数字化和可持续能源转换:评估政策和监管环境对尼日利亚和南非能源部门的影响

后台

数字技术独有特征实现能源部门内极具破坏性的转换以改变传统能源产生和消费模式的方式为小生产者和社区内电商提供新生产和消费模式的机会研究批判性地评估了非洲能源系统数字化问题,并参照现有政策框架,努力在非洲实现可持续能源过渡研究如何在能源部门内采纳并应用数字技术,如块链、数字平台和智能电网,实现环境可持续和社会包容性的新能源生产和消费模式评估是在使用案例宿主社会现行政策和管理框架范围内进行的。

方法论

研究的目的是调查尼日利亚和南非如何通过能源系统数字化实现可持续能源转换分三个阶段采取定性方法-文件分析审查尼日利亚和南非能源部门政策相关文献下一步包括比较案例研究,以评估数字技术在每个国家能源过渡中的部署特征最后,比较案例研究结果归结于研究所覆盖国家内现有政策范畴内。

结果

研究结果显示,非洲仍在能源部门内采用和应用块链和智能网格等数字技术的初级阶段。结果还显示政策环境与行业实现这一点的努力脱节。三家公司使用案例所显示的当前应用显示,非洲可持续能源过渡尚处于初级或初级应用阶段,目前得不到项目所处政策环境的帮助。

结论

研究深入深入了解能源部门当前状况和发展情况,尤其是如何采用和实施数字技术解决撒哈拉以南非洲普遍存在的能源贫困问题

数字化已成为推动能源转换的工具,它正在改变能源生产、分配和消费方式数字化对社会有深远转化效果,特别是它如何改变权力平衡以产生新结果一号,2,3..撒哈拉以南非洲各国正奋力应付严重的能源短缺问题,这已导致高水平的能源贫困问题,而快速人口增长的挑战则使这一问题雪上加霜。预测到2050年非洲人口将增加10亿以上非洲的这些独特挑战使能源系统数字转换前景成为非洲大陆应对未来发展挑战的独特契机[4,5..

预测人口增长可能无法持续的挑战时,联合国通过其可持续发展目标优先关注负责任和公平的能源路径需求问题(SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/SDGs/约12亿人主要分布在撒哈拉以南非洲,但仍缺电。需要扩大用电量,因此引起更多研究兴趣可持续能源转换,重点是世界服务不足区域,特别是撒哈拉以南非洲[6..考虑到能源对每个社会社会经济发展和人类福祉的关键作用,需要寻找解决诸如气候变化、消除贫穷和能源安全等问题的办法,将可持续能源问题推向决策圈、业界和学术界利益攸关方中显赫位置一号..

本研究研究撒哈拉以南非洲能源系统数字化目的是通过拆分非洲能源空间内分层演化分析分析将结合一组非洲国家的现有政策和监管环境进行,以查明可能冲突区,哪些可能阻碍数字技术推动的可持续能源过渡研究探讨以下研究问题:政策和监管环境对尼日利亚和南非可持续能源过渡有何影响?如何部署技术实现尼日利亚和南非可持续能源转换

采用了定性方法,对能源部门内块链和智能网格实施情况进行比较案例研究。方法涉及深入审查侧重于研究主题领域的相关商业文献和学术文献选择使用案例研究研究设计是因为它有可能调查现实环境中的现代现象当现象和上下文之间的界限不明确时,并当需要多重证据源时,这一点特别有用[7,8,九九..研究从非洲角度为数字技术、块链技术以及社会团结经济的现有知识体系做贡献输出帮助决策人更好地了解区块技术的出现、采纳和使用以及它如何能够帮助实现普惠性可持续发展,转而促进性别平等、体面工作以及粮食和生计安全

研究采用了定性方法学方法三阶段方法方法应用如下:第一,进行文件分析,审查和分析尼日利亚和南非与能源部门有关的政策文件这对于评估其对可持续能源过渡的关注度和它们是否纳入适应数字技术对可持续能源过渡的调停的政策规定十分必要并随后进行了比较案例研究分析,评估案例研究所覆盖使用案例的特点,即数字技术正如何用于调节可持续能源过渡

最后,比较案例研究结果归并到这类使用案例所居辖区内现有政策框架的范畴内。当务之急是建立实践之间的合宜和协同关系,因为它与产业和政策环境相关,同时考虑Edomah的意见10..Edomah认为资源、机构和政治结构在能源基础设施治理中的关系相当复杂,能源过渡受机构内部和通过机构执行的政府政策的影响因此,他主张需要在能源基础设施的治理和提供方面加强公共和私营机构之间的伙伴关系和交互作用。

尼日利亚和南非被选为案例研究,研究基础是它们在非洲的社会经济意义和它们作为该大陆两个最大经济体的地位。公司选择优先级/优先级为可持续能源过渡项目,使用案例涉及采用和实施数字技术,如块链、智能电网技术以及能源部门内平台化显示Woodside和Wilson11案例研究研究提供深入检验,通常在一段时期内进行,并单例集中处理政策说明、程序、干预网站、实施过程或参与者等问题

采取比较案例研究方法的理由基于这样一种考虑,即研究者能够通过系统方法调查多案例主题,生成对因果问题更可归纳性的知识,如“how”和“hissssss比较案例研究方法可用于科学查询,但从方法上讲不切实际进行实验设计或需要进一步质询具体背景特征如何影响干预成功比较案例研究涉及分析并综合两个或两个以上案例的相似性、差异和模式,这些案例具有共同焦点或目标[11,12,13,14,15..在可持续能源转换方面,比较多例案例研究被认为是合适的,因为它使研究者能够比较能源部门内各种使用案例,即不同行为方数字化案例,这些行为方在能源部门应用块链和智能网格等数字技术时看到商业和社会经济价值

选择案例研究覆盖公司时使用的标准如下:应用数字技术作为其商业模型或价值链的一部分提供替代模式生产、消费或获取能源作业地位于撒哈拉以南非洲公司评估标准如下:创新使用案例围绕能源部门内数字技术的采纳和实施商业模式-商业成功运营计划确定收入来源、目标客户基础、产品和筹资细节SET达标-产生耗电源必须来自可再生能源和社会经济包容性-确保成本不阻碍目标用户基础访问

从表概述的公司和项目列表一号详细评估公司和项目后发现Alliander公司、Bankymont公司和Eleven公司三家公司目前正在实施使用案例,以切合本研究所述目标的方式处理这两种技术此外,选择研究覆盖的两个国家是基于考虑它们在撒哈拉以南非洲作为该大陆两个最大经济体的战略重要性。尼日利亚和南非两国社会经济和发展多样性水平相当高,尤其是在能源部门。

本节介绍研究结果探索非洲能源部门现状,尼日利亚和南非可再生能源政策全景,技术组件覆盖数字化和可持续能源过渡非洲大陆拥有巨大的自然资源天赋然而,绝大多数人民面临严重的能源短缺问题。由此产生可怕的社会经济后果,导致高贫困率和不发达16..深入理解非洲能源穷困状况,有启发性地指出,目前撒哈拉以南非洲48个国家的总发电量为68千兆瓦电量正像西班牙这样的国家目前产生什么,如果排除南非,其余47个国家的发电能力下降至约28GW,相当于阿根廷产生什么,这28GGOW中约25%因数项因素无法实现,其中包括老化电厂、不可靠电源供应和不良电厂维护[17,18号..加上本区域许多国家面临严重短缺问题,分布不均问题使农村地区许多家庭与城市地区相比与分布式网络脱节因此,非洲人面临能源贫乏和高能源不平等率双重能源挑战3..

当前非洲能源部门状况

从审查全世界可持续能源转换趋势中可以明显看出,非洲国家居世界最差表现者名单之首。世界经济论坛2019年能源过渡指数排名显示,占115个国家排名底表的大多数国家来自撒哈拉以南非洲。非洲两个最大经济体(尼日利亚和南非)分别排名109和114。ETI提供框架衡量并支助各国能源转换工作,同时考虑到当前能源系统性能及其宏观经济、社会和管理环境对能源转换的准备状态19号..卡塞克和霍斯京20码,p.114)认为能源是经济增长和发展的先决条件他们进一步指出,经济增长与电力需求之间的关系正相关这一观点得到数位研究人员支持,他们调查了社会内部经济增长与能源/电需求之间的关系[21号,22号,23号..尽管如此,气候变化和环境可持续性等新挑战迫使非洲国家重新评价其能源系统以提高效率和环保性。

撒哈拉以南非洲各国对能源的需求继续增加,对可用供求选择的压力也在增加。由此造成供求不平衡,威胁能源安全并阻碍社会经济发展。随之而来的是需要探索途径实现非洲可持续能源过渡24码..撒哈拉以南非洲能源供应以两大源为主:廉价能源,如薪材生物和木炭现代工业能源如水电和化石燃料源(天然气和石油)。由于缺乏提供这些工业能源所需的基础设施和资本[3..2000至2015年间,撒哈拉以南非洲电气化需求增长45%,预计到2030年这一需求将翻三番预测对电气化需求增长为该部门投资提供巨大潜力,特别是那些侧重于风能、太阳能和水电等可再生能源使用方3,16..

博斯等人[25码认为许多非洲国家在努力扩大电源方面所面临的一些挑战有:投资基础设施所需的财政支出、推展电气化项目所需人力不足、潜在消费者摄取率低以及其他体制和供方障碍据他们说,最引人注意的挑战是将线路扩展至边远和人口稀少的农村地区的巨大代价。某些典型例子包括肯尼亚西部,由于连接率低,每连接基础设施投资中值为2427美元,乌干达估计农村地区延长电线成本为8 000美元或以上关于取用率问题,Bos、Chablin和Mamun25码指像博茨瓦纳这样的地方提供的证据显示只有12%的家庭与电网连通电化社区中只有39%的家庭连接电网, 坦桑尼亚农村和城郊连通率约21%2至3年

撒哈拉以南非洲能源贫乏随之产生的后果导致人们被迫常常在家里自发电源,并在大多数情况下部署基于化石燃料电机和其他解决办法这使撒哈拉以南非洲能源空间大规模分片碎片化实例包括电网下电气化解决方案,这些解决方案提供简单性、速度性、敏捷性,加短安装时间它们是非正式住区和家庭的可靠替代电路M-Kopa提供并扩展至东非的目前全肯尼亚使用中的“现收现付式”太阳系和电机是另一个例子包中包括火炬和手机充电器他们的解决方案比网格解决方案前端连接成本高低得多15W家庭系统平均费用为每月9美元36个月,此后家庭拥有系统进一步证据表明,支付分散式可再生能源的意愿远高于网格连接,因为网格连接被认为比较可靠[26,27号..

撒哈拉以南非洲能源部门的重大挑战要求探索替代模式,帮助超越这些挑战解决所在社会严重的能源贫困问题。然而,必须理解政策和监管环境在促进可持续能源过渡方面的关键作用。这是因为有证据表明,有能力制定和执行正确政策和规则的政府成功创造了有利于社会社会经济发展的环境[28码,29,30码..因此,拆解非洲可持续能源过渡中分层工作(由数字技术辅助)无法孤立本研究覆盖的选定国家的现有政策和监管环境。

可再生能源政策景观:尼日利亚和南非

可再生能源政策全景为尼日利亚和南非对可持续能源过渡进行背景审查提供了一个有益的起始点。这是因为这有助于搭建环境偏向理解的政策和规则,这些政策和规则可促进或阻碍两国各种利害相关方采取可持续能源干预措施。从经审查文献中获取的证据审查显示,尼日利亚和南非可再生能源政策面貌在成熟度和范围方面有差异[31号,32码,三十三..尼日利亚有几个政策侧重于能源部门其中包括2003年国家能源政策,该政策阐明了政府对于开发开发尼日利亚所有能源、解决环境问题、能源使用/效率、融资和政策实施的立场2005年《电力部门改革法》(EPSRA)试图将尼日利亚电市场从政府拥有的垄断市场转换成私营实体,使私人投资者能够进市投资并获取投资回报同时向终端用户供电1979年尼日利亚能源委员会法2006年开发的尼日利亚可再生能源总计划阐述了尼日利亚通过使用可再生能源实现可持续发展的愿景。以推广电力行业可再生能源为目的的2006年可再生能源政策指南和2015年国家可再生能源和能效政策REMP强调建立专用基金和代理机构的必要性REMP还启动一套财政和市场奖励支持可再生能源部署REMP短期计划包括暂停可再生能源技术进口税

长期计划概述财政政策,包括对进口可再生能源电器免关税、减税、资本奖励和优惠贷款机会[34号,35码,36号,37号..然而,尽管有所有这些政策和计划,尼日利亚电管委对该国缺乏可再生能源政策表示不满。政府机构抱怨说情况阻塞太阳能对尼日利亚供电的贡献37号,38号,三十九..关于尼日利亚可再生能源政策全景Edomah10资源、机构和政治结构在能源基础设施治理方面存在复杂关系从而使能源转换受政府政策的影响,这些政策在机构内部和通过机构实施公私营机构之间在治理和提供能源基础设施方面越来越需要伙伴关系和互动能源基础设施提供主要是政治选择电源系统技术变换是社会最终构建能源基础的主要催化因素

南非政府于2011年在德班主办第十七届缔约方会议时启动一项旨在支持可再生能源的政策其先前努力通过可再生能源白皮书和可再生能源进用关税工具生成可再生能源不幸的是,由于缺乏对执行的政治支持,这遭遇挫折。之后,南非政府国库和能源部启动可再生能源独立电商采购方案,审议当年德班缔约方会议第十七届会议气候变化谈判REIPPP目前算作全国最成功的能源方案40码,41号,42号..

然而,尽管南非能源政策,特别是可再生能源政策,Sebitosi和Pillay有详细记录的好处[43号南非似乎陷入政策环境弱和电力部门继续以传统方式规划未来。此外,南非初级政策侧重于适当的能源定价,将其作为推动可持续能源过渡目标的主要机制。Edkins等人表示[31号南非当前政策环境偏重更多成熟可再生能源技术而忽略较小成熟技术随之而来的后果是导致高度非分散可再生能源组合,产生相当负效果,此外政策有效捕捉与小型可再生能源项目有关的其他机会和优势的能力下降

比较两国的政策和监管环境显示当地先进度和能源部门实情方面有趣的对比估计尼日利亚在政策和规范战线上比南非先行然而,尼日利亚在如何有效运用政策和规则以确保满足国家的能源需求方面尚有缺陷。南非能源部门(传统和可再生能源)精密程度远超其政策和监管环境精密程度。能源地理学展示出新奇创新但这些动态未能以消除能源穷困问题的方式扩展可持续能源转换过程,但导致特征和空间模式变化[44号,45码..

数字化和可持续能源过渡

Gartner表示, 数字化使用数字技术改变商业模式并提供新的收入和创造值机会进化数字商务进程46号..数字化不应与单纯数字化混淆这是因为数字化用数字版替换物理事物,而数字化代表基础化和广度变换网络通过将数字信息置于企业核心创建新值源数字化超越单纯记录数据或使用数字工具支持现有业务需要重构企业从数字技术使用中获取值47,p.12].使用数字技术实现可持续能源转换需要采纳和实施这些类技术,以利用这些技术独有特征提供新的能源生产、分配和消费模式具体地说,数字技术如块链、智能电网和数字平台(平台化)显示能源部门内实用部署能力

深入了解哪些类技术手工艺归数字技术分类范畴,切需解析这些类通用技术演进的分层48号,49号,50码建构当前社会方方面面所见变换基础依据Bharadwaj等[51号数字技术是电子工具、系统、设备和资源生成存储或处理数据可视之为信息、计算、通信和连通技术的组合Yooetal52数字技术与早期技术在三大特征上不同:(1) 可重新编程性将设备功能逻辑与其物理化分离;(2)数据同质化,允许使用相同的装置和网络存储、传输和处理数字内容;(3)自优性质产生正网络外差,进一步加速数字设备、网络、服务及内容Yoo等的创建和提供引文中引用53号..

可部署数字技术促进新经济模型,通过数字化优化进程解决生产和消费问题研究证据显示,优化工序或增加能源使用或加速生产或消费46号,54号,55号,56号,57号..数字技术的破坏性性质,以及实现新高效模式以取代社会整体上和企业环境内现有生产和消费模式的固有希望,因此,利益攸关方现在看到需要应用块链和智能网格等特殊数字技术以追求可持续能源过渡,具体目标是增加撒哈拉以南非洲等服务不足社区获取能源的机会[24码,58码,59号..

鉴于整个撒哈拉以南非洲能源部门当前开发状况,对数字技术“中介式”可持续能源转换缺乏批判性评估这使行业利害相关方和公共部门政策驱动者之间产生协同差距,从而导致能源部门演化混乱、支离破碎并经常冲突性质,从长远看可能适得其反。以多玛10决策人通过既定体制框架在管理特定社会过渡方面发挥关键作用,能源基础设施选择受体制动态和结构影响并最终决定

智能网格解决方案

美国、英国等国家以及全欧过去十年经历电网挑战后,智能电网解决方案部署加速这日益导致基于可再生能源的电力生产系统分散化,消费者提高能效行为,以及电动车辆连接电网的最近趋势,从而在未来几十年对能源产业产生巨大影响[2,p.63032码,三十三,60码..

智能电网通过采用和实施数字技术和其他先进技术实现能源系统数字化的直接结果,以监测和管理所有发电源电流,满足终端用户IEA2001的不同电需求61号..能源局和南非国家能源开发学院视智能电网为“电网,能智能整合所有用户-生成者、消费者和兼用者-的行动-以高效提供可持续、经济安全电源”。永续能源非洲62电网使用数字技术和其他先进技术监控和管理电源传输以满足终端用户的不同电需求2,p.智能电网将信息和通信技术整合到现有电网中,在所有定义中,智能网格所有定义共享的共同特征是数字/ICT在区分智能网格和传统网格方面的核心作用高科技在网格中的存在 令网格“智能化”。

智能电网使用创新产品和服务,并配有智能监控、控制、通信和自愈合技术,以更好地促进和管理所有能源的连接和运维向消费者提供更多选择,从而使消费者能优化能源使用和消费这使得消费者获取更多信息并选择供应方式,从而大大减少或消除整个供电系统对环境的消极影响,提高可靠性和安全性[2,63号,64码,65码..塞比托西和Okou65码列表智能网格的一些好处包括通过局部交换和存储剩余电能开发散存资源(人和自然资源),从而最小化传输分配成本和损耗另一项好处是通过自足提高对中断的恢复能力Sebitoshi和Okou认为终端用户将更多地参与能源投资和管理,并增加提高社会实践节能的潜力整个非洲有数项举措,目的是利用智能电网的好处和长处改善电源获取和供应系统总体效率南非最突出例子先导能源局和SANEDI

智能网格被公认为实现可持续能源过渡所需的赋能技术组件。但这些过渡导致政府-实用性-消费者关系更加复杂,从不同辖区部署作业中可以看出[32码,三十三,60码..Milchram等[60码发现英国和荷兰智能电网系统提案对隐私和司法等社会与道德价值问题有混合效果发现智能电网有可能有效解决司法问题,例如通过促进小型发电和透明可靠计费但他们也发现,虽然当前智能电网设计有助于节省成本和能源,推进更加公平和民主的能源系统,但它们也可能加剧分配和程序上的不公。

Ngar-yin Mah etal.[32码发现中国开发出部署智能电网模型大国有电网公司作为智能电网部署的驱动力,两个主要电网公司作为社会技术体系结构改变的根本阻塞发现点可信前研究发现的问题 部署智能网格因此,相关利益攸关方必须自觉努力,确保避免部署陷阱,如果智能电网的全部利益被利用来成功可持续能源过渡,尤其是在撒哈拉以南非洲观察尼日利亚和南非的政策环境显示,尼日利亚阐述了财政政策措施,旨在提供利益攸关方需要的资金。然而,供资机会短缺仍然是一大挑战。在南非时,政策取向是实现正确定价以吸引私有资本投向该部门

能源部门块链技术

块链技术位居数字技术之首用于授权分散存储和分享大型对等网络事务数据,非托管成员可无中介地以可核查方式相互交流66号..技术分布分类账可能是匿名和无许可的受时间标注的防篡改分类账的好处是消除中间人需求,消除通过块链分类账执行事务所涉方之间的摩擦和信任问题67号..阻塞链技术解析会降低某些业务流程的成本,因为这些流程现已自动独立自执行流程,并存储入分类账智能合同编码

块链基本分三种类型-公共式、许可式和私有式68号,69,70码..块链分类账不是存储在集中式服务器上,而是网络各方间互换同步方式消除中间人需求,从而保护分类账避免单点故障,从而阻抗任何非法篡改,块链数据库存储记录受密码保护[67号,68号,71号..块链技术特别引人兴趣,因为它独有特征,其中一些特征包括记录数据不可变性,并有能力消除中间人对涉及二方或多方事务的需求[69,70码..块链有三种类型(见表)。2公共块链、私有块链和财团或Freed块链

公共块链设计允许链链网上每个人参与访问,不要求节点间信任关系公共块段记录的交易不可修改或注销公共链块使用以下几类共识算法:Work校对-PoS公共阻塞代码向任何人开放下载,并可以启动本地设备公共节点运行,通过验证网络交易参与协商一致进程

案例研究

SunExchange、Bankymont和Onwatsolar案例研究被用于评估撒哈拉以南非洲可持续能源过渡这是因为两家公司率先通过可持续能源转换数字化促进获取清洁能源SunExchange基础南非启动程序,Onwatssolar基础尼日利亚启动程序SunExchange运行对等平台为太阳能系统安装和租赁平台融资通过平台,世界任何地方的任何人都可以购买太阳能生产电池并通过租借这些电池到新兴市场的电力企业和组织赚取投资回报创建双赢环境,地方社区获取可靠廉价电源,投资者通过当地社区消费者支付使用费获取稳定的收入来源。

模型经历以下过程:第一,SunExchange公司与一组太阳能公司合作,作为其伙伴(它们可能设在世界任何地方),识别小装置微网格小兆瓦能产生重大影响的项目举例说,农村地区或村庄电源不稳定的诊所下一步是安装的策划和定价在线提供规划和定价信息,供潜在投资者购买设施中数个太阳能电池投资者可根据其风险胃口购买安装费用由投资者购买太阳能电池支付后,数组在60天内建网并上网社区获取太阳能电池生成电费与水电费相似,投资人(和Sun交换公司)从中分取部分收费与数组拥有量成比例[和Sun交换公司根据商定的分享收入安排72SunExchange还负责处理租赁费和收费问题,并同时处理保险和其他相关文件

Onewatsolar提供求解方法,基本镜像SunExchange业务模型,说明太阳能安装资金筹供和支付投资回报给为安装提供资金的投资者Onwatsolar使用块链技术执行“智能契约”,确保准确记录电耗和消费者收费精确量智能契约写进块链中协议,意在数字化便利、验证或执行契约的谈判或履行允许在没有第三方干扰或调停的情况下执行可追踪和不可逆可信交易71号,73号,74号..

Bankymont是南非软件咨询启动并拥有块链技术专门知识班基文通过分析现有系统并根据适用使用案例提出建议向客户提供咨询服务网络还提供系统集成服务,通过识别系统内部相关触点并开发使用标准技术的强健适配器,提供整合块链技术的丰富经验最后,它们为金融服务提供自定义软件开发使用块式链中心法73号,75,76..2015年Bankymont发布Bitcoin首创应用Smart网格和块链Bankymont通过此应用向智能计量商提供比特币支付网关,允许公用事业商接受比特币支付最近还开通了公众资助公共学校平台,77号,78号..Bankymont提供a应用用户实时使用Bitcoin密码算法可顶顶顶智能米这使传统银行系统以外的客户支付电费成为可能。

并带来避免传统银行系统高交易费的额外好处南非能源部门供货商和市内面临的挑战往往导致供货商和市间冲突。部分原因是目前操作的计费系统易冲突架构冲突易计费系统架构的主要后果之一是成本回收问题和电价膨胀的连带后果Bankymont块链和Bitcoin电源智能计解题班基文提供的每一智能计数器都有一个独特的比特币地址支付时以比特币密码货币形式发送智能计数器时,系统自动计算收费并加载智能计数器供客户使用个人使用Bitcoin密码计算器向使用Bankymont智能计的任何人发送电等实战工具班基文解决方案是一种创新方法,以独特不同方式放宽跨边界交易限制捐助方还有可能直接向Bankymont通过同家公司为非洲学校创建的聚众筹资平台(Usizo平台)提供智能米寄钱77号..

案例研究评估矩阵审查案例比较案例研究评估覆盖的三家公司的创新类型、企业模型模板和可持续能源过渡达标从可见,创新和商业模式偏爱P2P和支付便利是尼日利亚和南非可持续能源转换数字化的直接结果或结果相关声明称,数字化或数字技术在能源价值链内应用并实现改变能源采购和消费方式,不单严格限于可持续能源转换,如班基文案例所显示的那样。班基文解决方案主要侧重于提供获取传统源产生但不可归为可再生能源的能源它们的革新中心是在块链技术上提供支付便利,并用密码作为生产者/零售商和消费者货币交换介质提供方便除非洲环境外,在可持续能源转换和能源系统数字化方面,块链技术目前正在数例企业使用中应用,以促进资产、资源和价值交换块链技术最常用案例应用包括能源表示法P2P互换能源交易奖励可再生能源推广加速电动汽车并减少并跟踪碳排放表23汇总使用案例和公司试图解决相应问题

comjoule平台提供P2P交易 房顶光电手机所有者 和感兴趣的公共部门或公司购买者gREEN令牌实战资产激励用户减少碳排放网格+促进能源资产表示零售提供商代表客户从外部批发价购买)并提供客户间P2P交易平台LOG3智能米与块链微网级合并,目的是改变本地所有层次如何生成、存储、购买、出售和使用能源drift启动数字化、分权分解和去碳化能源系统Veridium实验室旨在创建新资产类,表示自然资本,每令牌表示从大气中清除1吨温室气体或等量自然资本保护活动(例如保护1q生物分层热带林表)

将发布验证项目令令令供企业使用以遵守环境影响评估规则,并更广泛地将环境置换嵌入产品成本中P2P可再生能源交易平台WePower通过预售未来生成的能源为可再生项目筹资SolarCoin基金会旨在促进太阳能生成装置向注册验证太阳能生产者颁发密码硬币每一硬币表示1兆瓦产生太阳能79万事通OneWatSolar支付、安装、拥有并操作太阳能单元80万事通SunExchange运营一个对等太阳能租赁平台,世界任何地方的任何人都可以通过平台拥有太阳能生产电池并赚取回报,方式是将电池出租给新兴市场的电商和组织,安装和维护由SunExchence选择安装伙伴托管72,81..

将链式技术与智能网格聚合在一起时,Alesandra等[82提议创新应用块链技术操作智能网格显示块链可如何发挥重要作用,促进智能网格所涉利害相关方之间的通信、交易和安全,从而提供强化系统所拟解决方案允许创建分散化能源市场,从而可能导致支出平衡严重偏向分配资源能源投资并产生电向新能源市场利害相关方的潜在再分配,不同于目前电分配和管理方式例举跨动网格, 以纽约为基地启动能源网络, 创建并运行类似的同邻能源销售网, 基础是块链技术, 房顶上带太阳能板的家庭可以向邻里出售能源,经典例子 社会团结经济模型 由块链技术驱动82..

武等[83号取不同方法探索链式技术操作智能网格的作用块链技术智能网格需求端管理方面探索,并举例说明块链可如何通过搭建电市场促进机对机互动黑链技术记录电流计算模型和电价定制所得数据并应用智能合同自动存储交易数据并转移资产没有任何证据表明商业上可以实施拟议解决方案,为比较Alessandra等建议方法提供契机[82..

由Pop等人记录的另一测试智能网格链技术[84研究使用分散式链机制在智能网格分布式能源网内生产者-消费者环境提供透明、安全、可靠和点用能源的可行性使用块式分布分类账存储从物联网智能计量设备收集的能源生产-消费信息智能合同然后定义每个生产者或消费者期望的能源弹性,相应的利益或罚法,以及平衡能源需求与电网级能源生产的规则系统使用基于共识验证需求响应程序验证并激活弹性提供方的适当理财原型应用文献数据集数座楼的能源消耗和生产轨迹原型结果显示,块链分布式需求方管理是智能网格匹配能源需求与生产的可行选择

实现可持续能源过渡的努力正在形成势头,特别是数字技术正在起转换催化作用,干扰传统模型并导致新模型在全世界能源部门内出现拥有巨大基础设施赤字的非洲数十年来一直阻碍其社会经济发展,但在追求可持续能源过渡方面并没有落在后面。非洲大陆能源部门基础设施赤字尤为明显,这表现为经济潜力严重利用不足,最终导致人口高度贫穷和失业5,85..

世界经济论坛的“能源过渡指数”(ETI)汇编数据用于测量各国实现可持续能源过渡的进展ETI排名显示,撒哈拉以南非洲国家追求实现可持续能源过渡方面表现欠佳。多数评分位居ETI排名底部,非洲最大经济体尼日利亚评分109和南非总评分11411519号..反之, 非洲国家表现差表示有巨大契机用技术跳跃非洲能源赤字, 直接引导大洲进入未来, 成功可持续能源过渡完全依赖可再生能源

解决方案通过面向非洲社会经济金字塔底部用户实现社会经济包容性世界经济论坛指出,“加速能源转换需要跨经济、技术和社会-政治系统协调行动'19号..能源系统数字化加之可再生能源,有望改变范式,努力改善全世界边缘社会的社会经济结果,特别是在撒哈拉以南非洲。如果在治理、企业和资本主义方面保留可能首先促成产生这些问题的同样方法,则可能无法实现可持续发展目标目标。因此,迫切需要探索新方法实现可持续发展目标

以数字技术为主的案例研究本项研究所覆盖的可持续能源转换在它们所居住的政策和调控环境方面,据观察,工业努力与管理这种能源转换的政策环境之间存在脱节。脱机妨碍有效扩散此类举措的能力,特别是转化成全社会积极影响性社会经济效益的方式,Edomah也支持这一观察[10能源基础设施选择受流行机构动态和结构影响尼日利亚有比南非更好的政策和规则说明,但尼日利亚有能力以有效方式执行这些政策b/=导致大量吸收可持续能源转换受到薄弱机构环境的阻碍

南非一直能够保持效率更高的机构环境,从而产生更好的执行结果,尽管仍然足以改进其总体政策和规则,不仅包括能源部门,而且特别侧重于在追求可持续能源过渡方面实现更好的结果,社会上产生有利的社会经济结果。Monyei、Adewunmi和Jenkins研究86说明SunExchange和Onewatsolar所部署的太阳家系统技术缺陷,这使这些系统实际上无法解决依赖这种部署的能源贫困发生率问题数字化如何影响非洲可持续能源转换结果关系中,从相关文献广泛审查中获取的证据表明,正在出现依赖块链技术等数字技术生成和分配能源模式。

复杂程度世界能源部门如何接受和实施块链,我们从案例研究中看到,目前非洲实施模式以市场商业模型为基础,微电网生成的能源交易从撒哈拉以南非洲三家公司比较评估详细审查公开源码模型(公司网站、新闻文章和YouTube视频)显示,其中只有二家公司(SunExchange和Onewatslar)有效归为已实现相当程度能源生产和消费模式数字化的公司类别,可以说这些模式符合数字化可持续能源转换两家公司依赖可再生能源太阳能生成用户,并依赖基于数字平台双向市场,集项目资助方和接受方聚在一起,定期使用费为投资者收入来源。金融模式确保用户不因建立系统所需的巨额初始投资费用而被排除

Monyei等[86研究网外农村电气化时, 南非使用家用太阳能系统(SunExchange和Onewatsolar提供)认为非网外电气化政策可能存在实际和伦理缺陷, 因为它们没有将值输入交付中,数据分析显示,单户使用离网能源系统每月7.5千兆赫的不同数字与传统基于电网平均每户每月45千兆赫相比差强人意。

在非洲可持续能源转换数字化方面,有证据表明,非洲仍处在能源部门内块链和智能电网等数字技术应用的初级阶段。非洲的可持续能源过渡处于初级或初级阶段值得注意的是,本研究覆盖的三家公司中,有两家公司在其业务模型方法中采用平台化连接依赖可持续能源电气化项目资助者与终端用户,但也必须承认平台化阶段不表示可持续能源过渡阶段的进步或复杂性。平台化是商业模型数字化的既定方法[87,88,89高效转换市场外 非洲的能源转换尚未进入批量采用阶段

对比较先进社会可获取的东西,我们看到缺少微型电网,多能源生产者参与其中,他们可以与其他消费者交换所生产的超量能源。SunExchange和Onwatsolar当前方法基本独立并自存性,这导致固有效率低下,因为没有机制判定为用户生成的能量多或少于用户需求所生成的能量超出用户需求,用户无法交换过剩量,如果少于此值,用户也无法从拥有超容量的其他生产者购买额外量。因此,当前模型效率低下,尚有待量化。关于这些模型的长期可行性问题,非洲基础设施赤字,尤其是能源部门的基础设施赤字,为这些类型项目提供肥沃的土壤,以考虑到它们在为服务不足社区带电方面可能填补的空白而蓬勃发展

In relations to the solution provided by Bankymoon in South Africa, it depends on electricity being created through traditional energy production models from major South African utility providers such as Eskom which is largely fossil fuel based, the value which Bankymoon's solution offers is more on the payment side of access to electricity, as the case of their Usizo platform shows, for example, needy schools that have Bankymoon meters installed which are Blockchain-aware, allows anybody from around the world to make payments directly to the meter in the cryptocurrency of their choice and fund the energy or water needs of the school.由银元Usizo平台为有需要组织提供公用设施进程直截了当银文广告组织 需要资金使用学校广告时,Kilowatt时段需电量与成本并列expto货币支付地址/条码显示为学校Usizo门户广告页信息的一部分向密码货币地址/条码发送付款后,学校自动通过智能计通电,因为它现在对捐赠者发送的金额有“信用度”。不幸的是,同进行这项研究时一样,无法确定南非贫困组织捐助者支付公用设施多少或支付频率外部依存程度目前无法确定

能源系统数字化加上可再生能源是解决基础设施挑战的潜在方法,这些挑战既涉及能源供应的波动性,也涉及可用能力。对尼日利亚和南非政策和监管环境的审查突显出两国能源部门政策和规则复杂成熟度的差异,特别是它们试图制定正确的政策促进两国可持续能源过渡方面的差异。政策目标与可持续能源过渡现实之间明显不足和脱节可归结为尼日利亚体制环境薄弱和南非政策和监管环境成熟度低等考虑因素

此外,研究还确定了能源部门内数字化的性质,以及如何应用数字技术开发能源部门内新一代分配和消费模型块链和智能电网等数字技术正以创新方式得到有效利用,使新能源生产和消费模式有可能实现社会包容性和环境可持续性并正在利用这些工具来确保现有系统能更有效地利用来减少系统内耗损并提高其透明度与可靠性,为此可采取各种步骤,例如使能源消耗适应生产相关波动,并取代传统方法,即依赖电缆、变压站和额外生产能力等物理设备上昂贵资本投资。智能网格维权者认为,从社会经济考量看,智能网格最优解决未来挑战,因此对所有人都有利。

研究在现有政策框架范围内评估非洲能源系统数字化问题,以在非洲实现可持续能源过渡这项工作是通过调查数字技术的作用实现环境可持续和社会兼容性的新能源生产和消费模式,如块链、数字平台和智能网格评估是在使用案例宿主社会现行政策和管理框架范围内进行的。文献和案例研究审查后,智能电网和块链技术潜力相结合的前景提出了一种可能可行的解决办法,可大规模探索,以向撒哈拉以南非洲许多边缘社会提供廉价清洁能源。

整个撒哈拉以南非洲能源贫困状况还导致私有电源扩散,而此研究(特别是Sun交换和Onewatslar)所覆盖使用案例显示,通过在能源部门内采用并使用智能网格和块链技术等数字技术实现非洲可持续能源转换数字化商业上可行的可能性创建新电生产模式 多厂商可用大池这有助于非洲缩小能源贫困差距并跳跃因撒哈拉以南非洲传统能源网低可用度而生成的逆差[86,90..

阻塞链技术本身不确定能源是否“净化”,但其作用应从“增强者”的角度来看待,因为它促成和鼓励一种新式能源市场,有可能打乱传统能源市场,而传统能源市场本身并不干净,因为它不以环境友好和可持续的更新能源为基础[74号,82..Bankymont推出块链智能米项目具有相当大的商业可行性前景,因为Bankymont正在全南非实施块链智能米推广引导规模经济,这对于确保解决方案以最终为生产者赢利的方式增分至关重要,同时解决困扰大陆的普遍能源穷困问题。

尚有待观察这一模型的盈利性和可持久性,今后需要进一步研究,重新评估系统和其他相关问题。从尼日利亚和南非当前可持续能源转换状况中可以学到的是数字技术有可能提供一种更有效的方法来跳跃解决撒哈拉以南非洲能源贫困问题所需的基础设施赤字。这是因为这些技术解开各种可能性,这些可能性本需要更多财政资源向可能无法支付市场确定的能源定价的得不到充分服务的社会部分提供获取服务的机会。这使得政府必须采取主动措施消除政策和监管环境的现有漏洞,确保更高程度的吸收率,这将催化可持续能源转换进程,解决能源贫困问题并导致撒哈拉以南非洲社会的社会经济成长与发展

研究人员承诺应请求提供辅助数据

SDGs:

可持续发展目标

SSA:

撒哈拉以南非洲

GW:

Gigawat

ETI:

能源过渡索引

EPSRA:

电力部门改革法

NERC:

尼日利亚电监委

COP17:

17Th缔约方大会

里夫特:

可再生能源白皮书和可再生能源进用关税

REIPPP:

可再生能源独立电商采购程序

赛门德:

南非国家能源开发学院

PoW:

工作证明

PoS:

验收证明

DPOS:

委托验收证明

PBFT:

实用拜占庭容错

dApps:

分散应用

P2P:

端对端

M2M:

机器转机

IoT:

物联网

研究者确认修改 和反馈从Dr.Christina Phillps利物浦约翰摩尔斯大学费伊萨约法托纳Ajay提供语言编辑服务,大大改善文章风格和阅读流

未为此项研究获得资金支持

作者和附属关系

1. 利物浦商学院、利物浦约翰摩尔斯大学、Redmonds大楼、利物浦布朗洛山L35UG

   财富Nwaiwu

交文

研究者专门为文章开发、修改和定稿出力作者阅读并批准最终手稿

对应作者

对应到财富Nwaiwu.

道德核准并同意参赛

获得参与者的同意并获得相关研究守规保证

协议发布

研究者对发布研究论文表示完全同意

竞技兴趣

研究者声明没有竞技兴趣

发布器注解

伟德体育在线Springer自然对发布地图和机构附属关系中的司法请求保持中立

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