肯尼亞北部地區風電發展分析1

天津市中環高科技有限公司 仇曉梅

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肯尼亞橫跨赤道，位于東經34°至42°、北緯5.5°至南緯5°之間。西與烏干達邊境接壤，南與坦桑尼亞和印度洋毗鄰，東與索馬里相連，北與埃塞俄比亞和蘇丹相望。該國總面積約58.26萬km2。肯尼亞75%以上的面積可以被歸類為干旱或半干旱地區，只有約20%適于農作物的種植。

肯尼亞為熱帶氣候，其沿海地區較為濕熱，內陸則溫熱適宜。而在該國北部和東北部，天氣非常干燥。沿海城市蒙巴薩（海拔17m）的年平均氣溫最高為30.30℃，最低為22.40℃；首都內羅畢（海拔1661m）年平均氣溫最高為25.20℃，最低為13.60℃；埃爾多雷特（海拔3085m）年平均氣溫最高為23.60℃，最低為9.50℃；洛德瓦爾（海拔506m）和干燥的北方平原年平均氣溫最高為34.80℃，最低為23.70℃。全國大部分地區降水的特點是季節性強，各個地方的降水模式、時間和程度差別很大。沿印度洋海岸相對潮濕的地帶年降水量為1000mm，由于東南季風的影響，每年的大部分降水發生在三月至五月這一漫長的雨季。從十月至十二月期間也有少量的降水。

肯尼亞北部查爾比沙漠（Chalbi Desert）及馬薩比特（Marsabit）地區，由于特殊的地理位置，常年刮東南風。每年，超過30m/s的大風會持續數天，風能資源非常好。

水文地理條件

肯尼亞北部地區大部分由玄武質熔巖所覆蓋，其東南角小部分地區表面為沙礫石。場址區域屬次穩定區的相對穩定地段，適宜建設風電場。風電場區域位于沙漠邊緣，人口稀少，地形平坦，海拔在530m－570m之間。部分地區具有淺層地下水，可作為日常生活用水及施工使用。工程區的地震加速度為0.02g左右，參照國內有關標準，場地地震基本烈度小于VI度，地質條件穩定。

風能資源概況

印度洋的來風，通過Turkana－Marsabit兩座山之間的走廊，同時受海拔抬升的影響，得到加速，常年形成東南風。某些時段，超過30m/s的大風會持續數天。特殊的地理位置，使肯尼亞北部查爾比沙漠及馬薩比特地區風速很大，風能資源非常豐富。

查爾比沙漠位于肯尼亞的北部，在圖爾卡納湖東南側。從當地社區歷史資料和馬薩比特市及國家能源部門對風能進行的科學研究表明，查爾比沙漠及其周圍地區是肯尼亞風能資源最豐富的地區之一。其中地名布比薩（Bubisa）本身的意義是巨大的風聲，也說明了本地區風能資源是十分豐富的。通過馬薩比特地區一個氣象站的多年資料顯示，馬薩比特地區10m高度測風儀測出的年平均風速可達11.19m/s，推算出風功率密度高達1290W/m2，對于風力發電建設者來講，這兩個指標是驚人的。

聯合國環境規劃署及能源部對肯尼亞的風能資源進行過規劃，其主要目的是提供和獲取可靠的風能資源信息，廣泛利用可再生能源技術。查爾比沙漠及其周邊被確認為肯尼亞大陸風能資源最好的區域之一。在風能資源評估專家的指導下，當地風能資源專家對肯尼亞全國的數據集35個氣象站共5年的數據進行分析，同時使用WASP和KAMM兩種軟件模型生成高分辨率的地圖和一個風能地圖集文件。

馬薩比特的大部分地方有很豐富的風能資源，據證實，有約9萬km2的地區風速很高。利用風能地圖集作為前期投資分析指導，一些地區已經在做進一步考慮是否開發其風電資源。為了找出支持這些計劃的現實依據，當地風能資源專家，沿著馬薩比特往布比薩，以及馬薩比特往北霍爾的道路，每5km進行一次氣象測量。測量是通過手持風速表和GPS進行讀數。當時這用來評估地圖集信息的質量，證實了該風圖集的準確性。圖3是肯尼亞風圖譜。由肯尼亞全國風圖譜可以看出，肯尼亞風能資源最好的區域集中在西北部，其中北部查爾比沙漠和馬薩比特地區有著非常好的風能資源。

電力系統條件

肯尼亞電力部門主要依賴水力發電、地熱等可再生能源，再通過進口石油燃料的補充，以滿足對電力日益增長的需求。肯尼亞主要能源結構為水力發電（50%），石油（33%）和地熱（16%）。最近由于干旱，水利部門發電量下滑，使得肯尼亞電力供應變得緊張。石油發電廠不斷提高發電，填補了水力發電量下滑的短缺，擴展電網接納那些沒有接入電網的電力已是肯尼亞的主要政策。

圖1 肯尼亞全國行政圖

圖2 馬薩比特地區風的形成示意圖

肯尼亞國家電網從肯尼亞南部沿海擴展到西部地區。該線路也連接包括烏干達和坦桑尼亞等鄰國以交換能源，并計劃進一步與埃塞俄比亞互連。

2018年，肯尼亞國家電網擬建428km長的400kV高壓雙回輸電線路，并通過馬薩比特地區，為規劃中的圖爾卡納湖和馬薩比特地區風力發電提供服務。當線路建成后，再下一步可能是繼續延伸線路，使這一地區電力資源輸送到埃塞俄比亞。

現以規劃中的布比薩風電場為例，布比薩風電場位于馬薩比特市北部，風電場規劃裝機容量240MW，分五期建設。一期風電場裝機容量40MW，安裝20臺2MW風電機組，經過33kV/132kV升壓站，經42km+3km雙回132kV線路接入現有的Segel變電站，總容量為250kVA。到2020年，全部容量接入新建的400kV線路。

圖3 肯尼亞50m高度全國風能資源分布圖

圖4 風電場進場道路及場內道路現狀

施工及交通運輸條件

擬建的前期風電場場區均比較荒涼，硬化路面的公路只能通到風電場附近的城市或鄉鎮。進入風電場的道路均是碎石路面的鄉村公路，需進行拓寬，經現場查勘，風電場區地質情況很好，可以直接鋪面層。所有風力發電設備及大型施工設備均可海運至肯尼亞蒙巴薩港，從港口到風力發電現場采用公路運輸，公路運距約1100km。主要建筑材料和小型機械設備在首都內羅畢采購，到風電場的公路運距約700km。砂石料在當地選取砂石料場，人工加工砂石料，運距按100km考慮。本工程所在地附近沒有電網接入，需配備移動式柴油發電機進行施工供電。風電場現場若沒有電信網絡及無線網絡信號，現場的通訊可以用對講機及衛星電話聯絡。

工程投資

風電場工程，主要由風力發電機組、變電站、集電線路、風電場內交通工程、施工輔助工程、送出工程等組成。現以規劃中的布比薩風電場一期工程為例，規劃建設一期項目總裝機容量40MW，安裝20臺單機容量為2MW風力發電機組，預裝機組輪轂高度80m。一期風電場設置一座132kV升壓變電站，設置一臺SZ10－63000/132/35的主變壓器。用一回132kV送出線路。

本項目一期工程總投資75281萬元，其中工程靜態投資73217萬元，貸款利息2064萬元（資本金暫按20%擬定，80%為貸款，貸款利率7.05%），送出線路工程（45km，132kV）9000萬元。單位千瓦靜態投資18304元，單位千瓦動態投資18820元。

肯尼亞北部建設風電場項目符合該國國家能源產業發展政策，且該地具有非常好的風能資源條件，具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。但建設方在決策前應對肯尼亞及當地開展調查，充分掌握當地稅收、勞工、土地、文化、政局等情況，開展匯率等國際貿易研究并應提前開始環境評價的專題研究，還應進行當地電網實際調查，確定風電場送出及接入系統情況，了解當地上網電價情況。

肯尼亞北部地區風電發展分析1

中水北方勘測設計研究有限責任公司 于暉

1.本文主要參考資料來源于：Final Report on the Pre Feasibility Study covering Chalbi Desert and the Surrounding Districts（KenTec DenMark ApS-Que Energy Limited-BAC Engineering & Architecture Daniel）

結語