中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

資料來源:

https://doi.org/10.1007/978-3-030-96538-9_8

摘要

就自然資源和農業生態資產而言，莫三比克是撒哈拉以南非洲最富有的國家之一。然而該國在 2030 年之前實現可持續發展目標 2（零飢餓）和 7（負擔得起的清潔能源）的目標並沒有走上正軌。用電人口約為 30%，而估計有 190 萬人嚴重的糧食不安全。城市和城市地區之間的嚴重失衡。馬布多省是該國的經濟中心，相對於莫三比克的其他地區而言，其狀況高於平均水準。關於能源和糧食生產的政策框架確實主要集中在大馬布多地區的發展上。同時，阻礙該領域更可持續甚至獲得基本資源的主要弱點與 a) 持續使用煤炭和生物質能進行烹飪以及難以採用更清潔和可再生能源； b) 氣候變化、水資源短缺和土地/水資源競爭對小規模自給農業的影響，以及與跨國食品公司存在相關的土地掠奪問題。在這種情況下，政策制定者面臨的主要挑戰是將資源的豐富性和可用性轉化為有效的政策。以支持當地經濟活動，並在清潔能源以及健康和營養食品的獲取方面實現可持續發展。基於“ Boa_Ma_Nhã ，馬布多！”的見解項目，本章重點關注世界經濟論壇聯繫的這兩個相互關聯的維度（能源和食品）。重點關注大馬布多地區的特殊性。本文進一步討論了權威機構提供的未來模式，以提供關於需要克服的潛在關鍵問題和挑戰的見解。並指導更加綜合和可持續的能源和糧食安全相關政策。

1 莫三比克和馬布多省能源狀況概況

1.1 電力生產和接入

莫三比克是一個自然資源豐富的國家，如果能有效地利用這些資源來生產能源，這將是一個寶貴的機會。莫三比克的電力生產組合缺乏多樣性：電力生產的主要來源是水，該國 83% 的國內生產都使用水（IEA 2019 ），因此與糧食生產形成了競爭。 2015 年，估計 73% 的取水用於農業目的，65% 用於灌溉。然而，該國的作物生產仍然主要靠雨水灌溉（FAO 2016 ）。莫三比克有104個流域穿越，包括非洲第四長河尚比西河和南部非洲地區第二大河流Limpopo河。運行中的主要水力發電廠是位於與尚比亞、辛巴威和馬拉威接壤的Tete省的Cahora Bassa 的 2075 兆瓦 (MW) 水力發電廠。由於這一策略地理位置，Cahora Bassa是一個重要的電力生產節點，因此其大部分產品出口到其他南部非洲電力池 (Southern Africa Power Pool SAPP) 成員國。在水力發電廠的電力供應方面，大馬布多地區的裝機容量很少，該地區僅擁有位於 Moamba 區的Corumana大壩(16 MW) 。在未來發展方面，目前有1400多個水電項目正在可行性評估或開發中。 Mphanda是其中一項重點項目。 Nkuwa工廠計劃裝機容量為 1500 兆瓦。總體而言，莫三比克的水電潛力估計為 19 吉瓦（Gesto-Energia 2000 ）。

在電力生產組合中排名第二的是天然氣，儘管其他資源的開發潛力巨大，幾乎佔剩餘國內電力的總量。從策略角度來看，天然氣是莫三比克的主要資產之一，使該國在國際市場上處於相關地位，尤其是在亞洲市場。其中兩個是該國沿海的主要天然氣儲備。位於莫三比克南部的Pande和Temane天然氣儲量估計含有 3.5 萬億立方英尺的天然氣。由南非 Sasol 開發，其 90% 的產品通過管道出口到南非，其餘的則留給國內使用，在馬布多和Matola市進行開採（MIREME 2018） 。

第二個儲量是該國北部he Cabo Delgado Province沿海的Rovuma Basin氣田。Rovuma Basin最近的發現代表了世界上一些最大的天然氣田，容量為 128 萬億立方英尺（EDM 2018 ）。這種巨大的潛力一方面可以通過聯合循環發電廠的實施來增加發電能力，另一方面可以增加該行業的出口收入。

國家電力系統由莫三比克電力公司( Electricidade de Moçambique EDM) 管理和營運。根據公司統計數據（EDM 2015 ），從 2009 年到 2015 年，國家電網長度幾乎增加一倍，從 9252 公里增加到 16662 公里。南部省份，特別是大馬布多地區，受益於比該國其他地區更好的電力服務，這既是更高發展水準的原因也是結果。該國的電網擴展趨勢是一致，但莫三比克在電力基礎設施方面仍處於底線。如此薄弱的基礎設施，導致了世界上最低的電力接入率。超過 70% 的人口用不上電力。此外僅考慮農村地區，該值急劇增加，幾乎達到 95%（World Bank2021 ）。莫三比克的電力供應也很大程度上依賴於該地區，從北部和中部省份（約 17%）到南部（56%）的不平衡情況令人震驚。馬布多地區是該國電力接入最發達的地區：2015 年，首都 91% 的人口接入了國家電網，而在周邊地區，這一數字接近 79%。

1.2 生物質能：能源組合的支柱

根據 2007 年的人口普查數據，馬布多省只有 29% 的家庭將電力作為主要能源供應來源。然而，該地區超過 35% 的人口已連接到國家電網。相對於當年的總人口，這代表著該地區有 1.5 萬戶家庭更喜歡其他能源而不是電力。考慮到該數據是指該國最發達的地區，因此推導出其他地區的情況要差得更多是合理的。

圖1突出了對生物質能的強烈依賴：除了代表國內能源生產的第二種資源（左側圖表）外，它根本不出口。在右側圖表中，生物質能是莫三比克能源消費的支柱，尤其是家庭、公共和商業服務。在非洲的任何地方，生物質能都是能源組合的核心。而且由於經濟和文化原因，它很難被替代。根據IEA的數據，儘管 2000 年至 2018 年間人均國內生產總值從 611 美元顯著增長至 1258 美元。但在 2012 年，莫三比克仍有約 2500 萬人依靠使用傳統的固體生物質能來烹飪，尤其是在農村地區（IEA2014 ）。此外，在同一時期，只有另外 2% 的人口獲得了清潔烹飪解決方案（IEA 2019 ）。

2018 年莫三比克的能源供應（左）和最終消費（右）。

1提供了對Boane 、 Moamba和Namaacha地區的關注。根據 INE（國家統計局）的數據，儘管據報導石油產品是國內的主要能源供應來源，在所有 Boane、Moamba 和 Namaacha 地區的比例超過 60% ，但電力已經位居第二使用最多的資源，約佔 20% 的比例（INE 2013a 、b 、c ）。儘管這種情況絕對可以歸因於欠發達地區，但值得注意的是，在該國其他地區，這些數字可能更多地轉向清潔燃料使用較少的情況。

MoambaBoane和Namaacha的家庭首選能源。

仍然提到大馬布多地區，除了住宅需求外，唯一需要服務的工業設施是Mozal冶煉廠，它不僅佔當地電力需求的很大一部分，而且佔全國電力需求的很大一部分。為Mozal服務的電力來自出口，因為沒有基礎設施將其與位於北部省份的主要發電廠連接起來。

1.3 未開發的改進機會

儘管目前的能源狀況令人遺憾，但仍有相當大的改進空間。從水電潛力開始，該國有 104 個河流流域，其中 13 個是主要流域，包括非洲第四長河尚比西河和南非地區第二大河流Limpopo河。確定了 1400 多個項目以增加發電能力：最優先的項目是Mphanda 計劃裝機容量為 1500 兆瓦 (MW) 的Nkuwa電廠。在馬布多地區，另一座容量為 15 兆瓦的水力發電廠正在Moamba區建設中。根據莫三比克可再生能源地圖集，莫三比克的水電潛力估計為 19,000 兆瓦（ Gesto-Energia 2000 ）。在Moamba建設一座容量為 30 兆瓦的生物質能發電廠的可行性研究正在進行中。其他未開發潛力的相關來源是太陽能和風能，估計分別為 23 太瓦 (TW) 和 4.5 吉瓦 (GW)。預計到 2027 年，一座 30 兆瓦的風力發電廠將在Namaacha投入營運。考慮到目前 1 吉瓦的光伏裝機容量，這提供了對可能朝這個方向執行的重大步驟的見解。預計 2024 年、2030 年和 2038 年將分別在Boane部署三個 30 兆瓦的光電電站。但是，主要由於可再生技術的成本上升，它們的部署並未在政府總體規劃中被列為優先事項，主要是重點發展天然氣開採和出口部門。事實上，能源部門的預期投資集中於發展化石燃料（特別是天然氣）行業，這可能是讓莫三比克在能源市場上處於更好地位的一種快速方式。

另一個值得具體討論的方面是離網潛力(off-grid potential)。如前所述，國家電網是稀疏，其改進是高度資本密集型的。開發離網潛力對政策制定者十分重要。然而，提供電力供應不僅僅是將用戶連接到智慧電錶，而是確保提供持久、可靠和負擔得起的服務（Bhatia 和 Angelou， 2015 ）。通常，在不依賴國家電網的情況下，提供電力的最常用能源解決方案是太陽能家庭系統和微電網。雖然前者通常能夠為一些基本電器提供服務，但後者可以為偏遠地區提供適當的電力供應。特別是在混合電廠的情況下，其中可再生能源的潛力與存儲技術以及柴油發電機作為後盾相輔相成。雖然微電網在東南亞廣泛分佈，但在非洲並不常見，莫三比克也不例外（ESMAP 2019 ）。雖然公共資助項目的數量正在增加，主要由莫三比克能源基金 (the Energy Fund of Mozambique FUNAE) 管理，該基金是 MIREME 的一個分支機構，致力於農村電氣化項目，但私人資助的項目通常會遇到困難的行政障礙，這會抑制私人利益相關者。

2 莫三比克的國家能源政策

政府在能源部門發展方面的策略是明確的。 “天然氣總體規劃”和“莫三比克電力系統開發綜合總體規劃”指出，該國的主要目標是增加天然氣資源開發的收入（MIREME 2018 ；INP 2014 ）。長期以來，改善人口社會和經濟狀況的長期目標。

以電力系統為重點，政府策略包括 2018-2043 年期間發電、輸電和配電基礎設施的發展計劃。目前，莫三比克國家電網分為兩個獨立的系統：南部系統和中北部系統。出於最後一個原因，發電發展計劃分兩個階段制定：第一階段將兩個系統分開並在 2018-2028 年期間實施。而第二階段將兩個系統在 2029 年至 2043 年之間相互連接。預測這種聯繫將在 2029 年發生。

發電發展計劃針對整個並網電力系統，並基於最低成本方法建模方法。確實，由於該國在一次能源方面具有巨大潛力，因此總體規劃提出的策略是將通過使用不同類型的發電廠來實施，例如水力發電廠、燃煤發電廠和天然氣發電廠、太陽能和風力發電機組。採用不同的技術，可能需要不同程度的投資。由於該國當前的經濟形勢，採用最低成本的方法似乎是跟踪未來產能部署，並滿足估計的電力需求的最合理方法，盡量不影響糧食生產。

為了估計未來的電力需求，最終用戶分為三類： (a) 由家庭構成的一般用戶和其他由低壓供電的小用戶； (b) 由低壓和中壓供電的中大型客戶和 (c) 由高壓供電的高壓客戶。另一類是特殊客戶，由合同考慮供應 1 兆瓦或以上的所有客戶組成。需求預測分客戶、變電站、電站三個層次進行，考慮輸配電損耗，根據宏觀指標（即GDP、人口增長等）進行估算。並輔以具體分析專用於特殊客戶，因為它們對整體需求有重大影響。用歷史數據分析了電力需求、人口增長、GDP、電氣化率和電價之間的相關性。結果表明，前三個指標與需求之間存在很強的相關性，確定它們是合適的。另一方面，關於電價，由於相關性較弱，預測意義不大。

最佳化演算法將估計的需求作為輸入，並提供最佳的技術解決方案來滿足這種需求水準，同時最大限度地減少總投資和營運成本。已安裝的機組是從一組已規劃的項目中選擇的，並為每個發電機組確定了技術參數。

2.1 未來趨勢中可能出現的關鍵問題

政策文件預計到 2043 年的總裝機容量估計接近 10 吉瓦，而目前的發電裝機容量低於 3 吉瓦。預計主要部署的技術將是水力發電廠，新增容量近 4.4 吉瓦，燃氣發電廠（2.6 吉瓦）和燃煤發電廠（1.9 吉瓦）。可再生能源技術將繼續滿足總電力需求的邊際部分，預計總容量為680兆瓦。莫三比克政府提出的策略與其他機構報告的策略沒有顯著差異。例如，IEA在其“非洲能源展望報告”中顯示，截至 2040 年的電力生產結構與水力和天然氣電廠嚴重不平衡，可再生能源生產的比例可以忽略不計（IEA 2019 ）。

政策文件中提供的計劃技術解決方案，提出了一些可歸因於所採用的基礎建模方法的關鍵問題。首先，選定的安裝單元來自計劃項目的預定義列表。這符合當前的政策聲明，該聲明目的在最大限度地利用最近發現的天然氣儲量。自 2040 年以來，預計天然氣將增加其在電力結構中的比例以及在對外貿易中的比重，超過 80 個國家中的 50 個生產的十億立方英尺 ( bcf ) 將用於出口。然而，所遵循的方法限制了模型的自由度，這可以提供替代解決方案，這可能更方便。

其次，人口增長或跨部門聯繫等宏觀趨勢未在模型範圍內考慮。因此與最終解決方案相關的成本，可能會忽略其他經濟部門需要承受的額外成本。無論如何，經濟努力可能會非常高：安裝新工廠和改善電網基礎設施可能需要至少 1100 億美元。這代表著每年將投資 55 億美元，約佔 2014 年（總體規劃發布年份）國家 GDP 的 32%。從大流行後的角度考慮情況，挑戰似乎更加困難，因為國民經濟在 COVID-19 緊急情況期間經歷了低迷。

最後，似乎 MIREME 總體規劃並沒有關注越來越多的清潔烹飪的增長趨勢。在最保守的情況下，獲得清潔烹飪解決方案的人口比例預計將增加兩倍。由於天然氣資源廣泛可用，這方面的主要資源以液態丙烷氣（LPG）爐灶的擴散為代表。然而，如今雖然 90% 的烹飪能源需求由生物質能和煤炭提供，但採用最多的清潔烹飪技術是電爐，而不是液化石油氣（在烹飪供應的總能源中佔 7% 和 3%）。如果這個比例在未來得到尊重，它可能代表了一個在需求預測過程中顯然被忽視的問題：電力烹飪可能會顯著提高用電水準，揭示總體規劃提供的技術解決方案最佳甚至不合適。

3 莫三比克和馬布多省的農業系統

莫三比克被認為具有巨大的農業生產和能源生產潛力；然而，它現在還沒有被利用。營養不良和糧食安全仍然是該國的問題。

農業佔 GDP 的 26%，是該國發展的支柱，約 70% 的人口嚴重依賴農業作為主要生計來源（FAO 2016 ； Ferrão et al. 2018 ）。小農“家庭”子部門約占生產面積的 98%。生產主要靠雨水灌溉，產量低。糧食作物主要包括家庭消費的玉米、木薯、稻米和豆類。私人營運公司佔剩餘 2% 的農田面積，通常進行灌溉，主要生產棉花、腰果、甘蔗、煙草和大豆等經濟作物（FAO， 2016 ； Cammaer 2016 ；Ferrão等。 2015）。

莫三比克擁有豐富的自然資源，具有相當大的農業潛力。在這種情況下，只有 90,000 公頃得到灌溉，儘管估計灌溉潛力約為 310 萬公頃（de Sousa 等， 2017 ）。

例如，在大馬布多地區，約 70% 的玉米其需水量是該國最廣泛種植的作物，可通過雨季的降水來滿足。在 Moamba 地區，缺水率較高，只有 67% 的作物需水量通過降雨來滿足，而在Namaacha ，達到了 72.3%。因此可以預期，除非在田間提供灌溉水，否則無法達到作物總產量。 Pequenos人工水庫中用於農業目的的取水。 位於Umbeluzi河沿岸的Libombos大壩清楚地突出了農業用水主要發生在旱季的情況。

年度缺水地圖（圖2 ）顯示了 Namaacha 地區的一般水資源供應情況，而Boane和Moamba地區則經歷了缺水情況，從而顯示如何在不影響當地可用水資源的情況下實現適當的灌溉計劃。

“ Boa_Ma_Nhã ，馬布多！”的來源詳述團隊 (DD Chiarelli ), 2019

馬布多省缺水地圖。

3.1 可能的未來趨勢和指南

當地專家強調了作物多樣化和有機生產，作為加強該地區小規模農業的一種方式。確定這些建議是為了為與單一產品的當地市場聯繫較少的生產，提供更具彈性的策略，同時可以與來自eSwatini和南非的鄰近生產競爭。由於灌溉和較低的生產成本，來自南非的產品以低於莫三比克收穫的相同產品的價格出售，而且小農在雨季只能獲得一種獨特的收成。

改善灌溉系統是增加當地農民作物產量的必要策略，以確保一年中的雙季作物。當農民組織自己的協會或合作社以確保灌溉系統的維護時，灌溉系統通常是可能的，而最初的財政投入無論如何是由外部私人經營公司或國際合作機構提供的。 Boane的 25 de Setembro合作社就是一個例子，該合作社目前包括更多約 35 名農民，主要收穫園藝、蔬菜和玉米。提高當地農民的知識水準是另一個需要強調的重點。馬布多省有農業學校和大學，但外交官和研究生通常更喜歡當地機構的行政職業，而不是農民的創業職業，因此無法獲得實地所學知識。

3.2 農業領域的外國投資及其後果

要全面了解莫三比克的農業生產，我們不能忽視農業部門的外國投資。目前在莫三比克，土地沒有私有制，一切都是國有。根據 1997 年的《土地法》，國家宣布自己擁有土地，但承諾保證使用土地的權利。對於那些將其用作家庭和自給自足的人來說，這項權利是永久的，而尋找專門用於農業綜合企業的土地的公司必須每 50 年以低成本更新這一權利，前提是使用符合批准的發展計劃和環境限制。

由於土地國有化、軟弱且不穩定的政治局勢，特別是由於中央政府推行的自由和市場導向的發展模式，莫三比克嚴重受制於私人投資農業、林業和採礦業的土地徵用機制。這些機制正在對環境和小農產生嚴重影響（ Rulli等2018 ； Chiarelli等2021）。

此外，罕見的灌溉計劃通常與主要由外國投資者收穫的香蕉和甘蔗等經濟作物有關。而小農農場通常因雨水灌溉農業而得以生存。這些外國投資的例子是位於Boane區的Bananalandia與位於Moamba區的Agrisol 。在這些地區，水源缺口很大，只有 67-73% 的作物需水量通過降雨得到滿足。因此，只有通過灌溉提供水才能幫助實現作物總產量。這些收穫地區在化肥和殺蟲劑方面的投入也很高。

4。結論

莫三比克正在經歷一種不幸的情況，其特點是普遍不發達、貧困、營養不良和難以獲得食物，這也反映在能源部門。即使馬布多大都市區是迄今為止該國最發達的地區，目前的基礎設施也不足以滿足基本需求，未來二十年計劃的能源和糧食安全解決方案也存在重要的關鍵問題，應仔細調查和解決。儘管從到 2030 年實現 SDG 2 和SDG 7 目標的角度來看，目前的情況並不樂觀，但仍有很大的改進空間。從未開發的可再生能源潛力到為能源供應而擴散的離網微電網，而來自天然氣市場可能會帶來經濟增長的積極動力。農業部門還需要新的策略來增加本地和國際市場的作物產量。如果當地農民也可以使用這些灌溉計劃，那麼改善灌溉計劃可能是增加能源供應的最佳方式。