In het Amazonegebied worden meer dan 3 miljoen mensen bediend door geïsoleerde minigrids. De honderden minigrids die worden gevoed door dieselaggregaten die worden beheerd door onafhankelijke energieproducenten (IPP's) en openbare energiebedrijven in het Amazonegebied maken allemaal gebruik van overheidssubsidies die 100 procent van de brandstofkosten dekken. Heel vaak wordt er meer dan een liter diesel verbruikt om een liter diesel naar deze afgelegen en moeilijk toegankelijke gebieden te vervoeren. Alleen al in 2023 zal de verbranding van gesubsidieerde diesel in de Amazon minigrids 1,6 MtCO uitstoten2eq, met brandstofkosten van $ 2,5 miljard, die door alle Brazilianen wordt gedeeld via de Fuel Consumption Account. De levering van elektriciteit is afhankelijk van de logistiek van de levering van diesel, die in tijden van droogte kan worden onderbroken, waardoor de dieselfabrieken op bepaalde locaties over grote brandstofopslagtanks moeten beschikken. Bovendien ondervinden veel locaties met toegang tot een onverharde weg moeilijkheden tijdens het regenseizoen, waardoor grotere brandstofvoorraden nodig zijn, zoals het geval is in de hieronder getoonde stad Oiapoque, die een opslagcapaciteit heeft van 1,5 miljoen liter brandstof, met een autonomie van 45 dagen .
In de afgelopen decennia zijn pogingen om de deelname van dieselopwekking in de rivieroever en geïsoleerde dorpen en steden in het Amazonegebied te verminderen niet succesvol geweest. IPP's houden het liever bij de dieselaggregaten die ze zo goed kennen, onder de handige beschutting van de subsidies die vele decennia geleden zijn ontworpen om toegang tot energie, energiezekerheid en betrouwbaarheid van de dienstverlening te bieden. In de tussentijd hebben veel hernieuwbare energietechnologieën (RET's) prijsverlagingen ondergaan en hebben ze hun waarde gevestigd in termen van betrouwbaarheid en het gebruik van lokaal beschikbare natuurlijke hulpbronnen. In deze context zijn RET's zoals biomassa, zon en wind geëvalueerd om te helpen bij de energietransitie van het Amazonegebied, en een uitgebreide analyse wordt hier gepresenteerd.
Biomassa:slechts een minderheid van de gemeenschappen in geïsoleerde systemen heeft voldoende capaciteit om energie op te wekken met behulp van biomassaproductie uit de restanten van de belangrijkste gewassen in de regio, waaronder cassave, açaí, maïs, banaan en zoete aardappel. Energieproductie door de verbranding van houtresten, verkregen van zagerijen die een duurzaam beheerplan hebben en internationale certificering van hun product is iets zeldzaams in de regio, dat wordt gevonden in slechts één site (Itacoatiara - AM) die actief is in de Amazone (www. itacoatiara.com.br).
Wind:Het Amazonegebied heeft een lage gemiddelde jaarlijkse windsnelheid (minder dan 4 m/s), wat, in combinatie met de moeilijke toegang en het gebrek aan schaal in deze geïsoleerde gemeenschappen, de opwekking van windenergie in de regio niet concurrerend maakt.
Fotovoltaïsche energie:De bron van zonnestraling is overvloedig en gelijkmatig verspreid over de Amazone; de gemiddelde jaarlijkse wereldwijde horizontale instraling is meer dan 1700 kWh/m2.jaar. Zonne-energie is een modulaire oplossing die eenvoudig te installeren en onderhoudsarm is, maar de technologie heeft een belangrijk nadeel, namelijk de grote vereiste oppervlakte. Voor de implementatie van zonne-energiecentrales in de Amazone zijn drie opties mogelijk: i) gecentraliseerde, op de grond gemonteerde PV-installaties, ii) drijvende zonne-PV-installaties en iii) kleine gedistribueerde fotovoltaïsche systemen (daken of grond, inclusief agrivoltaïsche installaties).
De gecentraliseerde, op de grond gemonteerde optie met een groot oppervlak stuit op een belangrijke beperking, namelijk de beschikbaarheid van geschikte gebieden voor de installatie van de gebiedsintensieve zonne-PV-installaties zonder verdere bosonderdrukking. Het Amazone-regenwoud is zeer dicht begroeid met hoge bomen, en dit is het belangrijkste knelpunt van deze technische oplossing, aangezien er voor veel locaties geen duidelijke gebieden in deze orde van grootte zijn. Agrivoltaïek kan hier een belangrijke rol spelen door PV-stroomproductie en duurzaam landgebruik met elkaar te verbinden.
Drijvende PV-systemen, die kunnen worden geïnstalleerd op de rivieroevers in de buurt waar een groot deel van de geïsoleerde gemeenschappen zich bevinden, zijn een andere optie. Drijvende PV wordt veel gebruikt op plaatsen met een hoge demografische dichtheid en lage beschikbaarheid van landgebieden, zoals Singapore en Japan, en wordt meestal geïnstalleerd op meren of reservoirs, plaatsen met stilstaand water, waarbij waterbeweging alleen wordt geassocieerd met de lokale wind. De technische haalbaarheid van het installeren van drijvende PV-systemen langs de snelstromende Amazone-rivieren stuit op grote weerstand en scepsis bij de belangrijkste en meest ervaren fabrikanten van drijvende systemen.
De derde optie voor PV-opwekking is de gedistribueerde oplossing op het dak die zo vaak wordt ingezet in stedelijke gebieden, met meer dan 2 miljoen installaties die actief zijn in het Braziliaanse onderling verbonden energiedistributiesysteem. Analyses uitgevoerd door het Braziliaanse National Institute for Space Research (INPE) tonen aan dat het aantal bestaande daken in deze geïsoleerde gemeenschappen een hoog servicepercentage voor deze geïsoleerde systemen kan garanderen. De optie brengt ook belangrijke sociale aspecten met zich mee, omdat voor de integratie van PV in een groot aantal systemen aanzienlijk veel lokale arbeidskrachten nodig zijn voor de installatie en het latere onderhoud.
De typische woonwoning in deze gemeenschappen met lage inkomens maakt gebruik van goedkope dakpannen van vezelcement, gemonteerd op zwakke houten constructies die niet bestand zijn tegen de 20-25 kg/m2extra belasting opgelegd door de typische PV-module plus aluminium structuur die wordt gebruikt in PV op het dak. Om onder deze omstandigheden PV-integratie op het dak mogelijk te maken, zijn PV-dakpannen van vezelcement ontwikkeld door een van de grootste fabrikanten van dakpannen van vezelcement in Brazilië. Santa Catarina. Het extra gewicht van de stroken van 1/6 gesneden zonnecellen op de uiteindelijke dakpan is verwaarloosbaar, en de vervanging van een aantal van deze PV-pannen op bestaande daken is eenvoudig. De verwachte kosten liggen onder het traditionele PV-systeem op het dak, maar schaalvergroting is nodig om tegen concurrerende kosten toegang te krijgen tot PV-cellen.
Bij deze beoordeling van scenario's voor een duurzame en veerkrachtige energietransitie in geïsoleerde systemen in de Amazone, zou een deel van de fotovoltaïsche generatoren centraal moeten worden geïnstalleerd om een centraal systeem met hoge prestaties, beschikbaarheid en betrouwbaarheid te garanderen zonder verdere bosgebieden te kappen, terwijl een ander aanzienlijk deel van de generatoren moet verdeeld over daken en in agrivoltaïsche systemen worden geïnstalleerd.
Auteurs: prof. Andrew Blakers (ANU) & prof. Ricardo Rüther (UFSC).
