Overview of mini-grids for rural electrification in Africa

How do African countries differentiate themselves in terms of solar mini-grids for rural electrification? Let’s dive into international databases to catch a glimpse of the continent

If we are to believe the Bloomberg database1, the 15 African countries with the largest number of solar mini-grids2) (including hybrid solar-diesel mini-grids, but excluding solar concentration technologies), are,  in descending order:

  1. Senegal
  2. Mali
  3. Sierra Leone
  4. Tanzania
  5. Kenya
  6. Angola
  7. Madagascar
  8. Nigeria
  9. Burkina Faso
  10. Liberia
  11. Mauritania
  12. Uganda
  13. Rwanda
  14. Democratic Republic of Congo
  15. Zambia

Regulatory frameworks for access to energy based on “clean” energies

How do these 15 countries perform regarding regulatory environment? The World Bank’s Regulatory Indicators for Sustainable Energy (RISE) provides useful information, including electricity access indicators3. These data were crossed with the Bloomberg Nef’s Climatescope which assesses the attractiveness of each country for clean energy investments, based on 123 indicators4.

Ranking of these fifteen countries regarding regulatory frameworks – based on RISE and Climatescope databases, March 2021

The group of countries “in green” indicates countries considered to have the most favorable regulatory framework for access to energy based on “clean” energies, while the “red” block represents the most unfavorable countries according to the cross-analysis of these international databases. The “orange” group symbolizes countries with an intermediate situation. Angola is breaking away from the aforementioned blocks.

Limits of this classification exercise

Like any exercise based on information and as the GIGO adage reminds us5, the quality of this analysis depends on databases’ own quality. In that sense, relying on these sources of information brings certain epistemological challenges, in particular due to their different nature and methodologies. The discrepancies between the databases also suggest a medium reliability, which was confirmed during interviews with experts in the sector. The information collected nevertheless remains sufficient for a rough and relative typology of countries in terms of mini-grids’ number and regulatory frameworks. In addition, the use of several databases allowed us to triangulate information to list the countries with relatively the most mini-grids without trying to determine their exact number (an extremely time-consuming task and probably impossible given the challenges of collecting and updating on an on-going basis this type of information!). Interviews with experts also helped to contrast this first analysis of international databases.

In my next article, I will share a more detailed analysis of a selection of five countries.

  1. Downloaded in March 10, 2021 []
  2. FERDI and AFSIA databases were also used to triangulate the information in Bloomberg’s list. The World Bank and Club ER databases were requested but without success []
  3. Accessed March 21, 2021 []
  4. Downloaded March 21, 2021 []
  5. “Garbage in, garbage out”: poor quality inputs can only lead to poor quality products []

Tour d’horizon des mini-réseaux pour l’électrification rurale en Afrique

Comment se différencient les pays africains en termes de mini-réseaux solaires pour l’électrification rurale? Une plongée dans les bases de données internationales

Si l’on en croit la base de données de Bloomberg1, les 15 pays africains disposant du plus grand nombre de mini-réseaux solaires2 (y compris les mini-réseaux hybrides solaires-diesel, en excluant les technologies de concentration solaire), sont par ordre décroissant:

  1. Sénégal
  2. Mali
  3. Sierra Leone
  4. Tanzanie
  5. Kenya
  6. Angola
  7. Madagascar
  8. Nigéria
  9. Burkina Faso
  10. Libéria
  11. Mauritania
  12. Ouganda
  13. Rwanda
  14. République Démocratique du Congo
  15. Zambie

Les cadres régulatoires pour l’accès à l’énergie basé sur des énergies “propres”

Comment ces 15 pays se positionnent-ils en termes d’environnement régulatoire? Pour apporter des éléments d’analyse rapide, le site RISE (Regulatory Indicators for Sustainable Energy) de la Banque Mondiale est utile, notamment les indicateurs d’accès à l’électricité3. Ces données ont été croisées avec celle de la base de données Climatescope de Bloomberg Nef qui évalue l’attractivité de chaque pays pour des investissements en énergie propre, avec 123 indicateurs4

Positionnement de ces quinze pays en termes de cadres régulatoires - Réalisation propre à partir des bases de données RISE et Climatescope, Mars 2021
Réalisation propre à partir des bases de données RISE et Climatescope, Mars 2021

Le groupe de pays “en vert” indique les pays considérés comme les plus favorables en termes de cadre régulatoire pour l’accès à l’énergie basé sur des énergies “propres”, tandis que le bloc “rouge” représente les pays les plus défavorables selon le croisement de ces bases de données internationales. Le groupe “orange” symbolise des pays à situation intermédiaire. L’Angola se détache des blocs précédemment cités.

Les limites de cet exercice de classement

Comme tout exercice basé sur l’exploitation d’information et comme nous le rappelle l’adage GIGO5, la qualité de cette analyse est dépendante de celle des bases de données. Il est ainsi important de souligner que l’utilisation de celles-ci pose certaines difficultés épistémologiques, notamment dues à leur nature et méthodologies différentes. Les décalages entre les bases de données laissent d’ailleurs présager d’une fiabilité relative, qui m’a été confirmée lors d’entretiens avec les experts du secteur. L’information collectée reste néanmoins suffisante pour une typologie grossière et relative des pays en termes de mini-réseaux et de cadres régulatoires. De plus, l’utilisation de plusieurs bases de données permet une triangulation de l’information pour lister les pays ayant relativement le plus de mini-réseaux sans chercher à déterminer leur nombre exact (tâche titanesque voire impossible étant donné les défis de la collecte et actualisation de ce type d’informations !). Des entretiens avec des experts ont aussi permis de contraster cette première analyse des bases de données internationales. 

Dans mon prochain article, je partagerai mes résultats d’une analyse plus fine d’une sélection de cinq pays. 

 

  1. Téléchargée le 10 mars 2021 []
  2. Les bases de données de la FERDI et de l’AFSIA ont été également utilisées pour trianguler les informations de la liste de Bloomberg. Les bases de données de la Banque Mondiale et du Club ER ont été sollicitées à ces organismes mais sans succès []
  3. Consulté le 21 mars 2021 []
  4. Téléchargée le 21 mars 2021 []
  5. “Garbage in, garbage out”: des intrants de mauvaise qualité ne peuvent aboutir qu’à des produits de piètre qualité []

Solar mini-grids: a technical overview

This article presents a technical overview of decentralized solutions for access to energy and in particular, solar mini-grids.

Alongside centralized electrification which is still the main approach, stand-alone solutions are now emerging as a promising alternative for electrifying rural populations. Buoyant technical innovations around stand-alone solutions, especially based on solar energy, are rocketting: mini-grids, energy kiosks, containers, kits, solar lamps, plug & play solar home systems (SHS), among others1.

Among this range of solutions, my research focuses on solar mini-grids, that is to say collective autonomous solutions which can technically be considered as an infrastructure and involve a form of governance specific to the common2.

The components of solar mini-grids

Solar stand-alone systems – graph retrieved from the MOOC Solar Energy: Photovoltaic (PV) Systems; TU Delft

Solar mini-grids generate electricity from solar radiation: this is we can summarize, in a few words, the role of these systems. The conversion of solar energy into electrical energy, then its distribution is carried out through the assembly of multiple components such as photovoltaic panels, cables, charge regulators, sometimes coupled with storage systems and transformation of direct current into alternating currents (inverters). They are also sometimes paired up with diesel generators under the name of “hybrid solar-diesel mini-grids”. We will refer to solar mini-grids and these hybrids under the generic term of “solar mini-grids”. More recently, monitoring and control systems such as smart electricity meters have been added to the panoply of mini-grids, sometimes referred to as “third-generation mini-grids”3.

Compared with other infrastructures, solar mini-grids are relatively standardized. Indeed, if it is possible to build, with local materials, local skills and various designs, latrines, bridges, drainage systems, forms of housing or even cooking equipment, the solar mini-grids, on the other hand, require technical components produced by specialized companies and skills that differentiate them from low tech and “indigenous innovations”4.

Despite this relative standardization, not all mini-grids are technically identical. What is the potential to adapt these systems to local conditions, both technically, socially and economically? This research notebook will allow us to come back in detail to the characteristics of mini-grids for rural electrification.

  1. Jacquemot, P., & Reboulet, M.-N. (2017/12). Options technologiques et modèles d’organisation de l’électrification rurale en Afrique. Retours d’expériences. Afrique Contemporaine, 261 – 262, 155 -184; Numminen, S., & Lund, P. (2016). Frugal energy innovations for developing countries –a framework. Global Challenges, 1(1), 9 – 19 []
  2. Berthélemy, J.-C. (2016). Les mini-réseaux électriques comme exemple d’application des thèses d’Elinor Ostrom sur la gouvernance polycentrique de la tragédie des communs. Revue d’économie du développement, 24, 85-106 []
  3. “The typical third-generation mini grid is grid-interconnection ready; uses remote management systems, prepay smart meters, and the latest solar-hybrid technologies; and incorporates energy-efficient appliances for productive uses of electricity into its business model”, Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP). (2019). Mini Grids for Half a Billion People : Market Outlook and Handbook for Decision Makers. World Bank. https://www.worldbank.org/en/topic/energy/publication/mini-grids-for-half-a-billion-people []
  4. Gupta, AK (2006). From sink to source: The Honey Bee Network documents indigenous knowledge and innovations in India. Innovations: Technology, Governance, Globalization, 1 (3), 49-66. []

Les mini-réseaux solaires: un aperçu technique

Cet article présente un aperçu technique des solutions décentralisées pour l’accès à l’énergie et en particulier, des mini-réseaux solaires.

A côté des approches dominantes de l’électrification centralisée, les solutions autonomes s’imposent aujourd’hui comme une alternative porteuse pour électrifier les populations rurales. On observe ainsi un foisonnement des innovations techniques autour des solutions autonomes, spécialement sur le solaire : mini-réseaux, kiosques énergétiques, containers, kits, lampes solaires, installations solaires domestiques (Solar Home System – SHS) plug & play, entre autres1

Parmi cet éventail de solutions, ma recherche se focalise sur les mini-réseaux solaires, c’est-à-dire des solutions autonomes collectives, pouvant s’apparenter techniquement à une infrastructure et impliquant une forme de gouvernance propre au commun2

Les composants des mini-réseaux solaires

Composants de systèmes solaires autonomes – extrait du MOOC Solar Energy: Photovoltaic (PV) Systems, TU Delft

Les mini-réseaux solaires produisent de l’électricité à partir du rayonnement solaire : voici comment résumer, en une phrase, le rôle de ces systèmes. La conversion d’énergie solaire en énergie électrique, puis sa distribution se réalisent grâce à l’assemblage de multiples composants tels que des panneaux photovoltaïques, des câbles, des régulateurs de charge et éventuellement des systèmes de stockage et de transformation du courant continu en courant alternatif (onduleurs). Ils sont également parfois couplés avec des générateurs diesel sous l’appellation de « mini-réseaux hybrides solaire-diesel » que nous regrouperons ici sous le terme générique de « mini-réseaux solaires ». Plus récemment, des systèmes de suivi et de contrôle tels que des compteurs électriques intelligents s’ajoutent à la panoplie des mini-réseaux, parfois désignés comme « mini-réseaux de troisième génération »3.

Comparés à d’autres infrastructures, les mini-réseaux solaires sont relativement standardisés. En effet, s’il est possible de construire, avec des matériaux locaux, des compétences locales et des design variés, des latrines, des ponts, des systèmes de drainage, des formes d’habitation ou encore des équipements de cuisson, les mini-réseaux solaires, eux, requièrent des composants techniques produits par des entreprises spécialisées et des compétences qui les éloignent du courant des low tech et des «innovations indigènes »4

Malgré cette standardisation relative, tous les mini-réseaux ne sont pas identiques techniquement. Quelle est la marge de manœuvre pour adapter ces systèmes aux conditions locales, autant du point de vue technique que social et économique? Ce carnet de recherche nous permettra de revenir en détail sur les caractéristiques des mini-réseaux pour l’électrification rurale.

  1. Jacquemot, P., & Reboulet, M.-N. (2017/12). Options technologiques et modèles d’organisation de l’électrification rurale en Afrique. Retours d’expériences. Afrique Contemporaine, 261 – 262, 155 -184 ; Numminen, S., & Lund, P. (2016). Frugal energy innovations for developing countries –a framework. Global Challenges, 1(1), 9 – 19. []
  2. Berthélemy, J.-C. (2016). Les mini-réseaux électriques comme exemple d’application des thèses d’Elinor Ostrom sur la gouvernance polycentrique de la tragédie des communs. Revue d’économie du développement, 24, 85-106. []
  3. « Le mini-réseau typique de troisième génération est prêt pour l’interconnexion au réseau ; utilise des systèmes de gestion à distance, des compteurs intelligents à prépaiement et les dernières technologies hybrides solaires ; et intègre des appareils économes en énergie pour des utilisations productives de l’électricité dans son modèle d’entreprise», Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP). (2019). Mini Grids for Half a Billion People : Market Outlook and Handbook for Decision Makers. World Bank. https://www.worldbank.org/en/topic/energy/publication/mini-grids-for-half-a-billion-people []
  4. Gupta, A. K. (2006). From sink to source : The Honey Bee Network documents indigenous knowledge and innovations in India. Innovations: Technology, Governance, Globalization, 1(3), 49‑66. []

Sustainability, a multi-facetted word

This article gives some elements of definition on concepts related to the longevity of projects, infrastructures and institutions.

In the field of project evaluation and public development policies, the longevity of impacts is one of the most frequently cited criteria. It is thus one of the six evaluation criteria prioritized by the Development Assistance Committee of the OECD, translated as“sustainability” in English in the OECD glossary.

However, the use of “sustainability” requires some clarification.

The word “sustainability” has indeed acquired strong environmental, economic and social resonances since the Brundtland Report of 1987 which defines “sustainable development” as meeting “the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs”. In this definition, the idea of ​​sustainability relates to the absence of negative impacts for future generations, often represented by the tree-fold concept “social – economic – environmental”. Recently, the Sustainable Development Goals (SDGs) and the Sustainable Development Agenda, which refer to the 17 SDG indicators, have also broadened the scope of the word “sustainable”.

Sustainable Development Goals (https://www.un.org/sustainabledevelopment/blog/2015/12/sustainable-development-goals-kick-off-with-start-of-new-year/)
17 Sustainable Development Goals

Another, neighbouring concept, is “viability”. It usually has a fairly strong economic connotation, representing the idea of ​​medium and long-term financial equilibrium, of correspondence between costs and expenditure to ensure the survival of a company, for example. It is often associated with concepts related to economics, with expressions such as “economic viability”, “financial viability”, “commercial viability”, etc1

Finally, the word “longevity” seems to focus mainly on temporal aspects, as illustrated by this definition of the Cambridge dictionary: “living for a long time”. This definition is relatively neutral with no reference to what is “living for a long time”.

In conclusion, in this research notebook, we will use:

  • the word “viability” to describe the financial, economic or commercial aspects of sustainability
  • the word “sustainability” will be avoided because of its many meanings. It will be used mainly in connection with concepts such as “sustainable development” to refer to global agreements, reports and goals such as the Sustainable Development Goals. We might also use the word “sustainable” with associated concepts to describe specific aspects, such as “institutional sustainability”, “environmental sustainability”, and so on.
  • the word “longevity” that will be preferred to describe, generally speaking, the continuity over time of systems, institutions, technical objects such as solar mini-grids for rural electrification.

This research notebook will tackle later related concepts such as institutionalization, routinization and ownership.

  1. The titles of these publications illustrate, for example, the economic connotation of “viability”:

    Chakrabarty, Sayan, et Tawhidul Islam. « Financial Viability and Eco-Efficiency of the Solar Home Systems (SHS) in Bangladesh ». Energy, PRES 2010, 36, no 8 (1 août 2011): 4821‑27. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.05.016.

    Namuli, R., P. Pillay, B. Jaumard, et C. B. Laflamme. « Threshold Herd Size for Commercial Viability of Biomass Waste to Energy Conversion Systems on Rural Farms ». Applied Energy 108 (1 août 2013): 308‑22. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.03.037.

    Hossain Mondal, Md. Alam. « Economic Viability of Solar Home Systems: Case Study of Bangladesh ». Renewable Energy 35, no 6 (1 juin 2010): 1125‑29. https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.10.038. []

Pérennité, durabilité, viabilité: retour sur des concepts voisins

Cet article donne quelques éléments de définition sur des concepts liés à la longévité des projets, des infrastructures et des institutions.

Dans le domaine de l’évaluation de projets et des politiques publiques de développement, la longévité de leurs impacts est l’un des critères les plus fréquemment cités. Elle fait ainsi partie des six critères d’évaluation priorisés par le Comité d’Aide au Développement de l’OCDE, traduite par “sustainability” en anglais et par “viabilité”, “pérennité” et “durabilité” en français, trois termes indiqués comme synonymes par dans le glossaire de l’OCDE.

L’utilisation de ces termes impose néanmoins quelques précisions.

Tout d’abord, le terme “durabilité” a acquis de fortes résonnances environnementales, économiques et sociales depuis le rapport Brundtland de 1987 qui définit le «développement durable» comme répondant aux “besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs”. Dans cette définition, l’idée de durabilité évoque l’absence d’impacts négatifs pour les générations futures, souvent représentés par le tryptique “social – économique – environnemental”. Dernièrement, les objectifs du développement durable (ODD) et l’agenda du développement durable, qui se réfèrent aux 17 indicateurs des ODD, ont également élargi la portée du mot “durable”.

Les objectifs du Développement Durable (https://fr.unesco.org/sdgs)
Les Objectifs du Développement Durable (https://fr.unesco.org/sdgs)

De son côté, le terme “viabilité” dispose d’une connotation économique assez forte: il renvoie à l’idée d’équilibre financier à moyen et long terme, de correspondance entre coûts et dépense pour assurer la survie d’une entreprise par exemple. Ainsi, il est souvent accolé à des termes reliés à l’économie, avec des expressions telles que “viabilité économique”, “viabilité financière”, “viabilité commerciale”, etc1.

Le terme “pérennité”, lui, semble principalement axé sur les aspects temporels, comme l’illustre cette définition du CNRTL: “État, caractère de ce qui dure toujours ou très longtemps”. Cette définition, relativement neutre car sans connotation de ce qui est pérenne, suggère d’utiliser ce terme de manière générale pour se référer à la longévité.

Ainsi, dans ce carnet de recherche, nous utiliserons:

  • le terme de “viabilité” pour décrire les aspects financiers, économiques ou commerciaux de la pérennité
  • le terme “durabilité” sera évité du fait de ses nombreuses acceptions. Il sera utilisé uniquement dans le cadre d’expressions telles que “développement durable” qui renvoient à des accords, rapports et objectifs mondiaux tels que les Objectifs du Développement Durable.
  • ce sera donc le terme de “pérennité” qui sera privilégié pour décrire, de manière générale, la longévité et la permanence dans le temps de systèmes, d’institutions, d’objets techniques tels que les mini-réseaux solaires pour l’électrification rurale.

Ce carnet de recherche reviendra ultérieurement sur des termes parents tels que institutionnalisation, routinisation et appropriation.

  1. Les titres de ces publications illustrent par exemple la connotation économique du terme de “viabilité”:

    Chakrabarty, Sayan, et Tawhidul Islam. « Financial Viability and Eco-Efficiency of the Solar Home Systems (SHS) in Bangladesh ». Energy, PRES 2010, 36, no 8 (1 août 2011): 4821‑27. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.05.016.

    Namuli, R., P. Pillay, B. Jaumard, et C. B. Laflamme. « Threshold Herd Size for Commercial Viability of Biomass Waste to Energy Conversion Systems on Rural Farms ». Applied Energy 108 (1 août 2013): 308‑22. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.03.037.

    Hossain Mondal, Md. Alam. « Economic Viability of Solar Home Systems: Case Study of Bangladesh ». Renewable Energy 35, no 6 (1 juin 2010): 1125‑29. https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.10.038. []

24/08/2021 – Eletrificação em regiões remotas da Amazônia

No dia 24 de Agosto, participarei do evento “Eletrificação em regiões remotas da Amazônia Legal: sustentabilidade das instalações e papel das comunidades no contexto do Programa Mais Luz para a Amazônia”, a ser realizado pelo Instituto Brasileiro de Defesa do Consumidor, das 10h00 às 11h30 (hora do Brazil), em formato virtual.

O objetivo do evento é promover uma discussão sobre o papel das comunidades remotas da Amazônia Legal na manutenção e sustentabilidade dos sistemas de eletrificação isolados, dentro do escopo do Programa Mais Luz para a Amazônia (MLA). Espera-se contribuir para a sustentabilidade e durabilidade dos projetos em tais comunidades remotas, a partir de trocas de diálogos e perspectivas distintas entre as partes interessadas – como distribuidoras, fornecedores de equipamentos, empresas de capacitação técnica para manutenção dos sistemas de geração, juristas, organizações da sociedade civil, entre outras.

Discutaremos as seguintes questões:

● A partir de experiências anteriores em projetos de eletrificação em comunidades rurais isoladas, quais os principais desafios e as melhores práticas para garantir a O&M do sistema de geração de energia a longo prazo?
● Como garantir um papel mais ativo da comunidade ao longo desse processo? Quais os fatores de sucesso que garantem ou que contribuem para a sustentabilidade desses sistemas?
● Quais as formas de capacitação e engajamento utilizadas para que a geração de eletricidade seja perene?

Este evento é apenas por convite, entre em contato comigo emilie.etienne@se.com para participar.

A short history of mini-grids for decentralized rural electrification

How has evolved decentralized rural electrification in the Global South? In this blog, I am summarizing what has been described by several authors as the three paradigms for energy development.

1970’s – 1990’s: the “donor paradigm”

If we can trace the use of mini-grids for electrification back to the late 19th century (ESMAP, 2019), they were recognized as a promising alternative to electrify rural populations in emerging countries only in 1970’s. Designed on a small scale, often based on renewable energies, mini-grids become more common in the 1970s and 1980s through internationl funding such as pilot projects carried out by Non-Governmental Organizations (NGOs) (ESMAP, 2019; Martinot et al., 2002).

1990s – 2000s: the “market-oriented” paradigm

In the 1990s, this “donor paradigm” described by Martinot was followed by a “market-oriented paradigm” in a context of structural adjustments, investments’ disminution in the social sector and privatization of the electricity sector. Energy. This turnaround is justified by the mixed performance of mini-grids considered to be expensive and poorly maintained. One of the main reasons attributed to these failures is a technological “parachuting” by the North to the South that paid little attention to local ownership (Kruckenberg, 2015; Martinot et al., 2002). In the 1990s, the Bretton Woods institutions and in particular the World Bank (Cook, 2011) advocated for a major role of private actors in the rural electrification sector in order to both reduce costs and provide better quality services, as well as to ease a financial leverage effect (Massé et al., 2010), with a limited role of public authorities. This quote from a report by ESMAP[1], an organization linked to the World Bank, illustrates the atmosphere of this decade: “the optimal government role in the commercial PV market is the minimal involvement possible”. The State must therefore confine itself to the poorest populations, excluded from the market because of their insufficient income, and to improving information and regulatory frameworks to enhance the private sector’s profitability (Foley, 1995).

2000’s – today: the “Holistic sustainable energy paradigm”

At the same time, energy climbs to the podium of “elementary services” reaching out to water. This rank is formalized by its status of millennium development objective in 2000, then consolidated by its recognition of “essential service” at the Johannesburg summit in 2002 (Botton, 2006) and, more recently, as a sustainable development goal in 2015. This recognition of energy as a condition for development foreshadows what Sovacool calls the “holistic sustainable energy paradigm” (Sovacool, 2012), which can be dated back to the early 2000s. This paradigm recognizes that the vision of a decentralized rural electrification sector, almost exclusively private, is unrealistic given the limited profitability of expensive systems intended for customers with poor payment capacities. Communities’ participation, “type II” partnerships between national governments, NGOs, the private sector and international organizations[2] (Andonova & Levy, 2003) are supposed to solve the challenges that the private sector has not overcome as a lone ranger (Kruckenberg, 2015), in particular through productive uses of energy and by strengthening the water-energy-food link (“WEF nexus”, Hoff, 2011). In parallel, solar is taking the lead within renewable energies thanks to faster decreasing production costs than those of its hydro-electric competitor as well as its malleability, ensuring a deployment in most geographies and contexts, unlike wind and water-related energies.

Three paradigm of energy development (Sovacool, 2012)
Sovacool, Benjamin K. « Design principles for renewable energy programs in developing countries ». Energy & Environmental Science 5, no 11 (2012): 9157 62.

Ten years later, however, many challenges remain: solar systems, whether solar lamps, residential systems (SHS for Solar Home System) or solar mini-grid struggle to last in time and achieve economic viability  (André-Bataille et al., 2020; Berthélemy & Maurel, 2021; Cross & Murray, 2018; Dávalos & Herrera, 2019; Feron et al., 2016)[3]. Technological innovations for remote payments, control and monitoring of solar installations, coupled with cost clustering, are now heralded as the new El Dorado for the longevity and viability of solar systems[4]. This rapid mixing of the different phases of the decentralized rural electrification sector sheds light on the trial and error process to create sustainable models of electrification for rural populations, with shifting roles for the private, public and civil society sectors.

In the next blog, we will come back to this concept of “sustainability”.


[1] ESMAP (Energy Sector Management Assistance Program) is a technical assistance program of the World Bank on energy issues in emerging countries. Its reports are well-recognized in the sector.

[2] “Type II” partnerships were promoted at the Johannesburg summit in 2002 to complement “type I” partnerships between governments (Andonova & Levy, 2003).

[3] The figures, admittedly disparate, collected by these authors, question the sustainability of access to electricity: 34% of off-grid systems are reported as inoperative in Peru by Ferón, almost 20% of solar products are said to have ceased to function after 18 months in Kenya according to Murray and Cross, 90% of the systems stopped functioning after ten years in Bolivia according to Dávalos & Herrera while 50% of the mini-grids would have failed according to the estimates from Berthelemy and Maurel. Disconnection rates of up to half of the users of certain mini-grids in Madagascar are also reported (André-Bataille et al., 2020; Cholez & Trompette, 2019).

[4] “The typical third-generation mini grid is grid-interconnection ready; uses remote management systems, prepay smart meters, and the latest solar-hybrid technologies; and incorporates energy-efficient appliances for productive uses of electricity into its business model. ”(ESMAP), 2019).

Retour historique sur les mini-réseaux pour l’électrification rurale décentralisée

Comment a évolué l'électrification rurale décentralisée dans les pays du Sud ? Dans ce blog, je résume ce qui a été décrit par plusieurs auteurs comme les trois paradigmes du développement énergétique.

1970’s – 1990’s: le “paradigme des donateurs”

Si l’on peut faire remonter l’usage de mini-réseaux pour l’électrification à la fin du 19ème siècle, (ESMAP, 2019), c’est à partir des années 1970 qu’ils s’imposent comme une alternative porteuse pour électrifier les populations rurales dans les pays émergents. Conçus à petite échelle, souvent basés sur des énergies renouvelables, les mini-réseaux se multiplient dans les décennies 70 et 80 à l’initiative de financements externes tels que des projets pilotes portés par des Organisation Non Gouvernementales (ONGs) (ESMAP, 2019; Martinot et al., 2002).

1990’s – 2000’s: le “paradigme des approches de marché”

A ce « paradigme des donateurs » que décrit Martinot succèdent, dans les années 1990, des approches de marché (« market-oriented » paradigm) dans un contexte d’ajustements structurels, de réduction des investissements dans le secteur social et de privatisation des secteurs de l’énergie. Ce revirement est justifié par les performances mitigées de mini-réseaux jugés coûteux, mal entretenus car « parachutés » par les pays du Nord dans les pays du Sud sans recherche d’appropriation locale (Kruckenberg, 2015; Martinot et al., 2002). Dans les années 90, les institutions de Bretton Woods et en particulier la Banque Mondiale (Cook, 2011) plaident pour l’entrée des acteurs privés sur le secteur de l’électrification rurale afin d’à la fois réduire les coûts, fournir des services de meilleure qualité et de favoriser un effet de levier financier (Massé et al., 2010), avec un rôle limité de la puissance publique. Cette citation d’un rapport de l’ESMAP[1], organisme rattaché à la Banque Mondiale, illustre l’atmosphère de cette décennie : « le rôle optimal du gouvernement dans le photovoltaïque commercial est un engagement aussi minimal que possible »[2]. L’Etat doit ainsi se cantonner aux populations les plus pauvres, écartées des schémas marchands du fait de leurs revenus trop faibles, et à l’amélioration de l’information et des cadres régulatoires pour faciliter la rentabilité du secteur privé (Foley, 1995).

2000’s – aujourd’hui: le « paradigme de l’énergie durable holistique »

En parallèle, l’énergie se hisse sur le podium des « services élémentaires » au même titre que l’eau, une place officialisée par son incorporation comme objectif du millénaire pour le développement en 2000, puis consolidée par son statut de « service essentiel » au sommet de Johannesburg de 2002 (Botton, 2006) et, plus récemment, comme objectif du développement durable en 2015. Cette reconnaissance de l’énergie comme condition du développement préfigure ce que Sovacool nomme le « paradigme de l’énergie durable holistique » (Holistic ‘sustainable energy paradigm’ (Sovacool, 2012)), dont il date l’apparition au début des années 2000. Ce paradigme reconnaît que la vision d’un secteur de l’électrification rurale décentralisée, quasiment exclusivement privé, est peu réaliste au vu de la rentabilité limitée de systèmes coûteux à destination de clients aux faibles capacités de paiement. La participation de la population, les partenariats de « type II » entre gouvernements nationaux, ONGs, le secteur privé et les organisations internationales[3] (Andonova & Levy, 2003) doivent  résoudre les défis que le secteur privé n’est pas parvenu à surmonter en faisant cavalier seul (Kruckenberg, 2015), notamment en couplant l’énergie avec des usages productifs et en renforçant le lien eau-énergie-alimentation (« WEF nexus » pour Water-Energie-Food (Hoff, 2011)). En parallèle, le solaire s’impose avec des coûts de revient qui baissent plus rapidement que ceux de son concurrent hydro-électrique ainsi qu’une malléabilité assurant son déploiement dans de nombreuses géographies et contextes, au contraire des énergies éoliennes et hydriques.

Extrait de Sovacool, Benjamin K. « Design principles for renewable energy programs in developing countries ». Energy & Environmental Science 5, no 11 (2012): 9157‑62.

Dix ans plus tard, cependant, de nombreux défis demeurent : les systèmes solaires, que ce soit les lampes solaires, les systèmes domiciliaires (SHS pour Solar Home System) ou les mini-réseaux solaires peinent à atteindre une viabilité économique et à durer dans le temps (André-Bataille et al., 2020; Berthélemy & Maurel, 2021; Cross & Murray, 2018; Dávalos & Herrera, 2019; Feron et al., 2016)[4]. Les innovations technologiques pour des paiements, contrôle et suivi à distance des installations solaires, couplées à une mutualisation des coûts, sont à présent annoncées comme le nouvel eldorado pour la pérennité et la viabilité des systèmes solaires[5]. Ce brassage rapide des différentes phases du secteur de l’électrification rurale décentralisée éclaire les tâtonnements pour créer des modèles d’électrification pérennes pour les populations rurales, avec des rôles mouvants pour les secteurs privés, publics et de la société civile.

Dans le prochain blog, nous reviendrons sur le concept de “pérennité”.


[1] L’ESMAP (Energy Sector Management Assistance Program) est un programme d’assistance technique de la Banque Mondiale sur les questions d’énergie dans les pays émergents. Ses rapports font autorité dans le secteur.

[2] Traduction propre.

[3] Les partenariats de « type II » sont promus lors du sommet de Johannesburg de 2002 pour compléter les partenariats de « type I » entre gouvernements (Andonova & Levy, 2003).

[4] Les chiffres, certes disparates, collectés par ces auteurs, interrogent sur la pérennité de l’accès à l’électricité : 34% de systèmes hors-réseaux sont rapportés comme inopérants au Pérou par Ferón, presque 20% des produits solaires auraient cessé de fonctionner après 18 mois au Kenya selon Murray et Cross contre 90% des systèmes après dix ans en Bolivie selon Dávalos & Herrera tandis que 50% des mini-réseaux auraient échoué d’après les estimations de Berthelemy et Maurel. Des taux de déconnection pouvant atteindre la moitié des usagers de certains mini-réseaux à Madagascar sont aussi recensés (André-Bataille et al., 2020; Cholez & Trompette, 2019).

[5] Le dernier rapport de l’ESMAP parle ainsi de « mini-réseaux de 3ème génération» : « Le mini-réseau typique de troisième génération est prêt pour l’interconnexion au réseau ; utilise des systèmes de gestion à distance, des compteurs intelligents à prépaiement et les dernières technologies hybrides solaires ; et intègre des appareils économes en énergie pour des utilisations productives de l’électricité dans son modèle d’entreprise» (ESMAP), 2019).

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About this blog

This research blog focuses on sustainability issues in the Global South. Sustainability is understood here not only as “sustainable development” but also in its temporal scale: how do so-called “sustainable” projects evolve over time? How do “sustainable” technical solutions maintain relationships with their environment, through complex and evolving socio-technical and economic networks? Research topics and approaches include social anthropology and development, sociology of innovation, maintenance and care studies, organizational theory.

This blog primarily summarizes findings from my PhD research on access to electricity’s longevity in Kenya, Nigeria, Senegal and Peru. It is also a space for broader discussions on science and technology sociology for sustainable development. As such, readers come not only from the Academia but also from institutions who decide and set in motion this “sustainability”.

In particular, this blog is a way to share back my research to all those who are contributing to its results, through formal and informal discussions… Please let me thank you again for your time and passion!

About me

Previously project manager and specialist in monitoring and evaluation of appropriate technologies for urban and rural populations in Latin America, Asia and Africa, I have worked for the last ten years on energy, water and sanitation, disaster risk management issues, with a particular interest on durability, sustainability and post-project evaluations.

The question that has driven me for several years is the following: what happens to development projects after the withdrawal of external support?

That is why at the end of 2020, I started a PhD to understand the sustainability of solar mini-grids in Africa and Latin America. I am studying how their conditions of governance, maintenance and their business models evolve in time. My thesis is being carried out at the University of Grenoble, under the supervision of Pascale Trompette and Sandrine Mathy (PACTE and GAEL lab), and in collaboration with Schneider Electric (Nicolas Plain, Emilienne Lepoutre and Olivier Jacquet).

However, I remain solely responsible for the opinions expressed here, as well as any potential errors and inaccuracies that may have crept into this blog!

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Emilie ETIENNE

emilie.etienne@umrpacte.fr 

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