Tecnología Fotovoltaica y Electrificación Rural en los Países en Vías de Desarrollo: la Dimensión Socioeconómica
| Autor | Juan Carlos Císcar |
| Cargo | IPTS |
Asunto: Las tecnologías de energías renovables pueden desempeñar un papel clave en la mejora de los modos de vida de la población rural y en el fomento de actividades productivas cuando se cumplen determinadas condiciones.
Relevancia: La electrificación rural constituye un segmento de mercado con un gran potencial para la tecnología fotovoltaica en los países en vías de desarrollo. Los beneficios socioeconómicos y medioambientales de estas aplicaciones, así como la existencia de fallos de mercado, pueden justificar una intervención pública para fomentar la difusión de esta tecnología en los países en vías de desarrollo. La Unión Europea pretende desempeñar un papel líder en este proceso en varias áreas geográficas, como es el caso de los países del sur del Mediterráneo.
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Análisis:
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Introducción
Actualmente hay dos mil millones de personas que no disponen de electricidad, la mayoría de ellas viven en áreas rurales de países en vías de desarrollo. Ciertamente, tal y como apunta el Banco Mundial, esta falta de acceso a la energía en zonas rurales es ante todo una manifestación de pobreza (Banco Mundial, 1996), situación que está asimismo estrechamente relacionada con problemas importantes en los países pobres, como son el subdesarrollo y el agotamiento de sus recursos naturales. En este contexto, se están llevando a cabo programas de electrificación rural en estos países con el fin de estimular su desarrollo económico. Según estimaciones del Banco Mundial, a lo largo de los últimos veinticinco años se ha proporcionado acceso a la electricidad a 800 millones de personas que habitan en zonas rurales de países en vías de desarrollo.
Existen en general tres opciones para electrificar áreas rurales. La primera es la electrificación centralizada, que consiste en extender hacia las zonas rurales la red de electricidad nacional. Otra opción son las redes locales descentralizadas alimentadas, por ejemplo, por motores diesel o por pequeñas centrales hidráulicas. La tercera opción es la electrificación sin redes, que incluye sistemas de implantación individual como los Sistemas Solares Domésticos (SSD).
Un SSD puede definirse como un sistema que proporciona energía a una única vivienda. Cada SSD está formado por un panel solar fotovoltaico, una batería recargable para el almacenamiento de energía, un controlador de la carga de la batería, una o más bombillas y otros electrodomésticos de bajo consumo energético. Una característica clave de un SSD es que proporciona un suministro de energía bastante reducido, dado que normalmente su dimensión se encuentra en un intervalo de 10-100 Wp (vatios pico). En consecuencia, sólo suministra energía para usos domésticos básicos, tales como servicios de iluminación y de tipo audiovisual (radio/TV)1.
Hasta ahora la mayor parte de los proyectos de electrificación rural se han llevado a cabo mediante sistemas centralizados y mediante redes locales descentralizadas. Sin embargo para el caso de usos de electricidad a pequeña escala, y gracias a los grandes esfuerzos de inversión en el pasado en I+D, la tecnología fotovoltaica está empezando a ser comercialmente competitiva en términos de coste frente al resto de opciones de electrificación rural. Además, el hecho de que sea una tecnología limpia desde el punto de vista medioambiental redunda en un beneficio importante para el medio ambiente, dado que los SSD no contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, hoy en día los SSD tienen una tasa de penetración de mercado muy baja. Esto puede explicarse por la existencia de ciertas barreras a su mayor difusión, en especial falta de crédito y mecanismos de distribución insuficientes.
Este artículo se centra en los SSD y contiene cinco secciones, incluyendo la introducción. La segunda sección analiza las perspectivas futuras del mercado de SSD . En la tercera sección se discuten los principales fallos de mercado para la ejecución de proyectos de electrificación rural. En la sección cuarta, se revisa la evidencia empírica reciente relativa a los efectos socioeconómicos de los proyectos de electrificación rural. La sección quinta destaca las conclusiones principales del análisis previo.
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Las perspectivas de mercado de los Sistemas Solares Domésticos
Actualmente, la difusión de la tecnología fotovoltaica está aumentando y, en especial, resulta prometedor el mercado potencial de los SSD para las próximas décadas. Durante el período 1990-1994, los SSD han supuesto el 15% de las ventas totales de módulos fotovoltaicos en el mundo y en 2010 este segmento de mercado será previsiblemente el más importante, absorbiendo aproximadamente la cuarta parte de las ventas totales (véase Comisión Europea, 1996). Asimismo, el número de SSD instalados es, actualmente, de más de 500.000 y anualmente se instalan alrededor de 80.000 nuevos sistemas, la mayor parte en países en vías de desarrollo. Es interesante señalar que el Banco Mundial ha aprobado recientemente un préstamo así como una subvención del Global Environmental Facility (GEF) para un proyecto de electrificación rural en Indonesia, que consiste en la instalación, sobre una base comercial, de 200.000 SSD (véase Cuadro 1).
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Cuadro 1: El proyecto de Sistema Solar Doméstico de Indonesia
En enero de 1997 el Banco Mundial aprobó un préstamo de 20 millones US$ y una subvención del Global Environmental Facility (GEF) de 24,3 millones US$ para un proyecto de Sistemas Solares Domésticos (SSD) en Indonesia. Este es el primer gran proyecto del Banco Mundial para electrificación rural descentralizada fotovoltaica hasta la fecha. El proyecto tiene las siguientes características:
-Coste del proyecto. El coste total estimado del proyecto es de 118,1 millones US$. El 72% de los costes totales son importaciones, principalmente los paneles fotovoltaicos solares.
-Participación del sector privado. El sector privado ejecuta y comercializa totalmente el proyecto. El único subsidio es la subvención del GEF.
-Esquema de Financiación. Los SSD tienen que ser pagados completamente por los usuarios rurales. El sistema de pago se basa en un pago inicial de 75 a 100 US$ y un pago mensual de 10 US$.
-Características de los SSD. El proyecto consiste en la instalación y venta de 200.000 SSD durante un período de cinco años. Aproximadamente un millón de indonesios se beneficiarán directamente del proyecto. Las dimensiones del proyecto completo son 10 MWp. Cada SSD tiene 50 Wp y proporcionará 15 kWh/mes por hogar.
-Coste de reducción por tonelada de CO2. Se estima que el proyecto de SSD conducirá a una reducción de aproximadamente 2,2 millones de toneladas de CO2. Esto supone un coste de reducción de aproximadamente 11 a 18 US$ por tonelada de CO2.
-Tasa interna de retorno. La tasa interna de retorno es del 39%. Sin la subvención GEF esta tasa cae hasta el 12%.
-Especificaciones técnicas. Todas las unidades de SSD deben satisfacer especificaciones técnicas estrictas.
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La fuerza impulsora de la competitividad creciente de los SSD en zonas rurales, cuando se compara con otras opciones de electrificación, radica en su menor coste económico. Los SSD fotovoltaicos pueden ser la opción de menor coste si se cumplen dos condiciones: población dispersa y baja demanda de energía2. De hecho, en las áreas rurales la densidad de población y el nivel de consumo eléctrico son generalmente muy bajos. Esto hace económicamente viable la elección de SSD para la electrificación rural.
Otro punto interesante es el hecho de que un SSD puede ser incluso más barato que las fuentes de energía tradicional del mundo rural, que son el queroseno y las baterías de automóvil. La Tabla 1 compara los costes de un SSD con los de las fuentes de energía tradicional, empleando datos de Indonesia (Cabraal et al., 1996). Se consideran dos niveles de consumo de energía. El primero es equivalente a aproximadamente 15 kWh/mes por familia, mientras que el segundo corresponde a dos veces la cantidad previa. Para ambos casos, la opción de un SSD es más barata que la tradicional.
Por consiguiente, podemos concluir que los SSD pueden ser la opción de menor coste cuando la demanda de electricidad doméstica es baja y cuando los hogares están situados en áreas dispersas. Este hecho, junto con las ventajas medioambientales de esta tecnología, mejora las perspectivas -y la conveniencia- de la penetración en el mercado de los SSD en los países en vías de desarrollo a lo largo de las próximas décadas.
Tabla 1: Costes de la energía solar frente a la energía tradicional en Indonesia
Servicio Diario Proporcionado
Sistema Solar Doméstico (coste mensual en US$ de 1993)
Queroseno y baterías de automóvil (coste mensual en US$ de 1993)
Iluminación directa: 6 horas Otras cargas: 60 Wh
8,25 9,25 Iluminación general: 12 horas Iluminación directa: 14 horas Otras cargas: 60 Wh
13,75 19,25 Nota: Los costes de cada alternativa se han calculado en términos nivelados, los cuales se basan en flujos de costes descontados para un período de 25 años incluyendo los costes de capital, funcionamiento, mantenimiento, renovación y sustitución.
Fuente: Cabraal et al., 1996.
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Fallos de mercado y posibilidad de intervención pública
A pesar de las ventajas de los SSD como medio de electrificación de las áreas rurales, existen varias barreras importantes que impiden que estos sistemas se implanten más en los países en vías de desarrollo. Algunos de estos obstáculos, que pueden denominarse fallos de mercado, podrían justificar la intervención pública con el fin de favorecer una mayor difusión comercial de los SSD.
La primera barrera clave se refiere a la posibilidad de hacer frente al coste de la electricidad por parte de los consumidores rurales. En la actualidad se estima que hay 300-400 millones de hogares sin electricidad en los países en vías de desarrollo, de los que el 10% puede permitirse un SSD, es decir, 30-40 millones de hogares. Este porcentaje podría elevarse hasta el 25-50% si se estableciesen mecanismos de crédito y de distribución adecuados. Ello está estrechamente relacionado con el hecho de que el SSD sea financiado principalmente por el gobierno (mediante subsidios) o por los consumidores (sobre una base comercial). El Banco Mundial ha señalado que los programas de electrificación doméstica con sistemas fotovoltaicos deberían ser pagados completamente por los consumidores rurales, es decir, sus pagos deben garantizar la recuperación total de los costes de capital y de mantenimiento. Las subvenciones y subsidios se emplearían solamente para actividades que fomenten el desarrollo del mercado de SSD, incluyendo la formación, promoción y diseño del proyecto, el estudio de factibilidad, la fijación y cumplimiento de normas de calidad, y el control y establecimiento de infraestructura (Cabraal et al., 1996). Esta visión es similar a las recomendaciones del Seminario de Marrakech en 1995, donde equipos de expertos de veinte países discutieron, junto con especialistas de organizaciones internacionales, las perspectivas de un cambio de escala en la electrificación rural descentralizada3.
Además, es interesante destacar que en la mayor parte de las comunidades donde se han instalado equipos fotovoltaicos sobre una base comercial, la población objetivo del proyecto es generalmente la más acomodada, como es el caso del proyecto de SSD del Banco Mundial en Indonesia.
Una segunda barrera la constituye el acceso al crédito, ya que la instalación de un SSD implica una decisión de inversión que absorbe de antemano la cantidad de dinero a pagar por el consumo de energía correspondiente a un período de aproximadamente 15-20 años. Esto representa una aportación enorme de recursos para las poblaciones rurales. Asimismo, si tenemos en cuenta que los clientes rurales generalmente sólo pueden obtener créditos a corto plazo, es probable que la mayoría de ellos no puedan acceder a los SSD. Aquí puede haber campo para la intervención pública, dado que si las organizaciones internacionales conceden crédito financiero, ello puede catalizar la participación de los bancos privados del país correspondiente.
Una manera de resolver el problema de la financiación podría ser lo que se conoce como esquema de Ejecución Conjunta (Joint Implementation), mecanismo cooperativo internacional que pretende promover procedimientos que reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero. Bajo este esquema, los países invierten en la reducción de emisiones en otro país, si esto es menos costoso que hacerlo en el suyo propio, y de este modo reciben un registro por la reducción resultante (véase Hendriks et al., The IPTS Report, Octubre 1997). Actualmente está en marcha un proyecto piloto de Ejecución Conjunta de electrificación rural solar en Honduras.
Aunque generalmente se destaca la barrera del crédito como el principal obstáculo para la ejecución de grandes programas de electrificación fotovoltaica, la falta de mecanismos de distribución adecuados (es decir, la instalación del equipo y su mantenimiento durante el período de vida del sistema) también explica en gran medida la escasa difusión comercial de los SSD en áreas rurales. En efecto, al no existir apenas canales de suministro, comercialización y distribución, resulta muy difícil instalar y mantener con éxito el SSD en pueblos muy dispersos, durante el largo período de vida de los SSD. De nuevo puede justificarse aquí la intervención del sector público con el fin de superar estos problemas de comercialización-distribución. En este sentido, ha habido una propuesta reciente para crear la Solar Development Corporation (SDC) con el objetivo principal de estimular el mercado de SSD en los países en desarrollo a través de canales del sector privado (véase Cuadro 2).
Finalmente, la falta de un mantenimiento adecuado y el uso incorrecto de los SSD parecen explicar el fracaso de muchos proyectos de SSD en el pasado. Por consiguiente, es esencial formar a los usuarios y garantizar un cierto nivel de normas técnicas de los SSD. Además, la determinación y cumplimiento obligatorio de dichas normas es, por supuesto, un requisito que los bancos exigen a la hora de conceder créditos. Existen agencias gubernamentales que establecen especificaciones técnicas para los diferentes componentes de los SSD.
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Cuadro 2. La Corporación de Desarrollo Solar (Solar Development Corporation)
El Banco Mundial y algunas fundaciones privadas americanas han propuesto recientemente la creación de la Corporación de Desarrollo Solar (Solar Development Corporation, SDC), cuyo objetivo principal será aumentar en gran medida la penetración comercial en el mercado de la electrificación solar rural en los países en vías de desarrollo. En particular, la SDC contribuirá al desarrollo y financiación de un mercado comercial para empresarios, empresas, instituciones financieras y otros agentes privados que están implicados en el proceso de ejecución de un proyecto de SSD. Este proceso incluye la distribución, venta, leasing-alquiler y financiación de los sistemas.
La capitalización inicial de SDC será alrededor de 50 millones US$. Después de un período de arranque se supone que la SDC será autosuficiente financieramente y proporcionará 100 millones US$/año de financiación para proyectos de electrificación fotovoltaica.
Al principio, la SDC establecerá operaciones en tres regiones: Sudeste de Asia, Africa y América Latina; en estas regiones existe un importante potencial de mercado para la generación de electricidad utilizando tecnología fotovoltaica.
En junio de 1997 se constituyó un consorcio multinacional de asesores comerciales, dirigido por Coopers & Lybrand e IT Power. En noviembre de 1997 el mismo expondrá sus conclusiones relativas al potencial actual de la SDC y, caso de que sea viable, el plan comercial para un período inicial de tres años.
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Efectos socioeconómicos de la electrificación rural
Uno de los objetivos fundamentales de los programas de electrificación rural en los países en vías de desarrollo es estimular el desarrollo rural4, lo que, ciertamente, es un objetivo muy ambicioso. El fundamento teórico para esta relación positiva entre electrificación y desarrollo es el siguiente: ya que la energía constituye un recurso indispensable para las necesidades humanas esenciales, como sucede en los países desarrollados, suministrar electricidad a las áreas rurales podría ser un motor para el crecimiento rural.
Desde un punto de vista teórico, un proyecto de electrificación rural puede tener dos clases principales de efectos. En primer lugar, puede producir efectos positivos sobre las condiciones de vida de la población local. La electricidad, o en términos más generales, la energía, es un recurso fundamental para lograr condiciones de vida mínimas en las áreas rurales, tanto en los hogares como en la comunidad. Estos estándares de vida incluyen la iluminación (la lectura y la cocina, por ejemplo), la educación (lectura), la salud (refrigeradores para almacenamiento de alimentos y vacunas), el ocio (servicios audiovisuales) y otros servicios comunitarios (la iluminación de los centros religiosos, por ejemplo). La falta de electricidad puede impedir a la gente utilizar o tener acceso a estos bienes y servicios esenciales.
En segundo lugar, el proyecto de electrificación puede afectar a los ingresos de la comunidad local si estimula actividades productivas. En las áreas rurales estas actividades incluyen principalmente la agricultura (por ejemplo un sistema de riego con energía fotovoltaica), la ganadería y pequeñas industrias (por ejemplo, artesanía). Más energía puede aumentar el nivel de renta, elevando la productividad del trabajo.
No obstante, la evidencia empírica respecto a la relación entre electrificación rural y desarrollo es un tema más bien controvertido. Hay dos clases de evidencia empírica, la primera con sistemas descentralizados y la segunda con sistemas centralizados.
En relación a los sistemas descentralizados, la Unidad de Energía Alternativa de Asia (ASTAE) del Banco Mundial, ha realizado recientemente una serie de evaluaciones ex-post de proyectos de electrificación de hogares con tecnología fotovoltaica en cuatro países (Sri Lanka, Indonesia, República Dominicana y Filipinas). Las principales conclusiones relativas al impacto sobre el desarrollo son las siguientes. En primer lugar, los proyectos de electrificación rural han tenido un impacto positivo sobre las condiciones de vida. Los usos más comunes de la electricidad fotovoltaica son mejores servicios audiovisuales y mejor iluminación. Con anterioridad al proyecto fotovoltaico estos servicios los proporcionaban las lámparas de queroseno (con los peligros de fuego y para la salud) y las baterías de automóviles (costosas y consumidoras de tiempo al tener que trasladarlas para recargarlas).
En segundo lugar, los grupos más favorecidos por estas mejoras son las mujeres y los niños. Las mujeres disfrutan de más flexibilidad en su elección ocio-trabajo: tienen más tiempo disponible para hacer sus tareas domésticas, y así, por ejemplo, pueden coser y cocinar por las noches, en lugar de levantarse muy temprano por la mañana, o trabajar menos tiempo en el exterior. Además, las mujeres tienen más tiempo para obtener ingresos, por ejemplo, con actividades agrícolas o de labranza. Los niños tienen mejor luz para estudiar y hacer sus tareas en casa, lo que ciertamente tiene un efecto positivo sobre la calidad de la educación que reciben.
Por último, no obstante, no hay pruebas de que se produzca un impacto significativo sobre las actividades que generan ingresos. Esto es bastante lógico, naturalmente, porque los SSD se proyectan para proporcionar electricidad a hogares y no a empresas que requieren factores de carga elevados. Un caso conocido de impacto sobre los ingresos es el de la República Dominicana, donde algunas tiendas han registrado un aumento en sus ventas debido a un mayor tiempo de apertura durante las tardes.
Por otra parte, en lo que respecta a la evidencia empírica de los proyectos de electrificación rural centralizada, hay otro estudio del Banco Mundial que analiza proyectos en Asia (véase Banco Mundial, 1995). Este estudio revisa la experiencia internacional del Banco Mundial en diez países en el terreno de la electrificación rural, principalmente mediante la extensión de la red. Su principal conclusión es que la electrificación rural no ha estimulado, por sí misma, el desarrollo. El informe destaca que la disponibilidad de electricidad es una condición necesaria, pero no suficiente, para el desarrollo. Para que estos proyectos de electrificación sean un motor del crecimiento rural deben cumplirse también otras condiciones. En este sentido el sector agrícola desempeña un papel clave. El Banco Mundial señala que la electrificación rural ha favorecido el crecimiento cuando ha sido inducida por un sector agrícola dinámico.
En este contexto, la provisión de electricidad desempeña un papel en el desarrollo rural dentro de un enfoque integrado del problema del desarrollo. Este enfoque tendría que tener en cuenta que la resolución del problema del subdesarrollo es una cuestión compleja y formidable. Implica como mínimo considerar las infraestructuras básicas requeridas por la comunidad y, además, implantar medidas tendentes a estimular el sector agrícola. Pero este análisis supera el ámbito de este artículo.
La conclusión empírica es que, cuando el nivel de desarrollo es bajo, la electrificación rural permite sólo una mejora en el desarrollo a través de la elevación de la calidad de vida, pero no conduce necesariamente a la estimulación de actividades generadoras de ingresos. Parece que la electricidad puede desempeñar un papel en el desarrollo si hay actividades productivas que la demandan. La electricidad por sí misma no crea esas actividades productivas.
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Conclusiones
Existe un potencial de mercado creciente para los SSD en los países en vías de desarrollo, ya que es la opción menos costosa para la electrificación rural en numerosas áreas donde la población está dispersa y la demanda de electricidad es baja. Sin embargo, la penetración en el mercado de los SSD es actualmente muy baja, incluso para familias rurales de ingresos medios y altos que generalmente pueden permitirse un SSD. Esto puede explicarse principalmente por la falta de acceso a créditos y de adecuados mecanismos de distribución y comercialización en las zonas rurales. En este sentido, existe campo para la intervención pública con el fin de mejorar el mercado para la implantación privada de programas fotovoltaicos, pero no para sustituirlo.
En lo que se refiere a los efectos socioeconómicos de los proyectos de electrificación rural, aunque mejoran las condiciones de vida de la población local, esto no significa necesariamente que el problema de la pobreza quede resuelto. La mayoría de las evaluaciones ex-post de los proyectos en marcha concluyen que la electrificación de casas en áreas rurales no estimula el crecimiento, es decir, un aumento continuo y sostenido de los ingresos. Este parece un mensaje sombrío.
Sin embargo, sigue habiendo posibilidades reales de mejorar las condiciones de vida de las poblaciones rurales en los países en desarrollo mediante programas de electrificación, incluyendo a los menos acomodados, y especialmente a las mujeres y los niños. Pero proporcionar electricidad a los más necesitados no es quizá la mejor estrategia para mejorar su nivel de vida si otras necesidades muy básicas no están cubiertas, por ejemplo, agua, estándares de salud mínimos, accesos por carretera, educación, etc. La mejor estrategia para hacer frente a los problemas locales es tomar en consideración las realidades locales y permitir que la gente muestre sus preferencias.
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Palabras clave
tecnología fotovoltaica; electrificación rural; sistemas solares domésticos; análisis de evaluación socioeconómica; países en vías de desarrollo.
Referencias
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Cabraal A., Cosgrove-Davies, M. y Shatter L. Best Practices for Photovoltaic Household Electrification Programs, Lessons from Experiences in Selected Countries. World Bank Technical Paper número 324. Banco Mundial. 1996.
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Hendriks, C., Zwick, A., Soria, A. and Peeters, F. Joint Implementation from a European Perspective. The IPTS Report, 18. 1997.
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Notas
1- El tamaño del SSD, en términos Wp, depende de las preferencias de la población rural por los bienes que requieren energía para su uso, así como de su nivel de renta. Por ejemplo, en algunos proyectos de electrificación rural SSD de 50 Wp han resultado insuficientes porque mucha gente que podía permitirse un equipo de TV en color no ha podido disfrutar de ello. Esta es la razón por la que es fundamental evaluar las preferencias y nivel de renta de los hogares rurales (mediante cuestionarios in situ) antes de ejecutar un proyecto de electrificación.
2- Estas condiciones deben cumplirse durante el ciclo de vida del SSD. En especial, el SSD representa la opción de menor coste en tanto en cuanto la demanda de electricidad no aumente demasiado conforme mejora la calidad de vida de la población rural. En este sentido, la previsión de la demanda de electricidad es una parte esencial en cualquier proyecto de electrificación.
3- Este seminario, realizado en Marrakech, fue organizado por un comité internacional que incluía representantes de Francia, Marruecos, Alemania, España, la Comisión Europea, el Programa de Desarrollo de las Naciones Unidas (UNDP) y el Instituto de Energía de Países Francófonos (IEPF).
4- La primera recomendación del Seminario de Marrakech sobre la electrificación rural descentralizada (1995) señala que la electrificación rural puede ser in instrumento clave para aliviar la pobreza en el mundo rural.
Agradecimientos
Bernard Chabot (ADEME), Richard Spencer (The World Bank).
Contactos
Juan Carlos Císcar, IPTS
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Sobre el autor
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Juan Carlos Císcar es licenciado en Ciencias Económicas por la Universidad de Valencia y posee un Máster en Economía Monetaria y Financiera del CEMFI (Banco de España). Ha trabajado como asesor para el Ministerio de Economía y Hacienda en España. En el IPTS sus áreas principales de interés son la economía de la energía, en especial la modelización de las relaciones energía-economía-medioambiente, y los efectos económicos de proyectos de energías renovables en países en vías de desarrollo.
