A bottom-up approach to perform prefeasibility analyses of rural electrification projects

In the recent years sustainable development has been a topic within all the countries agenda. Access to energy for all is one of the goals that the international community wants to achieve on its path towards building a more sustainable world. Access to energy, especially in remote and dispersed rural areas, is one of the biggest challenges in both developed and least-developed countries. Rural electrification alternatives vary widely from place to place and the outcomes have been both positive and negative depending on their characteristics and structure. To overcome the barriers and issues that rural electrification projects may face, to increase electrification rates, and to improve the life of the less privileged, a bottom-up approach to perform prefeasibility analyses of rural electrification projects is developed. The first part of this work is dedicated to build a framework for Distributed Rural Electrification Models. This framework is useful for project developers, they can classify their projects and identify the possible limitations or issues. The second part of the work focuses on the prefeasibility analysis of rural electrification projects, where a comprehensive methodology is developed accounting for the needs of all the stakeholders involved in the project. This section is divided in different steps: starting with the sizing of a system with the software HOMER Legacy; after which, a tariff that considers the willingness and ability to pay from the final consumers, is computed via linear programing. Finally, an economic analysis of the projects is done using IRENA’s mini-grid project evaluation model. The method is applied for two countries: India and Ethiopia. This is done to compare the performance of the general model developed in this work, assuming variations within the framework of the Distributed Rural Electrification Models. The framework for rural electrification models constructed in the first part of this work plays an important role in the project development, and possible issues can be identified and overcome by using it. The evaluation of the model in the two countries demonstrated that it can be adapted for the different situations; different users can be considered, the organizational form can vary, and diverse instruments for the recovery of costs can be implemented according to the needs of the final consumers. This wide possibility of variation is an important advantage that makes the model quite flexible to be adequately implemented in different countries. The completeness of this model and the emphasis it has on considering all the stakeholders’ points of view may increase the success of rural electrification projects.

Negli ultimi anni lo sviluppo sostenibile è stato un argomento all'interno di tutti i programmi del paese. L'accesso all'energia per tutti è uno degli obiettivi che la comunità internazionale vuole realizzare per avere un mondo più sostenibile; ma le nazioni hanno capito, non è un lavoro facile. L'accesso all'energia, specialmente nelle aree rurali remote e disperse, è una delle maggiori sfide nei paesi sviluppati e meno sviluppati. Le alternative di elettrificazione rurale variano ampiamente da un luogo all'altro e, in base alle loro caratteristiche e struttura, i risultati sono stati sia positivi che negativi. Per superare le barriere e le questioni che i progetti di elettrificazione rurale potrebbero affrontare, aumentare i tassi di elettrificazione e migliorare la vita dei meno privilegiati, viene sviluppato un approccio dal basso verso l'alto per eseguire analisi di prefattibilità dei progetti di elettrificazione rurale. La prima parte di questo lavoro è dedicata alla costruzione di una struttura per i modelli di elettrificazione rurale distribuiti. Questo framework è utile per gli sviluppatori di progetti, in modo che possano classificare i loro progetti e identificare i possibili limiti o problemi. La seconda parte del lavoro si concentra sull'analisi della prefattibilità dei progetti di elettrificazione rurale, in cui viene sviluppata una metodologia completa che tiene conto delle esigenze di tutte le parti coinvolte nel progetto. Questa sezione è divisa in diversi passaggi: iniziando con il dimensionamento di un sistema con il software HOMER Legacy; dopo di che, una tariffa che considera la volontà e la capacità di pagare dai consumatori finali, viene calcolata tramite programmazione lineare. Infine, un'analisi economica dei progetti viene eseguita utilizzando il tool Mini Grids della Intrernational Renewable Energy Agency (IRENA). Il metodo è applicato per due paesi: India ed Etiopia. Questo viene fatto per confrontare le prestazioni del modello generale sviluppato in questo lavoro, assumendo variazioni nel quadro dei modelli di elettrificazione rurale distribuita. Il quadro per i modelli di elettrificazione rurale costruito nella prima parte di questo lavoro, svolge un ruolo importante nello sviluppo del progetto e le possibili problematiche possono essere identificate e superate usandolo. La valutazione del modello nei due paesi ha dimostrato che può essere adattato alle diverse situazioni; possono essere considerati diversi utenti, la forma organizzativa può variare e diversi strumenti per il recupero dei costi possono essere implementati in base alle esigenze dei consumatori finali. Questa ampia possibilità di variazione è un vantaggio importante che rende il modello abbastanza flessibile da essere adeguatamente implementato in diversi paesi. La completezza di questo modello e l'enfasi che ha sul considerare tutti i punti di vista degli stakeholder possono aumentare il successo dei progetti di elettrificazione rurale.