Solare Insellösungen für Elektrifizierung Nigerias am besten geeignet

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Autarke Kleinstnetze oder Mini-Grids unter dem Einsatz erneuerbarer Energien eignen sich besonders für die Elektrifizierung ländlicher Gebiete etwa in Afrika. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher des Reiner Lemoine Instituts (RLI), die am Beispiel Nigerias einen Plan für fünf Bundesstaaten entwickelt haben, wie die Elektrifizierung ländlicher Gebiete am besten gelingen kann. Kleine hybride Photovoltaik-Kraftwerke sind demnach eine entscheidende Brückentechnologie. „Aufgrund der sehr guten Solarressourcen in Nigeria spielen Windkraft und Wasserkraft anders als etwa in Nord- oder Ostafrika nur in wenigen Gebieten etwa in den Hochlagen oder an der Küste im Süden eine Rolle für eine dezentrale Stromversorgung“, sagt Studienautorin Catherina Cader auf Nachfrage von pv magazine.

Die hybriden Mini-Grids bestünden demnach aus Photovoltaik, Batteriespeichern und Dieselgeneratoren. Der Anteil erneuerbarer Energien in diesen Systemen könne je nach Ort und Sonnenstrahlung auf über 70 Prozent steigen. „Für den Bundesstaat Sokoto haben wir beispielsweise für die dezentrale Elektrifizierung mit hybriden Mini-Grids Gesamtinvestitionskosten von 230 Millionen US-Dollar errechnet“, sagt Cader. Gemeinsam mit Solar-Home-Systemen auf Haushaltsebene, was zusätzliche Kosten von 15 Millionen US-Dollar verursache, stiege die Erzeugungskapazität in dem Gebiet dadurch von 80 auf 360 Megawatt. Statt den bisher 1.8 Millionen Menschen würden damit dann alle 4.6 Millionen dort lebenden Menschen mit Strom versorgt werden.

Die Wissenschaftler haben für die verschiedenen Regionen Nigerias Simulationen zur Elektrifizierung in drei Phasen entwickelt. Auf einer interaktiven Landkarten lassen sich die einzelnen Phasen und die technische Auslegung für jede Siedlung im Detail einsehen. „In der ersten Phase würde es in Nigeria keinen Sinn machen, abgelegene Orte an die bestehenden nationalen Netze anzuschließen, da diese noch sehr marode sind“, sagt Cader. Stattdessen fänden in den ersten beiden Phase die Errichtung von Mini-Grids und die Modernisierung der nationalen Netze größtenteils parallel zueinander statt. „Die weitestgehende Vernetzung geschieht dann vor allem in der dritten Phase, wobei der Anschluss von Mini-Grids in weit abgelegenen Gebieten sich auch dann nicht rechnet“, sagt die Forscherin.

Nigeria hat mit 189 Millionen Menschen die meisten Einwohner in Afrika, besonders viele davon haben keinen Zugang zu Elektrizität. Die Internationale Energieagentur IEA schätzte für 2016 die Elektrifizierungsrate von nur 34 Prozent im ländlichen Raum. Um diese Menschen künftig mit Strom zu versorgen, gibt es drei Möglichkeiten: den Einsatz von Kleinstnetzen wie oben beschrieben, den Ausbau der nationalen Stromnetze sowie als eine weitere Off-Grid-Lösung die Versorgung einzelner Haushalte etwa durch Solar-Home-Systeme.

„Nigeria ist dabei ein gutes Beispiel, wie eine solche schrittweise Elektrifizierung ablaufen kann, weil hier unterschiedliche Faktoren zusammenkommen, die auf viele Länder des globalen Südens zutreffen“, sagt Cader. „Die Methode, mit der wir die Planung für Nigeria vorgenommen habe, lässt sich problemlos auch auf jedes andere Land, in dem es keine flächendeckende Stromversorgung gibt, übertragen.“ Der Elektrifizierungspläne für die fünf Bundesstaaten Nigerias entstanden im Rahmen des von der EU und dem Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) geförderten Projekts „Nigerian Energy Support Programme“ (NESP).

Mobisol hat sich auf Insellösungen in Ostafrika spezialisiert. Eine halbe Million Menschen beziehen in Ostafrika inzwischen ihren Strom aus Photovoltaik-Anlagen des Berliner Unternehmens. Gründer Thomas Gottschalk will in den nächsten fünf Jahren Insellösungen für weitere 20 Millionen Menschen schaffen.