjonell fossil brennstoffkapasitet. Vannkraft har snublet når klimaendringskoblede tørke reduserer vannstrømmen gjennom kritiske elver. Og solenergi er ikke en del av Vision 2030-planen.
En annen utfordring for fornybar energi er behovet for ny infrastruktur for å koble store prosjekter til nettet. Ledet av statsstøttede organisasjoner bygger Kenyas kraftindustri ut flere overføringslinjer for å importere kraft fra nabolandet Etiopia, og også for å bringe strøm fra nye fornybare prosjekter til befolkningssentre der det er behov. Utviklere av vindparken Lake Turkana, for eksempel, bygger en 428 kilometer høy spenningsledning fra Turkana-sjøen til det eksisterende nettet. I en kryssing av den geotermiske Rift Valley vil linjen bane vei for fremtidige energiprosjekter, sier Aldwychs Chestnutt. "Nå vil utviklere ta initiativ."
Klipper ledningen
Til tross for denne innsatsen vil ikke majoriteten av Kenyas befolkning få tilgang til strøm fra disse kildene. Selv om urbane områder vokser dramatisk, bor de fleste kenyanere langt fra nettet i landsbyer og landsbyer. Og de som bor nær nettet, kan ikke alltid benytte seg av fordelene. Kenya Power krever omtrent $ 400 USD per husholdning for en nettforbindelse.
"Det er så langt unna, hvis du er en fattig kenyansk familie, " sier Jon Bøhmer, grunnlegger av Nairobi-baserte Kyoto Energy. "Det er mange steder hvor kraftlinjene krysser menneskers hytter, og de har ingen mulighet til å koble seg til nettet."
Som et resultat er det en økende erkjennelse av at det å betjene disse områdene vil kreve en annen tilnærming. Å finne en rekke mindre ressurser på ett enkelt sted, nær etterspørsel, kan bidra til å utvide energitilgang raskere. Oppstart, ideelle organisasjoner og til og med Kenya Power begynner alle å se på solcellebaserte mikrogrid - små, selvstendige strømnett - som en mulig løsning.
Mens individuelle solbelysningssystemer, som d.Light, har fått mye positiv press i USA og Europa, har mikrogrid potensiale til å drive lokale næringer. Bøhmer, en norsk programvareingeniør som i 2006 flyttet med sin kenyanske kone til Thika, nær Nairobi, har introdusert et solcellemikrogrid-system spesielt for dette markedet.
"Silicon Valley-gründere sier: 'Vi samlet inn tre millioner dollar fra en risikokapitalist i San Francisco, ' med deres 3-watts solcellepanel og LED-lys, " sier Bøhmer. “De tror de har ordnet opp. Jada, nå har noen lys og kan lade mobilen. Flott. Men i Vesten, når du fikk strøm, kunne du kjøre en maskin og bygge en virksomhet. Den virksomheten kan vokse og bygge en hel næring. Den slags historien er ikke mulig, hvis du skal gjøre det med disse blindvei, stopp-gap-løsningene. ”
Bøhmers løsning, kalt Butterfly Solar Farm, bruker konsentrerende solcelleanlegg (PV) for å generere strøm og fanger opp solvarme til å varme opp vann. Hans første kunde er en kommersiell teprodusent, som inkluderer både landbruks- og tørkeanlegg.
Det første pilotprosjektet, planlagt for senere i år, vil plassere konsentrasjonssystemets solsporingsspeil, eller heliostatistikk, blant buskene i de eksisterende tefeltene - et slags tredobbelt beskjæringsarrangement som produserer te sammen med 1 megawatt strøm og 2, 5 megawatt varme. Varmen brukes i tørkeanlegget, noe som reduserer avhengigheten av vedfyret varme, og strømmen gir strøm til 7000 hjem på stedet. Bøhmer anslår at prosjektet vil ha en fire år tilbakebetalingstid.
I den nordlige delen av landet har Kenya Power 10 mikrogrid med kapasitet fra 5 til 10 megawatt i pilotfase. De fleste av dem ble bygget i områder utenfor nettet ved hjelp av dieselgeneratorer de siste årene. i dag begynner verktøyet å legge til en solressurs til blandingen. I løpet av dagen strømmer solenergi direkte inn i det regionale distribusjonsnettet, og om natten fyller dieselproduksjonen gapet.
"Å drive dieselanlegg blir veldig dyrt og uholdbart, " sier Kenya Power's Ngahu. "Vi kommer til slutt solenergi gjennom."
Terry Mohn, administrerende direktør for General Microgrids, som har kontorer i Nairobi og San Diego, California, tar til orde for "opportunistiske" mikrogridser som utnytter et bredere spekter av lokale energiressurser, som sol, biogass eller småskala hydro. Uansett hva energikilden er, kan mikrogrids gi pålitelig delt energiinfrastruktur mens du reduserer behovet for storskala overføringsinfrastruktur.
Effektivitet først
Hvis denne innsatsen virker liten, er det fordi de er det.
Kenyas forbruk av elektrisk kraft per innbygger i 2010 var mindre enn en tiendedel av det globale gjennomsnittet for nasjoner som ble vurdert som mellominntekt, som Argentina, India og Sør-Afrika. Selv med utvidet produksjonskapasitet, er det sannsynlig at det tilgjengelige tilbudet for husholdninger ikke vil vokse raskt. Fordi mye av den planlagte veksten i Kenyas kraft er ment å støtte industrialisering og turisme, vil begrensning av veksten i boligbruk være avgjørende for at planen skal lykkes.
Av den grunn er en av de viktigste “sprangmulighetene” som kan være i Kenya en mulighet til å utvikle en energipolitikk der effektivitet kommer først. Gjennomført fra begynnelsen av kan effektivitetsinnsats gi Kenya mer smell for hver dollar den investerer i ny kapasitet.
En måte å forbedre effektiviteten til det generelle systemet er å møte noen energibehov med varme i stedet for strøm. Regjeringen har innført programmer som har som mål å spre bruken av solvarmeovner for å utnytte solens varme for husholdningsvannsoppvarming. Noen innovatører leter etter nye måter å tilfredsstille termiske behov på industrisiden. "Mange industrielle virksomheter bruker fremdeles veddrivstoff til å drive kjelene sine, " sier Ernest Chitechi, Outreach and Partnership Manager for ideelle organisasjonen Kenya Climate Innovation Center, eller CIC. Som erstatning jobber organisasjonen med gründere for å utvikle en biomasse-brikett basert på ananasavfall.
Men den virkelige utfordringen vil være å kontrollere strømbruken der det ikke er noen erstatning.
Forhåndsbetaling gir makt til folket
Forhåndsbetalte elektriske målere speiler den allestedsnærværende forhåndsbetalte mobiltelefonen. Brukere kan kjøpe energitokener fra en håndfull leverandører (inkludert leverandører av mobilbetalinger). Hver token har et 20-sifret nummer som kan legges inn i en elektrisk måler for å låse opp den kjøpte mengden strøm. Brukere betaler høyere priser per kilowattime når de bruker mer strøm.
Disse økningene kan raskt gjenkjennes av brukeren, noe som oppmuntrer til bevaring. I det minste er det ideen. I praksis klager noen over at rangeringsinformasjon ikke er gjennomsiktig nok, og at forskjellige token-leverandører tar veldig varierende serviceavgifter, noe som forvirrer prissignaler til kundene. Det er trolig behov for videre forbrukerutdanning for å sikre at de når disse målene.
Men forhåndsbetalte målere har en annen fordel. I likhet med resten av Kenyas elektrifiseringssatsing, lever de inn i landets bredere økonomiske utviklingsplan: Programmet støtter ny jobbvekst, ettersom leverandører er nødvendige for å selge energitokenene. I mobilmarkedet skapte en lignende markedsføringsmodell 100 000 nye direktejobber.
Forhåndsbetaling har også hjulpet verktøyet med å øke kontantbeholdningen, fordi kundene ikke kan gå glipp av betalinger. I september 2012 rapporterte Business Daily Africa at Kenya Power allerede i juni 2011 hadde akkumulert Sh7, 4 milliarder dollar (84 millioner dollar) i ubetalte strømregninger for året. Ved forhåndsbetaling kan disse midlene brukes til å investere videre i elektrifiseringsprogrammet.
Gründere av fornybar energi ser etter suksessen til modellen som en måte å introdusere produktene sine også på Kenyas landsbygda. "I de fleste tilfeller kan det hende at folk ikke har tilstrekkelige ressurser til å investere i kostnadene på forhånd, " sier Chitechi. "Det er en av de største hindringene for adopsjon."
Stima, Angaza og Azuri er blant oppstartene som tilbyr betal-som-du-gå-solenergi, som lar brukerne installere noen få, små solcellepaneler om gangen uten noen kostnad i forkant. For å få tilgang til strøm fra panelene, kjøper kundene energikreditter ved hjelp av et mobilt betalingssystem. I motsetning til de forutbetalte målerne som er installert av verktøyet, kan solkunder imidlertid etter hvert betale ned solcellepanelene og permanent "låse opp" tilgangen til strømmen. To gründere ved CIC ser også på måter å utnytte forhåndsbetaling for å finansiere de fremre kostnadene for fornybare energisystemer.
Hvis innovasjoner som disse kan støtte renere og mer effektiv energibruk for både urbane og landlige kunder, kan Kenya bare ha en sjanse til å gjøre humpet mot en sterk økonomi med lite karbon.
