Multikriterielle Methodik für die Gestaltung ländlicher Elektrifizierungssysteme. Eine Fallstudie in Nigeria (Juanpera et al. 2020)
Marc Juanpera, Philipp Blechinger, Laia Ferrer-Martí, Martha Hoffmann, Rafael Pastor
Die Elektrifizierung mit Microgrids rückt zunehmend in den Fokus, um ländliche Gebiete in Entwicklungsländern zu elektrifizieren. Die Bestimmung der besten Lösung für die lokale Versorgung ist jedoch ein komplexes Problem, das die Berücksichtigung verschiedener Erzeugungstechnologien (z. B. Solar-PV, Wind oder Diesel) und unterschiedlicher Systemkonfigurationen (netzunabhängig oder netzgekoppelt) erfordert.
Die meisten vorhandenen Entscheidungshilfen zur Bewertung dieses Designs berücksichtigen nur wirtschaftliche und technische Aspekte in einem einzigen Optimierungsprozess. Soziale und ökologische Aspekte haben sich jedoch als Schlüsselthemen erwiesen, um die langfristige Nachhaltigkeit der Projekte zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang ist das Ziel dieser Arbeit, ein multikriterielles Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, Elektrifizierungsdesigns mit netzgebundenen oder isolierten Mikronetzen und verschiedenen Technologien unter Berücksichtigung mehrerer Aspekte zu vergleichen.
Dieses multikriterielle Verfahren ist in eine zweistufige Methodik integriert, um Elektrifizierungsprojektträgern in einem strukturierten Prozess bei der Gestaltung des Systems zu helfen. Zunächst werden verschiedene Elektrifizierungsalternativen mit einem offenen technisch-wirtschaftlichen Optimierungsmodell erstellt; anschließend werden diese Alternativen mit dem multikriteriellen Verfahren bewertet und in eine Rangfolge gebracht, wobei 12 Kriterien berücksichtigt werden, die wirtschaftliche, technische, sozio-institutionelle und ökologische Aspekte darstellen. Die gesamte Designmethodik wird anhand einer realen Fallstudie von 26 Bevölkerungssiedlungen im Bundesstaat Plateau, Nigeria, validiert. Experten für ländliche Elektrifizierung im nigerianischen Kontext wurden konsultiert, um die Kriterien zu gewichten und ihre Bewertung für die spezifische Fallstudie zu präzisieren.
Die Ergebnisse zeigen, dass auf Solar-PV-Technologie basierende Systeme die am besten geeigneten Elektrifizierungsdesigns für Gemeinden in Nigeria sind, während die Machbarkeit des Netzanschlusses von der Größe der Gemeinde und der Entfernung zum nächstgelegenen nationalen Netzverbrauchspunkt abhängt.