El Potencial de la Energía Renovable para el Desarrollo Sostenible en Tanzania

ÁfricaEnergía renovableTrabajo de investigación

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Marzo 22nd, 2022

Este estudio tiene como objetivo revisar el potencial actual de energía renovable para el desarrollo sostenible en Tanzania. Además, se examinan los desafíos del desarrollo de las energías renovables.

 

By Obadía Kyetuza Bishoge

Consejo del distrito de Masasi

Y también debes Testigo Gerald Mushi

Iglesia Anglicana de Tanzania, Diócesis de Masasi, Masasi-Mtwara, Tanzania, República Unida de Tanzania


 

Resumen

 

Actualmente, el desarrollo de energía renovable se enfatiza para el logro de los objetivos de desarrollo sostenible y la mejor realización del desarrollo sostenible a nivel mundial. Tanzania, al igual que otros países en desarrollo, se esfuerza por adoptar diferentes formas de garantizar un suministro de energía asequible y accesible a sus sectores socioeconómicos y políticos para lograr el desarrollo de energías renovables.

 

Para asegurar energía asequible y accesible en el país, la energía renovable se denomina fuente de energía alternativa debido a que es respetuosa con el medio ambiente. Si la energía renovable se produce y utiliza de manera moderna y sostenible, ayudará a eliminar los problemas energéticos en Tanzania. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo revisar el potencial actual de las energías renovables para el logro del desarrollo sostenible en Tanzania. Además, se examinan los desafíos del desarrollo de las energías renovables.

 

1. Introducción

 

La seguridad energética es un factor socioeconómico y político que contribuye al desarrollo sostenible (DS) en cualquier nación [1]. El acceso a energía confiable, asequible, sostenible y moderna para todas las personas es uno de los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) [2].

 

Los recursos energéticos pueden ser renovables o no renovables; sin embargo, actualmente, el mundo está dominado por el uso de energías no renovables como los combustibles fósiles. Estos son insatisfactorios debido a su agotamiento y preocupaciones ambientales. Por ejemplo, actualmente, más de la mitad de la contaminación del aire proviene de la energía a nivel mundial.

 

El uso de energías no renovables es considerado el principal proveedor del cambio climático, el cual supone cerca del 60% del total de emisiones de gases de efecto invernadero; por lo tanto, la disminución de la concentración de carbono es un objetivo clave en los objetivos climáticos a largo plazo [3,4,5]. Así, el uso de energías renovables se considera como una alternativa para la realización del desarrollo sostenible ahora y en el futuro.

 

Además, según Energy Watch Group, un sistema eléctrico global que se base en energías renovables es posible en cualquier momento durante todo el año y es más rentable en comparación con la energía nuclear y los combustibles fósiles actuales [6].

 

En todo el mundo, la demanda total de energía primaria aumentó alrededor del 2.0 % en 2017 y se espera que aumente alrededor del 30 % en 2035 debido al aumento de la prosperidad en términos de generación de riqueza e impulsores del desarrollo socioeconómico en los países desarrollados y en desarrollo, parcialmente compensado por una rápida mejora en eficacia energética [7].

 

Más del 21% de la población a nivel mundial carece de acceso a la electricidad contemporánea por lo que 3,000 millones de personas dependen de combustibles tradicionales como leña, carbón, estiércol animal y carbón vegetal para calentarse y cocinar [8]. El uso de combustibles sólidos conduce a enfermedades, que provocan la muerte de 4 millones de personas en el mundo [8,9].

 

Los problemas de energía son actualmente graves en los países en desarrollo, especialmente en África, donde la tasa de electrificación es muy baja [10]. Los gobiernos no ofrecen servicios adecuados de suministro de energía a las comunidades pobres. A pesar de que los países africanos son ricos en recursos energéticos renovables, solo se cosecha una pequeña cantidad para uso doméstico [11].

 

En los países del África Subsahariana (SSA), solo el 25% de la población tiene acceso a la electricidad. Según los nuevos trabajos de investigación, el enorme potencial de energía renovable de África podría superar la demanda de electricidad proyectada del continente en 2030 [12]. Alrededor del 85 % del suministro de energía primaria en los países del SSA proviene de la energía de biomasa tradicional, mientras que menos del 8 % de la población rural tiene acceso a tecnologías energéticas modernas [13,14].

 

Para asegurar un suministro energético suficiente, eficiente, respetuoso con el medio ambiente y sostenible, el uso de recursos energéticos renovables es la mejor opción para sustituir el uso de energía no renovable. A nivel mundial, los recursos de energía renovable incluyen energía hidroeléctrica, solar, eólica, undimotriz, geotérmica, energía residual como los gases de los vertederos, incineración, biomasa y biocombustibles líquidos. A pesar de su importancia, la energía renovable aún representa solo una proporción baja de la producción, el suministro y el consumo de energía global actual. La generación de energía renovable supera el 23% (hidroeléctrica 16% y renovables no hidroeléctricas 7.1%) [15].

 

En Tanzania, las principales fuentes de energía son el gas natural, el petróleo y la energía hidroeléctrica. De la capacidad total de potencia instalada de 1,264 megavatios (MW), 568 MW son de energía hidroeléctrica, 685.4 MW son de energía térmica y otras energías renovables aportan menos de 82.4 MW [16]. Más del 85% de la población utiliza combustibles tradicionales como fuente de energía doméstica [17].

 

Según el informe de la Oficina de Estadísticas y la Agencia de Energía Rural [18], solo el 32.8 % de las comunidades de Tanzania tiene acceso a la electricidad, mientras que las zonas urbanas tienen más acceso a la electricidad (65.3 %) que las zonas rurales (16.9 %). Del total de hogares electrificados, el 74.9% y el 24.7% están electrificados con red nacional y energía solar, respectivamente. El resto (0.3%) se electrifica con electricidad individual producida a partir de otras fuentes como pequeños generadores.

 

Tanzania tiene muchas fuentes de energía renovable, como biomasa, solar, hidroeléctrica, geotérmica, biogás, eólica, mareomotriz y undimotriz [19]. Estas fuentes son importantes para las tecnologías descentralizadas de energía renovable, que nutren el carácter aislado de los asentamientos y son amigables con el medio ambiente [1].

 

A pesar de su necesidad, tanto el gobierno como los hogares dan baja prioridad a las fuentes de energía renovable. Son importantes para los usuarios de los hogares locales en el campo, donde la mayoría de la gente depende del uso de carbón vegetal, leña y estiércol de vaca como sus principales fuentes de energía. Esto afecta su salud y contribuye a los problemas del cambio climático, que son alarmantes en los países en desarrollo.

 

Este estudio, por lo tanto, tiene como objetivo revisar el potencial actual de energía renovable para SD en Tanzania. Además, se examinan los desafíos del desarrollo de las energías renovables.

 

2. ODS

 

SD es un desarrollo que considera los requerimientos de la generación actual sin comprometer las generaciones futuras [20,21,22]. En 2015, el mundo aprobó los ODS con una visión de alivio de la pobreza, protección del planeta y garantía de que todas las personas disfruten de paz y prosperidad [23,24]. Esta visión está compuesta por 17 objetivos y 169 metas. Los ODS incluyen [25,26]:

 

  • Alivio de la pobreza en todas las áreas.
  • Eliminación del hambre mediante el logro de la seguridad alimentaria y nutricional a través de la promoción de la agricultura sostenible.
  • Buena promoción de la salud a todos los niveles.
  • Aseguramiento de una educación integral y de calidad justificable.
  • El logro de la igualdad de género mediante el empoderamiento de las niñas y las mujeres para que participen plenamente en los sectores socioeconómico y político.
  • Garantizar la disponibilidad y el acceso a los servicios de agua y salud ambiental.
  • Salvaguardar el acceso a la energía sostenible y moderna.
  • Mejora de las oportunidades de empleo pleno, inclusivo y productivo para todos.
  • Construcción de una infraestructura sólida para la realización de la innovación y la industrialización sostenibles.
  • Eliminación de las desigualdades dentro y entre las naciones.
  • Garantizar asentamientos humanos y ciudades seguros y fuertes.
  • Salvaguardar formas de producción y consumo sostenibles.
  • Eliminación del cambio climático y sus efectos.
  • Conservación sostenible de los recursos de los cuerpos de agua.
  • Protección de la vida de la biodiversidad mediante la gestión de los bosques, la lucha contra la degradación de la tierra y la desertificación.
  • Promoción de la paz, la seguridad y la justicia en todos los niveles.
  • Fortalecimiento de la alianza mundial.

 

Los ODS reemplazaron a los Objetivos de Desarrollo del Milenio.

 

Meta Número 7 sobre Energía Accesible y Moderna

 

A medida que aumenta la población mundial, la demanda de energía también aumenta. La población actual depende de los combustibles fósiles, lo que provoca los cambios drásticos en el clima [26].

 

Los esfuerzos para inspirar energía limpia han surgido en más del 20% de la energía mundial producida por recursos de energía renovable a partir de 2014. El 14.3% de la población carece de acceso a la electricidad y, a medida que la demanda de energía continúa aumentando, existe la producción de energía renovable. en todo el mundo también tendrá que aumentar.

 

La inversión en fuentes de energía limpias y renovables, como la energía hidroeléctrica, solar, de biomasa, eólica y térmica, es un enfoque para lograr el acceso universal a electricidad barata y asequible para 2030 [27]. Para lograr esto y reducir el consumo global de electricidad en industrias y hogares en un 14 %, es necesario adoptar estándares rentables para una amplia gama de tecnologías.

 

Se alienta a cada país en desarrollo a expandir su infraestructura y mejorar las tecnologías para ofrecer energía limpia como un objetivo básico que puede inspirar el crecimiento socioeconómico y político y la mejora ambiental. Además, se espera que la energía renovable aumente las oportunidades de empleo directo e indirecto de 10.3 millones en 2017 a 24 millones en 2030 [28,29].

 

El objetivo consta de cinco objetivos que insisten en que para 2030, debería haber lo siguiente [26]:

 

  • Acceso equitativo a servicios de energía asequibles, confiables y modernos.
  • Una mayor participación de las energías renovables en las necesidades energéticas globales totales.
  • Duplicación de la tasa de población mundial con mejora de la eficiencia energética.
  • Promoción de la cooperación internacional para permitir la inversión en tecnologías de energías renovables y el crecimiento.
  • Expansión y mejora de la infraestructura y las tecnologías energéticas y mejora del suministro de servicios energéticos contemporáneos y viables para todas las comunidades de los países emergentes.

 

Este objetivo también se estructura en tres áreas principales, a saber, energía renovable, eficiencia energética y acceso a la energía. Este estudio se basa en la energía renovable en relación con el acceso a la energía, la eficiencia y la seguridad hacia el desarrollo sostenible en Tanzania.

 

3. Contexto de Tanzania sobre los ODS

 

Tanzania ha realizado cambios sustanciales en los últimos años en el desarrollo de los sectores socioeconómico y político' [30,31]. La tasa de pobreza se ha reducido y el crecimiento económico ha aumentado con el aumento progresivo de la construcción de infraestructura; mejora de los servicios públicos como la educación, la salud y el abastecimiento de agua; y aumento de mano de obra calificada a través de diversos programas de capacitación [32,33].

 

Tanzania puede regocijarse, ya que ha alcanzado algunos de los Objetivos de Desarrollo del Milenio, pero al mismo tiempo hay muchos desafíos que impiden el crecimiento nacional [34], y fue calificado como el tercer país más infeliz de 155 países a nivel mundial en 2017 [35]. Un informe recomendó que el país carece de felicidad como consecuencia de su alto nivel de pobreza, escasez de inversión en infraestructuras socioeconómicas como energía y servicios sociales, mala gobernabilidad, insatisfacción con la democracia y negligencia en la satisfacción de las necesidades de las generaciones futuras. Estas preocupaciones han causado una discusión considerable sobre el cambio de desarrollo socioeconómico y político.

 

Hay indicadores clave en relación con los desafíos del desarrollo sostenible en Tanzania. Se agrupan en tres categorías, a saber, sociales, económicas y ambientales. Las preocupaciones sociales comprenden un alto crecimiento de la población, una alta carga de morbilidad, una cobertura deficiente de la seguridad social, desigualdad de género, baja tasa de seguro de salud y gastos. Las preocupaciones económicas implican un alto nivel de pobreza, deuda pública y tasa de desempleo; bajo crecimiento económico; y la desigualdad económica entre las personas.

 

Las preocupaciones ambientales incluyen una tasa inadecuada de acceso a la energía; alta tasa de degradación de la tierra y deforestación; suministro inadecuado de servicios de agua; y la mala explotación de recursos naturales como minerales, carbón, gas natural y bosques [36]. Por lo tanto, Tanzania tiene que hacer una priorización progresiva y una movilización solemne de recursos de fuentes nacionales e internacionales para lograr la implementación total de los ODS [37]. Es necesario realizar más esfuerzos para mejorar la capacidad productiva de los pobres, garantizar la prestación de servicios de calidad, eliminar la desigualdad, promover la gestión ambiental sostenible y mejorar la buena gobernanza.

 

En Tanzania, los ODS se relacionan con otros programas como la Agenda 2063, que es una estrategia global para optimizar la utilidad de los recursos naturales en África en beneficio de todos para garantizar cambios y desarrollo socioeconómicos y políticos positivos en los próximos 50 años [38]. La Visión de Desarrollo de Tanzania 2025, que insiste en que Tanzania debe ser un país impregnado de ciertas cualidades, a saber, buena gobernanza; medios de vida de alta calidad; sociedad pacífica, unificada y estable; una economía modesta; y una sociedad informada para 2025 [39].

 

El gobierno de Tanzania se compromete a cumplir con el Objetivo SD número 7 al proporcionar energía asequible, confiable, sostenible y moderna para todos los tanzanos para 2030 [40]. Para lograr este objetivo, se requieren inversiones en infraestructura de generación, transmisión y distribución de energía. Tanzania planea aumentar la generación de energía principalmente mediante el uso de más gas natural con carbón y energías renovables como la energía hidroeléctrica, eólica, solar y térmica. Para facilitar el capital requerido, el país se ha embarcado en un ambicioso programa de reformas destinado a aumentar la eficiencia y la prestación de servicios y crear condiciones para una mayor sostenibilidad financiera e inversiones privadas [41].

 

La estrategia de reforma de la industria del suministro de electricidad y la hoja de ruta 2014-2025 se encuentran entre los programas que se encargan de realizar el suministro de energía sostenible en el país. ESI tiene como objetivo prever la reestructuración de los servicios públicos de energía, la descentralización progresiva de la generación, transmisión y distribución de energía a diferentes empresas. Se espera que esto aumente la eficiencia y la calidad de los bienes y servicios; reducir los subsidios con respecto al suministro de energía; mejorar la transparencia y la competencia entre los inversores en el sector energético; aumentar el acceso a energía asequible; y enriquecer la satisfacción de los socios comerciales, sus accionistas y clientes [41]. Además, existen programas de desarrollo limpio de energía renovable de Tanzania que tienen como objetivo mejorar el desarrollo energético y la conservación del medio ambiente para expulsar el cambio climático en la nación [42].

 

Se llevan a cabo varios foros, talleres, seminarios y capacitaciones entre las partes interesadas del parlamento, el gobierno, la sociedad civil y la academia que examinan los determinantes del cambio y la adaptación de políticas sobre energía renovable en Tanzania y los desafíos de reformar las políticas, y proporciona comentarios para la ejecución y implementación de políticas y estrategias de energía renovable [43].

 

4. Fuentes potenciales de energía renovable en Tanzania

 

4.1. Energía hidroeléctrica

 

La energía hidroeléctrica es la fuente de energía renovable más utilizada en el mundo. Aporta unos 1000 GW [44], con más del 16% de la producción neta mundial de electricidad [45] y con más del 65% de la energía mundial generada a partir de recursos de energía renovable [46]. La generación de energía hidroeléctrica se construye en las reservas de agua. A nivel mundial, China tiene la mayor capacidad de generación hidroeléctrica del mundo, seguida de Brasil, Estados Unidos, Canadá y Rusia.

 

Actualmente, la energía hidroeléctrica constituye más del 45% de la energía total generada en Tanzania. Habitualmente ha jugado un papel destacado con una capacidad instalada de 561 MW, que es aproximadamente un tercio de la capacidad total de potencia instalada con 2612 MW esperados [47], como se indica en Tabla 1.

 

Tanzania tiene un potencial hidroeléctrico de más de 3.173 GW, como se muestra en Tabla 1, que mejora el país para planificar un mayor desarrollo, pero debido a desafíos como la infraestructura de transmisión débil, este sector aún se encuentra en mal estado [48].

 

Recientemente, la energía hidroeléctrica dominó la industria energética de Tanzania, antes de ser absorbida por el gas natural. Sin embargo, las centrales hidroeléctricas se enfrentan al problema de las precipitaciones poco fiables. Esto se agrava aún más por las actividades agrícolas que tienen lugar en los ríos aguas arriba. Esto obliga al gobierno a buscar medidas alternativas, como el gas natural, para forjar una combinación energética que pueda garantizar energía eficiente, confiable y asequible en la comunidad.

 

Tabla 1. Centrales hidroeléctricas en Tanzania a junio de 2017

 
Tabla 1. Centrales hidroeléctricas en Tanzania a junio de 2017

 

Hay centrales hidroeléctricas pequeñas, mini y micro, que se estima que tienen una capacidad instalada de 41.9522 MW en Tanzania, como se indica en Tabla 2. La mayoría de estas plantas son propiedad de la comunidad o de instituciones. Están ubicados en áreas rurales y tienen como objetivo proporcionar energía eléctrica a la comunidad o instituciones.

 

Tabla 2. Plantas hidroeléctricas pequeñas, mini y micro existentes [49,50].

 

Cuadro 2. Centrales hidroeléctricas pequeñas, mini y micro existentes

 

Se toman en cuenta diferentes estudios para analizar los aspectos económicos y resaltar varios sitios que podrían tener potencial para la generación de electricidad a bajo costo para abastecer de energía a la red nacional ya través de mini-redes a las aldeas de la comunidad.

 

Central hidroeléctrica Stiegler's Gorge (SGHPS)

 

SGHPS es una represa hidroeléctrica planificada de 2100 megavatios en Tanzania [51,52,53]. Se espera que produzca 5920 GWh de energía anualmente [54].

 

El proyecto se ha presentado como una opción de generación de energía para Tanzania desde la década de 1960. Se considera una bala de plata para resolver las necesidades energéticas de Tanzania. Ahora figura en el Plan maestro del sistema eléctrico de Tanzania (actualización de 2016), que se construirá para 2035. Stiegler's Gorge está situado en Selous Game Reserve, un sitio del Patrimonio Mundial. Selous Game Reserve es un teamster para el desarrollo sostenible al proporcionar beneficios a largo plazo a Tanzania a través del turismo. World Wildlife Fund se opone al desarrollo del SGHPS en áreas protegidas que afecten negativamente sus valores ecológicos fundamentales, especialmente los de los sitios del Patrimonio Mundial (Valor Universal Excepcional).

 

En febrero de 2017, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza reconoció que la construcción de Stiegler's Gorge tendría un impacto negativo en la ecología de las reservas de caza de Selous y en la vida de los organismos que viven fuera de las áreas protegidas [55].A pesar de que el proyecto ayudará a eliminar los problemas energéticos en Tanzania y, por lo tanto, aumentará el crecimiento socioeconómico y político, se espera que su implementación genere impactos ambientales negativos, de la siguiente manera:

 

  • Se espera que la presa atrape un estimado de 16.6 millones de toneladas de sedimentos y nutrientes al año [56]. Esto conducirá a una mayor erosión río abajo, la pérdida de fertilidad del suelo debido a la reducción de las inundaciones de las tierras de cultivo y la reducción del delta del Rufiji y del bosque de manglares más grande de África Oriental.
  • El proyecto afectará los servicios de los ecosistemas, por lo que los medios de subsistencia de unas 200,000 XNUMX personas, como agricultores y pescadores en el delta del Rufiji y las áreas vecinas, estarán en peligro [53,57].
  • Pondrá en riesgo la integridad de otras áreas protegidas de importancia mundial. El proyecto perturbará el sitio Ramsar marino de Rufiji–Mafia–Kilwa a través de la reducción del delta y el daño de los depósitos y nutrientes de las especies marinas. Además, es probable que el proyecto detenga la migración estacional de peces desde el río Rufiji hasta el sitio Ramsar de las llanuras aluviales del valle de Kilombero río arriba.

 

En general, el proyecto del desfiladero de Stiegler es antagónico a la inversión planificada actual en la industria turística en las reservas de caza de Selous [51]. Sin embargo, sería difícil para el país evitar este proyecto.

 

4.2. Energía eólica

 

Actualmente, hay un aumento múltiple de plantas de energía eólica en todo el mundo. El viento es la segunda fuente de energía renovable más aplicada en el mundo con una capacidad instalada total de 539.123 GW en 2017 [58], un crecimiento anual del 12.6% [59].

 

China es el generador eólico más grande con una capacidad instalada de 188.392 GW, seguido de EE. UU. (89.077 GW), Alemania (56.132 GW), India (32.848 GW) y España (23.17 GW). Los países de África y Oriente Medio aportan solo 4.528 GW de la capacidad eólica total instalada. Sudáfrica lidera los países africanos con una capacidad instalada de 2.085 GW [58].

 

Actualmente, en Tanzania, la expansión del interés de la comunidad en la generación de electricidad eólica se ve perjudicada por factores como un aumento en los costos del petróleo, una larga sequía hidroeléctrica y una mayor demanda de energía, que se ve influenciada por el alto crecimiento de la población. Tanzania tiene áreas de alto potencial eólico que cubren más del 10% de su territorio [60]. Esto es equivalente en tamaño a Malawi y tiene un mayor potencial que el estado estadounidense de California, según informa el informe del Banco Mundial. Hay áreas con velocidades de viento promedio anuales de 5 a 8 m/s [61].

 

Estos existen a lo largo de una costa de unos 800 km con vientos superficiales predominantes, moviéndose de sureste a noreste. Según los trabajos de investigación actuales, Tanzania tiene una gran cantidad de recursos de energía eólica en las áreas de los Grandes Lagos, las llanuras y las regiones de mesetas altas del Valle del Rift. La evaluación de la energía eólica indica que áreas como Makambako (Njombe) y Kititimo (Singida) tienen suficiente velocidad del viento para la generación de electricidad a escala de red, con un promedio de velocidades del viento de 8.9 m/s y 9.9 m/s a una altura de 30 m, respectivamente. [62]. Las turbinas eólicas fuera de la red a pequeña escala a lo largo de la costa y en las islas también tienen un gran potencial en Tanzania.

 

En Tanzania, muchos lugares están siendo evaluados por su potencial eólico. El Ministerio de Energía, en colaboración con Tanzania Petroleum Development Corporation, Renewable Energy Association y Tanzania Electric Supply Company Limited (Dar es Salaam, Tanzania) está realizando evaluaciones de recursos de energía eólica en Mkumbara (región de Tanga), Karatu (región de Manyara), Gomvu (región de Dar es Salaam), Timbe (región de Mtwara), Makambako (región de Iringa), Mgagao (región de Kilimanjaro), Kititimo (región de Singida) y Usevya (región de Katavi). La Asociación de Energía Renovable apoya las mediciones de viento en Mafia Island (región costera) [63].

 

Actualmente, cuatro empresas han expresado interés en invertir en energía eólica en Tanzania para construir plantas eólicas con una capacidad de más de 50 MW. Estas empresas incluyen Geo-Wind Tanzania Ltd en Dar es Salaam, Tanzania; Wind East Africa en Singida, Tanzania; y Sino Tan Renewable Energy Ltd. y Wind Energy Tanzania Ltd. en Makambako, Tanzania [64].

 

Se construirán parques eólicos con capacidades de 100 MW en Singida bajo la corporación de Six Telecoms Company en Singida, Tanzania; Corporación Financiera Internacional en Washington DC, Estados Unidos de América; y Aldwych International en Londres, Reino Unido. El proyecto costará US$286 millones [65].

 

En comparación con otros recursos de energía renovable que atraen inversiones, la mayoría de la gente ha intentado sin éxito producir electricidad a partir de la energía eólica. Así, solo el gobierno y las empresas privadas son los que están involucrados en las evaluaciones de generación de energía a partir de los recursos de energía eólica [66].

 

4.3. Energía solar

 

A nivel mundial, la capacidad instalada total de energía solar era de aproximadamente 405 GW a fines de 2017, y la capacidad de energía termosolar concentrada alcanzó los 5.1 GW con menos de la mitad (aproximadamente 2.3 GW) en España, lo que la convirtió en la tercera fuente de energía renovable más grande. con la tecnología fotovoltaica la fuente dominante [67,68,69]. China, Alemania, Italia, EE. UU. y Japón poseen la mayor capacidad de tecnología solar fotovoltaica (PV) del mundo.

 

En Tanzania, la energía solar es utilizada como fuente de energía por el 24.7% de los hogares con acceso a la electricidad. Los recursos potenciales de energía solar se encuentran en las partes centrales del país [1]. Hay altos niveles de energía solar que van desde 2800 a 3500 h de sol por año y una radiación horizontal global de 4 a 7 kWh/m2/día [1,70].

 

Según el Banco Mundial, Tanzania tiene un potencial de energía solar mayor que el de España y un potencial de energía eólica mayor que el del estado de California en los Estados Unidos [60]. Con un potencial tan grande para los recursos de energía solar, Tanzania es naturalmente apropiada para producir energía solar como una fuente alternativa factible para el suministro de energía moderna y la electrificación rural. El mercado de la energía solar en Tanzania ha crecido y aumentado drásticamente en los últimos años.

 

Actualmente, los recursos potenciales de energía solar en Tanzania se utilizan en diferentes partes, como la energía solar térmica para calefacción y secado y la energía fotovoltaica para iluminación, bombas de agua, refrigeración y telecomunicaciones.1]. La energía solar se utiliza principalmente en las zonas rurales con alrededor del 64.8% en comparación con las zonas urbanas con sólo el 3.4%. Las regiones de Lindi, Njombe, Mtwara, Katavi y Ruvuma son líderes en el uso de energía solar en Tanzania [18].

 

A pesar del creciente mercado de aplicaciones de energía solar, hay menos señales de que el gobierno espere incluir la energía solar fotovoltaica en la combinación de electricidad nacional de manera sustancial en el futuro [71]. Sin embargo, el gobierno insiste en que para el 2025, alrededor de 800 MW serán suministrados a la red nacional a partir de la generación de energía solar [1].

 

Actualmente, hay más de 1,000,000 de hogares que funcionan con energía solar en Tanzania, con paneles solares fotovoltaicos que van desde 10 a 100 kW por hogar [72]. Existen diferentes tipos de tecnologías solares, con diversos mercados y soluciones tecnológicas para cada una de ellas. Incluyen:

 

  • Iluminación solar fuera de la red o productos pico-solares con 1–10 W que son pequeños, baratos y fáciles de usar y brindan servicios básicos de iluminación y carga de teléfonos a hogares fuera de la red.
  • Los sistemas solares domésticos con 10–200 W incluyen paneles solares, baterías e inversores que pueden proporcionar electricidad a un hogar para varios dispositivos, como bombillas, televisores y un refrigerador pequeño. Estos sistemas también se pueden aplicar a instituciones como escuelas y hospitales.
  • Minirredes para electrificación rural, que proporciona varios paneles solares de gran tamaño para el suministro de electricidad a los hogares de las zonas rurales.
  • Grandes esquemas solares para la generación de energía, que pueden conectarse a la red nacional.

 

El gobierno, en colaboración con otras partes interesadas, como empresas privadas, está llevando a cabo campañas de sensibilización y demostración sobre el uso de sistemas solares para uso doméstico e industrial. El impuesto al valor agregado y el impuesto a la importación de los principales componentes solares, como paneles, baterías, inversores y reguladores, se eliminaron para permitir que los consumidores finales obtengan sistemas fotovoltaicos a precios más consistentes y razonables. Sin embargo, existe un mecanismo sistémico deficiente para ayudar a la población local a abordar la energía solar [73]. Esto refuerza la necesidad de que los principales actores energéticos se sienten y discutan con la sociedad local sobre la mejor manera de utilizar estos recursos.

 

4.4. Biopoder

 

La bioenergía se encuentra entre los tipos más potentes de energía renovable. La bioenergía se puede expresar como biomasa (biocombustibles y biodiésel) y, actualmente, aporta más de 83 GW a nivel mundial. A nivel mundial, aproximadamente 2500 millones de personas dependen de los combustibles de madera para calentarse y cocinar. En SSA, la comunidad usa alrededor del 85% de toda la madera recolectada de los bosques como combustible o carbón para calentar y cocinar [74]. Aunque la biomasa de la madera es renovable si los árboles se replantan, puede causar impactos negativos en la salud debido a la contaminación del aire por partículas en interiores.

 

En Tanzania, la biomasa es la mayor fuente de energía [75]. Se utiliza predominantemente en el sector doméstico. Más de 1 millón de personas se dedican a la producción y suministro de carbón vegetal. La demanda de leña y carbón está dominada por el campo y las zonas urbanas, respectivamente.

 

Por ejemplo, la ciudad de Dar es Salaam y otros centros urbanos siguen siendo los mayores consumidores de carbón vegetal. Gran parte de la biomasa proviene de bosques que se cosechan de forma tradicional y no sostenible debido a factores como una débil aplicación de la ley, poca conciencia y altos niveles de pobreza [76,77]. En Tanzania, la mayor parte de la energía de biomasa se deriva con frecuencia de bosques, residuos agrícolas, estiércol animal y desechos industriales sólidos.

 

Según el proyecto de Evaluación de los Recursos Forestales Mundiales de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, Tanzania tiene 33 millones de hectáreas de bosques y bosques, pero pierde más de 400,000 75 hectáreas de bosques cada año. Alrededor del XNUMX% de la madera extraída no se contabiliza en los sistemas presupuestarios del gobierno, lo que conduce a una pérdida de recaudación de ingresos [78]. Los hogares consumen un promedio de 46.4 kg de carbón vegetal al mes.

 

Los residentes de las zonas urbanas de Tanzania consumen un promedio de 93.6 a 180 kg de carbón vegetal por persona al año. Sin embargo, se prevé que el número aumente a 2.8 millones de hectáreas para 2030 debido al alto crecimiento de la población [79]. El gobierno pierde alrededor de US$100 millones en ingresos anuales. Actualmente, alrededor de 18 MW de energía de la red se generan a partir de biomasa, por lo que se estima que la agroindustria genera su propia energía eléctrica de 58 MW.

 

Actualmente, hay un aumento en la utilización moderna de biomasa. Las materias primas disponibles, como los desechos sólidos municipales, los residuos forestales, el bagazo de azúcar, la cáscara de arroz, el sisal y el café, se pueden utilizar para generar energía [80], como se muestra en Tabla 3. Se pueden adquirir más suministros a través de la cosecha sostenible de leña de plantaciones de árboles de rápido crecimiento.

 

Tabla 3. La cantidad de materias primas modernas de biomasa, que se pueden utilizar para generar energía [81].

 

Tabla 3. La cantidad de materia prima de biomasa moderna, que se puede utilizar para generar energía

 

La producción de energía a partir de biomasa es común en todo el mundo y tiene potencial también para Tanzania [75,82,83,84].

 

Actualmente, un número limitado de productores de azúcar y aserraderos generan electricidad a partir de biomasa como parte central e integral de sus operaciones, y la energía generada se utiliza en sus operaciones. En la actualidad, la industria azucarera de Tanzania produce alrededor de 290,000 40,000 toneladas de azúcar por año en alrededor de XNUMX XNUMX hectáreas de tierra dedicada, dejando algo menos de un millón de toneladas de bagazo [85]. Este bagazo se puede utilizar para generar energía. Cuatro plantas usan bagazo para producir energía eléctrica y procesar calor, pero hoy solo una planta produce electricidad para la red [86].

 

Actualmente, la capacidad instalada de las industrias azucareras para la generación de energía mediante cogeneración a partir del bagazo es de unos 40 MW [87], como se muestra en Tabla 4.

 

Tabla 4. Industrias azucareras, su bagazo y su capacidad instalada

 

 

Además, hay una capacidad de energía instalada de alrededor de 21.7 MW de las industrias de sisal y madera en Tanzania, como se muestra en Figura 1.

 

Figura 1. Capacidad de energía instalada de las industrias a base de sisal y madera en Tanzania.

 

 

Según los informes de la Junta del Azúcar de Tanzania, se consideran varias áreas para la producción adicional de caña y, por lo tanto, pueden generar electricidad. Estas áreas incluyen Ruipa, Ikongo, Mahurunga y Kasulu, con un tamaño total de molino propuesto de 316,000 toneladas. También están los proyectos azucareros tentativos en las áreas de Kisaki (Morogoro), Bagamoyo (Costa), Rufiji (Costa), Kasulu (Kigoma), Luiche/Malagarasi (Kigoma), Pangani (Tanga) y Kilosa (Morogoro). Si estas áreas se mejoran para la generación de energía, las comunidades vecinas pueden beneficiarse de la energía generada. Las decisiones de inversión de las diferentes empresas deben ser respaldadas para garantizar que las inversiones que involucran la producción de energía se optimicen desde una perspectiva regional.

 

Ahora, hay dos proyectos de energía de biomasa que suministran energía a Tanzania Electric Supply Company Limited. Se trata de TPC, con una capacidad instalada de 20 MW, y el proyecto Ngombeni, con una capacidad instalada de 9.6 MW en Mafia Island. Ambos proyectos están bajo la supervisión del Acuerdo de Compra de Energía Estandarizado. Numerosos socios para el desarrollo apoyan el desarrollo del sector de energía de biomasa en Tanzania.

 

La Unión Europea apoya la preparación de la Estrategia de Energía de Biomasa, que tiene como objetivo desarrollar la producción de energía de biomasa para aumentar el suministro de energía sostenible en el país. La Agencia Noruega de Cooperación para el Desarrollo (NORAD) y la Agencia Sueca de Cooperación Internacional para el Desarrollo (ASDI) están apoyando marcos institucionales y legales para desarrollar el subsector de la bioenergía (biodiesel y etanol).

 

Otra área con alto potencial en Tanzania es la electricidad a partir de biogás como parte de un sistema híbrido para la generación comunitaria (fuera de la red). Las explotaciones con más de unas decenas de cabezas de ganado o similares, con recogida de estiércol, pueden producir biogás directamente como combustible para la cogeneración.

 

La Institución de Investigación Ganadera de Tanzania administra una granja institucional en Dodoma, distrito de Mpwapwa, con más de mil cabezas de ganado y otras especies de ganado. Existe un marcado interés tanto por parte de los políticos como de los investigadores locales en investigar este potencial y demostrarlo como punto de partida para futuras investigaciones y creación de mercado.

 

Biocombustibles Líquidos

 

Los biocombustibles líquidos pueden ser biodiésel o etanol, y este último se produce principalmente a partir de materia prima que contiene una cantidad significativa de azúcar de caña de azúcar o almidón de maíz/blanco. El biodiesel se produce a partir de aceite vegetal [88].

 

Los biocombustibles se utilizan para reemplazar los combustibles de petróleo convencionales y se utilizan en vehículos con menos modificaciones de los motores y sistemas de combustible. Tanzania ha sido bendecida con una gran cantidad de recursos potenciales de biocombustibles, que pueden producir energía debido a las buenas condiciones geográficas y climáticas para cultivar una amplia gama de cultivos de biocombustibles como la jatrofa, el algodón, la caña de azúcar, el aceite de palma y la soja. La mayor parte de la planta, que ofrece un potencial único para biocombustibles, es Jatropha. Actualmente, la jatrofa está bien promocionada en Tanzania, y se informa que sus inversiones aumentan con un fuerte apoyo socioeconómico y político.

 

En 2015 se sembraron unas 620,110 hectáreas de Jatropha [89]. Actualmente está adaptado en zonas áridas y semiáridas como en las regiones de Kilimanjaro y Arusha. Sin embargo, también se cultiva con éxito en áreas tropicales secas con una precipitación media anual de entre 350 y 1000 mm. Los granos/semillas de Jatropha son los que se utilizan para producir los biocombustibles, como se indica en Figura 2.

 

Figura 2. Plantas y semillas de Jatropha. (a) Representa la plantación de Jatropha y (b,d) representan los granos/semillas de Jatropha, que se utilizan para producir biocombustibles.

 

Figura 2. Plantas y semillas de Jatropha. (a) Representa la plantación de Jatropha y (b–d) representan las semillas/frijoles de Jatropha, que se utilizan para producir biocombustibles.

 

4.5. Energía geotermica

 

La energía geotérmica está clasificada como la quinta fuente de energía renovable más grande. La capacidad de producción de energía instalada a partir de fuentes geotérmicas es de aproximadamente 13.438 GW a partir de 2016 [90]. Un tercio de los recursos de energía geotérmica proporciona generación de electricidad y los dos tercios restantes se utilizan para la generación directa de calor. A nivel mundial, la generación de energía geotérmica está dominada por EE. UU., Filipinas, Indonesia, Nueva Zelanda e Italia.

 

Tanzania tiene notables recursos de energía geotérmica; sin embargo, aún no están completamente cuantificados. Las evaluaciones de recursos de energía geotérmica comenzaron en 1976 y, actualmente, Tanzania tiene una capacidad total de aproximadamente 5000 MW, que puede ser producida por recursos de energía geotérmica [65], con la mayoría de las perspectivas ubicadas en el Sistema del Rift de África Oriental [70].

 

En Tanzania, la bendición y las perspectivas geotérmicas se agrupan en tres zonas principales, a saber, la zona nororiental con las regiones de Mara, Kilimanjaro y Arusha; la zona suroeste con las regiones de Rukwa y Mbeya; y la zona del cinturón costero oriental en la cuenca de Rufiji, que está relacionada con intrusiones magmáticas y de ruptura [91].

 

Entre estos, solo la zona suroeste ha sido objeto de estudios detallados de exploración de superficie. El gobierno de Tanzania Geothermal Development Company ha completado cuatro estudios de superficie detallados en áreas en desarrollo como Ngozi y Kiejo-Mbaka en la región de Mbeya, Songwe en la región de Songwe y Luhoi en la región de la costa. Para acelerar la promoción de los recursos de energía geotérmica, el Gobierno tiene la intención de comprar máquinas operativas para la investigación, exploración y recolección de recursos de energía geotérmica. Esto costará Tshs 80.50 mil millones [65].

 

El campo de vapor geotérmico de Ngozi en el suroeste de Tanzania ha indicado el potencial de la transformación energética de Tanzania. El proyecto Ngozi está financiado por el Fondo de Inversión Climática con un fondo aprobado de US$21.7 millones [92]. Esto mejorará un movimiento que ayudará a aliviar la naturaleza de alto riesgo de la prospección geotérmica y el desarrollo de campos en la región.

 

El gobierno formó un Grupo de Trabajo Nacional sobre Desarrollo Geotérmico para reconocer el potencial de los recursos geotérmicos y su contribución a la diversificación energética. Su tarea principal es asesorar al gobierno sobre el desarrollo de los recursos geotérmicos nacionales [70]. Además, el gobierno espera preparar una Ley de Política de Energía Renovable y Energía Geotérmica para avanzar y ampliar el desarrollo geotérmico de Tanzania.

 

5. Desafíos del desarrollo de energías renovables en Tanzania

 

Aunque Tanzania está tratando de desarrollar la energía renovable, existen desafíos que interrumpen los esfuerzos iniciados por el gobierno y otras partes interesadas en energía renovable en Tanzania. Este estudio examinó algunos de los siguientes desafíos:

 

5.1. Escasez de Recursos Humanos y Capacitación

 

La mano de obra calificada para iniciar, operar y mantener proyectos de energía renovable es una herramienta necesaria para la implementación exitosa de estos proyectos [93,94].

 

El sector de las energías renovables requiere recursos humanos con competencias diversas en campos como la ingeniería eléctrica, mecánica, química y de materiales, el trabajo social y la gestión financiera y empresarial [95]. La mayoría de los proyectos de energía renovable, especialmente en áreas rurales, requieren habilidades técnicas básicas, como la instalación de herramientas esenciales para la energía renovable en relación con los sistemas solares fotovoltaicos en los hogares rurales [96].

 

Actualmente, Tanzania tiene un número limitado de personal capacitado, instalaciones de capacitación e instituciones para la instalación, operación, mantenimiento y monitoreo de tecnologías y proyectos de energía renovable [97]. Esto repercute negativamente en el logro de la comercialización y el suministro de energía sostenible y renovable. Por lo tanto, existe la necesidad de capacitar a más personas, especialmente en habilidades básicas como artesanos para garantizar que sean capaces de acceder a las piezas de repuesto necesarias para establecer una nueva infraestructura que pueda ofrecer un recurso renovable mejorado y de alta calidad. suministro a la comunidad.

 

5.2. Alto costo de inversión inicial

 

El alto costo de inversión inicial es uno de los desafíos críticos que enfrenta el desarrollo de energía renovable en la mayoría de los países en desarrollo, incluida Tanzania.48]. La inversión inicial es una herramienta única e imprescindible para el desarrollo de cualquier proyecto [98] ya que mejora la confianza de los inversores y reduce la brecha financiera [99].

 

Hay pocos o ningún incentivo para la fabricación local o la importación de equipos de energía renovable, como dispositivos solares [71]. Aunque los paneles de energía solar están libres de impuestos, excepto por el impuesto al valor agregado (IVA), otros componentes de energía solar como baterías y lámparas de CC y bombillas aún están sujetas a impuestos de importación. Esto aumenta el costo de la inversión en el desarrollo de energías renovables en las comunidades rurales, y la mayoría de los instrumentos de energía solar que se ordenan e instalan son falsos o no cumplen con los estándares. La mayoría de los proyectos de energía solar no funcionan, y otros funcionan solo en un corto período de tiempo después del desmantelamiento.

 

5.3. Conciencia de la comunidad y flujo de información deficientes

 

Las tecnologías de energía renovable en los países en desarrollo, incluida Tanzania, son nuevas [100]. Mucha gente tiene una comprensión insuficiente de estas tecnologías. La mayoría de los problemas relacionados con el desarrollo y las tecnologías de las energías renovables, como el conocimiento de su establecimiento, aplicación e importancia socioeconómica y ambiental, aún son desconocidos para el público.

 

También existen temores sobre la compatibilidad económica de los proyectos de desarrollo de energías renovables [101]. Esto se debe a que existe una formación y una sensibilización inadecuadas e insuficientes. Se debe proporcionar conciencia pública y capacitación para eliminar la disparidad en el desarrollo de energías renovables y el mercado que ha producido un aumento a una visión de mayor riesgo para posibles prospectos [102].

 

5.4. Bajo nivel de investigación y desarrollo

 

El desarrollo de la investigación es crucial para mejorar la exploración y el establecimiento de nuevas energías renovables y nuevas tecnologías que puedan aplicarse a su desarrollo [103,104]. Actualmente, no hay un plan visible que se ofrezca a las instituciones académicas con respecto a los trabajos de investigación de energías renovables.

 

No existen centros de investigación locales o regionales que puedan proporcionar servicios básicos de investigación e infraestructuras para tecnologías de energía renovable. Además, existen sistemas de trabajo deficientes que se proponen para una cooperación internacional de investigación y desarrollo de calidad que pueda acelerar la transferencia tecnológica [104].

 

Este desprecio ralentiza el desarrollo de proyectos y tecnologías de energías renovables. Para desarrollar un sector sostenible y renovable, la I+D es importante pero no suficiente. Es aún más importante contar con suficientes especialistas en energía capacitados vocacionalmente para instalar y dar servicio a los sistemas, así como para convencer y demostrar a la población local que las fuentes de energía renovable son esenciales para sus vidas [105,106].

 

5.5. Marco institucional pobre y hostil

 

La estructura institucional del sector de la energía en la mayoría de los países en desarrollo/menos desarrollados, como Tanzania, todavía está bajo el monopolio del gobierno central, y la responsabilidad de la generación y el suministro de energía recae en las instituciones del gobierno local y otros departamentos independientes [48]. Además, hay instituciones que anteriormente se ocupan de la producción y el suministro de energía en Tanzania [104].

 

Por ejemplo, están The Tanzania Electric Supply Company Limited, Tanzania Petroleum Development Corporation y Renewable Energy Association and Rural Electrification Agency, que brindan una coordinación inadecuada debido a los límites de la capacidad institucional con respecto al desarrollo de tecnologías de energía renovable. Esto también crea un entorno macroeconómico inestable, que aumenta los riesgos y disminuye las inversiones [107].

 

Este desafío da como resultado que el gobierno no se centre lo suficiente en la investigación y el desarrollo y que no promueva la ciencia mientras mejora las humanidades [108]. El gobierno de Tanzania tiene que realizar la descentralización de sus recursos y la reestructuración de sus sistemas energéticos para atender el desarrollo de energías renovables. Esto lo ayudará aún más a adoptar futuras tecnologías y desarrollo de energía renovable.

 

5.6. Falta de confiabilidad de las redes eléctricas

 

Tanzania enfrenta el problema de líneas eléctricas de transmisión y distribución deficientes e inadecuadas en áreas rurales y remotas donde existe una gran demanda de suministro de energía [109]. A diferencia de la mayoría de las tecnologías de energía renovable, que son de naturaleza descentralizada, el actual sistema general de energía eléctrica utilizado en Tanzania está diseñado para soportar los requisitos de los sistemas centralizados [110]. Esto sugiere que existe la necesidad de adoptar sistemas de energía descentralizados que puedan respaldar de manera eficiente y efectiva las tecnologías de energía renovable.

 

6. Conclusiones y Recomendaciones

 

Tanzania tiene un gran potencial para desarrollar energías renovables. Sin embargo, los esfuerzos de exploración han enfatizado en gran medida los proyectos hidroeléctricos, y otras energías renovables como la solar, térmica, eólica, de biomasa y biogás están subutilizadas debido a diferentes razones socioeconómicas y políticas, como se explica en Sección 5.

 

El gobierno, junto con otras partes interesadas en energía renovable, debe complementar las políticas y estrategias existentes para abordar los problemas relacionados con el desarrollo de energía renovable para garantizar la utilización oportuna y sostenible de los recursos disponibles. Además, existe la necesidad de proporcionar un entorno comercial y de inversión sólido para las personas locales y extranjeras que puedan aportar capital para las tecnologías y el desarrollo de energías renovables. Debería haber más capacitación y conciencia a disposición del público sobre cómo invertir y utilizar energías renovables.

 

Contribuciones de autor

 

Obadia Kyetuza Bishoge preparó un análisis de las fuentes potenciales de energía renovable en Tanzania y una estructura del manuscrito. Lingling Zhang preparó un análisis de los objetivos de desarrollo sostenible, y Witness Gerald Mushi preparó un análisis de los desafíos del desarrollo de energía renovable en Tanzania y una conclusión.

 

Referencias

 

 

Este artículo fue publicado originalmente por el Licenciatario MDPI, Basilea, Suiza, el 30 de julio de 2018, y se volvió a publicar de acuerdo con la Licencia pública internacional Reconocimiento-No comercial-Sin derivados 4.0 de Creative Commons. Puedes leer el artículo original aquí . Las opiniones expresadas en este artículo son solo del autor y no de WorldRef.


 

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