西非可持续能源生产与分配的数字解决方案

【西非漫谈】2025年第5期，总第85期。作者：Lucy Anning（电子科技大学西非研究中心团队成员）；翻译：许倩文（电子科技大学公共管理学院研究生、电子科技大学西非研究中心助理）；校对：孟雅琪（电子科技大学公共管理学院研究生、电子科技大学西非研究中心助理）；整理：许倩文（电子科技大学公共管理学院研究生、电子科技大学西非研究中心助理）

摘要

由于能源需求高，基础设施不足以及电力系统负担高，西非在实现可持续能源生产和分配方面面临重大挑战。数字解决方案的整合提供了一种变革性的方法，通过提高效率、可靠性和包容性来应对这些挑战。本文探讨了数字技术在革新该地区能源系统方面的潜力，本文对全球和区域文献进行了详细的研究，采用定性研究方法，分析了可再生能源政策与革新数字解决方案之间的相互作用。同时，列举典型的西非研究案例，分析其成功实施及其对其他地区未来能源的影响。

关键词：可持续能源生产；能源分配；数字解决方案；可再生能源政策；西非

1. 引言

能源是经济增长、工业进步和社会转型的命脉，但西非持续面临严重的能源挑战，阻碍了其发展轨迹(Nwokolo et al., 2023)。尽管拥有丰富的自然资源，Ukoba et al. (2023)和 Lup et al. (2023) 在各自的研究中都阐述了农村社区首当其冲地承受着这种能源短缺的影响。Baker (2023) 进一步认为，对化石燃料的依赖、基础设施老化以及电网系统效率低下加剧了该地区的能源危机，使得生产和分配极不可持续。快速的城市化和激增的能源需求进一步加剧了这些问题，给那些没有做好应对准备的系统带来了巨大压力(Mukalayi & Inglesi-Lotz 2023)。

在这些挑战之中，数字创新已成为破局的关键力量。为实现能源系统现代化和弥合现有差距提供了变革性的解决方案(Khlil, 2024)。Zulu, Carpanen & Tiako (2024, January) 在研究中详细阐述了配备物联网技术的智能电网能够实现能源流的实时监测和优化，而Erhueh et al. (2024) 和Olatunde et al. (2024) 指出区块链技术促进了权力下放、能源交易透明性。人工智能提高了需求预测、预测性维护和运营效率，而数字平台则改善了离网和服务不足社区的能源获取路径，这些技术有望共同革新该地区能源生产、分配和消费(Ukoba et al., 2024)。

本研究批判性地审视了数字解决方案如何推动西非的可持续能源发展。这里所说的可持续能源，是指提供负担得起、可靠且环保的能源服务。数字解决方案的概念涵盖了物联网、人工智能和区块链等能够实现智能能源管理的技术，而智能电网则代表了能够进行实时优化和公平分配的先进电力网络(Mishra & Singh, 2023)。

为了应对在满足快速增长人口的能源需求的同时减轻环境影响这一双重挑战，本研究设定了三个关键目标。第一，分析全球数字技术融入能源系统的趋势，确定适用于西非的经验教训。第二，探索这些创新在非洲的实际应用和影响，强调其在西非背景下的可扩展性。第三，评估该地区的可再生能源政策和监管框架，考量其对数字解决方案应用的影响，并基于实证提出可行建议，以借助这些技术推动能源领域的可持续变革。 此次研究，旨在丰富关于利用数字创新解决能源不平等、促进环境可持续性以及推动西非经济发展的讨论。本文通过结构化分析，探讨全球和地区层面的见解、方法、政策框架和案例研究，最终得出具有前瞻性的结论和建议。

2. 文献综述

2.1. 数字能源解决方案的全球趋势

数字解决方案在全球范围内重新定义了能源系统(Heymann et al., 2023)，我们看到发达经济体越来越多地采用智能电网，通过物联网设备和预测分析实现实时能源管理。区块链技术通过允许点对点交易彻底改变了能源交易，从而使能源市场分散化 (Tkachuk et al., 2023)。此外，人工智能和机器学习被用于需求预测、优化可再生能源输出以及基础设施的预测性维护。例如，Dekeyrel & Fessler (2024); Necula (2023) 以及 Mallik (2023) 在欧洲地理背景下对这一关系进行的研究强调，欧盟的“地平线2020”计划推动了能源系统的数字转型，相关项目整合了人工智能和物联网以优化可再生能源分配。同样，在美国，Ferdaus et al. (2024); Çolak & Irmak (2023); Manuel et al. (2024) 和 Irmak, Kabalci & Kabalci (2023) 根据他们的研究结果补充指出，诸如“智能电网投资赠款”（SGIG）等举措使电网系统现代化，并提高了整体能源弹性。

2.2 非洲面临的挑战与机遇

尽管数字解决方案正在非洲各地得到应用，但仍存在基础设施不足、互联网普及率低及监管障碍等挑战(Mhlanga, & Ndhlovu, (2023)。尽管如此，南非和肯尼亚等国家已经展示了数字化能源系统的潜力，Horvey et al. (2024); Falcone (2023) 和 Ibegbulam et al. (2023)的研究都突出了这一点。在肯尼亚，M - KOPA太阳能公司整合了移动货币平台，提供离网太阳能解决方案，展示了数字创新如何解决能源获取挑战 (Choruma et al., 2024).  

2.3 聚焦西非

正如Agoundedemba, Kim & Kim (2023)所指出的，西非面临着严峻的能源挑战，包括基础设施缺陷和分散的政策，这些都阻碍了数字能源解决方案的采用。然而，受移动技术进步和可再生能源倡议的推动，该地区正处于数字能源革命的边缘(Shalman, 2024)。

在马里，数字平台通过太阳能家庭系统等创新改变了农村的能源获取方式 (Baker, 2023; N’Tsoukpoe et al., 2023).Dossou-Yovo et al. (2024) and Cyril et al. (2024) 的研究结果表明，像SolarWorks和Zola Electric这样的公司如何使用移动应用程序进行实时监测和预付费能源服务，以及这些能源解决方案如何解决该国不到50%的人口有电可用情况下的可负担性和可及性差距。移动货币系统的整合进一步简化了支付流程，推进了地区人民的广泛使用 (Okoroafor, Baik & Dikeh, 2024)。

科特迪瓦通过其科特迪瓦能源“CI - ENERGIES”倡议展示了进展，该倡议对国家电网进行数字化，以提高透明度、最小化电力损失并优化分配 (Heymann et al., 2023)。在阿比让等城市中心使用智能电表显著改善了电力供应，促进了效率提升及问责监管（Kuteyi & Winkler, 2022)。这一倡议凸显了科特迪瓦作为数字能源整合区域典范的潜力。

Barry (2022); Bissiri et al. (2020) and Nyarko, Whale & Urmee (2023)讨论了这一现象，并指出在贝宁，数字工具在可再生能源项目，特别是太阳能微型电网中至关重要。与ENGIE Energy Access等组织的合作实现了远程监测和预测性维护，确保了服务不足社区的可靠服务 (Ibrahim et al., 2023)。此外，政府采用数字计费系统提高了收入征收和运营效率。

除上述情况外，该地区的其他国家也在接受数字能源创新 (Hossain et al., 2024)。例如，塞内加尔已成为可再生能源中心，利用智能计量技术改善农村地区的太阳能可及性(Ray et al., 2024; Barry, 2022) and Salat et al., 2021)。同时， Foster, Eberhard & Dyson (2021) 根据他们的研究结果指出，像多哥、利比里亚和塞拉利昂这样的较小经济体如何利用移动支付系统简化能源计费，并在城市和城郊地区扩大能源获取范围。

西非电力联营体（WAPP）致力于通过建立一个统一的电力市场，将这些努力联系在一起 (Mohammed, 2024)。通过利用预测分析和实时监测，WAPP旨在实现国家电网的互联互通，减少输电损失，并促进跨境能源贸易。通过对数字化的战略投资和支持性的政策改革，西非有潜力重新定义可持续能源生产和分配，解决能源贫困问题，同时增强整个地区的气候适应能力。

3. 研究方法

在方法论上，本研究采用定性研究方法并进行案例分析，以探索数字解决方案在西非能源部门的整合情况。数据来源于政策文件、行业报告和学术文献。数据来源于政策文件、行业报告和学术文献。案例研究突出了该地区成功的数字实施，提供了实用的见解。

4. 西非当前的能源格局

西非的能源格局既有持续存在的挑战，也有新出现的机遇 (Njoroge et al., 2020)。Hassan et al. (2024); Ilojianya et al. (2024) and Tornel (2023)认为，该地区仍然严重依赖化石燃料，其能源供应的80%以上来自不可再生资源，这导致了环境退化和供应不稳定。能源获取存在严重不平等；城市地区的电力覆盖情况尚可，而农村电气化率通常低于40%，数百万人口无法获得可靠的电力(Ayorinde et al., 2024)。此外，电网基础设施存在效率低下的问题，包括频繁停电，一些国家的输电损失超过20%。然而，太阳能、风能和水电项目的日益普及标志着向可再生能源的逐步转变，为更可持续和更具包容性的能源未来带来了希望 (Baker, 2023)。这些项目虽然仍未得到充分利用，但代表了一种未开发的潜力，与创新的数字解决方案相结合，有望改变整个地区的能源生产和分配方式。

5. 可再生能源政策和监管框架的作用

可再生能源政策在促进数字解决方案的采用方面发挥着关键作用，为创新和投资奠定了基础。鼓励私营部门参与、为可再生能源项目提供税收优惠以及为研发分配资金，能够显著加速向可持续能源系统的转型 (Hossain et al., 2024)。然而，西非的进展受到分散的监管框架和不一致的执行机制的阻碍，这给投资者和利益相关者带来了不确定性。区域政策协调，特别是在西非经共体可再生能源政策（EREP）等倡议下，为制定统一战略提供了机会 (Nwaiwu, 2021)。这种方法可以简化监管流程，加强跨境能源合作，并有效地整合数字技术，为可持续能源转型奠定基础。

6. 抽样案例研究：西非成功的数字解决方案

下表重点展示了西非能源部门成功整合数字解决方案的关键案例研究。这些项目展示了物联网、人工智能和区块链等创新技术如何被用于改善能源生产、分配和获取，为该地区的可持续发展做出了贡献。

表6：西非数字解决方案成功案例样本

资料来源：作者于2024年自建。

以上案例揭示了数字解决方案如何为西非的可持续能源生产和分配做出重大贡献。像尼日利亚的太阳能混合智能村和多哥的随用随付太阳能系统等项目扩大了农村电气化范围，赋予了服务不足的社区权力，促进了社会经济增长。加纳的区块链能源贸易提高了透明度，吸引了私人投资，而科特迪瓦的物联网系统提高了离网能源的可靠性。总体而言，这些举措通过创新和包容性推动了工业生产力，增强了能源公平性，并加速了区域发展。

7. 结论与未来展望

数字解决方案有潜力彻底改变西非的能源生产和分配。研究结果表明，整合物联网、人工智能和区块链可以显著提高效率和包容性，特别是在服务不足的地区。然而，要想取得成功，就必须解决基础设施缺口问题、协调政策并促进公私合作。

未来展望

西非能源部门数字解决方案的未来前景光明，持续的创新有望推动进一步的转型。随着可再生能源采用率的提高，数字技术将成为管理复杂能源系统、提高效率和降低成本的不可或缺的部分。未来的增长将取决于区域合作、更强大的监管框架以及对基础设施和研究的持续投资。通过解决与融资、政策协调和技术可扩展性相关的挑战，西非可以实现可持续能源系统，促进经济增长和环境适应能力。

参考文献

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