Modelling the national electricity system of Rwanda : Contribution to the achievement of Sustainable Development Goal 7

För att ett samhälle ska utvecklas på ett modernt och framgångsrikt sätt är elektricitet en grundläggande faktor. Tillgång till elektricitet förhöjer levnadsstandarden för befolkningen genom att generera positiva synergieffekter såsom att fler utbildar sig, ekonomisk tillväxt och stabilitet, förbättrad välfärd och internationella samarbeten. När den globala populationstillväxten och användningen av elektricitet ökar blir det av ännu större betydelse att andelen förnyelsebara bränslen i energimixen blir större för att inte påskynda den negativa klimatförändringen. Rwanda är ett litet, kustlöst land i Östafrika med ambitiösa planer om att förse sin befolkning, om 11.9 miljoner, med elektricitet år 2024 och att bli en ekonomi med låga koldioxidutsläpp. Idag har endast 41% av befolkningen tillgång till elektricitet, där 30% är uppkopplade till det nationella elnätet och 11% förses med elektricitet från fristående ellösningar eller mikronät. Rwanda arbetar med nationella policys såsom Vision 2020, Energy Sector Strategic Plan and National Energy policy för att uppnå sina nationella mål. Dessa strategier inkluderar också Förenta Nationernas globala mål och andra internationella åtaganden. Rwanda är också medlem i det gränsöverskridande samarbetet Eastern African Power Pool, vilket kommer förbättra deras framtida möjligheter för handel med elektricitet med sina grannländer. Denna studie syftar till att analysera den nationella elsektorn i Rwanda, både det nuvarande läget och framtida prognoser, för att bidra till landets arbete mot det Globala Målet 7 - Hållbar energi för alla. Ett övergripande mål med studien är att finna en fördelaktig energimix för Rwandas samhälle, miljö och ekonomi. Målsättningen är att samla in data om elsystemet och nationella policys genom en fältstudie i Kigali. Insamlad data sammanställs sedan och sju scenario modelleras genom att använda verktyget OSeMOSYS via gränssnittet MoManI. Scenarierna speglar Rwandas arbete med nationella policys, potentiell export samt hur energimixen påverkas när priset på fotovoltaik reduceras. Resultatet påvisar vattenkraftens betydande roll i Rwandas elsystem och hur den i majoriteten av scenarierna utgör den största andelen av energimixen. De exportscenarios som är kombinerade med nationella policys genererar en högre total systemkostnad medan de med enbart export antingen genererar motsvarande utfall som i grundscenariot eller aningen lägre total systemkostnad. I fyra av sju scenarier får befolkningen tillgång till elektricitet år 2024 och mål 7 uppnås. Baserat på denna studie behöver Rwanda begränsa sina koldioxidutsläpp, investera mer i förnyelsebara energikällor och expandera sitt nationella elnät samt förse befolkningen på landsbygden med fristående ellösningar eller mikronät för att nå mål 7.For a society to function in a modern and prosperous way, electricity is a fundamental necessity. Access to electricity enhances the living standard of the population by generating positive synergies such as more people proceeding in education, economic growth and stability, improved welfare and collaborations with other nations. As the global population grows and the use of electricity increases, it is of great importance to increase the share of renewable energy resources in the energy mix to decelerate the climate change altered by greenhouse gas emissions. Rwanda is a small, landlocked country in East Africa with ambitious plans to electrify its full population of about 11.9 million by 2024 and to become a low-carbon economy. Today merely 41% of the population has access to basic electricity, where 30% are connected to the national grid and 11% are electrified by off-grid solutions. Rwanda is working with national strategies such as Vision 2020, Energy Sector Strategic Plan and National Energy policy to achieve their goals. These policies comprise, among others, United Nations’ Sustainable Development Goals and their Intended Nationally Determined Contributions. Rwanda is also a member of the Eastern African Power Pool, which enhances their future possibilities of expanded collaboration with neighbouring countries in terms of electricity trading. This study aims to analyse the national electricity sector of Rwanda, both the current state and future outlooks, to contribute to their achievement of the Sustainable Development Goal 7 - Affordable and Clean Energy for All (SDG 7). The overall aim of the study is to find an energy mix which benefit Rwanda’s society, environment and economy. The objective of the thesis is to collect data about Rwanda’s electricity system and national policies through a field study in Kigali. The collected data is then compiled, and seven scenarios are modelled by using the tool OSeMOSYS through MoManI. The scenarios portray Rwanda’s work with national policies, potential exports and how the energy mix is affected when the price for photovoltaic decreases. The results show the importance of hydropower in Rwanda’s electrification system and how it in the majority of the scenarios constitutes for the largest share in the energy mix. The exports scenarios combined with national policies have a higher total system cost while scenarios with merely exports have either the same total system cost as the business as usual scenario or a bit lower. In four out of seven scenarios electricity access for all inhabitants is ensured by 2024 and SDG 7 is achieved. Based on this study, Rwanda needs to limit their national emissions, invest in more renewables and expand the national grid as well as providing rural areas with off-grid solutions to achieve SDG 7