Stromversorgung in Afrika: RLI entwickelt nachhaltigen Elektrifizierungsplan am Beispiel Nigerias

23. Januar 2018 | Um einen nachhaltigen Zugang zu Elektrizität für Menschen im ländlichen Nigeria zu schaffen, hat das Reiner Lemoine Institut (RLI) mithilfe wissenschaftlicher Methoden einen Plan für fünf Bundesstaaten entwickelt. Dafür wurden detaillierte Geodaten erhoben, neue Methoden zur räumlichen Netzerweiterung entwickelt und Energiesystemsimulationen durchgeführt. Darin zeigte sich, dass das Ziel mit Erneuerbaren Energien eine Grundversorgung für entlegene Regionen zu schaffen, auch wirtschaftlich lohnend ist, wenn sogenannte Off-Grid-Lösungen zum Einsatz kommen.

Nigeria ist mit 189 Millionen Menschen das einwohnerreichste Land in Afrika und weist eine beeindruckende geographische und ethnische Vielfalt auf. Zugleich ist Nigeria das afrikanische Land mit der größten absoluten Anzahl an Menschen ohne Zugang zu Elektrizität. Die Internationale Energy Agency schätzte für das Jahr 2016 eine Elektrifizierungsrate von nur 34 Prozent im ländlichen Raum. Damit liegt eine der größten Herausforderungen des Landes darin, Menschen in ländlichen, häufig entlegenen Orten Zugang zu einer nachhaltigen Stromversorgung zu verschaffen.

Drei verschiedene Optionen stehen zur Verfügung, um Siedlungen mit Strom zu versorgen: Erstens, der Anschluss an das existierende Stromnetz durch den Bau von Überlandleitungen. Zweitens, der bewusste Nichtanschluss ans Netz, stattdessen die Einrichtung autarker Kleinstnetze, die mithilfe lokaler Energieerzeugung eigenständig mehrere Gebäude versorgen – man spricht von Mini-Grids. Und drittens, eine weitere Off-Grid Lösung, die Versorgung einzelner Haushalte durch kleinskalige Maßnahmen, wie etwa Solar Home Systems. Für die nigerianischen Bundesstaaten wurde im Detail berechnet, welche Siedlungen von welcher Option am meisten profitieren würden. Dies geschah vor allem unter dem Gesichtspunkt, Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Realisierbarkeit möglichst optimal miteinander zu vereinen. Insbesondere die Option der autarken Kleinstnetze erwies sich dabei als sinnvoll für eine zeitnah umsetzbare Elektrifizierung: Mini-Grids werden in den Simulationen für viele Orte in der ersten Phase der Elektrifizierung eingerichtet und erst im weiteren Verlauf ans Gesamtnetz angeschlossen. Für diesen dezentralen Ansatz stellten auf Erneuerbaren Energien basierende Lösungen die wirtschaftlichste Option dar.

„Kleine hybride Solarkraftwerke können eine entscheidende Brückentechnologie sein, um bisher nicht versorgte Orte zunächst über ein Mini-Grid mit Strom zu versorgen, wenn ein Netzanschluss aufgrund der hohen Investitionskosten und des maroden Zustands der vorhandenen Infrastruktur unrealistisch ist,“ erklärt Catherina Cader, wissenschaftliche Mitarbeiterin am RLI, die am Projekt maßgeblich mitarbeitete. „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. Die sozio-ökonomische Entwicklung eines Landes hängt maßgeblich vom Zugang zu Strom für die Anwendungen des täglichen Lebens, aber auch zur wirtschaftlichen Nutzung ab. Nicht umsonst wurde die Aufgabe, den Zugang zu bezahlbarer, verlässlicher, nachhaltiger und zeitgemäßer Energie für alle zu sichern, als «SDG 7» in die Liste der nachhaltigen Entwicklungsziele der Vereinten Nationen aufgenommen. 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.“

Die Forscherinnen und Forscher des RLI nutzen für ihre Berechnungen Geoinformationssysteme (GIS) und Energiesystemsimulationen. Dafür fand ein enger Austausch mit Expertinnen und Experten aus den verschiedenen Bundesstaaten sowie mit nationalen Akteuren aus Nigeria statt. Die so entstandene räumliche Elektrifizierungsplanung unterteilt sich in drei Ausbauphasen, sodass sich ein strukturierter Fahrplan für die Versorgung der abgelegenen Regionen ergibt. Visualisiert wurde dieser Plan schließlich in einer Online-Karte, in der die einzelnen Phasen und technische Auslegung für jede Siedlung im Detail einsehbar sind. Die Informationen sind so für Interessierte zugänglich und sollen die Diskussionen anregen und Transparenz in der Planung schaffen.

Der Elektrifizierungspläne für die fünf Bundesstaaten Nigerias entstanden im Rahmen des von der EU und dem Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung geförderten Projekts „Nigerian Energy Support Programme“ (NESP). Das RLI übernahm dabei die Elektrifizierungsplanung im Auftrag der INTEGRATION Environment & Energy GmbH, die wiederum im Auftrag der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) die Nigerianische Regierung in Sachen Energieinfrastruktur berät.

Weitere Informationen zum NESP-Projekt sowie die Online-Karte, die die Phasen der Elektrifizierung zeigt finden Sie unter: https://reiner-lemoine-institut.de/nesp/