Impacto das alterações climáticas na geração de energia elétrica da usina hidrelétrica de Foz do Areia no estado do Paraná

Abstract

Resumo: Esta pesquisa visa analisar os efeitos de futuras mudanças climáticas sobre a energia garantida de usinas hidrelétricas operando integradas em um sistema interligado eletricamente. O método é exemplificado com a usina hidrelétrica de Foz do Areia (Gov. Bento Munhoz da Rocha) no rio Iguaçu, estado do Paraná, Brasil. Utilizaram-se na análise parte dos resultados das simulações climáticas do projeto CLARIS/LPB para a definição dos cenários futuros referentes aos períodos 2021- 2070 e 2071-2099. A energia garantida futura foi avaliada pelo método de Monte Carlo usando 100 series sintéticas de energia natural da usina Foz do Areia e do sistema Sul/Sudeste (S/SE). O método de simulação foi o método da energia natural (CANAMBRA, 1969) que costuma dar bons resultados em grandes sistemas elétricos bem regularizados. Como no projeto CLARIS/LPB, obtiveram-se reduções, não superiores a 15%, na energia garantida hidrelétrica do sistema S/SE ao longo do século XXI. No caso de Foz do Areia, ao contrário, ocorreu um ligeiro aumento, na energia garantida. Deve se considerar que, devido a não estacionariedade das vazões do rio Iguaçu na década de 1970, a geração de Foz do Areia mostrou um ganho na energia firme atual em relação aos valores de projeto. O estudo também mostra que devido às incertezas dos modelos climáticos, o uso de uma modelagem simplificada (e.g. método da energia natural) pode proporcionar resultados bastante uteis na previsão dos efeitos de mudanças climáticas futuras.

Abstract: This research proposes to analyze the impacts of future climate changes on the dependable energy of hydro plants operating integrated within large interconnected systems. The method is illustrated by the Foz do Areia hydro plant on the Iguacu river, South Brazil. In the analysis, a large part of the results of the CLARIS/LPB project were used to define future climate scenarios for the 2021-2070 and 2071-2099 periods. The future dependable energy was evaluated by the Monte Carlo method using 100 synthetic series of natural energy for both Foz do Areia and the South/Southeast interconnected system. Simulation was performed by the Natural Energy Hydrograph method (CANAMBRA, 1969) which gives reasonable results in case of large hydropower systems with good regulation capacity. Like in the CLARIS/LPB, a reduction of the order of 15%, of the dependable hydropower energy could be expected for the interconnected S/SE system over the XXI century. In case of Foz do Areia a slight increase of its dependable energy has been observed. Also an increase in firm energy with respect to design values, due to nonstationarity of the Iguacu river flows during the 1970 decade has been observed. The study also shows that because of large uncertainties of climate model outputs, the use of simplified modeling (e.g. Natural Energy Hydrograph method) can provide useful results for the estimation of future climate change impacts.