THE ECONOMICS OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS FOR DEVELOPING COUNTRIES
Authors: FRENCH DAVID 
Published: October 2009

In many parts of the Third World, projects are being developed to test such renewable energy systems as biogas plants and solar cell arrays for powering pumps and grinders. Virtually nowhere, however, has adequate work been done to determine if these systems are worth their costs.

This paper outlines the cost‐benefit techniques which allow systems to be evaluated from the standpoint of individual buyers (financial analysis) and the society as a whole (economic analysis). Special attention is given to problems of particular importance in reviewing energy systems, including local measurement of costs and benefits, determination of investors' discount rates, shadow‐pricing and allowance for social costs.

Detailed cost‐benefit analyses are provided for two representative systems: a family‐scale Indian biogas plant and a 5.5 kW solar cell irrigation pump on the borders of Lake Chad. The family‐scale biogas plant does not appear to be profitable in either financial or economic terms under any plausible sets of assumptions. The solar cell pump has positive net benefits by economic (if not financial) measures, but is unlikely soon to be competitive with diesel power for most applications.

At best, some of these devices might ultimately become competitive with expensive commercial energy. Such devices will therefore be of interest first to people now using substantial amounts of such energy – that is, the relatively wealthy. Only much later might significant benefits begin to filter down to the poor.

In the light of these findings renewed attention should be given to meeting basic energy needs through less sophisticated systems. By finding systems whose benefits are commensurate with their costs, and whose costs are within reach of the poor, it may be possible to provide more energy to those most in need of it.

Dans de nombreuses parties du Tiers Monde, des projets sont en cours d'exécution en vue d'évaluer des systèmes en matière d'énergie de remplacement, tels que des usines de gaz de fermentation et des assemblages de cellules solaires pour activer pompes et broyeurs. Toutefois, il semblerait qu'il n'y ait eu nulle part aucune étude valable permettant de déterminer si ces systèmes justifient leur coût.

Cet article relève les techniques de coût‐utilité qui permettent d'évaluer ces systèmes du point de vue des acheteurs individuels (analyse financière) et de la société dans son ensemble (analyse économique). En analysant ces systèmes, l'article souligne des problèmes d'importance particulière, y compris l'évaluation locale des coûts et profits, la détermination des taux d'actualisation d'investissement, l'estimation des prix virtuels et l'établissement de marges de coûts sociaux.

Des analyses détaillées de coût‐utilité sont présentées pour deux systèmes concrets: une usine de gaz de fermentation indienne à l'échelle de la famille, et une pompe d'irrigation à cellules solaires de 5,5 kW sur les rives du lac Chad. L'usine de gaz de fermentation à l'échelle de la famille ne semble ni financièrement, ni économiquement rentable quelque soient les termes plausibles des hypothèses. La pompe à cellules solaires offre des profits positifs nets selon des critères économiques (sinon financiers) mais, dans la plupart des cas, elle ne semble pas pouvoir concurrencer le moteur diesel dans un proche avenir.

Au mieux, quelques‐unes de ces installations peuvent à la longue concurrencer l'énergie commerciale à prix élevé. Par conséquent, elles seront d'intérêt particulier tout premièrement aux usagers de grande quantité de cette énergie, c'est‐à‐dire ceux possédant des moyens relativement élevés. Ce n'est que bien plus tard que les classes défavorisées pourront commencer à bénéficier sensiblement des profits qui en résulteront.

Sur la base de ces données, les organisations s'intéressant aux classes défavorisées peuvent se pencher à nouveau sur la manière de répondre aux besoins essentiels en matière d'énergie en utilisant des systèmes plus simples: bois appartenant aux villages, fours à bois améliorés, pompes et broyeurs à pédales ou à bras, pompes foulantes hydrauliques, etc. En conçevant des systèmes dont les profits sont proportionnels aux coûts et dont les coûts sont à la portée des classes défavorisées, il se peut que l'on puisse mettre plus d'énergie à la disposition de ceux qui en ont le plus besoin.

En muchas partes del Tercer Mundo se han llevado a cabo proyectos para ensayar sistemas de energía renovables tales como plantas de biogas, y celdas solares para operar bombas y molinos. Sin embargo practicamente en ninguna parte se ha hecho el esfuerzo apropiado para determinar si estos sistemas valen lo que cuestan.

Este artículo esboza las técnicas de beneficio‐costo para evaluar dichos sistemas desde el punto de vista del usuario individual (análisis financiero) y del de la sociedad como un todo (análisis económico). Se da especial atención a los problemas de importancia particular en el análisis de sistemas de energía, incluyendo mediciónes locales de costos y beneficios, determinación de la tasa de descuento del inversionista, precios‐sombra y costos sociales.

Detallados análisis de beneficio‐costo se proveen para dos sistemas representativos: una planta de biogas en escala familiar y una bomba de agua operada por celadas solares de 5.5 kW al borde del Lago Chad. La planta de biogas a escala familiar parece no ser rentable financieramente ni económicamente bajo ninguna serie de hipótesis realistas. La bomba de celdas solares tiene un benefico económico positivo (aunque no financiero), pero es poco provable que sea competitivo con el motor diesel para la mayoría de las aplicaciones.

En el mejor de los casos, alguno de estos sistemas pueden ser competitivos con una energía comercial cara. Estos sistemas en consecuencia serán de gran interés primeramente para las personas que hacen uso intensivo de energía, esto es, las personas relativamente adineradas. Pueda qui solo mucho despues beneficios significativos lleguen a los pobres.

A la luz de estos resultados debe ponerse renovada atención a satisfacer las necesidades básicas de energía a través de sistemas menos sofisticados. Pueda que sea posible proveer mas energía a los que más necesitan de ella si se buscan sistemas cuyo beneficios sea proporcionados a sus costos y que dichos costos esten al alcance de los pobres.