La electrificación rural es el proceso de llevar energía eléctrica a las zonas rurales y remotas. Las comunidades rurales sufren enormes fallos de mercado , ya que las redes nacionales no satisfacen su demanda de electricidad. En 2019, 770 millones de personas vivían sin acceso a la electricidad, el 10,2% de la población mundial. [1] La electrificación suele comenzar en las ciudades y pueblos y extenderse gradualmente a las zonas rurales; sin embargo, este proceso suele tropezar con obstáculos en los países en desarrollo. Ampliar la red nacional es caro 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 en las zonas poco pobladas (lo que genera una mayor proporción per cápita del gasto). Si los países pueden superar estos obstáculos y alcanzar la electrificación a nivel nacional, las comunidades rurales podrán cosechar considerables cantidades de desarrollo económico y social.
El acceso a la electricidad facilita el crecimiento económico y social sostenible. En primer lugar, a través de un aumento en los logros educativos. Los estudiantes que antes se veían obligados a estudiar cuando brillaba el sol ahora pueden hacerlo a la luz de los LED a primera hora de la mañana o a última hora de la noche. En Kenia, por ejemplo, las entrevistas con maestros de escuela revelaron que el acceso a la luz ha permitido horas extras de enseñanza a primera hora y a última hora del 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 resultados de los exámenes y las tasas de graduación, lo que aumenta el capital humano que se incorporará 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 optimizadas, como riego, procesamiento de cultivos y 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 impulsado por las recientes incorporaciones de electricidad. [5]
La expansión de la red eléctrica genera miles de puestos de trabajo, 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, la India se ha fijado el objetivo de instalar 175 GW de energía limpia para 2022 con el fin de aumentar la electrificación en todo el país. Se estima que será necesario crear 300.000 puestos de trabajo para alcanzar estas elevadas metas. [6]
La disponibilidad de electricidad puede aumentar drásticamente la calidad de la atención sanitaria prestada. Una mejor iluminación aumenta el tiempo que los pacientes pueden acudir a recibir tratamiento. Se pueden utilizar refrigeradores 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 ultrasonidos, puede proporcionar a los médicos y enfermeras las herramientas que necesitan para trabajar. En Diara Rhashalpool, un grupo de aldeas a orillas del río Ganges, 140 hogares están sin electricidad. Los lugareños se ven obligados a viajar entre dos y tres 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 de energías renovables fuera de la red para satisfacer la demanda de electricidad en las comunidades rurales. Debido a su ubicación geográfica y a una demanda agregada relativamente baja, la expansión de la red nacional a las zonas rurales es costosa y desafiante. Las minirredes basadas en energías renovables dependen menos de una infraestructura de mayor escala y se pueden implementar más rápido y a menor costo. [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 puesto en marcha muchas políticas de apoyo, el costo de proporcionar electricidad a las aldeas remotas sigue siendo alto. Además, tanto los recursos energéticos como la demanda en estas zonas pueden ser muy volátiles, lo que dificulta una planificación adecuada. Otro problema es que la ubicación de las aldeas 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 una zona seleccionada se conectan 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. De este modo, cada aldea se abastece parcialmente con pequeñas instalaciones locales y parcialmente con instalaciones centralizadas. Esto mejora la utilización de los recursos energéticos, así como la flexibilidad y la fiabilidad generales del sistema. La viabilidad de este modelo depende del coste de construcción de la red óptima. Basándose en el algoritmo A* acelerado por multiplicadores, los investigadores han ideado un método eficaz para evaluar todas las conexiones posibles en una estructura geográfica compleja y, por tanto, optimizar prácticamente el diseño de la red. A continuación se presenta la justificación económica.
Etiopía
La electrificación rural de Etiopía comenzó en 1998 (aunque antes de 1995-1997 se habían llevado a cabo actividades menores para electrificar las principales ciudades llamadas zonas y woredas ), y luego se inició el Programa de Acceso Universal a la Electricidad (UEAP) de los Objetivos de Desarrollo del Milenio 1998-2002, que tenía previsto electrificar 6000 aldeas en 5 años. Después de aprender de ello, se puso en marcha el Plan de Crecimiento y Transformación (GTPI &2). El programa es uno de los que se ha logrado con éxito en el aumento de la tasa de acceso rural y la transformación de la comunidad rural, creando puestos de trabajo, contratistas locales y cooperativas. El programa se financió con fondos de apoyo, préstamos y el gobierno. [ cita requerida ]
Karanja describe el papel que puede desempeñar un enfoque coordinado de 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 la red, minirredes y sistemas independientes. [15]
El sector eléctrico de Senegal se reformó en 1998. Desde entonces, el país ha puesto en marcha varias iniciativas de electrificación:
El Plan de Acción para la Electrificación Rural de Senegal se puso en marcha en 2002 con el objetivo de maximizar la inversión del sector privado. Recaudó un promedio del 49% de financiación privada entre 2002 y 2012, [16] más del doble del 22% de la media mundial 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 considerables barreras políticas e institucionales, en particular la oposición institucional, el apoyo ministerial vacilante y las 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 en atraer financiación privada, los desafíos políticos e institucionales que ha enfrentado reflejan las experiencias de los esquemas de electrificación basados en reformas en toda el África subsahariana. [16] [18] Esto pone de relieve la importancia de diseñar iniciativas que se ajusten al entorno de políticas locales.
En 1981, el 74,9% de los hogares brasileños contaban con servicio de energía eléctrica, según la Encuesta Nacional por Muestra de Domicilios (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 foco en los hogares rurales. A partir de 2003, el programa fue reforzado y rebautizado como Luz para Todos por la administración de Lula . Los resultados fueron que, según la PNAD, en 1996, el 79,9% de todos los hogares tenían acceso a un 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 puesto en marcha 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 a sistemas de energía modernos y modulares como 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 nuevas minirredes aisladas como para redes regionales. [23]
El Banco Interamericano de Desarrollo, con datos de 2020, 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 hacen que el acceso real de la población a un servicio eléctrico fiable sea 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 in situ. [24] [25]
El Programa de Electrificación Rural (PER) se creó 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 PER extiende la red nacional mediante la construcción de postes de distribución eléctrica a zonas no electrificadas y proporciona asistencia para el cableado domiciliario mediante 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, celebrado en el Hotel Jamaica Pegasus, el martes 9 de julio de 2013, el Ministro de Energía, Phillip Paulwell, afirmó que el REP también ha recibido el mandato de completar su objetivo de proporcionar electricidad al 100 por ciento de las zonas rurales. "El 3 por ciento que queda ahora se encuentra en zonas que están tan alejadas de la red que es demasiado caro (proporcionarla), y vamos a implementar sistemas fotovoltaicos en esas zonas", explicó. En marzo de 2015, dijo a un periódico que, para 2017, "ya no deberíamos tener REP como lo hacemos ahora", y agregó que si el Gobierno considera 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 suministrar energía hidroeléctrica a East Creek, en Nueva York. A pesar de que la electricidad estaba muy extendida en las ciudades, en la década de 1920 las compañías eléctricas no la suministraban a las zonas rurales debido a la creencia generalizada de que no se recuperarían los costes de infraestructura. En las tierras agrícolas escasamente pobladas, había muchas menos casas por milla de líneas eléctricas instaladas.
Se organizó un comité estatal de Minnesota para llevar a cabo un estudio de los costos y beneficios de la electrificación rural. [27] El Departamento de Biosistemas e Ingeniería Agrícola de la Universidad de Minnesota , trabajando en conjunto con la Northern States Power Company (NSP, ahora Xcel Energy ), llevó a cabo un experimento, proporcionando 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" fue exitoso: la compañía eléctrica y la universidad concluyeron que la electrificación rural era económicamente factible. Los resultados del informe influyeron en la decisión del gobierno nacional de apoyar la electrificación rural.
Antes de 1936, un pequeño pero creciente número de granjas instalaron pequeñas plantas eólicas . Estas generalmente usaban un generador de CC de 40 V para cargar baterías en el granero o el sótano de la casa de campo. Esto era suficiente para proporcionar iluminación, lavadoras y un poco de bombeo de pozos o refrigeración. Las plantas eólicas se usaban principalmente en las Grandes Llanuras , donde los vientos son aprovechables 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 las áreas circundantes. La TVA creó las capacidades de generación y transmisión mayorista que permitieron los 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, solo 205.000 recibían servicios eléctricos centralizados. [29]
La Administración de Electrificación Rural (REA) fue creada por orden ejecutiva como una oficina federal independiente en 1935, autorizada por el Congreso de los Estados Unidos en la Ley de Electrificación Rural de 1936 , y más tarde, en 1939, reorganizada como una división del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Se encargó de administrar programas de préstamos para electrificación y servicio telefónico en áreas rurales. Entre 1935 y 1939, o los primeros 4 años y medio después del establecimiento de la REA, el número de granjas que usaban servicios eléctricos aumentó más del doble. [29]
La REA se comprometió a proporcionar a las granjas luz y energía eléctrica a bajo costo. Para implementar esos objetivos, la administración otorgó préstamos a largo plazo y autoliquidables a los gobiernos estatales y locales, a las cooperativas de agricultores y a las organizaciones sin fines de lucro; no se hicieron préstamos directamente a los consumidores. En 1949, la REA fue autorizada a otorgar préstamos para mejoras telefónicas; en 1988, se le permitió a la REA otorgar préstamos sin intereses para la creación de empleo y los sistemas eléctricos rurales. A principios de la década de 1970, aproximadamente el 98% de todas las granjas de los Estados Unidos tenían servicio eléctrico, una demostración del éxito de la REA. En 1994, la administración se reorganizó en el Servicio de Servicios Públicos Rurales mediante la Ley de Reforma del Seguro de Cosechas Federal de 1994 y la Ley de Reorganización del Departamento de Agricultura de 1994 .
En septiembre de 2018, el Departamento de Agricultura de Estados Unidos dijo que gastaría 398,5 millones de dólares en proyectos de infraestructura, a través de préstamos, que buscan mejorar el servicio eléctrico en áreas rurales. El programa se llama Programa de Préstamos para Infraestructura Eléctrica. De los 398,5 millones de dólares, 43 millones se invertirán en tecnología de redes inteligentes. Según Smart Cities Dive , "el préstamo más grande enviará 68,5 millones de dólares para respaldar una granja solar administrada por NextEra Energy Resources en Arkansas, que podría satisfacer las necesidades de 21.000 hogares". Los préstamos se destinarán a proyectos en 13 estados: Arkansas, Colorado, Indiana, Iowa, Minnesota, Missouri, Nuevo México, Carolina del Norte, Ohio, Oklahoma, Carolina del Sur, Texas y Virginia. [30]
En 2015, el 100 por ciento de los chinos tenía acceso a la energía eléctrica. [31] [32] A principios de la década de 1990, el campo de China todavía sufría una pobreza energética extrema ; más del 40 por ciento de los chinos rurales no tenían acceso a la electricidad ni a la iluminación eléctrica, y dependían en cambio de lámparas de queroseno para iluminarse. A principios de la década de 1990, el uso promedio de energía en el campo equivalía al equivalente de una bombilla de 60 W encendida durante menos de 30 minutos al día. [33]
En 2001, China lanzó el Programa de Electrificación de Municipios de China para proporcionar electricidad renovable a 1.000 municipios, uno de los mayores programas de este tipo en el mundo. A este le siguió el Programa de Electrificación de Aldeas de China , que también utiliza energía renovable y que apunta a la electrificación de otros 3,5 millones de hogares en 10.000 aldeas para 2010, a lo que le seguiría la electrificación rural completa para 2015. [34] En diciembre de 2015, China incorporó a los últimos 39.800 chinos a la red eléctrica nacional gastando 324 millones de dólares y utilizando a más de 5.000 trabajadores para cablear 2 aldeas extremadamente remotas en la provincia de Quighai, ubicadas a altitudes de 13.100 pies. [32]
En la actualidad, 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, solo el 10% de los hogares de una aldea deben tener electricidad para que se considere electrificada. A partir de agosto de 2018, el 91% del total de hogares están electrificados en la India. Las áreas rurales de la India están electrificadas de manera no uniforme: los estados más ricos pueden proporcionar energía a la mayoría de las aldeas, mientras que los estados más pobres aún luchan por hacerlo.
La Rural Electrification Corporation Limited se formó para abordar específicamente la cuestión de proporcionar electricidad a todos los pueblos 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 muchos pueblos de la India sin electricidad, mientras que las áreas urbanas han disfrutado de un crecimiento en el consumo y la capacidad de electricidad. Con el fin de 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 pueblos. A finales de 2016, la India tenía alrededor de 45,6 GW de energía renovable instalada y se requiere una gran cantidad de trabajo e inversión para alcanzar sus elevados 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 el Pradhan Mantri Gram Vidyut Yojana, también conocido como el Plan Saubhagya , para acelerar el ritmo de la 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 asegurar una rápida expansión de la infraestructura eléctrica en la India. Ahora, la infraestructura eléctrica 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 que lo deseen en la India en 2018. [38] Un análisis más profundo de las tasas de electrificación en todo el país sugiere que aproximadamente el 13% de los consumidores domésticos aún no tienen conexiones eléctricas debido a cuestiones de asequibilidad de la electricidad de la red y la mala calidad del servicio. La mayoría de los consumidores domésticos con una conexión eléctrica basada en la red tienen una carga baja autorizada de 0-1 kW o 1-2 kW. Además, también se ha observado disparidad en la tasa de acceso a la electricidad de la red 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 quedó prácticamente paralizado. A principios de la década de 1950, el plan de electrificación rural llevó gradualmente energía eléctrica al campo, un proceso que se completó en el continente en 1973 (aunque no fue hasta 2003 cuando las últimas islas habitadas de la costa estuvieron completamente conectadas). Actualmente, el plan de electrificación rural continúa, pero se centra principalmente en mejorar la calidad de la red (las fluctuaciones de voltaje siguen siendo un problema en algunas partes de Irlanda, especialmente en las zonas rurales) y en hacer que los suministros trifásicos estén disponibles para las granjas más grandes y las empresas rurales que lo necesitan.
Al igual que muchas otras empresas de microrredes , Gram Oorja se ha propuesto proporcionar electricidad a los millones de personas que carecen de acceso a la energía en la India rural. Gram Oorja creó un modelo basado en la "colaboración social corporativa" y obtiene financiación de fondos de beneficencia corporativos. Su primer proyecto fue en Darewadi, un pueblo rural con 39 hogares. Gram Oorja consiguió financiación 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 creación y gestión de la minirred. Un fideicomiso del pueblo recauda las facturas todos los meses y deposita los ingresos en un fondo de capital. Este modelo híbrido demostró ser exitoso y se ha implementado en más de 10 pueblos. Gram Oorja actualmente tiene una capacidad instalada de 45,7 kW y brinda servicio a 230 hogares. También se han asociado con el Bank of America para seguir implementando estos proyectos en toda la India. [39]
GRID es una start-up india cuyo objetivo es facilitar el desarrollo económico y social sostenible mediante soluciones energéticas de bajo coste en las zonas rurales. Fuera de los sistemas de microrredes , GRID ha utilizado la energía solar para resolver una gran cantidad de problemas que afectan a las comunidades rurales. Por ejemplo, GRID ha instalado plantas de filtración por ósmosis inversa alimentadas con energía solar en la India rural para ayudar a eliminar la inseguridad hídrica. Solo el 18% de la población rural de la India tiene acceso a agua corriente tratada, lo que obliga a los lugareños a depender de aguas subterráneas inseguras . La planta de filtración de GRID puede 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 la recogida de agua, lo que permite más tiempo para tareas productivas y una reducción de la pobreza de tiempo. Por último, GRID emplea a los lugareños de la comunidad para gestionar las operaciones diarias de la planta. Desde cero, el modelo de negocios de GRID fomenta el desarrollo de las comunidades rurales y planean ampliar sus operaciones en toda la India. [40] [41]
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