Estudo do potencial de um sistema híbrido de energia renovável: caso de estudo da região litoral do Lobito (Angola)

Abstract

Ao longo dos últimos anos tem-se registado um aumento expressivo demográfico, e isso sig- nifica maior geração de RSU e aumento das necessidades energéticas. Neste contexto, foi ava- liada, no presente estudo, a região de Lobito, em Angola, em que é recorrente a morte prema- tura em consequência das muitas doenças que resultam da exposição a substâncias resultantes da decomposição dos RSU. Assim, propôs-se que seja instalado um sistema híbrido de geração de energia elétrica, que combina uma unidade de gasificação de RSU, um parque FV e ainda um eletrolisador para geração de hidrogénio. O estudo foi feito por recurso à softwares cien- tificamente reconhecidos e viáveis, como o Aspen Plus, o PVsyst, e Homer Pro. Os resultados foram favoráveis, pois os parâmetros operacionais estiveram dentro do que comprovam os estudos experimentais. Para o consumo médio calculado de 770 MW, o sistema híbrido teve uma penetração de aproximadamente 2,80% ao ano, gerando um total de 62 GWh/ano capaz de alimentar 1186 famílias, aproximadamente; uma produção com participação quase total do sistema FV e da gasificação de RSU, tendo-se considerado inviável a instalação do eletrolisador por não haver, no atual contexto, excesso de produção de energia elétrica. Portanto, a um investimento de 67 milhões USD, a um preço de venda de energia elétrica à rede de 0,18 USD/kWh e taxa de atualização de 10%, o sistema híbrido apresentou um LCOE de 0,1792 USD/kWh e um payback de 16 anos. Projetou-se o melhoramento da qualidade dos solos e do ambiente, a poupança na emissão de CH4 e CO2, fundamentalmente, e a melhoria da saúde pública, pois a redução da exposição aos RSU garantirá o passo firme na erradicação das prin- cipais doenças endémicas da região. Projetou-se ainda a criação de postos de trabalho, o au- mento da produção de energia elétrica renovável e a redução da pobreza energética.

Over the last few years there has been a significant demographic increase, and this means greater generation of MSW and increased energy needs. In this context, the present study evaluated the region of Lobito, Angola, where premature death is recurrent because of the many diseases that result from exposure to substances resulting from the decomposition of MSW. Thus, it was proposed to install a hybrid electric power generation system, which com- bines a MSW gasification unit, a PV park and an electrolyzer for hydrogen generation. The study was done using scientifically recognized and viable software, such as Aspen Plus, PVsyst, and Homer Pro. The results were favorable because the operational parameters were within what the experimental studies prove. For the calculated average consumption of 770 MW, the hybrid system had a penetration of approximately 2.80% per year, generating a total of 62 GWh/year capable of feeding approximately 1186 families; a production with almost total par- ticipation of the PV system and the gasification of MSW, having been considered unfeasible the installation of the electrolyzer because there is, in the current context, no excess production of electricity. Therefore, at an investment of 67 million USD, at a grid electric sale price of 0.18 USD/kWh and 10% refresh rate, the hybrid system featured an LCOE of 0.1792 USD/kWh and a payback of 16 years. It was projected to improve the quality of the soils and the environment, to save on the emission of CH4 and CO2, fundamentally, and to improve public health, since the reduction of exposure to MSW will ensure the firm step in the eradication of the main endemic diseases of the region. It was also projected the creation of jobs, the increase in the production of renewable electricity and the reduction of energy poverty.