В течение нескольких лет политическая напряженность между Египтом, Суданом и Эфиопией обострялась из-за конфликта вокруг крупнейшей гидроэлектростанции Африки: почти завершенной плотины Великого Эфиопского возрождения (GERD) на Голубом Ниле. Эфиопия, которая начала заполнять огромный резервуар GERD в 2020 году, заявляет, что ей нужна электроэнергия GERD, чтобы вытащить миллионы своих граждан из нищеты. Но Египет глубоко обеспокоен последствиями строительства мега-плотины для реки Нил, поскольку его сельское хозяйство полностью зависит от нильской воды - Египет поднял этот вопрос в Совете Безопасности ООН ранее в 2020 году. Судан, тем временем, оказывается зажатым между обеими сторонами. Продолжающиеся под руководством Африканского союза посреднические переговоры по согласованию долгосрочной эксплуатации плотины пока принесли мало плодов. Некоторые языки даже ссылались на надвигающуюся угрозу "водной войны" между Каиром и Аддис-Абебой.

Сезонные профили

Себастьян Стерл, эксперт по энергетическому планированию в VUB и KU Leuven и ведущий автор исследования, объясняет: "Голубой Нил - река с высокой сезонностью. Водохранилище ГЕРДА настолько велико, что может накапливать полный пиковый сток реки и обеспечивать стабильную подачу гидроэнергии в течение всего года, устраняя сезонность стока. Это имеет большой смысл с точки зрения Эфиопии, но это меняет естественные сроки поступления воды в Судан и Египет. За многими разногласиями вокруг ГЕРД стоит вопрос о том, кому, если вообще кому-либо, должно быть позволено осуществлять такой контроль над рекой Нил".

Группа исследователей из Бельгии и Германии, возглавляемая Стерлом, теперь определила удивительный метод, который мог бы решить сразу несколько разногласий вокруг плотины и принести пользу всем трем странам. Идея сводится к массовому использованию современной, экологически чистой солнечной и ветровой энергии в качестве дополнения к гидроэнергетике GERD. Более конкретно: исследователи предлагают Эфиопии и ее соседям развернуть крупномасштабные солнечные и ветряные электростанции, работать над региональной интегрированной энергосистемой, а затем договориться о том, чтобы Эфиопия эксплуатировала GERD в синергии с солнечной и ветровой энергетикой. Это означало бы использование меньшего количества воды в солнечные и ветреные дни и большего количества воды в пасмурные, безветренные периоды и в ночное время, чтобы "укрепить" постоянно колеблющуюся солнечную и ветровую энергию.

Исследователи поняли, что солнечный свет и ветер во многих регионах Эфиопии, Судана и их восточноафриканских соседей имеют сезонные профили, противоположные течению Голубого Нила. В этих местах солнце светит ярче всего, а ветры дуют сильнее всего в сухой сезон. Эта "сезонная синергия" между водой, солнцем и ветром лежит в основе выводов исследователей.

Исследование показало, что если бы GERD эксплуатировалась для резервного использования солнечной и ветровой энергии в течение всего года - как ежечасно, так и сезонно - это автоматически означало бы производство меньшего количества гидроэнергии в сухой сезон и большего в сезон дождей, без негативного влияния на среднегодовую выработку электроэнергии GERD. Вода, вытекающая из плотины, тогда имела бы сезонность, несколько напоминающую естественный речной сток, с явным пиком в сезон дождей.

По словам Стерла, если бы ГЭРБ эксплуатировалась таким образом, "по сути, Эфиопия получила бы все ожидаемые преимущества от большой плотины - но для Судана и Египта это выглядело бы так, как если бы эфиопы построили всего лишь скромное, относительно небольшое водохранилище. На Ниле уже есть много таких водохранилищ, так что ни одна страна ниже по течению от Эфиопии не могла бы действительно возражать против этого".

Региональное сотрудничество

Объединив стороны вокруг общих целей в области энергетики и водных ресурсов, исследователи выявили по крайней мере пять конкретных преимуществ такого интегрированного гидро-солнечно-ветрового планирования. Во-первых, Эфиопия могла бы стать крупнейшим экспортером электроэнергии в Африке, одновременно сократив свою зависимость от гидроэнергетики и снизив затраты на производство электроэнергии в долгосрочной перспективе. Во-вторых, потребление загрязняющих ископаемых видов топлива в Судане и других странах Восточной Африки может быть вытеснено солнечной и ветровой энергией, поддерживаемой ГЭРБ. В-третьих, благодаря предложенной схеме эксплуатации GERD Египет мог бы получать больше воды в засушливые годы, чем раньше, и ему не нужно было бы менять работу своей собственной высокой Асуанской плотины. В-четвертых, Эфиопия могла бы более эффективно использовать более дюжины турбин своей мега-плотины, часто вырабатывая пиковую мощность, когда солнечная энергия и ветер были бы недоступны. И, в-пятых, новая плотина в меньшей степени повлияет на экологию реки Нил в Судане, поскольку сезонность стока является важным компонентом экологической устойчивости рек.

По мнению авторов, весь восточноафриканский регион может внести свой вклад. "Эфиопия теоретически могла бы действовать самостоятельно, используя GERD для обеспечения собственной солнечной и ветровой энергии", - говорит Стерл. "Но это сработало бы намного лучше, если бы, скажем, Судан присоединился к нам - у него больше солнечных и ветровых ресурсов, чем у Эфиопии, что позволяет улучшить синергию гидро-солнечного ветра и снизить общие затраты на производство возобновляемой энергии. Египет также обладает большими солнечными и ветровыми ресурсами, как и Джибути, Южный Судан и другие восточноафриканские страны. Региональное сотрудничество в рамках общего восточноафриканского энергетического пула могло бы стать ключевым".

Результаты исследования показывают, что комплексное планирование гидроэнергетики, солнечной энергии и ветра может быть весьма интересным вариантом для обсуждения в ходе продолжающихся переговоров по ГЭРБ между Эфиопией, Суданом и Египтом. "Вы могли бы назвать это беспроигрышной ситуацией", - говорит проф. Вим Тьери, исследователь климата в VUB и соавтор исследования. "От этого выиграет весь регион".

Модель

Исследователи получили свои результаты, используя специальную, высокодетализированную компьютерную модель (REVUB), разработанную для имитации работы гидроэлектростанций наряду с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия. Модель была первоначально создана теми же исследователями VUB в 2019 году для изучения сценариев использования возобновляемых источников энергии в Западной Африке. Позже, когда переговоры по ГЭРБ стали все чаще появляться в средствах массовой информации, исследователи поняли, что они могут напрямую применить тот же инструмент для изучения солнечной и ветровой энергии как потенциальных решений конфликта по ГЭРБ.