برای انرژی روستایی نیازهای افراد فقیر را می توان در سه سطح زیر در نظر گرفت:

1. انرژی برای بقای اساسی در پخت و پز، روشنایی و گرمایش فضا با استفاده از سوخت های زیست توده سنتی؛
2. پس از آن که مردم از معیشت خارج می شوند، جایگزین هایی برای سوخت های زیست توده سنتی در این کاربردها مانند نفت سفید و LPG.
3. در نهایت، نقش افزایش خدمات انرژی در مناطق روستایی با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مدرن و سوخت های فسیلی، به عنوان مثال در تامین انرژی برای وسایل الکتریکی کوچک (مانند روشنایی و رادیو) و تامین امکانات اجتماعی (مانند روشنایی خیابان، پمپاژ آب، برق برای مراکز بهداشتی و درمانی و مدارس).

هم در فعالیت های خانگی و هم در فعالیت های اقتصادی، «نردبان انرژی» از «نردبان اقتصادی» پیروی می کند و بر آن تأثیر می گذارد. تلاش برای کاهش فقر و ارتقای توسعه اقتصادی روستایی و امنیت غذایی باید با تلاش برای ارتقای نقش کلیدی انرژی، نه صرفاً به عنوان یک هدف بلکه به عنوان یک جزء حیاتی از این تلاش‌ها همراه باشد

در ادامه مواردی را در چارچوب مفهومی مربوط به سطح درآمد خانوار و انواع یا منابع خدمات انرژی پذیرفته شده توسط جمعیت روستایی فهرست می شود. این چارچوب شامل خانوار، کشاورزی، صنعت روستایی در مقیاس کوچک و الزامات استفاده نهایی حمل و نقل است و بر اساس شواهد تجربی است. این پیشرفت به سمت سوخت های مدرن را با افزایش درآمد نشان می دهد و بر اساس شواهد تجربی جمع آوری شده توسط بانک جهانی و سایر آژانس ها است. داده ها نشان می دهد که روستاییان در صورت دسترسی، درصد قابل توجهی از درآمد خود را صرف یک منبع انرژی بهتر می کنند. جدول نشان می دهد که چگونه فرصت ها به طور کلی افزایش می یابد و کارایی استفاده از انرژی نیز افزایش می یابد، در حالی که اثرات منفی مصرف انرژی با افزایش درآمد خانوار کاهش می یابد.

مشاهده می شود که سوخت چوب هنوز نقش مهمی را برای خانوارها حتی در سطوح درآمدی بالاتر ایفا می کند. در کشاورزی و صنعت، موتورهای دیزلی و برق جایگزین کار انسان و حیوان می شود. در جایی که برق دهی روستایی در دسترس نیست یا بسیار پرهزینه است، ممکن است به جای آن از دیزل ژنراتورها استفاده شود. پمپاژ بادی برای استخراج آب از چاه‌ها، همراه با سیستم‌های مینی آبی و اخیراً، سیستم‌های PV برای تامین برق در مقیاس کوچک برای خانه‌ها، مزارع و ساختمان‌های اجتماعی، گزینه‌های ممکن انرژی تجدیدپذیر هستند. استفاده از این گزینه ها ممکن است در شواهد تجربی آینده ظاهر شود.

انرژی و تولیدات کشاورزی

کشاورزی خود یک فرآیند تبدیل انرژی است، یعنی تبدیل انرژی خورشیدی از طریق فتوسنتز به انرژی غذایی برای انسان و خوراک برای حیوانات. کشاورزی بدوی، چیزی بیش از پراکنده کردن بذرها در زمین و پذیرفتن محصول اندک ناشی از آن بود. کشاورزی مدرن در تمام مراحل تولید کشاورزی مانند استفاده مستقیم از انرژی در ماشین آلات کشاورزی، مدیریت آب، آبیاری، کشت و برداشت نیاز به انرژی ورودی دارد. استفاده از انرژی پس از برداشت شامل انرژی برای فرآوری مواد غذایی، ذخیره سازی و حمل و نقل به بازار است. علاوه بر این، بسیاری از نهاده های انرژی غیرمستقیم یا جدا شده در کشاورزی به شکل کودهای معدنی و آفت کش های شیمیایی، حشره کش ها و علف کش ها استفاده می شود.

در حالی که کشورهای صنعتی از این پیشرفت ها در دسترسی به انرژی برای کشاورزی سود برده اند، کشورهای در حال توسعه چندان خوش شانس نبوده اند. «انرژی بخشیدن» به زنجیره تولید مواد غذایی یکی از ویژگی های اساسی توسعه کشاورزی در طول تاریخ معاصر بوده و عامل اصلی کمک به دستیابی به امنیت غذایی است. کشورهای در حال توسعه در نوسازی نهاده های انرژی خود در کشاورزی از کشورهای صنعتی عقب مانده اند. کشاورزی تنها سهم نسبتا کمی از کل تقاضای انرژی نهایی را در کشورهای صنعتی و در حال توسعه تشکیل می دهد. به عنوان مثال، در کشورهای اروپایی، حدود 3-5٪ از کل مصرف نهایی انرژی به طور مستقیم در بخش کشاورزی استفاده می شود. در کشورهای در حال توسعه، یافتن تخمین ها دشوارتر است، اما رقم معادل احتمالاً مشابه است – محدوده 4-8٪ از کل مصرف نهایی انرژی تجاری.
داده های مربوط به استفاده از انرژی در کشاورزی، انرژی مورد نیاز برای فرآوری و حمل و نقل مواد غذایی توسط صنایع کشاورزی را حذف می کند. برآورد این فعالیت ها تا دو برابر انرژی گزارش شده صرفاً در بخش کشاورزی است. داده های قطعی برای بسیاری از این مراحل وجود ندارد و این یک مشکل خاص در تجزیه و تحلیل آمار انرژی کشورهای در حال توسعه است. علاوه بر این، داده ها پنهان می کنند که چقدر این نهاده های انرژی در بهبود بهره وری کشاورزی موثر هستند. این روابط بین مقدار و کیفیت ورودی انرژی مستقیم به کشاورزی و خروجی مولد حاصله است که بیشتر مورد توجه است.

نیازهای انرژی کشاورزی

شیوه های کشاورزی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه همچنان تا حد زیادی بر اساس انرژی حیوانی و انسانی استوار است. انرژی مکانیکی و الکتریکی کافی برای کشاورزی در دسترس نیست و از این رو دستاوردهای بالقوه در بهره وری کشاورزی از طریق استقرار خدمات انرژی مدرن محقق نمی شود. تقاضای انرژی کشاورزی را می توان به نیازهای انرژی مستقیم و غیرمستقیم تقسیم کرد. نیازهای مستقیم انرژی شامل انرژی مورد نیاز برای آماده سازی زمین، کشت، آبیاری، برداشت، پردازش پس از برداشت، تولید مواد غذایی، ذخیره سازی و حمل و نقل نهاده ها و خروجی های کشاورزی است. نیازهای غیرمستقیم انرژی به صورت انرژی ذخیره شده در کودها، علف کش ها، آفت کش ها و حشره کش ها است.
بشر منابع مختلفی را برای تامین انرژی در کشاورزی تطبیق داده است. نیروی کششی حیوانات که از طریق اهلی کردن گاو، اسب و سایر حیوانات به دست می‌آید، بیش از 8000 سال است که وجود دارد، چرخ آب بیش از 2000 سال قدمت دارد و آسیاب‌های بادی بیش از 1000 سال پیش معرفی شدند. انرژی مستقیم خورشید برای خشک کردن و سوخت های زیست توده برای گرمایش نیز برای قرن ها به عنوان ورودی انرژی کشاورزی برجسته بوده است.

بخش عمده ای از انرژی مستقیم در کشورهای در حال توسعه، به ویژه در بخش کشاورزی معیشتی، به شکل کار انسان و حیوان است. کار انسانی خروجی محدودی دارد، اما انسان ها همه کاره، ماهر هستند و می توانند در حین کار قضاوت کنند. این به انسان در عملیات ماهرانه ای مانند پیوند، وجین، برداشت میوه ها و سبزیجات و کار با الیاف مزیت می دهد. بلند کردن آب و آماده سازی خاک به مهارت کمتر اما انرژی بیشتری نیاز دارد. نرخ پایداری که در آن یک فرد مناسب می تواند انرژی مصرف کند حدود 250-300 وات است، بسته به آب و هوا و نیاز به 10-30 دقیقه در ساعت استراحت. بازده تبدیل انرژی تنها حدود 25 درصد است، با حداکثر توان خروجی پایدار 75 وات.
حیوانات حمل و نقل محصولات را فراهم می کنند، می توانند وسایل را بکشند و آب را بلند کنند و در فعالیت های فرآوری مانند خرد کردن و کوبیدن نیشکر استفاده می شوند. جمعیت جهانی حیوانات کشنده بیش از 400 میلیون تخمین زده می شود. کار با حیوانات می تواند سختی انسان را کاهش دهد و تولیدات کشاورزی را افزایش دهد. توان خروجی از 200 وات برای الاغ تا بیش از 500 وات برای گاومیش متغیر است و ساعات کار روزانه از 4 ساعت برای الاغ تا 10 ساعت برای اسب متغیر است. محدودیت‌هایی در عملکرد حیوانات وجود دارد، به‌ویژه در زمان‌هایی که در فصول خشک با کمبود خوراک، چرا و آب مورد نیاز هستند.
به نظر می‌رسد در آینده قابل پیش‌بینی در کشورهای در حال توسعه، هم کار انسان و هم از حیوانات به عنوان نهاده‌های کشاورزی استفاده خواهد شد. تلاش‌ها برای حمایت از این سنت‌های کشاورزی شامل کار بر روی کارآیی حیوانات است که می‌تواند از طریق نوسازی تجهیزات، اصلاح نژاد و دامپروری بهتر، تغذیه و مراقبت‌های دامپزشکی، و طرح‌های بهبود یافته تجهیزات مزرعه‌ای که توسط حیوانات کشیده می‌شود، بهبود یابد.