アフリカ：電化とエネルギー転換の課題に応える太陽エネルギー

Jean Marie Takouleu 著 - 2023 年 6 月 1 日に公開 / 2023 年 6 月 1 日に修正

アフリカ開発銀行（AfDB）によると、6億人のアフリカ人が未だに電気を利用できない。 明らかな解決策の 1 つは、この大陸の太陽光発電の可能性を活用することです。 国際再生可能エネルギー機関 (IRENA) は、アフリカ大陸の太陽エネルギーの潜在力を年間 6,000 万 TWh と見積もっていますが、これに対してヨーロッパでは年間 300 万 TWh です。 アフリカ北部と南部の国々は、大陸で最も恵まれています。 東アフリカ、アフリカの角、サヘル地域にもかなりの太陽光発電の可能性があります。 一方、中央アフリカでは、赤道直下の気候と森林に支配された生態系が太陽光線の浸透を減少させるため、太陽光発電の可能性が低くなります。

アフリカ大陸の潜在力は依然としてほとんど活用されていませんが、アフリカでの太陽エネルギー生産施設の導入を促進し加速するために多くの努力が払われています。 パワー・アフリカによると、例えば、独立系発電事業者（IPP）による投資に有利な政策のおかげで、南アフリカは2,323MWpの太陽光発電容量を設置した。 太陽エネルギーの運用コストが徐々に低下しているため、再生可能エネルギーへの投資を促進する政策が実施されれば、アフリカは2030年までに70GWの太陽光発電設備を取得できるとイリーナ氏は推定している。 分析会社ライスタッド・エナジーによると、現在、この大陸には12GWの太陽光発電設備が設置されている。 この能力は、さまざまなソリューションを通じて開発されてきました。

アフリカで導入されている太陽エネルギー生産技術の中には、熱力学太陽光発電があります。 集中太陽光発電 (CSP) プラントでは、ミラーが太陽光線を捉えて 400 ～ 1,000°C の非常に高い温度を生成します。 このようにして発生した熱は、ボイラー内で水を蒸気に変換するために使用されます。 圧力がかかると、蒸気がタービンを回転させ、オルタネーターを駆動します。 交流を発生させるのはこの装置です。

世界には 3 種類の熱力学的太陽光発電所があります。 円筒形のコレクター プラントでは、長いミラーが水平軸の周りを回転して太陽の経路をたどります。 光線は、植物に熱を運ぶために使用される流体が循環する管に集中します。 パラボラ トラフ技術では、ミニ発電所を備えた調整可能なパラボラ トラフの焦点に太陽光が集中します。 タワー発電所では、地面にある調整可能な鏡のフィールドが太陽光線をタワーの頂上にあるボイラーに反射します。

南アフリカのボクポールト熱力学太陽光発電所の容量は 50 MWe ©Acwa power

これらの技術の導入にはコストがかかるため、現在アフリカで実施されている集中型太陽光発電プロジェクトはほとんどありません。 既存または建設中の工場は主に南アフリカとモロッコにあります。 ネルソン・マンデラの故郷では、フランスのIPP Engieが、それぞれ100MWの容量を持つXina Solar OneとKathuの発電所を運営している。 サウジアラビアの IPP Acwa Power は、50 MWe ボクポールト CSP を運営しています。 チェリフィアン王国では、サウジアラビアの企業が、580 MW ヌール・ワルザザート太陽光発電施設内にこのタイプの発電所をいくつか建設しました。

太陽光発電所は、複数の太陽電池パネルを備えた最も一般的なタイプの発電所です。 このような設備では、ソーラー パネルが太陽光線を捉えます。 太陽光の影響下で、各セルに含まれる導電性材料であるシリコンが電子を放出し、直流電流を生成します。 インバータはこの直流を交流に変換し、送電網の中電圧線でより容易に輸送できるようにします。

太陽光発電は、送電網に接続された大規模発電所から家庭用太陽光発電システムに至るまで、アフリカで最も発展した技術です。 この技術は、アフリカで太陽エネルギーを利用する巨大プロジェクトの中心となっています。 これは、エジプトのアスワン県にあるベンバン太陽光発電施設の場合です。 これは、IPP が全額出資して建設した 32 の太陽光発電所のモザイクです。 この複合施設は 1,650 MWp の容量で 2019 年に稼働開始する予定です。

たとえモロッコ当局がその実施に遅れを経験しているとしても、ヌール・ワルザザート太陽光発電施設はアフリカ大陸で開発中の主要太陽光発電プロジェクトの1つであり、現在の設備容量（太陽光発電とCSPを含む）は580MWである。 このプロジェクトは、2030年までに王国で消費される電力の52％を再生可能エネルギーで発電するというモロッコ政府の計画の一環である。

アフリカにおける太陽エネルギーの開発も、一般的に民間企業によって資金提供され設置される分散型システムによって推進されています。 これらのソリューションは太陽光発電ホーム システムで構成されています。 この小規模な電力網は、住宅ほどの規模で、1 つまたは複数のソーラー パネル、インバーター、電気を蓄えるバッテリーで構成されています。 このようにして蓄えられたクリーンな電力は、夜間や悪天候時にオンデマンドで国内送電網に再分配されます。

この機器の配布は従量課金制システムによって促進されており、主な支払い方法はモバイル マネーです。モバイル マネーは、サハラ以南のアフリカ全域で、最も僻地でも利用できる携帯電話バンキング サービスです。 太陽光発電住宅システムには、インターネットやテレビなどの他のサービスが付随するケースが増えています。 この設備は地方の電化に大きな影響を与えています。 最近、アメリカの企業 d.light は、同社のソーラー キットにより、世界中の 1 億人（そのほとんどがアフリカ人）に電力へのアクセスを提供したと報告しました。 ソーラーホームシステムに加えて、ソーラーランプやランタンなどの補完的なソーラーキットを提供する企業もあります。

ナイジェリアの太陽光発電ミニグリッド © Rural Electrification Agency (REA)

ミニグリッドは農村地域の電化にも役立ちます。 バッテリーを使用した蓄電システムや発電機とのハイブリッドシステムを備えた小型太陽光発電所です。 これらの設備には、コミュニティや村に電力を供給できる小規模な配電ネットワークが装備されています。 その後、必要に応じて、ミニグリッドを中央グリッドに接続することもできます。 しかし、コンゴ民主共和国（DRC）では、Nuru社がすでに1MWを超えるミニグリッドを導入し、北キブ州の州都ゴマなどの町全体に電力を供給している。

アフリカ大陸で最も人口の多い国（2020年までに人口が2億600万人を超える、編集者注記）であるナイジェリアでは、当局は世界銀行と政府の支援による野心的な地方電化プロジェクト（NEP）を実施するために、特にミニ送電網に資金を投入している。 AFDB。 この一環として、地方電化庁（REA）は実績ベースの補助金（PBG）制度を設けて太陽光ミニグリッド供給業者の設立を促進している。

太陽エネルギーの開発に見られるダイナミズムは期待を高めています。 国際エネルギー機関 (IEA) は、アフリカ大陸に設置された太陽光発電容量が 2030 年までに 125 MW に達する可能性があると推定しています。しかし、この分野は、特に資金不足など、多くの困難に直面しています。 「投資の少なさが、アフリカでの太陽エネルギーの導入を制限している主な理由です」とゼワイル科学・技術・イノベーション都市のエネルギー分野の講師兼研究者であるモハメド・サラー・エル・ソブキ氏は説明する。 エジプト電力事業規制・消費者保護庁（EgyptERA）のこの元局長によると、太陽光発電の生産には巨額の投資が必要だという。

モンテーニュ研究所は、「アフリカの太陽エネルギー：明るい未来」と題した報告書の中で、公的開発援助を通じて太陽エネルギーに資金を提供することの矛盾を強調している。 フランスに本拠を置くこのシンクタンクによると、この資金調達方法は競争を歪め、民間投資家の努力を妨げるものだという。

モンテーニュ研究所は、より多くの民間資本を呼び込むために、これらの公的資金をネットワークインフラの構築、投資を促進する規制枠組みの改革、特定のリスク、特に政治的リスクをカバーするための保証ツールの導入に配分すべきであると提案している。 老朽化と送電インフラの欠如が太陽エネルギーの開発に対する障害の一つであることを考えると、これはなおさら真実である。

これに加えて、太陽エネルギーは小規模プロジェクトを通じて開発されているという事実があります。 このアプローチは地元の需要と送電網の容量により適しているように見えますが、特に資金調達に関しては欠点もあります。 結局のところ、「プロジェクトは小さすぎて、開発銀行が提供し、連続するCOPでなされた無数の約束によって補充されたツールを動員するという不釣り合いなコストを負担するには小さすぎる。これらのツールは早急に再考され、太陽光発電プロジェクトに適応する必要がある」と主張している。インスティトゥート・モンテーニュ。

この課題に直面して、一部の開発金融機関は地域および準地域規模で独自のプロジェクトを立ち上げています。 これは、「スケーリング・ソーラー」プログラムを拡張している世界銀行グループの国際金融公社（IFC）のケースです。 このプログラムは世界中で実施されており、官民パートナーシップ（PPP）を通じて太陽光発電所の迅速な設置を可能にします。 スケーリング・ソーラーは現在、セネガル、コートジボワール、エチオピア、マダガスカル、ザンビア、そして最近ではニジェールでも展開されています。

アフリカ開発銀行（AfDB）は、アフリカ全土の太陽光発電所への投資に加え、「砂漠から電力へ」構想を通じてサヘル地域に力を入れており、アフリカ最大の太陽光エネルギー生産地帯を目指している。 このプログラムは現在開発段階に入っており、「砂漠からG5サヘルに電力を供給する」施設のために、すでに緑の気候基金（GCF）から1億5000万ドルの資金提供を受けている。 AfDBは、サヘル地域での太陽光発電容量10,000MWの設置を目標としているが、これはモロッコのような国の発電量に相当し、国営水道電力会社（ONEE）によれば現在10,627MWである。

数か月前、西アフリカ開発銀行 (BOAD) は、太陽エネルギー分野への民間投資促進プログラム (PPIPS) を開始しました。 その目的は、西アフリカ経済通貨同盟（WAEMU）内で太陽光発電を加速することです。 PPIPSはブルキナファソ、ベナン、ギニアビサウ、マリ、ニジェール、トーゴをカバーし、民間部門の太陽エネルギーへの投資に有利な枠組みを構築します。

ジャン・マリー・タクルー