《Energy Strategy Reviews》：Assessing power sector expansion and related emissions using the low emissions analysis platform: The case of Burundi in East Africa
编辑推荐：
为应对布隆迪因经济目标、人口增长及资源开发预期带来的电力需求激增，同时克服其电力严重短缺、能源规划薄弱及高碳依赖的挑战，研究人员利用低排放分析平台（LEAP）建模，探究了三种政策情景：高效照明（Ef-L）、全民电气化（Un-El）和低碳排放（L-Em）。结果表明，照常发展情景下，至2040年电力需求预计增至867.6 GWh，家庭始终是最大用户。Ef-L政策可节省124.6 GWh电力，Un-El政策则使家庭用电在2040年达825.7 GWh，而L-Em政策需在2030年后淘汰化石燃料电站，除非大规模部署可再生能源。研究强烈建议在国家能源战略中结合高效照明与可再生能源高占比，为布隆迪2040年新兴经济体目标提供关键政策支撑。
在全球致力于实现可持续发展目标（SDG 7，即确保人人获得可负担、可靠和可持续的现代能源）的背景下，撒哈拉以南非洲地区的能源获取水平仍然落后，其中布隆迪的情况尤为严峻。这个位于东非的内陆小国，正怀抱着到2040年成为新兴经济体的雄心壮志，同时面临高人口增长、教育和医疗设施需求增加以及钶钽铁矿、镍等矿产资源开发的巨大潜力。然而，所有这些发展蓝图都被一个残酷的现实所阻碍：国家电力供需存在巨大缺口。尽管政府与私营部门正在合力建设众多发电厂，但截至2019年，全国的电气化率仅为11%，农村地区更是低至可怜的个位数。绝大多数居民仍依赖传统的生物质能（主要是木柴）进行烹饪，现代能源服务远未普及。更令人担忧的是，与同属东非共同体（EAC）的肯尼亚、坦桑尼亚、卢旺达等邻国相比，布隆迪在国家能源战略规划方面的研究几乎是一片空白，这使得其未来发展缺乏科学的路线图指引。面对电力短缺、规划缺失、对进口柴油发电的依赖以及潜在的温室气体排放增长等多重挑战，一个关键问题摆在面前：布隆迪应如何规划其未来电力部门的扩张路径，才能在满足经济增长需求的同时，控制排放、提升能效并最终实现全民电气化？
为了解答上述问题，并为布隆迪政府雄心勃勃的2040年愿景提供决策支持，由Egide Manirambona、Abraham Niyongere、Martin Ndayizeye、Bonaventure Dusabe、Bob K. Amissi、Stephen M. Talai和Stephen K. Kimutai组成的研究团队，开展了一项针对布隆迪电力部门的系统性研究。他们选择使用在国际上被广泛应用的“低排放分析平台”（Low Emissions Analysis Platform， LEAP）这一建模工具。LEAP是一个自下而上的优化模型，擅长在数据有限的情况下，对能源供需及相关的温室气体（GHG）排放进行长期情景分析，非常适合布隆迪这类数据匮乏的发展中国家。研究将目光投向2015年至2040年，设定了四个关键的经济部门（居民、工业、农业、交通以及商业、服务与其他）进行需求分析，并以2015年为基准年。研究团队构建了一个“照常发展”（Business-As-Usual, BAUS）情景作为参照，该情景延续了历史趋势和政府既定的发电厂建设计划。在此之上，他们模拟并对比了三种具有战术优先性的政策情景：“高效照明”（Ef-L），旨在通过推广紧凑型荧光灯（CFL）等高效灯具减少居民用电；“全民电气化”（Un-El），设定激进的城乡电气化率目标；以及“低碳排放”（L-Em），探索在2030年后逐步淘汰所有化石燃料电站的影响。所有排放均以100年全球变暖潜势（GWP）计算的二氧化碳当量（CO2Equivalent）在排放点进行评估。
本研究采用了多步骤的建模与分析方法。首先，研究人员广泛收集了来自布隆迪国家水电公司（REGIDESO）、国家统计局（ISTEEBU）、世界银行等多方数据，构建了基准情景（BAUS）下的电力需求预测模型，模型核心公式为 D{b,s,n} = TA{b,s,n} × EI_{b,s,n}，即需求等于总活动水平乘以能源强度。其次，他们详细建模了电力转化环节（包括发电、输电和配电），考虑了现有及计划中的所有发电技术（水电、太阳能光伏、柴油、泥炭等），并设定了技术参数（效率、容量因子）和调度规则。最后，基于国家报告和战略规划，设定了三种替代政策情景（Ef-L, Un-El, L-Em）的具体参数，并利用LEAP平台进行模拟，比较不同情景下的电力需求、供应结构及温室气体排放结果。模型还使用2016-2020年的实际数据进行了验证，确保了预测的可靠性。
研究结果
- •
电力需求将持续快速增长
在照常发展情景（BAUS）下，布隆迪的电力需求预计将从2015年的180.4 GWh大幅增长至2040年的867.6 GWh。居民部门始终是最大的电力消费者，其份额在2040年预计达到61.8%。工业部门的用电需求增长最为显著，反映了政府推动工业化的意图。然而，即使到2040年，人均电力消费量也仅为42.7 kWh/人，远低于地区平均水平，凸显了巨大的发展差距。在居民部门内部，照明用电是最大的耗电项，到2040年将占居民用电的46.8%，这为能效干预提供了明确的目标。
- •
现有能源规划将导致高碳排
为满足BAUS情景下的需求，研究模拟了政府的发电容量扩张计划。结果显示，到2040年，尽管新建水电将贡献37%的发电量，但新建燃油电厂仍将占据31%的份额，加上泥炭和生物质发电，将导致温室气体排放从2015年的1.9千吨CO2当量激增至2040年的249.2千吨CO2当量。这表明，若按当前路径发展，布隆迪的电力系统将日益依赖化石能源，与全球低碳转型趋势背道而驰。
- •
高效照明政策潜力巨大
模拟结果显示，实施高效照明（Ef-L）政策能够显著节省电力。到2040年，相比BAUS情景，该政策可节省124.6 GWh的电力需求，占BAUS总需求的14%。这不仅减轻了供电压力，还通过减少发电量，间接避免了35.8千吨CO2当量的排放。这验证了政府之前分发20万只紧凑型荧光灯（CFL）计划的有效性，并表明将其大规模推广至全民（2040年城乡高效照明普及率达100%）能带来巨大的经济和环境效益。
- •
全民电气化目标带来巨大挑战
全民电气化（Un-El）情景设定了到2040年城乡100%通电的宏伟目标。这导致居民用电需求在2040年达到825.7 GWh，远高于BAUS情景下的536.5 GWh。为了满足这部分激增的需求，发电侧的温室气体排放也将升至332.2千吨CO2当量，比BAUS高出33%。该结果清晰地表明，实现全民电气化目标将带来巨大的新增电力需求和相应的排放压力。
- •
低碳路径依赖可再生能源大规模部署
低碳排放（L-Em）情景要求从2031年起完全淘汰化石燃料发电厂。模拟发现，在现有和已规划的可再生能源项目基础上，这一激进目标将导致国内电力供应出现巨大缺口，除非部署比当前规划更多、更快的大规模可再生能源技术。否则，国家将不得不大量依赖电力进口来满足需求。这凸显了在布隆迪实现深度脱碳的挑战性，其成功与否高度取决于可再生能源（如水力、太阳能、风能、地热）的开发和并网速度。
结论与讨论
本研究首次利用LEAP模型对布隆迪至2040年的电力部门进行了综合性的情景分析，填补了该国在系统性能源规划研究方面的空白。核心结论指出，在照常发展路径下，布隆迪的电力需求将持续强劲增长，但电力结构仍将严重依赖化石燃料，导致温室气体排放大幅上升。研究通过对比三种政策情景，提供了清晰的决策洞见：首先，推广高效照明是一项“无悔”政策，能以较低成本实现显著的节能和减排，应作为优先行动。其次，实现全民电气化固然是重要的社会目标，但会极大增加电力系统负担和排放，必须与清洁能源扩张同步规划。最后，设定激进的低碳目标（如2030年后淘汰化石燃料）在技术上是可行的，但在现实中面临严峻挑战，其成功实施完全取决于远超当前计划的可再生能源部署力度和速度。
因此，研究团队强烈建议，布隆迪的国家能源战略必须采取组合拳：一方面，在国内大力推行需求侧管理，特别是高效照明计划，以抑制不合理的消费增长；另一方面，在供给侧加速推动可再生能源的大规模、多样化部署，并积极寻求区域电网互联以获得清洁电力进口，从而在满足发展需求、实现能源公平（SDG 7）的同时，走上一条低碳、可持续的能源转型之路。这项研究为布隆迪制定其2040年及以后的能源蓝图提供了关键的数据支持和情景推演，对于这个渴望步入新兴经济体行列的国家具有重要的战略参考价值。
