W Afryce Subsaharyjskiej 80 procent produkcji rolnej pochodzi od drobnych rolników, którzy borykają się z ograniczeniami w zwiększaniu produktywności gospodarstw, co skutkuje dużą różnicą w plonach. Ekstensywne rolnictwo zasilane deszczem (90 procent wszystkich pól uprawnych) w warunkach nieprzewidywalnych i nieregularnych opadów jest główną przyczyną niskiej produktywności i braku bezpieczeństwa żywnościowego w Afryce, wraz z niskim stopniem mechanizacji. Umacnia to utrzymującą się pułapkę ubóstwa wywołaną cyklicznymi klęskami głodu, które zagrażają możliwościom rozwoju lokalnego.
W nowym badaniu prowadzonym przez IIASA w ramach projektu badawczego Renewables for African Agriculture (RE4AFAGRI) międzynarodowy zespół badaczy opracował ramy modelowania typu open source, które wykorzystywały różne zbiory danych związanych z rolnictwem, wodą, energią, wydatkami i infrastrukturą.
Ramy te wykorzystano do obliczenia lokalnych potrzeb w zakresie nawadniania, określenia niezbędnej wielkości i kosztu komponentów technologicznych, takich jak pompy wodne, moduły fotowoltaiczne, baterie i systemy nawadniające, a także oceny perspektyw gospodarczych i wpływu zastosowania pomp fotowoltaicznych na zrównoważony rozwój.
„Szacujemy, że średni zdyskontowany wymóg inwestycyjny wynosi 3 miliardy dolarów rocznie, generując potencjalne zyski w wysokości ponad 5 miliardów dolarów rocznie w wyniku zwiększonych plonów dla drobnych rolników, a także znacznych dodatkowych korzyści w zakresie bezpieczeństwa żywnościowego i dostępu do energii” – wyjaśnia Giacomo Falchetta, główny autor badania i pracownik naukowy w Grupie Zintegrowanej Oceny i Zmian Klimatu Programu IIASA Energia, Klimat i Środowisko.
„Zmniejszenie niedoborów w nawadnianiu za pomocą opłacalnych pomp słonecznych może zwiększyć produkcję żywności i poprawić odżywianie, przyczyniając się do osiągnięcia celu zrównoważonego rozwoju nr 2 (zero głodu). Ponadto nadwyżka energii elektrycznej wytwarzanej przez te systemy mogłaby służyć innym potrzebom energetycznym, zgodnie z celem zrównoważonego rozwoju nr 7 (przystępna cenowo i czysta Energia)."
Co najważniejsze, autorzy badania wykazali ogromne znaczenie modeli biznesowych i zachęt inwestycyjnych, cen plonów oraz kosztów fotowoltaiki i akumulatorów w kształtowaniu wykonalności ekonomicznej i opłacalności nawadniania słonecznego.
„Stosowanie modelu biznesowego, który rozkłada wszystkie początkowe wydatki, ponad dwukrotnie zwiększa liczbę działających słonecznych systemów nawadniających, co stanowi ogromny potencjał osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju w tym procesie” – zauważa Shonali Pachauri, liderka grupy badawczej IIASA Transformative Institutional and Social Solutions.
„Z drugiej strony w badaniu podkreślono, że bez silnej infrastruktury i zarządzania zasobami wodnymi i gruntami, powszechne wdrażanie pomp fotowoltaicznych może prowadzić do niezrównoważonej eksploatacji źródeł wody i ograniczać przepływy środowiskowe. W rezultacie zarówno inwestowanie w infrastrukturę, jak np. zbiorniki zarządzanie zasobami wodnymi podczas wahań sezonowych oraz poprawa zarządzania zasobami wodnymi to kluczowe czynniki zapewniające zrównoważony rozwój powszechnego stosowania pomp fotowoltaicznych”.
Analiza i nowatorskie ramy modelowania typu open source mogą pomóc podmiotom publicznym i prywatnym działającym na powiązaniu woda-energia-żywność-gospodarka w identyfikowaniu obszarów ekonomicznie uzasadnionych i określaniu ilościowym potencjalnych korzyści gospodarczych netto wynikających z rozwoju nawadniania słonecznego, a tym samym mogą wspierać inwestycje w sektor.
Projekt RE4AFAGRI jest częścią inicjatywy długoterminowego wspólnego partnerstwa Unii Europejskiej i Unii Afrykańskiej na rzecz badań i innowacji w zakresie energii odnawialnej (LEAP-RE).
