Análise custo beneficio das informações provenientes da rede hidrometeorológica nacional : aplicação na cadeia causal da garantia física de PCHs

Abstract

No Brasil, os dados hidrometeorológicos são coletados por uma rede de mais de 40 mil estações que completou 100 anos em 2020. Desde a sua criação, a Agência Nacional de Águas passou a ser responsável pela gestão dessa Rede e operação de 22% do total de pontos de monitoramento. Dada a complexidade de operação dos equipamentos e manutenção dessa estrutura de coleta e armazenamento de dados, o custo da Rede é significativo. São cerca de 50 milhões de reais ao ano, montante que representa cerca de 1/3 do orçamento para projetos da Agência. Em razão do alto custo da gestão da Rede e escassa bibliografia documentando os benefícios auferidos a partir da informação gerada a partir dela, a presente dissertação, parte de um Projeto de Pesquisa mais amplo denominado Projeto da Rede Hidrometeorológica Nacional, aplicou uma metodologia de análise custo benefício com o objetivo de determinar o valor dos dados provenientes da Rede. A metodologia é centrada na construção de cadeias causais, fluxos que relacionam inputs de dados para um determinado fim considerando as relações causais no processo. Para esse propósito, foi identificado um recorte de aplicação no âmbito da geração hidrelétrica para investigar de que forma os dados hidrometeorológicos apoiam a tomada de decisão A aplicação selecionada foi o cálculo da garantia física de uma PCH, que indica, com base em dados históricos de vazão, qual a potência que poderá ser comercializada em um leilão de energia nova ou no livre mercado. Para simular a influência do tamanho da série e também a qualidade do dado hidrometeorológico (séries de vazão diária ou horária) a PCH Primavera, localizada no rio Turvo, bacia do Taquari-Antas, foi utilizada nas simulações. Os resultados demonstram que o tipo de série de vazão utilizado interfere significativamente (até 25,8%) no valor final de garantia física. . Do ponto de vista dos custos da Rede, dados secundários recebidos da ANA foram analisados e processados com o uso de ferramentas SIG com o fim de obter um inventário de custos da Rede. O presente trabalho utilizou o recorte de custos para a região hidrográfica do Atlântico Leste cujo custo anual de operação de cada ponto de monitoramento foi estimado em 3.800 reais. Considerando um preço médio de energia de 150 reais por MW médio, as duas estações da Rede utilizadas para geração do histórico de dados de vazão e um contrato de leilão de energia nova de 30 anos, foi possível estabelecer a relação entre custo e benefício, em que o benefício auferido foi definido como a diferença entre a garantia física nos cenários e a garantia física do cenário de referência (série de vazões diárias em um intervalo de 80 anos). A cada real gasto no custeio da Rede no período, correspondeu a um potencial de benefício auferido em termos de energia vendida de 180 reais no cenário com maior delta e 68 reais no cenário com menor delta. Foram apontados também benefícios em termos de apoio à decisão de motorização da PCH e também do percentual que poderá ser vendido no mercado livre de energia. Fica evidente que os investimentos em custeio e planejamento da Rede são em muito superados pelos benefícios auferidos a partir das informações hidrometeorológicas geradas.

In Brazil, hydrometeorological data are collected by a network of over 40,000 gauges which completed 100 years in 2020. Since its creation, the National Water Agency has been responsible for managing this Network and operating 22% of the total monitoring gauges. Given the complexity of operating the equipment and maintaining this data collection and storage structure, the Network cost is significant, approximately 50 million reais a year, an amount that represents about 1/3 of the Agency's project budget. Due to the high cost of managing the Network and the scarce bibliography documenting the benefits gained from the information generated, this dissertation, part of a broader Research Project called the National Hydrometeorological Network Project, applied a cost benefit analysis methodology in order to determine the value of the data obtained from the Network. The methodology is centered on the construction of causal chains, flows that relate data inputs for a given purpose considering the causal relationships within the process. For this purpose, a scope perspective was identified in hydroelectric generation to investigate how hydrometeorological data support decision-making. The selected perspective was the calculation of the physical guarantee of a small hydropower plant (SHP), which indicates, based on historical flow data, how much can be traded in a new energy auction or on the free market. To simulate the influence of the series size and hydrometeorological data quality (daily or hourly flow series) the SHP Primavera, located in the Turvo river, Taquari-Antas basin, was used in the simulations. The results demonstrate that the type of flow series significantly interferes (up to 25.8%) in the final physical guaranteed value. Regarding the Network costs, secondary data received from ANA were analyzed and processed using GIS tools in order to obtain an inventory. The perspective used for the costs was the East Atlantic, hydrographic region whose annual operating cost for each monitoring point was estimated at 3,800 reais. Considering an average energy price of 150 reais per average MW, a 30-year new energy auction contract and two Network gauges used to generate historical flow data, it was possible to establish the relationship between cost and benefit, in that the benefit earned was defined as the difference between the physical guarantee in the scenarios and the physical guarantee in the reference scenario (series of daily flows over an 80-year period). Each real spent on the Network corresponded to 180 reais in potential benefit in terms of energy sold in the scenario with the highest difference and 68 reais in the scenario with the lowest difference. Benefits were also pointed out in terms of decision support to motorize the SHP and the percentage that could be sold on the free energy market. It is evident that investments in Network management are far outweighed by the benefits gained from the hydrometeorological information obtained.