Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

In 2010, Airwatergreen AB started testing their new technology, the Airwaterwell, an atmospherical water generator of their own design that is running on solar heat, with a production capacity of three litres of water per day and m2. The purpose was to focus on foreign aid organizations as main purchasers for project investments towards rural communities in developing countries that suffer from lack of, or compromised quality of drinking water. In order to further understand if this technology would bring a positive impact in the developing countries, the company contacted the Swedish University of Agriculture for a socio-economic study of the Airwaterwells’ potential.
The authors elected Cost benefit analysis as the appropriate method for conducting the study and India became the study region because of its many problems with water related issues such as diseases as well as insufficient water supply for households. The regions that this study is based on are Gujarat, Haryana and Uttar Pradesh given their differences in income, health situation and poverty rate. A model was constructed to estimate the primary benefits such as health related benefits and benefits from time saved from fetching water in these regions.
To diversify the study, two other project alternatives was included. A representative heat pump, Electrolux Oxy-3, theoretically converted to an Air-water generator was added as a project alternative, capable of producing 2,1 litres per day. Also the already established solar-disinfection field is represented by the 10 litre Solvatten unit, has been included. The Solvatten disinfection bottle addresses all the variables problems formulated in the model except for the time to fetch water.
In order to study the impact of the implementation of the project alternatives, the benefits for providing households with clean drinking water was measured. After benefits and costs have been added, Net Social Revenue for the project alternatives was compared. In order to address the inherent uncertainty of a multi-variable model, a thorough sensitivity analysis was performed. Lastly, the necessary cost-level for a future implementation of the Airwaterwell was analysed and discussed, given the cost-levels of the other project alternatives.
In the analysis, it was found that Uttar Pradesh was the best region for investment, where Airwaterwell yielded a return on investment of 4,66 (0,87-19,0) times the initial amount. At current cost level, it was not able to match the performance of the Solvatten unit, but out-performed the more technologically related Electrolux Oxy-3 heatpump. With the model constructed in this analysis, the return on investment is higher in regions with a higher proportion of children. Conversely, if Airwarerwell units are distributed to children only, return on investment is increased to 8,4 times the initial amount.

Under 2010 började Airwatergreen AB testa sin nya teknologi, Airwaterwell, en atmosfärisk vattengenerator efter egen design som drivs av solvärme, och vars produktionskapacitet är uppskattad till tre liter vatten per dag. Målmarknaden var biståndsorganisationer och marknadsnischen fattigdomsbekämpning via rent vatten. För att ytterligare utvärdera om denna teknik skulle ge en positiv inverkan i utvecklingsländer, kontaktade företaget Sveriges Lantbruksuniversitet för en socio-ekonomisk studie av ett Airwaterwellprojekt. Författarna valde att använda Cost-benefit analysis som metod för att genomföra studien och Indien utsågs till studieregion på grund av dess många problem med vattenrelaterade frågor såsom sjukdomar samt otillräckligt vattenförsörjning för hushåll. Tidigare Cost-benefit analyser inom detta område har ofta varit kontinentala i sin omfattning, avgränsade till exempelvis sydostasien. Mer regionalt avgränsande analyser har också gjort, men de har ofta fokuserat på avgränsade kategorier, såsom grundvattenföroreningar. Målet med denna studie är att genomföra en regionalt begränsad studie, som omfattar alla områden där samhällsnyttan kan öka av att tillhandahålla rent vatten till indiska hushåll.
Regionerna Gujarat, Haryana och uttar Pradesh ansågs som bra testregioner då de hade tydlig variation i inkomst, hälsosituation och fattigdomstal. Med denna uppdelning kan man studera specifika effekter när variabler som inkomst, sjuktal, spädbarnsdödlighet och vattentillgång varierar. En modell konstruerades för att uppskatta de primära förmåner som förväntas uppstå om hushåll förses med atmosfäriska vattengeneratorer såsom Airwaterwell, eller vattenrenare inom SODIS-fältet (soldisinfektionsflaskor). Utöver Airwaterwell utgörs projektalternativen av en representativ värmepump, Electrolux Oxy-3 som drivs av solceller, samt Solvattens 10 liters enhet (en teknologi inom SODIS-metoden).
Kostnaderna för denna analys består av produktpriser, pga svårigheter att uppskatta installationskostnader, samt så har inga av projektalternativen några löpande kostnader. Samhällsnyttan antas kunna genereras primärt från; minskad tid lagd på att hämta vatten, minskad sjukfrånvaro både för vuxna och barn, minskad dödlighet bland barn under fem och minskad arsenikförgiftning (i berörd region). Samhällsnyttan periodiseras per år under projektalternativens livslägd, och diskonteras till dagens värde (2011 US dollar).
Empirin till analysen hämtades primärt från nationella hälsoundersökningar, där datan redovisas regionsvis samt uppdelad i urbana och rurala kategorier. Dessa undersökningar gjordes under åren 2004-06. Från dessa dataset kommer även inkomstuppgifterna, som räknades upp med hjälp av Indiens löneutveckling och justerades för köpkraft gentemot den amerikanska dollarn. Detta för att simulera ett utländskt biståndsprojekt. Uppskattningar för minskad förekomst av diarré baserades på tidigare fältundersökningar, som använts av andra forskare för liknande analyser. Där regionala data saknas har andra källor använts, i första hand nationella Indiska undersökningar.
För att analysera och tydliggöra den osäkerhet som finns när en multi-variabel modell har konstruerats, genomfördes en omfattande känslighetsanalys. De variabler som inkluderades var de som kunde väntas ha störst påverkan på det slutgiltiga resultatet. I analysen visade det sig att Uttar Pradesh var den bästa regionen för investeringar där Airwaterwell gav en avkastning på 4,66 (0,87-19,0) gånger det initialt investerade beloppet. Detta berodde primärt på de högre fertilitetstalen (i kombination med den större minskning av diarre bland barn), vilket övervägde effekten av högre inkomster i Haryana. För de hushåll som utrustades med Solvatten-enheter genererades samhällsnytta motsvarandes 14,48 (35,57-3,36) gånger det initialt investerade beloppet. E-Oxy-3 visade bara positiva resultat i den bästa regionen, där resultatet uppmättes till 1,10 (4,49-0,10).
Från känslighetsanalysen konstaterades att statistiska värdet av ett liv, sjukdomsminskning bland barn, tid lagd på att hämta vatten och sociala diskonteringsräntan var de variabler med störst påverkan på det slutgiltiga resultatet. Mindre signifikant roll spelade hälsokostnader, sjukdomsminskning bland vuxna och graden av arsenikföroreningar. Ett antal specialfall analyserades, det första gällande en distribution av projektalternativen enbart till hushållens barn, vilket hade en positiv effekt på samhällsnyttan. Eftersom det statistiska värdet av ett liv är både en teoretisk konstruktion och ett kontroversiellt ämne, analyserades resultatet med denna variabel struken. Det minskade samhällsnyttan, med den största minskningen i den bästa regionen Uttar Pradesh. Slutligen redovisades resultat utan köpkraftsjustering, för att simulera ett inhemskt finansierat projekt. Samhällsnyttan minskade, men förblev positiv för Airwaterwell och Solvatten.