La electrificación rural es el proceso de llevar energía eléctrica a zonas rurales y remotas. Las comunidades rurales están sufriendo colosales fallos del mercado a medida que las redes nacionales no satisfacen su demanda de electricidad. En 2019, 770 millones de personas viven sin acceso a la electricidad: el 10,2% de la población mundial. [1] La electrificación normalmente comienza en ciudades y pueblos y se extiende gradualmente a las zonas rurales; sin embargo, este proceso a menudo topa con obstáculos en los países en desarrollo. Ampliar la red nacional es costoso y los países carecen constantemente del capital para hacer crecer su infraestructura actual. Además, amortizar los costos de capital para reducir el costo unitario de cada conexión es más difícil de hacer en áreas poco pobladas (lo que genera una mayor proporción del gasto per cápita ). Si los países son capaces de superar estos obstáculos y alcanzar la electrificación a nivel nacional, las comunidades rurales podrán cosechar cantidades considerables de desarrollo económico y social.
El acceso a la electricidad facilita el crecimiento económico y social sostenible. Primero, a través de un aumento en el rendimiento educativo. Los estudiantes que antes se veían obligados a estudiar cuando brillaba el sol ahora pueden estudiar con la luz de LED temprano en la mañana o tarde en la noche. En Kenia, por ejemplo, las entrevistas con maestros de escuela revelaron que el acceso a la luz ha permitido horas extra de enseñanza más temprano y más tarde en el día para cubrir material que no se revisa adecuadamente durante las horas normales. Además, las escuelas con acceso a la electricidad pueden contratar maestros de mayor calidad y han visto mejoras en los puntajes de los exámenes y las tasas de graduación, lo que aumenta el capital humano que ingresará a la fuerza laboral en el futuro. [3] [4]
Además de mejorar la educación, la electrificación rural también permite una mayor eficiencia y productividad. Las empresas podrán mantener sus puertas abiertas durante más tiempo y generar ingresos adicionales. Los agricultores tendrán acceso a técnicas modernas y racionalizadas, como el riego, el procesamiento de cultivos y la conservación de alimentos . En 2014, las comunidades rurales de la India ganaron más de 21 millones de dólares gracias al aumento de la actividad económica impulsada por las recientes incorporaciones de electricidad. [5]
Al ampliar la red eléctrica, se demandan miles de puestos de trabajo que van desde el desarrollo empresarial hasta la construcción. Los proyectos para difundir la electricidad crean una gran cantidad de oportunidades laborales y ayudan a aliviar la pobreza. Por ejemplo, India se fijó el objetivo de instalar 175 GW de energía limpia para 2022 para aumentar la electrificación en todo el país. Se estima que será necesario crear unos 300.000 puestos de trabajo para alcanzar estos ambiciosos objetivos. [6]
La disponibilidad de electricidad puede aumentar drásticamente la calidad de la atención sanitaria brindada. La mejora de la iluminación aumenta el tiempo que los pacientes pueden venir a recibir tratamiento. Los refrigeradores se pueden utilizar para conservar vacunas y sangre increíblemente valiosas. Se mejorarán las medidas de esterilización y la implementación de máquinas de alta tecnología, como rayos X o escáneres de ultrasonido, puede proporcionar a los médicos y enfermeras las herramientas que necesitan para desempeñarse. En Diara Rhashalpool, un grupo de aldeas a orillas del río Ganges, 140 hogares se encuentran sin electricidad. Los lugareños se ven obligados a viajar entre 2 y 3 horas a través del río para recibir tratamiento o acceder a las vacunas. Con acceso a la electricidad, el tratamiento sería mucho más accesible para la población local. [7] [8]
En muchas zonas han surgido empresas renovables fuera de la red para satisfacer la demanda de electricidad en las comunidades rurales. Debido a su ubicación geográfica y a su demanda agregada relativamente baja, ampliar la red nacional a las zonas rurales es costoso y desafiante. Las minirredes basadas en energías renovables dependen menos de infraestructuras de mayor escala y pueden implementarse de forma más rápida y económica. [9] Cuando se puede instalar una red de distribución de energía eléctrica, a menudo se utiliza un retorno a tierra de un solo cable . Las siguientes tecnologías se utilizan ampliamente: [9]
Los investigadores [11] [12] señalaron que, si bien se han implementado muchas políticas de apoyo, el costo de suministrar electricidad a aldeas remotas sigue siendo alto. Además, tanto los recursos energéticos como la demanda en estas áreas pueden ser muy volátiles, lo que dificulta una planificación adecuada. Otro problema es que la ubicación de la aldea se determinó históricamente en función del suelo, el agua, el almacenamiento, etc., y podría no ser óptima para la generación de energía renovable.
Para mitigar estos problemas se ha propuesto el Modelo de Electrificación Rural en Red [13] [14] . En este modelo, las aldeas de un área seleccionada están conectadas a través de una red óptima, que a su vez se conecta a unas pocas instalaciones de generación centralizadas ubicadas en lugares con mejores recursos de energía renovable. Como tal, cada aldea es abastecida en parte por pequeñas instalaciones locales y en parte por instalaciones centralizadas. Esto mejora la utilización de los recursos energéticos, así como la flexibilidad y confiabilidad general del sistema. La viabilidad de este modelo depende del costo de construir la red óptima. Basándose en el algoritmo A* acelerado por multiplicador, los investigadores han ideado un método eficaz para evaluar todas las conexiones posibles bajo una estructura geográfica compleja y, por tanto, optimizar prácticamente el diseño de la red. Sigue la justificación económica.
Etiopía
La electrificación rural de Etiopía comenzó en 1998 (aunque antes de 1995-1997 se realizaron actividades menores para electrificar las principales ciudades llamadas zona y Woredda ), luego se inició el Programa de Acceso Eléctrico Universal (UEAP) de los Objetivos de Desarrollo del Milenio 1998-2002 y se planeó electrificar 6000 pueblos en 5 años. Luego de extraer lecciones de ello, se lanzó el Plan de Crecimiento y Transformación (GTPI &2). El programa es uno de los logrados con éxito en aumentar la tasa de acceso rural y transformar la comunidad rural, creando empleos, contratistas locales y cooperativas. El programa fue financiado con fondos de apoyo, préstamos y el gobierno. [ cita necesaria ]
Karanja describe el papel que puede desempeñar un enfoque coordinado para la electrificación rural en Kenia y los desafíos que surgen. Una solución es combinar el modelado numérico del sistema eléctrico con información geográfica para explorar diversas combinaciones de extensión de red, minirredes y sistemas independientes. [15]
El sector eléctrico de Senegal fue reformado en 1998. Desde entonces, el país ha implementado varias iniciativas de electrificación:
El Plan de Acción de Electrificación Rural de Senegal se lanzó en 2002 con el objetivo de maximizar la inversión del sector privado. Recaudó un promedio del 49% de financiamiento privado entre 2002 y 2012, [16] más del doble del promedio global del 22% para proyectos de acceso a la energía. [17] Sin embargo, durante el mismo período aumentó directamente los niveles de electrificación rural en menos del 1%. [16] El análisis de Mawhood y Gross (2014) indica que el Plan de Acción ha enfrentado barreras políticas e institucionales considerables, en particular oposición institucional, apoyo ministerial vacilante y largas negociaciones con las partes interesadas, así como las dificultades inherentes a la implementación de un marco de políticas innovador. [16] [18] Aunque el Plan de Acción ha tenido mucho éxito a la hora de atraer financiación privada, los desafíos políticos/institucionales que ha enfrentado reflejan las experiencias de los planes de electrificación basados en reformas en todo el África subsahariana. [16] [18] Esto resalta la importancia de diseñar iniciativas que se ajusten al entorno político local.
En 1981, el 74,9% de los hogares brasileños contaban con energía eléctrica, según la Encuesta Nacional de Hogares (PNAD) del IBGE . En 2000, el gobierno federal de Brasil , bajo la administración de Fernando Henrique Cardoso , lanzó el programa Luz no Campo para ampliar la distribución de electricidad en los domicilios brasileños, con enfoque en los hogares rurales. A partir de 2003, el programa fue reforzado y rebautizado como Luz para Todos por el gobierno de Lula . Los resultados fueron que, según la PNAD, en 1996, el 79,9% del total de hogares tenía acceso a suministro de energía eléctrica y esa proporción aumentó al 90,8% en 2002 y al 98,9% en 2009.
Haití sigue siendo el país menos electrificado del hemisferio occidental, [19] pero se han lanzado varios esfuerzos ambiciosos para abordar la electrificación rural en el país. [20] [21] Algunos han señalado que debido a que gran parte de las zonas rurales de Haití carecen actualmente de infraestructura de servicios públicos, Haití está bien posicionado para dar el salto hacia sistemas energéticos modernos y modulares como las microrredes (o "minirredes") alimentadas por energía renovable. [22] El regulador de energía del gobierno haitiano, junto con la Célula de Energía del Ministerio de Obras Públicas y socios internacionales están trabajando para eliminar barreras y aumentar la inversión en energía renovable tanto para minirredes nuevas y aisladas como para redes regionales. [23]
Utilizando datos de 2020, el Banco Interamericano de Desarrollo estimó que el 45% de la población haitiana tenía acceso a la electricidad. [19] Pero la frecuente escasez de combustible y otras interrupciones del servicio significan que el acceso real de la población a un servicio eléctrico confiable es mucho menor. Por ejemplo, en 2021 y 2022 incluso los hospitales más importantes del país redujeron sus servicios debido a la falta de combustible para alimentar sus propios generadores de electricidad en el lugar. [24] [25]
El Programa de Electrificación Rural (REP) se incorporó en 1975 con el mandato específico de ampliar el alcance del suministro de electricidad a las zonas rurales, donde la prestación de dichos servicios no sería económicamente viable para los proveedores comerciales de electricidad. El REP extiende la red nacional mediante la construcción de postes de distribución eléctrica a áreas no electrificadas y brinda asistencia con el cableado doméstico a través de un programa de préstamos a los propietarios de viviendas.
En junio de 2012, el Ministro de Energía, Phillip Paulwell, reveló que aproximadamente 16.000 hogares en zonas remotas de la isla que no tienen electricidad recibirán electricidad solar o eólica a través del Programa de Electrificación Rural (REP). En un simposio del proyecto de Análisis e Investigación para Bajas Emisiones (AILEG), financiado por USAID y celebrado en el Hotel Jamaica Pegasus, el martes 9 de julio de 2013, el Ministro de Energía, Phillip Paulwell, declaró que el REP también ha recibido el mandato de completar su objetivo de proporcionar electricidad al 100 por ciento de las zonas rurales. "Ese tres por ciento que ahora queda está en zonas que están muy alejadas de la red, es demasiado caro (proporcionarla), y vamos a desplegar sistemas fotovoltaicos en esas zonas", explicó. En marzo de 2015, dijo a un periódico que, para 2017, "ya no deberíamos tener REP como lo tenemos ahora", y agregó que si al gobierno le resulta demasiado difícil tender líneas eléctricas a las comunidades, utilizará energía solar" . 26]
Ver también Energía solar en Jamaica
En 1892, Guy Beardslee, el propietario original del castillo de Beardslee , recibió 40.000 dólares para proporcionar energía hidroeléctrica a East Creek en Nueva York. A pesar de la generalización de la electricidad en las ciudades, en la década de 1920 las compañías eléctricas no suministraban electricidad a las zonas rurales debido a la creencia general de que los costos de infraestructura no se recuperarían. En las tierras agrícolas escasamente pobladas, había muchas menos casas por cada milla de líneas eléctricas instaladas.
Se organizó un comité estatal de Minnesota para realizar un estudio de los costos y beneficios de la electrificación rural. [27] El Departamento de Biosistemas e Ingeniería Agrícola de la Universidad de Minnesota , en colaboración con Northern States Power Company (NSP, ahora Xcel Energy ), llevó a cabo un experimento que proporcionó electricidad a nueve granjas en el área de Red Wing . La electricidad se entregó por primera vez el 24 de diciembre de 1923. [28] El "Proyecto Red Wing" tuvo éxito: la compañía eléctrica y la universidad llegaron a la conclusión de que la electrificación rural era económicamente viable. Los resultados del informe influyeron en la decisión del gobierno nacional de apoyar la electrificación rural.
Antes de 1936, un número pequeño pero creciente de granjas instalaban pequeñas plantas eólicas . Generalmente utilizaban un generador de 40 V CC para cargar las baterías en el granero o en el sótano de la granja. Esto fue suficiente para proporcionar iluminación, lavadoras y algo de refrigeración o bombeo de pozos. Las plantas eólicas se utilizaron principalmente en las Grandes Llanuras , que tienen vientos utilizables la mayoría de los días.
En 1933, se creó la Autoridad del Valle de Tennessee , en parte, para proporcionar electrificación rural en el Valle de Tennessee y sus alrededores. TVA creó las capacidades de generación y transmisión mayorista que permitieron sistemas de distribución rural a través de cooperativas eléctricas . De los 6,3 millones de granjas que había en los Estados Unidos en enero de 1925, sólo 205.000 recibían servicios eléctricos centralizados. [29]
La Administración de Electrificación Rural (REA) fue creada por orden ejecutiva como oficina federal independiente en 1935, autorizada por el Congreso de los Estados Unidos en la Ley de Electrificación Rural de 1936 , y posteriormente, en 1939, reorganizada como una división del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Se le encargó administrar programas de préstamos para electrificación y servicio telefónico en zonas rurales. Entre 1935 y 1939, o los primeros cuatro años y medio después del establecimiento de REA, el número de granjas que utilizaban servicios eléctricos se duplicó con creces. [29]
The REA undertook to provide farms with inexpensive electric lighting and power. To implement those goals the administration made long-term, self-liquidating loans to state and local governments, to farmers' cooperatives, and to nonprofit organizations; no loans were made directly to consumers. In 1949 the REA was authorized to make loans for telephone improvements; in 1988, REA was permitted to give interest-free loans for job creation and rural electric systems. By the early 1970s about 98% of all farms in the United States had electric service, a demonstration of REA's success. In 1994 the administration was reorganized into the Rural Utilities Service by the Federal Crop Insurance Reform Act of 1994 and the Department of Agriculture Reorganization Act of 1994.
In September 2018, the U.S. Department of Agriculture said it would spend $398.5 million in infrastructure projects, by way of loans, that seek to improve electricity service in rural areas. The program is called the Electric Infrastructure Loan Program. Of the $398.5 million, $43 million will be to invest in smart grid technology. According to Smart Cities Dive, "The largest loan will send $68.5 million to back a solar farm run by NextEra Energy Resources in Arkansas, which could meet the needs of 21,000 homes." The loans will go to projects in 13 states: Arkansas, Colorado, Indiana, Iowa, Minnesota, Missouri, New Mexico, North Carolina, Ohio, Oklahoma, South Carolina, Texas and Virginia.[30]
By 2015, 100 percent of Chinese people had access to electric power.[31][32] In the early 1990s the countryside of China still suffered from extreme energy poverty; more than 40 percent of rural Chinese had no access to power or electric lighting at all, depending instead on kerosene lamps for lighting. In the early 1990s the average use of power in the countryside amounted to the equivalent of a 60W light bulb switched on for less than 30 minutes a day.[33]
China launched the China Township Electrification Program in 2001 to provide renewable electricity to 1,000 townships, one of the largest of such programs in the world. This was followed by the China Village Electrification Program, also using renewable energy, aimed at the electrification of a further 3.5 million households in 10,000 villages by 2010, to be followed by full rural electrification by 2015.[34] In December 2015, China brought the last 39,800 Chinese onto the national electric grid by spending $324 million and using over 5,000 workers to wire 2 extremely remote villages in Quighai province located at altitudes of 13,100 ft.[32]
Actualmente, todas las aldeas de la India han sido electrificadas desde el 29 de abril de 2018 [35] pero eso no significa que todos los hogares estén electrificados. Según los estándares establecidos por la propia India, sólo el 10% de los hogares de una aldea deben tener electricidad para que se considere electrificada. En agosto de 2018, el 91% del total de hogares están electrificados en la India. Las zonas rurales de la India están electrificadas de manera no uniforme: los estados más ricos pueden proporcionar electricidad a la mayoría de las aldeas, mientras que los estados más pobres todavía luchan por hacerlo.
La Rural Electrification Corporation Limited se formó para abordar específicamente la cuestión del suministro de electricidad en todas las aldeas del país. La pobreza, la falta de recursos, la falta de voluntad política, la mala planificación y el robo de electricidad son algunas de las principales causas que han dejado a muchas aldeas de la India sin electricidad, mientras que las zonas urbanas han disfrutado de un crecimiento en el consumo y la capacidad de electricidad. Para aumentar drásticamente las tasas de electrificación, el gobierno indio se ha fijado el objetivo de 175 GW de energía renovable instalada para 2022 y ha ordenado la electrificación de más de 18.000 aldeas. A finales de 2016, India tenía alrededor de 45,6 GW de energía renovable instalada y se necesitaba una gran cantidad de trabajo e inversión para cumplir sus ambiciosos objetivos. [36] El gobierno central está tratando cada vez más de mejorar las terribles condiciones invirtiendo fuertemente en biogás, energía solar y eólica. Se han anunciado programas como la misión solar JNN y Pradhan Mantri Gram Vidyut Yojana, también conocido como el Esquema Saubhagya , para acelerar el ritmo de electrificación y diversificar el procedimiento. También se está trabajando para reducir el desperdicio, proporcionar mejores equipos y mejorar la infraestructura general para las transmisiones eléctricas en las aldeas.
El plan Saubhagya logró garantizar una rápida expansión de la infraestructura eléctrica en la India. La infraestructura eléctrica ahora está disponible a 50 metros de las instalaciones de los consumidores. [37] El Gobierno de la India anunció la electrificación del 100% de todos los hogares dispuestos en la India en 2018. [38] Una mirada más profunda a las tasas de electrificación en todo el país sugiere que alrededor del 13% de los consumidores domésticos todavía no tienen conexiones eléctricas debido a preguntas. de asequibilidad de la red eléctrica y mala calidad del servicio. La mayoría de los consumidores domésticos con una conexión eléctrica a la red tienen una carga autorizada baja de 0 a 1 kW o de 1 a 2 kW. Además, también se ha observado disparidad en la tasa de acceso a la red eléctrica entre los consumidores agrícolas e institucionales. [37]
Durante la década de 1930, la mayoría de las ciudades de Irlanda estaban conectadas a la red nacional. El estallido de la Segunda Guerra Mundial en Europa provocó escasez de combustible y materiales y el proceso de electrificación prácticamente se detuvo. A principios de la década de 1950, el plan de Electrificación Rural llevó gradualmente la energía eléctrica al campo, proceso que se completó en el continente en 1973 (aunque no fue hasta 2003 que las últimas islas habitadas frente a la costa estuvieron completamente conectadas). Actualmente, el plan de electrificación rural continúa, pero se ocupa principalmente de mejorar la calidad de la red (las fluctuaciones de voltaje siguen siendo un problema en algunas partes de Irlanda, particularmente en las zonas rurales) y de poner a disposición de las granjas más grandes y de las empresas rurales que lo requieran suministros trifásicos.
Como muchas otras empresas de microrredes , Gram Oorja se ha propuesto proporcionar electricidad a los millones de personas que carecen de acceso a ella en las zonas rurales de la India. Gram Oorja creó un modelo basado en la “asociación social empresarial” y obtiene financiación de fondos benéficos corporativos. Su primer proyecto fue en Darewadi, una aldea rural con 39 hogares. Gram Oorja recaudó fondos de Bosch Solar Energy y recibió asesoramiento y orientación de la Fundación Shakti. Instalaron una planta de energía solar capaz de producir 9,4 kilovatios de energía con una unidad de biogás de respaldo para producir energía cuando no hay luz solar disponible. La propiedad local del proyecto es uno de los principios clave del modelo de negocio de Gram Oorja, por lo que alentaron la participación en la instalación y gestión de la minirred. Un fideicomiso de aldea recauda facturas todos los meses y deposita los ingresos en un fondo de corpus. Este modelo híbrido resultó exitoso y se ha implementado en más de 10 aldeas. Gram Oorja tiene actualmente una capacidad instalada de 45,7 kW y presta servicio a 230 hogares. También se han asociado con Bank of America para continuar implementando estos proyectos en toda la India. [39]
GRID es una nueva empresa india cuyo objetivo es facilitar el desarrollo económico y social sostenible a través de soluciones energéticas de bajo coste en zonas rurales. Fuera de los sistemas de microrredes , GRID ha utilizado energía solar para resolver una gran variedad de problemas que afectan a las comunidades rurales. Por ejemplo, GRID ha instalado plantas de filtración por ósmosis inversa alimentadas por energía solar en zonas rurales de la India para ayudar a eliminar la inseguridad hídrica. Sólo el 18% de la población rural de la India tiene acceso a agua potable tratada, lo que obliga a los lugareños a depender de aguas subterráneas inseguras . La planta de filtración de GRID es capaz de proporcionar entre 20.000 y 30.000 litros de agua limpia al día, lo que ayuda a aliviar este problema y reducir la propagación de enfermedades transmitidas por el agua. Además, la facilidad de distribución ha reducido la cantidad de tiempo dedicado a recolectar agua, lo que permite dedicar más tiempo a tareas productivas y reducir la pobreza de tiempo. Finalmente, GRID emplea a residentes locales de la comunidad para administrar las operaciones diarias de la planta. Desde cero, el modelo de negocio de GRID fomenta el desarrollo de las comunidades rurales y planean ampliar sus operaciones en toda la India. [40] [41]
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