Cenário Modelo para a Irrigação Solar em Moçambique
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:
- Calcular a necessidade máxima anual de água da cultura
- Dimensionar o sistema SIES acordado
- Dimensionar o sistema diesel acordado
- Modelar a viabilidade financeira do sistema SIES
Calculando a Necessidade de Água da Cultura
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.
