ESTIMATIVA DA PEGADA HÍDRICA DA USINA HIDRELÉTRICA BARRA GRANDE

Transcrição

1 ESTIMATIVA DA PEGADA HÍDRICA DA USINA HIDRELÉTRICA BARRA GRANDE Acadêmico: Vitor Goline Gomes Orientador: Pedro Luiz Borges Chaffe Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Centro Tecnológico

2 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO

3 Contexto INTRODUÇÃO Pegada hídrica (PH) Volume de água total usada durante a produção e consumo de bens e serviços, bem como o consumo direto e indireto no processo de produção. (Hoekstra, 2011)

4 Contexto INTRODUÇÃO Pegada hídrica (PH) Energia elétrica consumida

5 Contexto INTRODUÇÃO Pegada hídrica (PH) Energia elétrica consumida PH dos geradores de energia

6 Contexto INTRODUÇÃO Pegada hídrica (PH) Energia elétrica consumida PH dos geradores de energia PH de Aproveitamentos Hidrelétricos A pegada hídrica de uma usina hidrelétrica é o consumo de água da hidrelétrica (entendida como a evaporação bruta anual do seu reservatório), dividida pela geração anual de energia (Mekonnen and Hoekstra, 2012).

7 Energia Contexto INTRODUÇÃO Pegada hídrica (PH) Energia elétrica consumida PH dos geradores de energia PH de Aproveitamentos Hidrelétricos Energia gerada Tempo

8 Energia Contexto INTRODUÇÃO Pegada hídrica (PH) Energia elétrica consumida PH dos geradores de energia PH de Aproveitamentos Hidrelétricos Energia gerada Sistemática de operação do sistema Tempo

9 Energia Contexto INTRODUÇÃO Pegada hídrica (PH) Energia elétrica consumida PH dos geradores de energia PH de Aproveitamentos Hidrelétricos Energia gerada Sistemática de operação do sistema Energia assegurada Tempo

10 OBJETIVOS OBJETIVOS

11 Objetivo Geral OBJETIVOS Avaliar a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica Barra Grande

12 Objetivos Específicos OBJETIVOS Estimar a evaporação de água no reservatório associado à Usina Hidrelétrica Barra Grande. Avaliar a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica Barra Grande Calcular a pegada hídrica associada ao empreendimento utilizando os parâmetros energia gerada e energia assegurada no cálculo. Avaliar um método de cálculo de pegada hídrica eficiente e condizente com o sistema elétrico brasileiro.

13 Objetivos Específicos OBJETIVOS Estimar a evaporação de água no reservatório associado à Usina Hidrelétrica Barra Grande. Avaliar a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica Barra Grande Calcular a pegada hídrica associada ao empreendimento utilizando os parâmetros energia gerada e energia assegurada no cálculo. Avaliar um método de cálculo de pegada hídrica eficiente e condizente com o sistema elétrico brasileiro.

14 Objetivos Específicos OBJETIVOS Estimar a evaporação de água no reservatório associado à Usina Hidrelétrica Barra Grande. Avaliar a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica Barra Grande Calcular a pegada hídrica associada ao empreendimento utilizando os parâmetros energia gerada e energia assegurada no cálculo. Avaliar um método de cálculo de pegada hídrica eficiente e condizente com o sistema elétrico brasileiro.

15 METODOLOGIA METODOLOGIA

16 Área de Estudo MÉTODO Usina Hidrelétrica Barra Grande 690 MW de potência instalada. Reservatório com 95km². Sub bacia do Rio Pelotas e Bacia do Rio Uruguai.

17 Estimativa de Evaporação - WREVAP MÉTODO Apresentado por Morton (1983a) e disponibilizado em linguagem Fortran por McMahon (2013b). Rotina Crle2: Calcula a evaporação em lagos profundos (profundidade variável). Estudos mostraram que essa técnica é consideravelmente superior as demais técnicas atualmente em uso. Entrada no modelo Dados Unidade Periodicidade Fonte Altitude m Pontual Dados concedidos Salinidade ppm Pontual pela equipe de O&M Profundidade media m Pontual da UHE Barra Grande do reservatório Precipitação média INMET(2016) e dados mm Diária anual concedidos pela Temperatura média equipe de O&M da ºC Diária do ar UHE Barra Grande Umidade relativa % Diária média do ar INMET(2016) Insolação média horas Diária

18 Dados Climatológicos MÉTODO Compilação de dados de diversas estações da região, dando preferência por proximidade geográfica Estação Pinhal da Serra/RS Campo Belo do Sul/SC Precipitação Temperatura Insolação do ar Proporção Precipitação 60,74% 0,00% 61,48% 45,19% 2,22% 0,00% 2,96% 0,00% Lages/SC 37,04% 100,00% 35,56% 54,81%

19 Dados Climatológicos MÉTODO Temperatura média (ºC) Precipitação (mm) Insolação (horas) Umidade relativa média (%)

20 Dados Operacionais MÉTODO Cota e Profundidade média (m) Dados com coleta horária. Mais de 95 mil medições em 11 anos. Percentual em relação ao volume útil (%) Média de 64% Necessidade de dados medidos Curva Cota x Volume x Área Área do reservatório (km²) Batimetria de 2015 Dado importante para definição da evaporação total Média de 78,36km²

21 Dados de Energia MÉTODO Convergem em longo prazo Comparação entre Energia gerada e Energia assegurada Evita grandes variações Ano Energia Gerada (MWh) Energia Assegurada (MWh) Diferença (MWh) % da Energia Gerada em relação a Energia Assegurada ( ) 42,65% ,65% ( ) 88,26% ( ) 92,56% ,46% ,97% ( ) 54,79% ( ) 90,61% ,52% ,05% ,60% Total ( ) 98,67%

22 Cálculo da Pegada Hídrica MÉTODO Cálculo da evaporação total Cálculo da PH utilizando a Energia gerada Cálculo da PH utilizando a Energia assegurada ET = E T Área do espelho d água PH = ET EG PH = ET EA

23 RESULTADOS RESULTADOS

24 Evaporação RESULTADOS Evaporação real (mm) Saída do modelo WREVAP. Resultados mensais. Comparação entre evaporação e precipitação (mm) Evaporação total do reservatório (10 6 m 3 ) Dados mensais. Utilização dos dados de área do reservatório

25 Pegada Hídrica RESULTADOS PH Energia Gerada (m 3.MWh -1 ) PH Energia Assegurada (m 3.MWh -1 ) Desconsiderado valor extremo no período que não houve geração. Grande variação Pequena variação. Comparação mensal de PH Energia Gerada e Assegurada (m 3.MWh -1 ) Comparação anual de PH Energia Gerada e Assegurada (m 3.MWh -1 ) Assegurada evita extremos. Variação se mantém.

26 CONCLUSÃO CONCLUSÃO

27 Conclusões CONCLUSÃO Tipo de Energia Pegada hídrica mínima Pegada hídrica média Pegada hídrica máxima Desvio Padrão (m³.mwh -1 ) (m³.mwh -1 ) (m³.mwh -1 ) (m³.mwh -1 ) Energia Gerada 11,85 44,04 520,56 67,95 Energia Assegurada 16,76 25,38 39,12 5,17 A pegada hídrica é consideravelmente mais estável utilizando o parâmetro energia assegurada. Viabiliza comparações entre as pressões sobre os recursos hídricos de aproveitamentos hidrelétricos. Viabiliza avaliações prévias de impacto sobre os recursos hídricos (fases de inventariado e viabilidade). Utilizando a energia assegurada o parâmetro se torna condizente com a sistemática de operação do Sistema Interligado Nacional (SIN).

28 Recomendações CONCLUSÃO Realização de estudos de mesmo nível para outros aproveitamentos hidrelétricos brasileiros, considerando as variações regionais e tecnológicas. Expandir o conhecimento na sistemática de operação do sistema de energia elétrica de outros países, e assim poder compartilhar da mesma metodologia.

29 Referências REFERÊNCIAS HOEKSTRA, A. Y. E. A. The water footprint assessment manual: setting the global standard. Earthscan, ISSN Disponivel em: < MCMAHON, T. A. E. A. Morton WREVAP Fortran code. Hydrol. Earth Syst. Sci., 2013b. Disponivel em: < Acesso em: 20 July MEKONNEN, M. M.; HOEKSTRA, A. Y. The blue water footprint of electricity from hydropower. Hydrology and earth system sciences, v. 16, p , ISSN Disponivel em: < MORTON, F. I. Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to the science and practice of hydrology. Journal of Hydrology, v. 66, n. 1-4, p. 1-76, 1983a. ISSN Disponivel em: <

30 MUITO OBRIGADO Acadêmico: Vitor Goline Gomes Orientador: Pedro Luiz Borges Chaffe Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Centro Tecnológico