Solarbetriebene Bewässerung: Gamechanger für Kleinbauernhöfe in Afrika südlich der Sahara

24.8.2023 Eine neue Studie zeigt auf, dass eigenständige Solar-Photovoltaik-Bewässerungssysteme mehr als ein Drittel des Wasserbedarfs für Nutzpflanzen in kleinen landwirtschaftlichen Betrieben in ganz Afrika südlich der Sahara decken könnten.

In Afrika südlich der Sahara stammen 80 % der landwirtschaftlichen Produktion von Kleinbauern, die mit Einschränkungen bei der Produktivitätssteigerung in der Landwirtschaft t konfrontiert sind, was zu einer großen Ertragslücke führt. Die ausgedehnte Regenfeldwirtschaft (90 % aller Ackerflächen) unter unvorhersehbaren und unregelmäßigen Niederschlagsmustern ist eine der Hauptursachen für die geringe Produktivität und Ernährungsunsicherheit in Afrika, zusammen mit einem geringen Grad der Mechanisierung. Dies hat eine anhaltende Armutsfalle verstärkt, die durch zyklische Hungersnöte ausgelöst wird und die lokalen Entwicklungschancen gefährdet.

In einer neuen von der IIASA geleiteten Studie, die im Rahmen des Forschungsprojekts Renewables for African Agriculture (RE4AFAGRI) in Environmental Research Letters veröffentlicht wurde, entwickelte ein internationales Forscherteam ein Open-Source-Modellierungsrahmenwerk, das verschiedene Datensätze zu den Bereichen Landwirtschaft, Wasser, Energie, Kosten und Infrastruktur enthält. Dieser Rahmen wurde verwendet, um den lokalen Bewässerungsbedarf zu berechnen, die erforderliche Größe und Kosten von Technologiekomponenten wie Wasserpumpen, Solar-PV-Modulen, Batterien und Bewässerungssystemen zu bestimmen und die wirtschaftlichen Aussichten und Auswirkungen der Einführung von Solarpumpen auf die nachhaltige Entwicklung zu bewerten.

„Wir schätzen den durchschnittlichen diskontierten Investitionsbedarf auf 3 Milliarden US-Dollar pro Jahr und generieren potenzielle Gewinne von über 5 Milliarden US-Dollar pro Jahr aus höheren Erträgen für Kleinbauern sowie erhebliche Vorteile für die Ernährungssicherheit und den Energiezugang“, erklärt Giacomo Falchetta. Hauptautor der Studie und Forscher in der Integrated Assessment and Climate Change Research Group des IIASA Energy, Climate, and Environment Program. „Die Verringerung der Bewässerungslücke mit kostengünstigen Solarpumpen kann die Lebensmittelproduktion steigern und die Ernährung verbessern und so zum SDG 2 (Kein Hunger) beitragen. Darüber hinaus könnte der von diesen Systemen erzeugte überschüssige Strom anderen Energiebedarf decken und damit im Einklang mit SDG 7 (Bezahlbare und saubere Energie) stehen.“

Entscheidend ist, dass die Autoren der Studie die große Bedeutung von Geschäftsmodellen und Investitionsanreizen, Erntepreisen sowie PV- und Batteriekosten für die wirtschaftliche Machbarkeit und Rentabilität der Solarbewässerung aufzeigen.

„Die Verwendung eines Geschäftsmodells, bei dem alle anfänglichen Ausgaben verteilt werden, verdoppelt die Anzahl der funktionsfähigen Solarbewässerungssysteme und stellt ein enormes Potenzial für die Erreichung der SDGs dar“, bemerkt Shonali Pachauri, Leiterin der IIASA Transformative Institutional and Social Solutions Research Group. „Andererseits hebt die Studie hervor, dass ohne eine starke Infrastruktur und Governance für das Land- und Wasserressourcenmanagement ein weit verbreiteter Einsatz von Solarpumpen zu einer nicht nachhaltigen Ausbeutung von Wasserquellen führen und die Umweltströme verringern könnte. Daher sind sowohl Investitionen in die Infrastruktur, wie z. B. Reservoirs für die Wasserbewirtschaftung bei saisonalen Schwankungen, als auch die Verbesserung der Verwaltung der Wasserressourcen entscheidende Faktoren für die Gewährleistung der Nachhaltigkeit des weit verbreiteten Einsatzes von Solarpumpen.“

Die Analyse und das neuartige Open-Source-Modellierungsrahmenwerk können öffentliche und private Akteure, die entlang des Zusammenhangs Wasser-Energie-Ernährungswirtschaft arbeiten, dabei unterstützen, wirtschaftlich machbare Gebiete zu identifizieren und den potenziellen wirtschaftlichen Nettonutzen der Entwicklung solarer Bewässerung zu quantifizieren, und so Investitionen in diese fördern

.Reference

Falchetta, G., Semeria, F., Tuninetti, M., Giordano, V., Pachauri, S., Byers, E. (2023). Solar irrigation in sub-Saharan Africa: economic feasibility and development potential. Environmental Research Letters. DOI: 10.1088/1748-9326/acefe5