Where the Grid Ends: Techno-Economic Assessment and Community-Centered Design of a Renewable Energy Mini-Grid for Pomene, Mozambique

Sammanfattning

Studien undersöker hur ett småskaligt elnät kan bidra till en tillförlitlig och kostnadseffektiv elförsörjning, samtidigt som lokal ekonomisk utveckling främjas i den kustnära byn Pomene i Mozambique. Genom att kombinera platsdata, scenariobaserad teknoekonomisk modellering och enkätundersökningar bedömdes ett hybridsystem med solkraft, vindkraft och biokraft, benämnt SWB2 i denna studie, vara den mest lämpliga lösningen under nuvarande förutsättningar. Det rekommenderade systemet omfattar 22 kWp installerad solkraft, 16,8 kW vindkraft, en reglerbar biokraftsenhet på 8 kW samt ett batterilager med en kapacitet på 62 kWh. Baserat på teknisk prestanda och kostnadseffektivitet föreslås ett förenklat distributionskoncept, där en trefas huvudmatning på 400 V övergår till enfasanslutning på 230 V för slutkonsumenterna. Vid den modellerade lasten tillgodoser systemet en baslast på cirka 42 600 kWh per år, gatubelysning på cirka 12 877 kWh per år samt ett kylrum med ett årligt elbehov på cirka 8 460 kWh. Överskottselen hålls samtidigt under 20 procent, medan batteriautonomin uppgår till omkring 10 timmar. Det rekommenderade systemet resulterar i en nettonuvärdekostnad, NPC, på cirka 217 000 USD. Resultaten visar att full kostnadstäckning av investeringskostnaden enbart genom hushållstariffer är orealistiskt. Systemet bedöms däremot ekonomiskt genomförbart om den initiala investeringen på cirka 194 000 USD finansieras externt, medan lokala intäkter täcker drift, underhåll och framtida komponentutbyten. Vid den beräknade efterfrågan ligger hushållens elkostnad inom det lokalt identifierade betalningsutrymmet, vilket motsvarar cirka 130 till 150 MZN per månad. En konsumtionsbaserad dynamisk tariffstruktur rekommenderas som den mest lämpliga långsiktiga lösningen, eftersom den är mer rättvis, främjar effektiv elanvändning och bättre speglar systemets faktiska drift. Analysen visar dessutom att elektrifieringen inte bör begränsas till hushållens grundläggande behov. Kylförvaring för fisk och isproduktion bör prioriteras som en produktiv elanvändning, eftersom det kan minska svinn av fisk, stärka försörjningsmöjligheter och förbättra elnätets ekonomiska bärkraft. I det övre antagandescenariot kan minskade fiskförluster motsvara ett ekonomiskt värde på upp till cirka 15 000 MZN (235 USD) per månad och fiskare. En storskalig introduktion av eldriven matlagning rekommenderas däremot inte i den inledande fasen, eftersom detta skulle öka både efterfrågan och systemkostnaden avsevärt. Jämfört med enklare alternativ, såsom solar home systems, erbjuder det föreslagna mininätet en högre nivå av energitillgång och starkare långsiktig utvecklingspotential, med tydlig koppling till FN:s globala mål 7, 8 och 13. Känslighetsanalysen visar att den rekommenderade konfigurationen är robust inom ramen för nuvarande antaganden, men att resultaten fortfarande är känsliga för framtida kostnadsutveckling för solceller och batterier. Sammantaget visar studien att ett hybridbaserat mininät, kombinerat med produktiv elanvändning och en affärsmodell där investeringskostnader finansieras externt medan driftkostnader täcks lokalt, utgör en realistisk väg mot ett långsiktigt hållbart och utvecklingsinriktat energisystem i Pomene.