Solarenergie für Ghanas Gesundheitsversorgung

Hybride Photovoltaik(PV)-Solaranlagen erzeugen Strom aus Sonnenenergie und verfügen über einen Dieselgenerator, um Ausfälle zu kompensieren. Sie sind entweder an das Stromnetz angeschlossen oder funktionieren autonom. Während der Covid-19-Pandemie erwiesen sie sich als eine gute Möglichkeit, um Einrichtungen, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, kurzfristig zu elektrifizieren – etwa um die nötige Kühlung für Impfstoffe zu gewährleisten. Eine adäquate Gesundheitsversorgung benötigt Strom unter anderem für medizinische Geräte und Licht.

Zu den Vorteilen von Solarenergie zählen auch Klima-Aspekte. Beispielsweise können PV-Solaranlagen Gesundheitsversorger gegenüber den Auswirkungen der Klimakrise wappnen, etwa gegen Extremwetterereignisse, die die konventionelle Stromversorgung beeinträchtigen können. Als Ersatz für Dieselgeneratoren helfen die Solaranlagen auch dabei, klimaschädliche Emissionen zu reduzieren und die Umwelt sauber zu halten.

In den Ländern Subsahara-Afrikas werden immer mehr (hybride) PV-Solaranlagen installiert. Das gilt auch für Ghana, wo das Interesse an neuen Formen erneuerbarer Energien bereits in den späten 1970er- und frühen 1980er-Jahren wuchs – unter dem Eindruck schwerer Dürren und Krisen in der Energieversorgung (Pedersen 2022). Erste Solaranlagen wurden mittels bi- oder multilateraler Geberstrukturen gefördert und in religiösen Missionsstationen errichtet.

In den darauffolgenden Jahrzehnten genoss die Solarenergie in Ghana allerdings keine Priorität, unter anderem, weil Öl und Gas in dem Land gefunden wurden. Laut Daten der International Energy Agency (IEA) machte Solarenergie 2021 weniger als ein Prozent des ghanaischen Energiemixes aus, der sich vor allem aus Erdgas (62,6 Prozent) und Wasserkraft (34,1 Prozent) zusammensetzt.

Von 2019 bis 2023 untersuchte das deutsch-ghanaische interdisziplinäre Forschungsprojekt EnerSHelF (Energy-Self-Sufficiency for Health Facilities in Ghana) sowohl technische als auch sozio-ökonomische Aspekte, um die Verbreitung von Photovoltaik in ghanaischen Gesundheitseinrichtungen zu fördern. Die Ergebnisse zeigen, dass es wichtig ist, sowohl Details des Strombedarfs und technische Herausforderungen zu verstehen als auch Hindernisse für Gesundheitseinrichtungen, offizielle Stellen und öffentliche Akteure. EnerSHelF wurde finanziert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Sozio-ökonomische Aspekte

In Ghana sind zwar die meisten Gesundheitseinrichtungen an das Stromnetz angeschlossen, allerdings ist die Stromversorgung unzuverlässig. Das gefährdet nicht nur Patient*innen – etwa, wenn überlebensnotwendige Maschinen ausfallen –, sondern kann auch finanzielle Konsequenzen für die Einrichtungen haben, wenn Stromausfälle medizinisches Equipment beschädigen. Gespräche mit Gesundheitseinrichtungen und andere von EnerSHelF gesammelte Daten deuten darauf hin, dass autonome PV-Solaranlagen die Zuverlässigkeit der Stromversorgung erhöhen können, wenn sie mit der Netzversorgung kombiniert werden.

Obgleich PV-Solaranlagen günstiger geworden sind, zählen die Kosten – und auch fehlende Beratung – zu den wichtigsten Gründen, weshalb Gesundheitseinrichtungen davor zurückschrecken, sie zu installieren. Hybride Systeme sind besonders teuer, weil sie aus verschiedenen Komponenten bestehen, etwa Solarmodulen, Batterien, Netzanschluss und Dieselgenerator.

Um Kosten zu senken, kann es ratsam sein, mit öffentlichen Initiativen zur Installation sogenannter Mini-Grids zusammenzuarbeiten. Das reduziert die Kosten für die Beschaffung des Systems und die Entwicklung der technischen Kapazitäten für den Betrieb. Ein Mini-Grid funktioniert als autonomes System, das nicht an das Hauptstromnetz angeschlossen ist. Es kann von einer oder mehreren Energiequellen versorgt werden.

Technische Herausforderungen

In Gesundheitseinrichtungen wird sehr empfindliches technisches Gerät verwendet. Deshalb sind bei der Planung von PV-Solaranlagen die sogenannten Lastspitzen zu berücksichtigen, der höchste Energieverbrauch an einem Tag. Werden sie nicht abgedeckt, kann dies Geräte beschädigen und die Gesundheitsversorgung beeinträchtigen. Von EnerSHelF in Ghana gesammelte Daten deuten darauf hin, dass die Höchstlast fast doppelt so hoch sein kann wie vom nationalen Netzbetreiber angegeben. Es kann auch sinnvoll sein, die Grundlast der umliegenden Kommune in die Planung einzubeziehen, um die Kapazität einer PV-Anlage voll auszuschöpfen.

Andere technische Aspekte beinhalten Vorhersagen der Sonneneinstrahlung und klimatische Bedingungen. Das EnerSHelF-Team hat hierzu verschiedene Analysen angestellt, um Interessierte beraten zu können. Es hat auch eine Online-Karte entwickelt, die Anwender*innen und Behörden nutzen können, um sich über die Optimierung von Solar-Mini-Grids in schlecht mit Strom versorgten Gegenden Ghanas zu informieren.

Zudem entwickelte einer der Projektpartner ein Planungs-Tool für die Dimensionierung von PV-Solaranlagen. Es ist öffentlich zugänglich und setzt kein Fachwissen voraus.

Um PV-Solarenergie in Ghana voranzubringen, braucht es letztlich den nötigen politischen Willen. Wenn sie gut geplant ist, kann sie bei der Versorgung von Gesundheitseinrichtungen mit sicherer und günstiger Elektrizität eine zentrale Rolle spielen. Das kann einen positiven Effekt auf die Qualität und die Abdeckung der Gesundheitsdienste in Ghana haben – sowohl in ländlichen als auch in urbanen Gegenden.

Literatur

EnerShelF: 
https://www.h-brs.de/de/enershelf

EnerShelF Online-Karte für Ghana:
https://enershelf.rl-institut.de

Open-Source-Tool für hybride PV-Diesel-Systeme: 
https://github.com/pdb-94/miguel

Pedersen, R. H., 2022: Towards a policital economy of renewable energy in Ghana: a review. Accra, Merian Institute for Advanced Studies in Africa.
https://www.ug.edu.gh/mias-africa/sites/mias-africa/files/images/MIASA%20WP_2022%284%29%20Pedersen.pdf

Jonas Bauhof arbeitete als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) und als Projektassistenz bei der European Association of Development Research and Training Institutes (EADI) für das EnerSHelF-Projekt.
jonas.bauhof@gmx.de