Estimativa da pegada hídrica de aproveitamentos hidrelétricos no Sul do Brasil

Abstract

As perdas de água associadas à geração de energia – inclusive a hidrelétrica – vem recebendo crescente reconhecimento em âmbito internacional. Um indicador difundido para a comparação de impactos de diferentes atividades sobre a disponibilidade de recursos hídricos consiste na pegada hídrica. O presente trabalho envolve a aplicação de tal indicador à geração de energia hidrelétrica em aproveitamentos selecionados da região Sul do Brasil. Por meio do algoritmo WREVAP, geraram-se séries históricas de evaporação estimada mensal para 41 usinas hidrelétricas e pequenas centrais hidrelétricas. Tais dados foram normalizados pelas respectivas gerações mensais de energia, de modo a gerar estimativas de volume de água evaporado por energia gerada – a pegada hídrica. A média simples e a média ponderada pela geração de energia das unidades foram de 22,35 m3GJ-1 e 14,89 m3GJ-1, respectivamente. Quando considerado o consumo médio de energia elétrica de residências da região do estudo, verifica-se que tais valores se traduzem em um consumo de água virtual da mesma ordem de grandeza que a demanda direta por água de redes de distribuição. Observou-se uma relação entre a localização geográfica dos aproveitamentos e suas perdas por evaporação. Entretanto, tal fator foi sobreposto pela variabilidade temporal na geração de energia, que possui oscilações intermensais de maior magnitude e menos previsíveis. Não se observaram correlações significativas entre variáveis como profundidade média, área superficial ou cota do nível d’água a montante dos reservatórios e as pegadas hídricas estimadas para as respectivas unidades geradoras. Entretanto, observou-se que a frequentemente adotada relação área inundada / potência instalada constitui um bom indicador da pegada hídrica de aproveitamentos hidrelétricos.

Water losses related to power generation – including hydroelectricity – have received growing international recognition over recent years. Water footprinting is a disseminated index for the comparison of the effects derived from different activities on water resources. This study involves the application of this index to hydropower production by selected plants in the Southern region of Brazil. Through the WREVAP algorithm, time series of estimated monthly evaporation were generated for 41 hydroelectric power plants (UHE) and small hydroelectric power plants (PCH). This data was normalised by the respective monthly power outputs in order to generate estimates of the volume of water evaporated per unit of power production – the water footprint. The mean value for all power plants was 22,35 m3GJ-1, and the energy generation weighted average was 14,89 m3GJ-1. When considering the mean residential electricity consumption in the area of interest, such figures translate into a virtual water consumption value within the same order of magnitude as reticulated water supply. The study identified a relationship between the geographic locations of hydropower plants and their evaporation losses. However, this factor was overridden by temporal variability in power outputs, which has greater oscillations and less predictable monthly behaviour. No significant correlation was found between variables such as average lake depth, surface area or the elevation of the water level on upstream reservoirs with the water footprint values for each power plant. However, it was verified that the frequently adopted flooded area / electricity generation capacity is an appropriate proxy indicator of the water footprint of hydropower stations.