尼日尔共和国工业领域电网集成光伏/风电与储能系统的技术经济分析：提升电力可靠性的创新路径

针对尼日尔工业领域因电网不可靠导致的柴油发电机依赖问题，研究人员通过HOMER Pro软件对光伏(PV)/风电与电网/柴油混合系统进行技术经济分析。结果表明，电网/柴油/PV/风电混合系统最具成本效益，ORIBA JUS和AGHAZARMADRAN两企业的净现值成本(NPC)分别降至183.1万美元和20.7万美元，度电成本(LCOE)降低0.03-0.07美元/kWh，同时减少2474升/年柴油消耗和33%-76%的CO2 排放，为发展中国家可再生能源并网提供实证案例。

　　

在撒哈拉以南非洲地区，电力供应不可靠已成为制约工业发展的关键瓶颈。尼日尔共和国作为典型代表，其工业企业每月遭遇18次、累计8小时的停电事故，迫使企业依赖高成本的柴油发电机维持运营，不仅造成0.082美元/kWh的高昂度电成本(LCOE)，更导致严重的CO₂
排放。这一困境源于该国电网基础设施老旧且70%电力依赖进口，而当地丰富的太阳能(5-7 kWh/m²
日均辐射)和北部风能资源利用率不足0.1%。面对2030年可再生能源占比30%的国家目标，如何实现经济可行的清洁能源并网成为迫切课题。

Maman Manirou Hachimou Jadi等研究者选取尼日尔首都尼亚美和北部阿加德兹的两家典型企业ORIBA JUS与AGHAZARMADRAN，采用HOMER Pro系统优化工具，首次对电网-柴油-可再生能源混合系统进行区域性对比研究。通过采集企业关键负荷曲线、年停电频率(8小时/次)及气象数据(阿加德兹风功率密度达60.241 W/m²
)，构建五种技术方案：基准电网/柴油系统、增加PV、PV/电池、PV/风电、PV/风电/电池组合，以净现值成本(NPC)和LCOE为核心指标，结合投资回收期(SPBP)和内部收益率(IRR)进行综合评估。

关键方法
研究团队运用智能电表采集企业24小时负荷曲线，通过NASA和本地气象站获取太阳辐射(5.5 kWh/m²
/day)及风速数据(阿加德兹年均4.5 m/s)。HOMER Pro建模时设置20年项目周期、10%贴现率，敏感性分析涵盖柴油价格(0.8-1.2美元/升)、电网售电价(0.066-0.123美元/kWh)等变量。环境效益评估采用IPCC标准的CO₂
排放系数(2.6 kg/升柴油)。

研究结果

成本效益分析
ORIBA JUS的最优方案为电网/柴油/PV/风电组合，NPC(183.1万美元)较基准系统降低3%，LCOE(0.082美元/kWh)比电网峰值电价低0.068美元。阿加德兹的AGHAZARMADRAN采用相同配置时NPC锐减55%至20.7万美元，LCOE(0.055美元/kWh)仅为柴油系统的50%。值得注意的是，两企业的投资回收期均小于4年，IRR超过12%，显著优于传统能源方案。

环境效益
可再生能源并网使ORIBA JUS年柴油消耗减少2474升，CO₂
减排33%；阿加德兹企业表现更突出，柴油节省1139升/年，CO₂
降幅达76%。这验证了北部高风速区域(6.3 m/s年均速)的风电协同效应。

敏感性验证
当柴油价格上浮至1.2美元/升时，混合系统的LCOE优势扩大至0.15美元/kWh；而电网停电频率增加20%将使得PV/风电方案的NPC再降8%，凸显系统鲁棒性。

结论与启示
该研究证实，在电网薄弱地区，按区域特性定制可再生能源混合方案可同时实现经济与环境双赢。尼亚美地区适宜PV主导(日均辐射6.2 kWh/m²
)，而阿加德兹的风电贡献度达41%。这一成果为尼日尔实现2030年可再生能源目标提供了技术路线图，其方法论对撒哈拉以南非洲具有普适价值。未来研究可扩展至微电网智能调度算法优化，以进一步提升系统可靠性。论文发表于《Journal of Energy Storage》，为发展中国家工业能源转型提供了重要案例参考。