Ở châu Phi cận Sahara, 80% sản lượng nông nghiệp là từ các hộ nông dân nhỏ, những người phải đối mặt với nhiều hạn chế trong việc tăng năng suất dẫn đến chênh lệch năng suất lớn. Nền nông nghiệp thâm canh nhờ mưa (90% tổng diện tích đất trồng trọt) với lượng mưa thất thường và khó lường là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến năng suất thấp và mất an ninh lương thực ở khu vực Châu Phi, cùng với mức độ cơ giới hóa thấp. Điều này đã và đang củng cố bẫy nghèo dai dẳng, gây ra bởi nạn đói mang tính chu kỳ làm hạn chế các cơ hội phát triển của địa phương.

Trong một nghiên cứu mới do IIASA chủ trì, thuộc dự án nghiên cứu Năng lượng tái tạo cho Nông nghiệp Châu Phi (RE4AFAGRI), nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã phát triển một khung mô hình nguồn mở sử dụng nhiều bộ dữ liệu khác nhau về nông nghiệp, nước, năng lượng, chi phí và cơ sở hạ tầng. Khung này được sử dụng để tính toán nhu cầu tưới tiêu của địa phương, xác định quy mô và chi phí cần thiết của các thành phần công nghệ như máy bơm nước, mô-đun quang điện mặt trời, pin và hệ thống tưới tiêu, đồng thời đánh giá triển vọng kinh tế và tác động phát triển bền vững của việc sử dụng máy bơm năng lượng mặt trời.

Giacomo Falchetta, tác giả chính của nghiên cứu giải thích: Chúng tôi ước tính yêu cầu đầu tư chiết khấu trung bình là 3 tỷ USD mỗi năm, tạo ra lợi nhuận tiềm năng hơn 5 tỷ USD mỗi năm từ việc tăng năng suất cho nông hộ nhỏ, cũng như các lợi ích đáng kể về an ninh lương thực và tiếp cận năng lượng”.

"Giảm thiểu khoảng cách tưới tiêu bằng máy bơm năng lượng mặt trời tiết kiệm chi phí có thể thúc đẩy sản xuất lương thực và cải thiện dinh dưỡng, góp phần thực hiện Mục tiêu Phát triển Bền vững 2 (SDG 2 - Không còn nạn đói). Hơn nữa, lượng điện dư thừa do các hệ thống này tạo ra có thể phục vụ các nhu cầu năng lượng khác, phù hợp với SDG 7 – Năng lượng sạch với giá thành hợp lý.

Điều quan trọng là nghiên cứu đã chứng minh tầm quan trọng to lớn của các mô hình kinh doanh và ưu đãi đầu tư, giá cây trồng, chi phí quang điện và pin trong việc xây dựng tính khả thi về kinh tế và lợi nhuận của tưới tiêu bằng năng lượng mặt trời.

Shonali Pachauri, Trưởng nhóm nghiên cứu giải pháp xã hội và thể chế chuyển đổi IIASA cho biết: Việc sử dụng mô hình kinh doanh dàn trải tất cả các chi phí ban đầu sẽ làm tăng hơn gấp đôi số lượng hệ thống tưới tiêu bằng năng lượng mặt trời khả thi, mang lại tiềm năng to lớn để đạt được các mục tiêu phát triển bền vững trong quá trình này. Phân tích và khung mô hình nguồn mở mới có thể hỗ trợ các chủ thể công và tư làm việc theo mối quan hệ kinh tế nước-năng lượng-thực phẩm-thực phẩm trong việc xác định các khu vực khả thi về kinh tế và định lượng lợi ích kinh tế ròng tiềm năng của việc phát triển hệ thống tưới tiêu bằng năng lượng mặt trời và do đó có thể thúc đẩy đầu tư vào ngành nông nghiệp.