Mozambique is one of the Sub-Saharan Africa countries with the lowest electrification rate, at 35% nationally and as low as 8% in rural areas. In this framework, in 2024, the World Bank launched Mission 300, an investment plan aimed at helping countries halve the number of people without access to electricity by 2030. The objective of this thesis is to develop an electricity access plan focused on achieving Mission 300’s target, based on the projection of latent demand that considers the development of key energy-intensive sectors in the country. This approach is motivated by the availability of open-source tools for demand estimation, M-LED, and for analyzing the most suitable technological configurations for electricity access, OnSSET. The recent update of the national electrification strategy enables a comparison not only with the main approach proposed by the Global Electrification Platform but also with our proposal. Through a series of interviews conducted in Maputo, it was possible to understand the reasons behind Mozambique’s adoption of a multi-criteria approach. The findings indicate that this approach is driven by experience rather than by a systematic analysis of the territory and the socio-economic characteristics of the population. This limits the ability to derive long-term implications for the energy sector, such as investment planning and the expansion of generation capacity, while also reducing the potential impact on socio-economic development. Residential and industrial sectors would lead the demand growth. Even though the agricultural sector presents significantly smaller energy demand compared to the more energy-intensive sectors, satisfying this latent demand is pivotal for the growth of agricultural yields production and the development of locally food processing. Our study highlights several key recommendations. Given the high population density in the northern region of the country, electrification efforts should prioritize grid expansion in this area, supported by new power generation capacity from both hydroelectric potential and gas-fired power plants. Strengthening the national grid is crucial to fully meet future energy demand over the coming decades. Additionally, investments in mini-grids can be reinforced by the presence of anchor businesses within communities and by their potential future integration into the national grid. In addition to photovoltaic-based solutions, deploying hydropower mini-grids in areas with sufficient resource potential can reduce generation costs, particularly when multiple villages share the same hydrological basin. This approach enhances economic viability, encourages local development, and provides reliable and cost-effective energy access to a broader segment of the population.

Il Mozambico è uno dei paesi dell'Africa Sub-Sahariana con il tasso di elettrificazione più basso, pari al 35% a livello nazionale e appena l'8% nelle aree rurali. In questo contesto, nel 2024, la World Bank ha lanciato la Mission 300, un piano di investimenti volto ad aiutare i paesi a dimezzare il numero di persone senza accesso all'elettricità entro il 2030. L'obiettivo di questa tesi è sviluppare un piano di accesso all'elettricità con lo scopo di raggiungere l’obiettivo della Mission 300, basato sulla proiezione della domanda latente che considera lo sviluppo di settori chiave ad alta intensità energetica nel paese. Questo approccio è motivato dalla disponibilità di strumenti open-source per la stima della domanda, come il M-LED, e per analizzare le configurazioni tecnologiche più adatte per l'accesso all'elettricità, come l'OnSSET. L'aggiornamento recente della strategia nazionale di elettrificazione consente di fare un confronto non solo con l'approccio proposto dalla Global Electrification Platform, ma anche con la nostra proposta. Attraverso una serie di interviste condotte a Maputo, è stato possibile comprendere le ragioni dietro l'adozione, da parte del Mozambico, di un approccio multi-criterio. I risultati indicano che questo approccio è guidato più dall'esperienza che da un'analisi sistematica del territorio e delle caratteristiche socio-economiche della popolazione. Ciò limita la capacità di derivare implicazioni a lungo termine per il settore energetico, come la pianificazione degli investimenti e l'espansione della capacità di generazione, riducendo al contempo il potenziale impatto sullo sviluppo socio-economico. I settori residenziale e industriale guideranno la crescita della domanda. Sebbene l’agricoltura presenti una domanda di energia significativamente inferiore rispetto agli altri settori, soddisfare questa domanda latente è fondamentale per la crescita della produzione agricola. Il nostro studio evidenzia alcune raccomandazioni chiave. Data l'alta densità di popolazione nella regione settentrionale del paese, gli sforzi di elettrificazione dovrebbero dare priorità all'espansione della rete in quest'area, supportata da nuova capacità di generazione di energia derivante sia dal potenziale idroelettrico che dagli impianti a gas. Rafforzare la rete nazionale è cruciale per soddisfare pienamente la domanda energetica futura nei prossimi decenni. Inoltre, gli investimenti in mini-reti possono essere potenziati dalla presenza di imprese principali all'interno delle comunità e dal loro potenziale futuro di integrazione nella rete nazionale. Oltre alle soluzioni fotovoltaiche, il dispiegamento di mini-reti idroelettriche in aree con sufficiente potenziale idrico può ridurre i costi di generazione, in particolare quando più villaggi condividono lo stesso bacino idrografico. Questo approccio migliora la sostenibilità economica, favorisce lo sviluppo locale e fornisce un accesso all'energia affidabile e conveniente per una porzione più ampia della popolazione.

Updating Mozambique's universal access plan in light of World Bank's mission 300: leveraging on productive uses of energy and geospatial planning

Gallizia, Beniamino;Alberti, Federico
2023/2024

Abstract

Mozambique is one of the Sub-Saharan Africa countries with the lowest electrification rate, at 35% nationally and as low as 8% in rural areas. In this framework, in 2024, the World Bank launched Mission 300, an investment plan aimed at helping countries halve the number of people without access to electricity by 2030. The objective of this thesis is to develop an electricity access plan focused on achieving Mission 300’s target, based on the projection of latent demand that considers the development of key energy-intensive sectors in the country. This approach is motivated by the availability of open-source tools for demand estimation, M-LED, and for analyzing the most suitable technological configurations for electricity access, OnSSET. The recent update of the national electrification strategy enables a comparison not only with the main approach proposed by the Global Electrification Platform but also with our proposal. Through a series of interviews conducted in Maputo, it was possible to understand the reasons behind Mozambique’s adoption of a multi-criteria approach. The findings indicate that this approach is driven by experience rather than by a systematic analysis of the territory and the socio-economic characteristics of the population. This limits the ability to derive long-term implications for the energy sector, such as investment planning and the expansion of generation capacity, while also reducing the potential impact on socio-economic development. Residential and industrial sectors would lead the demand growth. Even though the agricultural sector presents significantly smaller energy demand compared to the more energy-intensive sectors, satisfying this latent demand is pivotal for the growth of agricultural yields production and the development of locally food processing. Our study highlights several key recommendations. Given the high population density in the northern region of the country, electrification efforts should prioritize grid expansion in this area, supported by new power generation capacity from both hydroelectric potential and gas-fired power plants. Strengthening the national grid is crucial to fully meet future energy demand over the coming decades. Additionally, investments in mini-grids can be reinforced by the presence of anchor businesses within communities and by their potential future integration into the national grid. In addition to photovoltaic-based solutions, deploying hydropower mini-grids in areas with sufficient resource potential can reduce generation costs, particularly when multiple villages share the same hydrological basin. This approach enhances economic viability, encourages local development, and provides reliable and cost-effective energy access to a broader segment of the population.
CREVANI, GIACOMO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
3-apr-2025
2023/2024
Il Mozambico è uno dei paesi dell'Africa Sub-Sahariana con il tasso di elettrificazione più basso, pari al 35% a livello nazionale e appena l'8% nelle aree rurali. In questo contesto, nel 2024, la World Bank ha lanciato la Mission 300, un piano di investimenti volto ad aiutare i paesi a dimezzare il numero di persone senza accesso all'elettricità entro il 2030. L'obiettivo di questa tesi è sviluppare un piano di accesso all'elettricità con lo scopo di raggiungere l’obiettivo della Mission 300, basato sulla proiezione della domanda latente che considera lo sviluppo di settori chiave ad alta intensità energetica nel paese. Questo approccio è motivato dalla disponibilità di strumenti open-source per la stima della domanda, come il M-LED, e per analizzare le configurazioni tecnologiche più adatte per l'accesso all'elettricità, come l'OnSSET. L'aggiornamento recente della strategia nazionale di elettrificazione consente di fare un confronto non solo con l'approccio proposto dalla Global Electrification Platform, ma anche con la nostra proposta. Attraverso una serie di interviste condotte a Maputo, è stato possibile comprendere le ragioni dietro l'adozione, da parte del Mozambico, di un approccio multi-criterio. I risultati indicano che questo approccio è guidato più dall'esperienza che da un'analisi sistematica del territorio e delle caratteristiche socio-economiche della popolazione. Ciò limita la capacità di derivare implicazioni a lungo termine per il settore energetico, come la pianificazione degli investimenti e l'espansione della capacità di generazione, riducendo al contempo il potenziale impatto sullo sviluppo socio-economico. I settori residenziale e industriale guideranno la crescita della domanda. Sebbene l’agricoltura presenti una domanda di energia significativamente inferiore rispetto agli altri settori, soddisfare questa domanda latente è fondamentale per la crescita della produzione agricola. Il nostro studio evidenzia alcune raccomandazioni chiave. Data l'alta densità di popolazione nella regione settentrionale del paese, gli sforzi di elettrificazione dovrebbero dare priorità all'espansione della rete in quest'area, supportata da nuova capacità di generazione di energia derivante sia dal potenziale idroelettrico che dagli impianti a gas. Rafforzare la rete nazionale è cruciale per soddisfare pienamente la domanda energetica futura nei prossimi decenni. Inoltre, gli investimenti in mini-reti possono essere potenziati dalla presenza di imprese principali all'interno delle comunità e dal loro potenziale futuro di integrazione nella rete nazionale. Oltre alle soluzioni fotovoltaiche, il dispiegamento di mini-reti idroelettriche in aree con sufficiente potenziale idrico può ridurre i costi di generazione, in particolare quando più villaggi condividono lo stesso bacino idrografico. Questo approccio migliora la sostenibilità economica, favorisce lo sviluppo locale e fornisce un accesso all'energia affidabile e conveniente per una porzione più ampia della popolazione.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/235035