Energy metabolism in a hybrid / multi-structured urban informal settlement
Date
2018-03
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: Municipalities and governments at different levels are faced with the challenge of establishing energy policies and strategies for urban informal settlements that are mostly located in marginal areas. This study undertook a literature review to examine the challenges of energy access and provision in urban informal settlements from a resources’ flow perspective. This was achieved by reviewing the concept of urban metabolism with a specific focus on energy flows in urban areas; examining the relevance of the Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolisms (MuSIASEM) approach; and, identifying gaps and limitations of assessing energy metabolic patterns of an urban informal settlement. MuSIASEM approach is of relevance because it recognises all factors and characteristics of urban informal settlement in order to provide comprehensive data for their analysis. This approach is one of the appropriate methodologies for examining and understanding energy metabolism in urban informal settlements, because MuSIASEM analyses the society under investigation across various scales, and at different hierarchical levels. The approach then proposes an energy accounting method to measure the quantity of energy required (in demand) by the society in relation to what is available, what is produced and what is consumed. MuSIASEM also defines the energy flow characteristics expressed in terms of the funds generated and flows metabolised in the system.
The results of the study show that the energy metabolisms in urban informal households are affected by different variants in the households among them:
i. The different building structures (typologies) present in urban informal settlements, with each building typology exhibiting different characteristics across both their household profile as well as energy consumption;
ii. The type or composition of household profiles given that urban informal settlements are characterised by different household profiles where change in household type will in turn increase the energy consumption pattern in the household.
iii. The energy fuels type or classification used for household energy services and household activities. Whereas, urban informal settlement households are faced with problems of supply inequality and energy poverty.
iv. The appliances used in households, where increase in households’ energy consumption is proportion to the consumption pattern based on the different hours of usage for their household appliances.
The implication for applying the MuSIASEM approach is to understand urban informal settlements’ energy consumption from a different scale of analysis in order to not only generalise the informal settlements’ challenges to just energy access but also the provision of infrastructure. The aim here is to understand factors that affect households’ energy demand and consumption as well as the reality of materials in the settlements. Such understanding would provide insights into how to address the challenges surrounding urban informal settlements’ development while implementing effective and sustainable policy interventions in such settlements.
The study also presents the consumption behaviour and patterns in urban informal settlements arguing on their relevance for decision/policy makers, urban modellers, for utilities planning and implementation towards an inclusive sustainable development and growth. The analysis provides insight into energy consumption complexities, challenges present in urban informal settlement, which can guide in planning, and addressing specific energy related intervention.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Op alle vlakke, word munisipaliteite en regerings gekonfronteer met die uitdaging om energie beleide en strategieë te vir stedelike informele nedersettings, hoofsaaklik in gemarginaliseerde areas, te bewerkstellig. As deel van hierdie navorsing, is ‘n literatuurstudie onderneem vanuit ‘n hulpbron-vloei perspektief om die uitdagings weens energie toegang en voorsiening in stedelike, informele nedersettings te ondersoek. Dit was bereik deur die konsep van stedelike metabolisme te hersien, met ‘n spesifieke fokus op energie vloeie in stedelike areas; deur die toepaslikheid van die Multi-Skaal Geïntegreerde Analise van Maatskaplike en Ekosisteem Metabolisme (MuSIASEM) benadering te ondersoek; en deur gapings en beperkings in bestaande energie metaboliese patrone van stedelike informele nedersetings te identifiseer. Die MuSIASEM benadering is van belang omdat dit al die faktore en eienskappe van stedelike informele nedersettings herken, en voorsien sodoende omvattende data vir die analise. Hierdie benadering is ‘n toepaslike metodologie vir die ondersoek en verstaan van energie metabolisme in stedelike informele nedersettings omdat MuSIASEM analises die samelewing onder ondersoek plaas oor verskillende skale, en teen verskillende hiërargiese vlakke. Die benadering stel gevolglik ‘n energie rekeningkundige metode voor om die hoeveelheid energie aanvraag deur die samelewing, in verhouding tot wat beskikbaar is, wat gegenereer word en wat verbruik word. MuSIASEM definieer ook die energie vloei eienskappe in terme van die fondse wat daardeur geskep word en vloeie wat gemetaboliseer het in die stelsel. 1. Die verskillende gebou strukture (tipologie) teenwoordig in stedelike informele nedersettings, met elke gebou tipologie wat verskillende eienskappe demonstreer n terme van beide hul huishoudelike profiel en energie verbruik; 2. Die tipe, of verbruik, van huishoudelike profiele, gegee dat stedelike informele nedersettings gekarakteriseer word deur verskillende huishoudelike profiele, waar verandering in huishoudelike tipe op sy beurt die energie verbruiks patroon daarbinne verander. 3. Die energie brandstof tipes of klassifikasie wat gebruik word in huishoudelike energie dienste en huishoudelike aktiwiteite; waar stedelike informele nedersettings huishoudings gekonfronteer word met probleme van voorsienings ongelykheid ene energie armte. 4. Die toestelle wat in gebruik is binne huishoudings se energie verbruik, is in verhouding tot die verbruiks patroon, gebasseer op die verksillende ure van verbruik vir daardie huishoudelike toestelle. Die implikasie vir die toepassing van die MuSIASEM benadering is om stedelike informele nedersettings se energie verbruik van ‘n ander skaal van analise te verstaan, om sodoende nie slegs die stedelike informele nedersettings se uitdagings tot energie toegang te veralgemeen nie, maar ook die voorsiening van infrastruktuur. Die doel van hierdie navorsing was om faktore wat huishoudelike energie aanvraag en verbruik, sowel as die werklikheid van materiale in nedersettings, te verstaan. Die begrip hiervan sal insig verskaf oor hoe om die uitdagings rondom stedelike informele nedersettings se ontwikkeling, en ter gelyk die implimentering van volhoubare en effektiewe beleide in hierdie nedersettings. Die studie wys ook die verbruiks gedrag en patrone in stedelike informele nedersettings, en argumenteer oor die relevansie vir besluit/beleids makers, stedelike modelleerders, vir diensverskaffer beplanning en implimentering vir inklusiewe, volhoubare ontwikkeling en groei. Die analise verskaf ook insig tot die energie verbruik kompleksiteite en uitdagings teenwoordig in stedelike informele nedersettings, wat beplanning en spesifieke energie-verwante intervensies kan lei.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Op alle vlakke, word munisipaliteite en regerings gekonfronteer met die uitdaging om energie beleide en strategieë te vir stedelike informele nedersettings, hoofsaaklik in gemarginaliseerde areas, te bewerkstellig. As deel van hierdie navorsing, is ‘n literatuurstudie onderneem vanuit ‘n hulpbron-vloei perspektief om die uitdagings weens energie toegang en voorsiening in stedelike, informele nedersettings te ondersoek. Dit was bereik deur die konsep van stedelike metabolisme te hersien, met ‘n spesifieke fokus op energie vloeie in stedelike areas; deur die toepaslikheid van die Multi-Skaal Geïntegreerde Analise van Maatskaplike en Ekosisteem Metabolisme (MuSIASEM) benadering te ondersoek; en deur gapings en beperkings in bestaande energie metaboliese patrone van stedelike informele nedersetings te identifiseer. Die MuSIASEM benadering is van belang omdat dit al die faktore en eienskappe van stedelike informele nedersettings herken, en voorsien sodoende omvattende data vir die analise. Hierdie benadering is ‘n toepaslike metodologie vir die ondersoek en verstaan van energie metabolisme in stedelike informele nedersettings omdat MuSIASEM analises die samelewing onder ondersoek plaas oor verskillende skale, en teen verskillende hiërargiese vlakke. Die benadering stel gevolglik ‘n energie rekeningkundige metode voor om die hoeveelheid energie aanvraag deur die samelewing, in verhouding tot wat beskikbaar is, wat gegenereer word en wat verbruik word. MuSIASEM definieer ook die energie vloei eienskappe in terme van die fondse wat daardeur geskep word en vloeie wat gemetaboliseer het in die stelsel. 1. Die verskillende gebou strukture (tipologie) teenwoordig in stedelike informele nedersettings, met elke gebou tipologie wat verskillende eienskappe demonstreer n terme van beide hul huishoudelike profiel en energie verbruik; 2. Die tipe, of verbruik, van huishoudelike profiele, gegee dat stedelike informele nedersettings gekarakteriseer word deur verskillende huishoudelike profiele, waar verandering in huishoudelike tipe op sy beurt die energie verbruiks patroon daarbinne verander. 3. Die energie brandstof tipes of klassifikasie wat gebruik word in huishoudelike energie dienste en huishoudelike aktiwiteite; waar stedelike informele nedersettings huishoudings gekonfronteer word met probleme van voorsienings ongelykheid ene energie armte. 4. Die toestelle wat in gebruik is binne huishoudings se energie verbruik, is in verhouding tot die verbruiks patroon, gebasseer op die verksillende ure van verbruik vir daardie huishoudelike toestelle. Die implikasie vir die toepassing van die MuSIASEM benadering is om stedelike informele nedersettings se energie verbruik van ‘n ander skaal van analise te verstaan, om sodoende nie slegs die stedelike informele nedersettings se uitdagings tot energie toegang te veralgemeen nie, maar ook die voorsiening van infrastruktuur. Die doel van hierdie navorsing was om faktore wat huishoudelike energie aanvraag en verbruik, sowel as die werklikheid van materiale in nedersettings, te verstaan. Die begrip hiervan sal insig verskaf oor hoe om die uitdagings rondom stedelike informele nedersettings se ontwikkeling, en ter gelyk die implimentering van volhoubare en effektiewe beleide in hierdie nedersettings. Die studie wys ook die verbruiks gedrag en patrone in stedelike informele nedersettings, en argumenteer oor die relevansie vir besluit/beleids makers, stedelike modelleerders, vir diensverskaffer beplanning en implimentering vir inklusiewe, volhoubare ontwikkeling en groei. Die analise verskaf ook insig tot die energie verbruik kompleksiteite en uitdagings teenwoordig in stedelike informele nedersettings, wat beplanning en spesifieke energie-verwante intervensies kan lei.
Description
Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2018.
Keywords
Households -- Power supply, Electric, Informal settlements (Squatter settlements), UCTD, Energy Metabolism