刘歆颖供稿 南非电力概况
南非煤炭，太阳能和风能资源丰富，但石油及水电资源缺乏。目前南非的电网主力是燃煤电站。 其拥有非洲最大的发电装机容量，除了自用外，还输出到其他非洲国家。南非国家电力公司Eskom在世界发电量上排名第七， 销量世界第九。
南非的燃煤电站多是主要分布在东北部，这与南非煤田有关，其距离西开普省有点远，需要经过远距离输送才能到达西开普，输送能力也受到限制的.
南非电网和电站分布图
南非建设和运行了目前非洲大陆上唯一的一个核电站，位于开普敦北部的Koeberg核电站，使用的是法国的压水堆技术，有两个反应堆可输出发电能力是1.86 GW, 其发平均每年的发电量是13,668 GWh.
该核电站项目开建于1976年，两个反应堆分别于1984年和1985年并网输电，目前提供南非电力的4%。这个核电站因此就成为西开普省的重要供电力量，是提供西开普基础负荷供电的唯一本地电站，与几个燃气燃油的峰值电站和抽水蓄能电站一起构成西开普本地的供电力量。所以这个电站的运行状态会直接影响西开普地区的供电情况。
南非电力危机
2005-2006年间，Koeberg核电站出现过一些技术事故，但没有造成任何核事故， 即核泄漏，但是也数次出现计划外停电，导致开普敦甚至西开普大面积停电，造成过巨大的经济损失。这种依赖单一基础负荷电站供电的情况，对西开普的发展显然是不利的。核电站事故导致的2005-2006年西开普供电危机其实只是南非持续十年的供电危机的开始。
此后一直到2016年，南非数次进行全国范围的限电，对经济发展造成了非常负面的影响。这个情况是新南非政府的决策失误造成的。
现在的南非发电厂一半是1980年代建成的，这期间南非种族隔离政府希望通过大规模基础设施建设来拉动经济，将南非的发电能力大幅度扩充。但是同期南非反种族隔离运动高涨，国际社会也对南非实行制裁，南非的经济发展受到巨大影响，导致发电能力远远超出消耗能力。
1994年新南非政府上台之后，国际制裁解除，南非矿业和制造业都曾经得到大力发展，加之，迅速成型的黑人中产阶级也推动了商业、服务业和房地产的发展，原本没有供电的黑人社区也大规模引入供电设施，南非的用电量迅速增加。
1994年到2006年，南非经济总量翻了一番，这期间却仅有一个4.1GW的燃煤电厂建成，还是种族隔离政府的遗留项目，1996年开始并网。
一直享受着超量电力供应的新南非政府完全忽视了兴建电站的问题，而且不顾任何后果采用低于正常价格的电价。由于电价低廉，这期间南非几乎完全不需要考虑节约能源的事情，工业上普遍选用廉价的高耗能工艺，民间也缺乏节能意识，浪费严重。
实际上到1990年代末期，南非的供电体系就已经开始出现问题。由于南非通货膨胀比较高，物价和工资增长一直较高，电价却被长期压制得不到增长，而且有大批市政的电费收不上来，这样拖欠南非电力公司的电费，这样导致国有电力集团资金缺乏；再加上国有电力集团臃肿腐败，效率低下，南非电力设施的维护就开始出问题。
进入21世纪后，因为输电设备故障导致的停电次数越来越多，而2007年，一个主力电厂也出了问题，意外停止运行，成了南非全国范围限电的开始。
2007年正是世界基础物资价格高涨的时候，南非的矿业却因为没有能源而限产，失去了一次赚大钱的机会，南非也失去了保持了一百多年的世界第一大产金国的地位。到2008年初，限电扩展到居民领域，每周两次每次四个小时的限电持续了几个月。
这次危机并不是没有人预见到。甚至在1998年南非政府自己发布的能源白皮书里面，就提及如果经济按照预计的速度发展，到2007年南非电网的能力将要达到饱和。后来的实践证明这个预计还是比较准确的。但是2000年前后的这段时间，南非政府忙着把国有企业私有化，南非电力集团也在私有化的名单里。对于实际上已经近在眼前的能源危机，决策者似乎把希望寄托到了计划中的私人供电企业。结果过度低廉的电力价格没有吸引到任何对南非电力集团有兴趣的投资者，南非供电私有化的进程被一拖再拖最终放弃，南非却最终错过了新建电站的机会。
南非电力规划
经过电力危机，南非政府才意识到需要制定可靠的电力长期规划。这个规划从2008年开始征集数据，在2010年发布征求意见稿，在2011年修订后成为南非的中长期电力发展战略。现在南非的电力发展仍然是在这个规划的指导下进行的，包括目前遇到问题的核电招标。
其中长期规划需要首先对于南非的发展作出预期。由于当时南非经济情况还好，南非的两个有关国家研究机构都给出了2030年前年均4.6%的平均经济增长率预期。考虑到节能措施产业转型等等，预计2030年南非电力总需求要达到4540亿度，比2010年的2600亿度增加75%，峰值供电需求要达到67.8GW，大大超出2010年南非42GW的装机能力。
这显然就意味着南非需要大规模新建电厂。再考虑到2030年之前南非计划有10.9GW的老旧煤电厂退役，规划建议2010年到2030年间，南非需要新增发电能力52GW。换句话说，南非要在不到20年的时间内把现有发电能力增加一倍。
新增发电能力显然不能继续完全依靠煤电。国际社会应对气候变化的压力使得南非已经作出承诺，到2020年南非的温室气体排放比较正常发展情况减排34%，到2025年减排42%。虽然这个正常发展情况怎么解读，有不同解释，但是基本可以认为南非的碳排放高峰要在2020年代达到，这样就限制了高碳排的煤电的发展空间。
所以按照这份规划，到2030年南非将有老的煤电站退出运行10.9GW，新增煤电却仅有6.3GW，占新增装机容量的15%。到2030年，煤电的装机容量将仅占电网的46%。
再生能源，包括风电新增8.4GW、光伏太阳能新增8.4GW，太阳能电新增1.0GW，太阳能和风能加在一起装机容量将达到电网的21%。而填补煤电的基础负荷供电作用的，主要是计划中9.6GW的核电，预计2030年核电总装机11.4GW占电网13%。其余的新建计划包括使用天然气的2.4GW燃气轮机循环联合发电和3.9GW的开路循环燃气电站，天然气发电的总装机容量达到9.7GW。
南非在计划中还列出了2.6GW的进口水电，与已有的2.1GW水电加在一起构成新电网的5%。实际发电数量与装机容量不同，预计2030年，南非的电力65%来自煤电，20%来自核电，9%来自风电和太阳能清洁能源，5%来自水电，天然气贡献大约1%，天然气只负责峰值供电，而对基础负荷做出贡献的，主要是煤电和核电。
这里可以看出光伏太阳能和风能与煤电核电之间是不能直接替代的。光伏太阳能和风能都是靠天吃饭的，气候条件符合的时候就可以发电，条件不符合就没有发电能力，所以实际上尽管装机容量高，但是实际供电时间大大缩水，而且供电时间也基本上与供电需求不匹配。
电力本身大规模存储困难，目前大规模存储的成本过高，唯一可行的大规模储能方案就是抽水蓄能电站。而南非又缺乏大规模抽水蓄能的条件，电网自身调节能力很差，基本上需要按需供电。
由于核电可调节性也比较差，在南非电网起到这个调解作用的主要是煤电。电网设计实际上要求在光伏太阳能和风电完全不对电网做出贡献的时候也可以保证电力供应，也就是说光伏太阳能和风电的发电能力需要几乎等量的煤电发电能力待机备用，造成实际上的重复投资，也因此限制了光伏太阳能和风能在目前电网中的比例。
至少在目前的储能成本情况下，光伏太阳能和风能实际上即不能作为基础负荷供电的保障，也不能成为峰值供电的可靠选择，只能起到补充作用，不能成为南非煤电的替代。而核电则不同，核电的可调节性虽然不好，但是其可靠性是完全可以替代煤电在基础负荷供电领域的作用的。
根据2010年的规划，按照制定者的想法，既可以维持电价的增幅不大，社会可以接受，也可以满足南非的碳减排承诺，所需要的资金，也是当时的南非政府认为支付得起的。这个方案的总投资折换成2010年的兰特是8000亿，略高于2011年南非政府的全年预算。
这里值得一提的是，制定规划的时候，不仅需要考虑投资的承受能力，还需要考虑对电价的影响。当时新能源的价格仍然偏高，最终的方案根据社会反馈提高了光伏太阳能和风能的装机能力，就导致了目标电价提高了10%。而核电虽然投资很高，投资成本高，但是长期运行费用却很低，综合成本是优于新能源的，长期来看反而是廉价于新能源方案的一个选择。南非毕竟面临大量的贫困人口，保证贫困人口也只负得起电费，承担得起能源价格的上涨，是决策者必须考虑的事情。
2011年这个规划就进入了实施阶段。清洁能源领域，南非鼓励私人资金参与进行电站建设的清洁能源独立供电采购计划REIPPPP （Renewable Energy Independent Power Producer Procurement Programme）实施的还算不错，顺利完成了几轮的招标，运行的模式也为国际同行赞扬。预计目前正在建设的清洁能源项目都顺利地话，到2020年，南非光伏太阳能总装机能力2.8GW，风能4.0GW，聚热太阳能1.0GW，比规划预计的进度要快。
不过需要指出为了对投资有吸引力，南非电力集团采用的是高价向这些独立供电商买电的策略，支付的电价有一些甚至高出南非电力集团的售价，也就是说这些项目是在补贴下进行的，实际上拉高了电网的发电成本，所以可以肯定这个模式的发电量占比不会太大。
当新能源占比达到一定程度以后，这个模式如何发展是很需要观望的。毕竟这个模式等于强迫让南非电力集团高价买电，同时还需要降低自己设施的发电能力作为备份来应对不靠谱的风能和光伏，赚钱的事情都是别人做，自己只能吃亏，南非电力集团肯定不会愿意。实际上南非电力集团去年底就宣布已经承担不起新项目的补贴，不再接受任何并网价格超过每度62分的项目，导致新能源采购计划搁浅。真正成本仍然居高不下的新能源在南非如何发展，仍然是一个需要观察探讨的课题。
煤电方面则出了问题。两个煤电项目实际上都是在2010年规划之前就已经开始的。总装机能力4.8GW的Medupi燃煤电厂原定2013年第一个800MW机组并网，到2017年完成电站建设，实际上第一个机组一直拖到2015年才并网，第二个机组则要等到2018年。这个大型电站的延期，以及2014年一个主力煤电站的事故，使得南非又一次经历了全国性的限电。另一个4.8GW的Kusile燃煤电站，原计划2017年两个机组并网也已经肯定不可能，乐观的预计也要等到2018年第一个机组并网。
不过随着这两个电站的并网，再加上南非的低速经济发展，即使考虑到南非在2020年代初期就开始让老旧电厂退役，南非在2026年之前不应该再有电力短缺问题。而且在政府缺乏资金的情况下，现役电厂延期就成了最便宜的选择，老旧电厂的退役很可能会大批延后，这样可以进一步推迟南非对大规模新建电厂项目的需求。
南非核电之争
最近两年的南非政坛热热闹闹，不少问题被吵来吵去，其中一个就是南非究竟要不要发展核电的问题。不过南非关于核电问题的争论和发达国家的核电争议有所不同。南非政府开始考虑新建核电站的时间很早。2001年南非政府就曾经派员考察过世界上的主要核电技术，但是认真考虑应该是在2007-2008年电力危机期间开始的。
新的核电项目（9.6GW）从一开始就遇到了麻烦，项目启动迟迟无法完成，开始以后，又遇到各式各样的阻力，很显然已经不可能按照IRP2010（INTEGRATED RESOURCE PLAN FOR
ELECTRICITY 2010-2030）提出的那样在2023年开始发电。2010年的电力规划里面，如果新能源完全依赖民间基金的话，政府实际上主要负责的就是新的煤电和核电的建设，这里面核电需要的资金还占绝大多数。
在南非规划的新增发电量内，核电虽然占到两成多，但是投资却要占到四成半。实际上考虑到新能源有可能完全由民间投资，政府负责投资的部分，核电的资金占到了八成。
而现在人们对南非政府自己操作的项目并不完全放心。前面提到的两个新建燃煤电厂，两个项目都开始于2007年，Medupi电厂4764MW的装机容量，投资已经达到1950亿兰特（2016年价值），每千瓦投资达到了4万兰特，接近了核电的建造成本。而等到核电项目开始的时候，又不知道会超出预算多少。
核电实施的滞后，就导致了在规划更新的时候，一旦发现电力总需求下降，首先需要推迟和削减的就是仍然没有任何动静的核电。这点在2013年发布的规划更新版本里面可以很明显的看出来。在2013年的更新规划中，对2030年电力需求的预期从4540亿度下降到了3540-4160亿度，峰值也从67.8GW下降到了61.2GW，降低了6.6GW，这样，对核电的要求就被推迟到了2025年以后甚至2035年以后并网。
项目延后就会进一步增加不确定性，比如如果南非的页岩气开发能够在2020年代初期顺利展开，成为煤电之外的另外一个可以提供基础负荷供电的化石能源，那么同样为基础负荷供电作贡献却昂贵不少的核电的必要性就会值得怀疑；比如如果周边国家的水电项目可以顺利开发，那么也很可能填补老旧煤电关闭之后的一部分空缺，也会降低核电建设的必要性。
2013年发布的这个更新的规划提出了电网组成的更多的可能性，也增加了南非核电项目的不确定性，这就进一步导致核电项目延期。而另一方面，随着南非经济最近几年表现不理想，政府赤字迅速增高，政府和国有企业进行大项目建设的资金也很成了问题，这样，耗资巨大的核电的必要性重新被提了出来。虽然2010年规划已经形成法律文件，政府以此实施仍然于法有据，但是政府高层内部也对核电的前景表现了很大的分歧，南非政治现在的热闹，有不少就在这里。
电力规划前景充满了不确定性
2014年，南非能源部启动了新一轮完整的电力规划程序，目标是提出IRP2016，对2050年的前景作出规划。目前这个规划仍然在制定期间。去年底南非能源部公示了所收集到的各种基础信息，包括关于经济和电力需求增长的预测，更新的各种类型发电的投资和运行成本等等，来征求社会反馈，公示期刚结束不久。
南非科学及工业研究委员会（CSIR）两种模式的比较图：保持现状（左）和优化的（右）
按照程序，综合社会意见反馈之后，规划制定部门就会开始预设几种发展场景，综合考虑投资规模、电价，以及碳排放等影响，得到新的电网组成建议，并从中选出最可能实施的方案。预计这几个月南非就会推出新的长期电力规划的征求意见稿，届时可以看到新的变化，核电在南非的前途大约也会有一个初步结论。
IRP2016基础数据的征求意见稿里面，对2030年的用电需求预测进一步下调，仅有3020-4020亿度，很显然可以预期，由于对长期电力需求进一步下调，以及可选方案的进一步增多，核电的地位会更加不明朗。
实际上，在能源部提供的资料里面，提出了一个基础情景，这个情景预测南非2030年峰值需要57.3GW，2050年达到85.8GW，采取温和的碳减排限制仍然选用一定比例的煤电。这个基础情景里面，新增光伏17.6GW，风电37.4GW，煤电15GW，天然气发电35.3GW，核电20.4GW，但是核电并网的时间已经被推迟到了2037年。
原计划在2020年代核电所起的作用被新建煤电和天然气发电所替代。能源部提供的另外一个极端案例，完全倾向于清洁能源并假定有足够建设能力，严格碳减排的情景中，光伏达到50GW，风电106GW，天然气48GW，放弃煤电，核电虽然仍然列入，但是不仅仍然推后到2037年才并网，总装机能力计划才5.4GW，低于目前的规划。
当然也不是所有的情景都对核电不利，能源部提供的第三个情景在考虑严格碳减排以及清洁能源的实际建设能力后，核电的比例就大幅度上升，光伏29.8GW，风电51.5GW，天然气43.2GW，放弃煤电，核能25.8GW，核能并网的时间最早在2026年。但是即使是这个方案，到2030年核电的装机能力也只有5.4GW，比2010年规划有所降低。
这后两个弃煤情景中，取代核电地位的主力是天然气。光伏和风电再结合了大规模储能技术之后，也可以起到一部分的基础负荷作用，但是这样会增加电网总投资，也会拉高电价，很难成为优化结果。
南非新的规划里面很显然对天然气发电非常重视。天然气发电的投资相对比较低。不过南非规划还没有把本土的页岩气开发考虑在内。页岩气开发毕竟目前还处于试验阶段，大约在2020年之前，对于实际开采成本和开发计划等等还都不能明朗，而且页岩气开发遇到的环保压力很大，能否真正进入开发阶段还很难预测。
目前规划中提及的天然气，是从西非、中东、以及澳大利亚得到进口天然气，使用液化天然气的形式运送到南非沿海地区，为沿海地区提供电力。这个计划的实际可行性实际上也很难说，因为这样就把电力成本与国际天然气价格联系在一起，而且需要消耗大量外汇。
目前天然气在南非作为峰值供电还可以接受，但是一旦成为电网主力，南非是否能够承担得起还很值得探讨。如果以后发电的原料有显著比例也依赖进口，价格与天然气国际价格挂钩，再加上经常过山车的南非汇率，如何合理的制定社会能够承受得起的电力价格就会是一个很大的难题。
南非当年有平议油价波动的经验，但是实践也证明当波动区间过大的时候，政府干预的价格模式都是行不通的。而选择核电就没有这个问题，核电的成本主要是资金成本，运行成本很低，这样核电不仅最终发电成本要比天然气降低两成，对电价的影响更小，而且核电资源是完全掌握在南非自己手上的，价格基本不会受到国际价格影响。很显然从长期电价变化趋势来看，要实现尽可能低的电价，在不得不限制煤电的情况下，核电应该是南非优于天然气的一个更优的选择。
基础负荷供电的一个新的候选是聚热太阳能。聚热太阳能的发电模式和光伏完全不同。聚热太阳能是通过镜面系统把太阳光聚集起来，得到高温来加热传热介质，然后这个介质来加热水得到水蒸汽，再推动蒸汽轮机发电。
由于存在传热介质，这个热就可以存储，这样就可以避免光伏发电只能在有太阳的时候才发电的问题，甚至聚热太阳能有可能实现全天不间断发电。所以聚热太阳能技术具有作为基础负荷供电的潜力。
南非的聚热太阳能资源非常好，是世界上最适于开展聚热太阳能利用的少数几个地区之一。而且其聚热太阳能资源全年差异比较小，投资效率比起它地区也有优势。
去年德国有一个研究报告认为，如果大力开发南非的聚热太阳能资源，完全有可能使用与核电建设相当的成本解决南非的基础负荷供电问题。这个报告出现的很晚，并没有出现在南非这次公示的资料中，不过有可能会体现在修订方案里面。
世界上聚热太阳能的发展慢于光伏，所以成本下降很慢，投资仍然太高。但是由于中国从去年开始有了大规模的聚热太阳能各种技术的商业示范，整个聚热行业都相信随着中国制造商的参与，聚热太阳能项目的投资成本会在未来有很快的下降。如果真的这样的话，聚热太阳能也有可能成为核电的一个有力竞争者，进一步增加核电在南非的不确定性。