巴西亚马逊地区孤立系统的电力供应：挑战与机遇

时间：2026年2月2日

来源：Energy for Sustainable Development

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本研究分析巴西亚马逊离网能源系统，发现其依赖化石燃料导致高碳排放及运营成本。通过聚类分析选取10个案例，重点考察亚马逊州两个系统，揭示除燃料与物流成本外，存在技术与社会挑战。建议优先发展本地可再生能源，结合综合发展规划以确保可持续电力 access并促进区域发展。

可再生能源资源建模与研究实验室——巴西国家空间研究院（INPE）第一实验室，地址：Av. Astronautas, 1758, São José dos Campos, 12227010, 圣保罗，巴西

摘要

巴西亚马逊地区的大多数偏远社区依靠独立的（离网）发电-配电系统供电，这些系统使用石油和天然气，导致电力结构具有较高的碳排放。由于燃料价格和复杂的运输物流，这些系统的运营成本很高，需要政府补贴才能使电价与其他地区的电价保持一致。本研究调查了亚马逊地区的149个能源系统，并通过聚类分析确定了10个具有代表性的案例。其中，亚马逊州的两个系统被深入研究：卡雷罗-达瓦尔泽亚（Careiro da Várzea，装机容量8.8 MW，电价0.35美元/千瓦时，每月消耗约35万升柴油）和里奥普雷托-达埃瓦（Rio Preto da Eva，装机容量14 MW，电价0.45美元/千瓦时，每月消耗约165万升柴油）。实地考察提供的信息丰富了文献中的发现，使人们对区域能源状况有了更全面的理解。主要结论包括：认识到独立系统涉及的多种成本；同时认识到，虽然电力供应至关重要，但仅靠电力本身无法推动显著的社会经济发展。投资应优先考虑利用当地的可再生能源资源，考虑该地区的独特特征和社区需求，并将其纳入综合发展计划中。这种方法可以确保电力供应的负担得起、可靠和可持续，同时促进区域发展。

引言

确保到2030年实现普遍获得负担得起、可靠、可持续和现代化的能源是联合国可持续发展目标7（SDG 7）的关键目标（联合国，2025年）。能源获取被广泛认为是经济增长和人类福祉的驱动力（Goldemberg, 2020; Le和Nguyen, 2019），在实现可持续发展中起着至关重要的作用。然而，全球仍有超过6.6亿人无法获得电力（国际能源署（IEA）、国际可再生能源机构（IRENA）、联合国统计司（UNSD）、世界银行，2025年），还有更多人生活在仅依靠化石燃料热发电的偏远地区。多项研究评估了不同地理和社会经济背景下各种独立系统的无化石燃料替代方案。

拉扎（Raza）、贾纳杰雷（Janajreh）和格纳伊（Ghenai，2014年）比较了巴基斯坦东南边境沿海农村地区加罗（Gharo）的储能系统。隆巴迪（Lombardi）、索科尔尼科娃（Sokolnikova）、苏斯洛夫（Suslov）、沃罗帕伊（Voropai）和斯蒂钦斯基（Styczynski，2016年）评估了俄罗斯西伯利亚地区伊尔库茨克地区一个小型独立系统的不同能源配置。梅舍德（Meschede）、霍尔扎费尔（Holzapfel）、卡德尔巴赫（Kadelbach）和赫塞尔巴赫（Hesselbach，2016年）以及梅舍德等人（2019年）分别分析了离网可再生能源系统在全球岛屿和菲律宾群岛岛屿上的适用性。阿尔图尔基（Alturki，2022年）研究了沙特阿拉伯延布（Yanbu）地区混合微电网系统的最佳设计。科班（Coban，2022年）研究了索马里贝莱德韦恩（Beledweyne）市使用离网水电-风能-太阳能-蓄电池混合系统发电的可行性。法伊迪（Faydi）、贾迪亚（Djdiaa）、拉巴斯（Laabassi）、奥马尔（Omar）和布泽克里（Bouzekri，2024年）研究了混合可再生能源系统作为尼日利亚东北部迈杜古里（Maiduguri）偏远地区离网应用的潜力。通过综合考虑技术、经济、环境、社会和政治等多个标准，研究结果通常表明可再生能源发电技术比非可再生能源技术更具优势。

在巴西，大部分电力生产和传输是通过国家电网（或称为

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和0.04吨二氧化碳每兆瓦时（tCO

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）。2023年，这一数字为每年243万吨二氧化碳（巴西能源研究公司（EPE，2023a年）。尽管SISOL占巴西总发电量的不到1%，但它却占了电力行业温室气体（GHG）排放量的约10%（世界银行，2025年）。除了高排放外，SISOL还因燃料价格和复杂的运输物流而面临高昂的成本。

本研究的科学目的是描述巴西亚马逊地区独立系统的独特特征，并了解在当前运营模式下提供可靠且负担得起的电力的主要挑战。研究基于文献回顾和实地数据进行了描述性和探索性分析，重点关注这些系统面临的物流和经济障碍。同时，研究还探讨了电力与关键社会经济指标之间的关系，并通过时间序列数据对这些指标及家庭电气化率进行了比较。通过结合定量数据和实地观察，本研究深入分析了独立微型电网系统面临的技术、经济和社会挑战，为它们的脱碳政策提供了新的见解。具体而言，本文的贡献包括：（i）利用方法论聚类框架从149个系统中选出具有代表性的独立系统，揭示其独特特征和共同特点；（ii）对两个系统的SISOL数据进行了基于实地的实证验证；（iii）表明独立系统的成本和挑战不仅限于燃料价格和供应物流；（iv）将能源获取与社会经济维度相结合，强调仅靠电力不足以推动可持续的社会经济发展，需要配套的规划和投资。

尽管研究范围仅限于巴西亚马逊地区，但其能源挑战（及潜在解决方案）的分析对于整个南美洲乃至全球的环境和气候调节都具有重要的意义。此外，亚马逊地区的偏远社区在全球能源转型议程中代表着复杂的现实。了解它们的电力获取问题和社会影响有助于推动更广泛的能源发展。

章节摘录

亚马逊地区的电力供应

根据巴西联邦法律第1806/1953号，巴西亚马逊地区占巴西国土面积的59%。如图1所示，该地区包括巴西北部的七个州——阿克里（Acre）、阿马帕（Amapá）、亚马逊（Amazonas）、帕拉（Pará）、朗多尼亚（Rondônia）、罗赖马（Roraima）和托坎廷斯（Tocantins）；中西部的马托格罗索（Mato Grosso）州全部；以及东北部的马拉尼昂（Maranhão）州的部分地区。亚马逊地区还包括塞拉多（Cerrado）和潘塔纳尔（Pantanal）生物群落，以及整个亚马逊（Amazon）生物群落。

亚马逊地区的独立系统

目前，亚马逊地区的独立系统装机容量从最低的5千瓦（如朗多尼亚州的马伊西（Maici）服务15名居民）到最高的243兆瓦（如罗赖马州首府博阿维斯塔（Boa Vista）服务41.3万名居民不等（巴西能源研究公司（EPE，2023a年）。2022年，SISOL的装机容量为1198兆瓦，2023年增至1363兆瓦，到2024年底达到约1251兆瓦，这包括了已有的和计划中的发电设施。

方法

首先，本研究收集了巴西亚马逊地区独立系统的经济数据及其服务区域的相关能源数据。这些数据主要来自巴西能源领域的相关机构的技术报告，如巴西能源研究公司（EPE，2022年、2023a年）和巴西电力系统运营商（Operador Nacional do Sistema）。

结果与讨论

图5中的第一个直方图显示了独立系统的装机容量分布。约35%的系统的装机容量低于1000千瓦，约54%的系统装机容量在1000至10,000千瓦之间。仅有11%的系统装机容量超过10,000千瓦，其中一些系统的装机容量显著超过这一阈值，例如阿克里州的克鲁塞鲁-杜苏尔（Cruzeiro do Sul，AC-002）为53兆瓦，博阿维斯塔（Boa Vista，RR-100）总计408兆瓦（直方图中显示的最高功率值之和），以及亚马逊州的几个地点。

结论

本研究分析了巴西亚马逊地区的独立发电-配电系统，包括它们的技术特点、物流和经济挑战，以及对所服务人口和地区的社会影响。实地调查提供了宝贵的见解，补充了文献内容，并强调了实地评估在全面理解这些运营和社会方面的必要性。研究结果表明，这些系统面临的成本远超燃料价格。

作者贡献声明

梅里埃尔·阿尔瓦伦加·坎普利多（Meiriele Alvarenga Cumplido）：负责撰写初稿、可视化设计、方法论制定、调查实施、数据分析、概念构建。安德烈·罗德里格斯·贡萨雷斯（André Rodrigues Gonçalves）：负责审稿与编辑、数据验证、方法论制定、数据分析、概念构建。费利佩·胡萨德尔·波耶尔（Felipe Husadel Poyer）：负责审稿与编辑、数据验证、数据分析。费尔南多·拉莫斯·马丁斯（Fernando Ramos Martins）：负责审稿与编辑、数据验证、数据分析。罗德里戈·桑托斯·科斯塔（Rodrigo Santos Costa）：负责审稿与编辑。