En ny studie visar att flera meningsskiljaktigheter mellan Etiopien, Sudan och Egypten runt Afrikas största vattenkraftverk, den nya Grand Ethiopian Renaissance Dam (GERD), kan lindras genom att massivt expandera sol- och vindkraft i hela regionen. Att anpassa GERD-driften för att stödja nätintegrering av sol- och vindkraft skulle ge påtagliga energi- och vattenfördelar för alla inblandade länder, skapa regionala win-win-situationer. "Våra resultat kräver att integrerad hydro-sol-vindplanering tas upp i GERD-förhandlingarna, säger Sebastian Sterl, energiplaneringsexpert vid Vrije Universiteit Brussel (VUB) och KU Leuven i Belgien och huvudförfattare till studien, publiceras i Naturenergi .

För några år, politiska spänningar mellan Egypten, Sudan och Etiopien har eskalerat i en konflikt kring Afrikas största vattenkraftverk:den nästan kompletta Grand Ethiopian Renaissance Dam (GERD) på Blå Nilen. Etiopien, som började fylla GERD:s massiva reservoar 2020, säger att det behöver GERD:s el för att lyfta miljontals av sina medborgare ur fattigdom.

Men Egypten är djupt oroad över megadammens konsekvenser för Nilen, eftersom dess jordbruk är helt beroende av Nilens vatten tog Egypten upp denna fråga till FN:s säkerhetsråd tidigare 2020. Sudan, under tiden, verkar fångad mellan båda sidor. Pågående medlingsförhandlingar som leds av Afrikanska unionen för att komma överens om långsiktig drift av dammen har hittills gett lite frukt. Vissa tungomål har till och med åberopat det hotande hotet om ett "vattenkrig" mellan Kairo och Addis Abeba.

Säsongsprofiler

Sebastian Sterl, energiplaneringsexpert vid VUB och KU Leuven och huvudförfattare till studien, förklarar:"The Blue Nile är en mycket säsongsbetonad flod. GERD:s reservoar är så stor att den kan lagra flodens fulla toppflöde och leverera vattenkraft i en stabil hastighet under hela året, ta bort flödets säsongsvariationer. Detta är mycket vettigt ur etiopiskt perspektiv, men den ser över den naturliga tidpunkten för vattnet som når Sudan och Egypten. Bakom många oenigheter kring GERD ligger frågan om vem, om någon, borde få utöva sådan kontroll över Nilen."

En grupp forskare baserade i Belgien och Tyskland, ledd av Sterl, har nu identifierat en överraskande metod som kan lösa flera meningsskiljaktigheter kring dammen på en gång och gynna alla tre länder. Tanken går ut på att massivt distribuera moderna, ren sol- och vindkraft för att fungera som ett komplement till GERD:s vattenkraft. Mer konkret:forskarna föreslår att Etiopien och dess grannar använder storskaliga sol- och vindkraftsparker, arbeta mot ett regionalt integrerat elnät, och sedan komma överens om att Etiopien ska driva GERD i synergi med sol- och vindkraft. Detta skulle innebära turbinering av mindre vatten på soliga och blåsiga dagar, och mer vatten under grumligt, vindstilla och på natten, att "stärka" den alltid fluktuerande sol- och vindkraften.

Forskarna insåg att solsken och vind i många regioner i Etiopien, Sudan och deras östra afrikanska grannar har motsatta säsongsprofiler till Blue Nile-flödet. På dessa platser, solen skiner starkast och vindarna blåser starkast under torrperioden. Denna "säsongsbetonade synergi" mellan vatten, sol och vind är kärnan i forskarnas rön.

Studien fann att, om GERD användes för att backa upp sol- och vindkraft under hela året – både timvis och säsongsmässigt – skulle detta automatiskt innebära att man producerade mindre vattenkraft under torrperioden, och mer under den våta årstiden, utan att negativt påverka GERD:s årliga medeleffekt. Vattnet som rinner ut ur dammen skulle då ha en säsongsvariation som något liknar det naturliga flodflödet, med en tydlig topp under den våta årstiden.

Enligt Sterl, om GERD skulle drivas på detta sätt, "Väsentligen, Etiopien skulle ha alla de förväntade fördelarna med en stor damm – men för Sudan och Egypten, det skulle se ut som om etiopierna bara byggde ett blygsamt, relativt liten reservoar. Det finns många sådana reservoarer redan på Nilen, så inget land nedströms Etiopien kunde verkligen motsätta sig detta. "

Regionalt samarbete

Genom att förena parter kring gemensamma energi- och vattenmål, forskarna identifierade minst fem konkreta fördelar med sådan integrerad hydro-sol-vindplanering. Först, Etiopien kan bli Afrikas största kraftexportör samtidigt som det minskar sitt beroende av vattenkraft och sänker sina elproduktionskostnader på lång sikt. Andra, konsumtion av förorenande fossila bränslen i Sudan och andra östafrikanska länder kan förskjutas av sol- och vindkraft, backas upp av GERD.

Tredje, tack vare det föreslagna driftschemat för GERD, Egypten skulle kunna ta emot mer vatten under torra år än tidigare och skulle inte behöva ändra driften av sin egen High Aswan Dam. Fjärde, Etiopien skulle göra en effektivare användning av sin megadamms mer än ett dussin turbiner genom att ofta producera vid toppeffekt närhelst sol och vind skulle vara otillgängliga. Och för det femte, Nilens ekologi över Sudan skulle påverkas mindre av den nya dammen, eftersom flödets säsongsvariationer är en viktig komponent i floders ekologiska hållbarhet.

Enligt författarna, hela den östra afrikanska regionen står för att bidra. "Etiopien kan teoretiskt gå ensam, använda GERD för att säkerhetskopiera sin egen sol- och vindkraft, " säger Sterl. "Men det skulle fungera mycket bättre om, säga, Sudan skulle gå med – det har bättre sol- och vindresurser än Etiopien, möjliggör bättre hydro-sol-vind-synergier och minskar de totala kostnaderna för förnybar elproduktion. Egypten har också stora sol- och vindresurser, liksom Djibouti, Sydsudan och andra östafrikanska länder. Regionalt samarbete i ett gemensamt Eastern African Power Pool kan vara nyckeln."

Resultaten av studien tyder på att integrerad hydro-sol-vindplanering kan vara ett mycket intressant alternativ att diskutera i de pågående GERD-förhandlingarna mellan Etiopien, Sudan och Egypten. "Man kan kalla det en win-win situation, "säger prof. Wim Thiery, klimatforskare vid VUB och medförfattare till studien. "Hela regionen skulle gynnas."

Forskarna fick sina resultat genom att använda en dedikerad, mycket detaljerad datormodell (REVUB) utformad för att simulera driften av vattenkraftsdammar tillsammans med andra förnybara energikällor, som sol- och vindkraft. Modellen skapades ursprungligen av samma VUB-forskare 2019 för att studera scenarier för förnybar el för Västafrika. Senare, när GERD-förhandlingarna blev mer och mer närvarande i media, forskarna insåg att de direkt kunde använda samma verktyg för att studera sol- och vindkraft som potentiella lösningar på GERD-konflikten.