Cenário Modelo para a Irrigação Solar em Moçambique

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Introdução

Este caso de modelo de negócios analisa a viabilidade financeira da irrigação movida a energia solar em Moçambique. Todos os dados e preços utilizados neste cenário são baseados na informação de mercado obtida em Janeiro de 2022 e foram recolhidos contactando o principal fornecedor de bombas solares e diesel em Moçambique. As informações foram coletadas via e-mail e consultas telefônicas.

Suposição de Demanda

Para o cenário de negócio , considera-se um pequeno agricultor na província da Zambézia em Moçambique que possui 1,2 hectares de terra. O agricultor quer instalar um sistema de irrigação movido a energia solar (SIES) e está praticando dois sistemas de cultivo. Este cenário também explora diferentes modelos de financiamento (doação, PAYGO...) para o financiamento do sistema SIES.

Para calcular o cenário de negócios para sistemas de irrigação movidos a energia solar (SPIS) em Moçambique, nossa metodologia incluiu quatro etapas:

1. Calcular a necessidade máxima anual de água da cultura
2. Dimensionar o sistema SIES acordado
3. Dimensionar o sistema diesel acordado
4. Modelar a viabilidade financeira do sistema SIES

Calculando a Necessidade de Água da Cultura

Para esta análise, o agricultor adopta uma safra de dois cultivos com cultivo solo, ou seja, apenas uma cultura é plantada em toda a área de uma fazenda de cada vez. As culturas seleccionadas são Milho e Tomate. O milho é a cultura básica em Moçambique e o tomate é uma das culturas de alto valor. A época de colheita principal começa a partir de Outubro/Novembro e a época de colheita da segunda começa em Maio. O agricultor usa irrigação de superfície para o milho, pois é a forma mais comum de irrigação em Moçambique e tem uma eficiência de 65%. Para tomates, ele usará irrigação por gotejamento com eficiência de 90%.

Usando o SIES Caixa de ferramentas (Toolbox) - Ferramenta de Necessidade de Águal, a necessidade máxima diária de água para irrigação das culturas é calculada em 64 m3/dia no mês mais quente, com base na precipitação média e temperatura média diária da Província da Zambézia.

Tabela com a precipitação média e a temperatura média diária

	Jan	Fev	Mar	Abr	Mai	Jun	Jul	Ag	Set	Out	Nov	Dez
Temperatura média diária [°C]	25	24	23	23	21	20	20	20	22	24	24	24
Precipitação (mm/mês)	290	290	260	150	60	70	30	30	20	60	150	360

Dimensionamento do sistema SIES

O sistema SIES é baseado na premissa técnica e financeira apresentada na tabela abaixo. O sistema seleccionado também já está disponível no mercado moçambicano e pode atender a vazão desejada.

Technical assumptions

Irradiância solar diária para a Zambézia	5.371 kWh/m2
Perda do sistema	25%
Tipo de matriz	Fixo
Taxa diária de bombeamento de água	64 m3 /day
Cabeça	10 m
Taxa de fluxo necessária se a bomba funcionar por 6 horas	10.6 m3/hr
Taxa de fluxo da bomba seleccionada a 10 m de altura manométrica	15 m3
Elevação vertical máxima	40
Tipo de bomba	Submersível
Vida útil dos painéis solares	25 anos

Especificações financeiras

Taxa de desconto	13%
Preço (CAPEX)	80,000 MT
Custo de manutenção*	4% of CAPEX 3200 MT por ano

*O custo de reposição de peças de reposição como controlador de carga, inversor e bombas não foi considerado no cálculo financeiro. Para simplificar, o cenário considera 25 anos de vida útil para todos os componentes do sistema SIES.

Dimensionamento da Bomba Diesel

A bomba diesel seleccionada tem a seguinte especificação e já está disponível no mercado:

Especificação da bomba diesel

Quociente de vazão	36 m3/hr
Saída classificada	2.8kW (3.8hp) @3600rpm
Taxa de consumo de combustível	347ml/kWh @3600rpm
Consumo de combustível	Taxa de consumo de combustível * Saída nominal 0.97 l/hr
CAPEX	34,970 MT
Maintenance cost	4% of CAPEX 1399 MT
Custo operacional	14,074 MT/ano
Preço do diesel por litro	62 MT/litro

Com base na demanda de irrigação, a bomba a diesel funcionará por aproximadamente 227 horas/ano para atender todas as nossas demandas de água (conforme mostrado na tabela abaixo).

Tempo de trabalho para bomba a diesel em um ano

	Mai	Jun	Jul	Ag	Set	Out	Nov	Dez	Jan	Fev	Mar	Abr
necessidades de água (m3/dia)	24,2	31,3	59	64,3	59	15,2	3,9	0	10	0	0	0
horas que a bomba a diesel precisa funcionar para atender a necessidade diária de água [hr]	0,67	0,86	1,63	1,78	1,63	0,42	0,10	0	0,27	0	0	0
Tempo de trabalho do gerador [horas/mês]	20,8	26,1	50,8	55,4	49,2	13,1	3,25		8,6
Tempo de funcionamento da bomba diesel [horas/ano]	227,2

Modelando a Viabilidade Financeira das Bombas Solares

Comparação de custos entre Bombas a Diesel e Solares

Uma comparação de custos foi feita para ver como a bomba a diesel e a solar se comparam ao longo de uma vida útil de 25 anos. Esta comparação analisa o CAPEX e o custo de operação e manutenção para bombas a diesel e solares (mostrado acima).

Conforme mostrado na tabela e no gráfico abaixo, após 5 anos, as bombas solares serão mais baratas que as bombas a diesel.

Esquemas de Financiamento para os Consumidores Finais

Modelo 1: 100% de autofinanciamento sob PAYGO

PAYGO: 1,000 MT parcela mensal

CAPEX: 80,000 MT

Nesse modelo, o agricultor pagará o custo de todo o sistema em 6,66 anos. O agricultor não recebe nenhuma subvenção ou subsídio e pagará a prestação mensal regularmente pelo prazo indicado.

Modelo 2: Grant e PAYGO

Grant: 40% of CAPEX

PAYGO: 60% at 1,000 Mt parcela mensal

CAPEX: 80,000 MT

Sob este modelo, o agricultor pagará o sistema completamente em 4 anos. O agricultor também recebe 40% da subvenção e só devolverá os 60% do custo do sistema no prazo indicado.

Eletricidade da Rede

Esta análise não se compara com a eletricidade da rede, pois a rede está disponível principalmente em ambientes urbanos e nas áreas onde a irrigação é necessária, os agricultores dependem principalmente de soluções fora da rede. A eletricidade também é fornecida a uma taxa fixa, independentemente do uso, especialmente no caso de uso social, como irrigação.

Conclusão

A irrigação solar tem um grande potencial em Moçambique, tendo em conta a procura de irrigação. No entanto, o alto custo inicial e a falta de serviços pós-venda representam um desafio para a adopção mais ampla das bombas solares. Existem modelos de bombas mais baratas (principalmente chinesas) disponíveis no mercado mas, para nossa análise usamos as marcas mais conceituadas.

Em termos de PAYGO, o desafio está em encontrar um equilíbrio entre o valor que o agricultor está disposto a pagar e o prazo que a empresa está disposta a assumir riscos. Existem outras soluções, como o financiamento de activos, onde o pagamento é distribuído na época da colheita e o agricultor é o proprietário do sistema.