Dissertação

{pt_PT=Is RES powered desalination a viable solution for water stressed regions? A case study in Algarve, Portugal} {} EVALUATED

{pt=O abastecimento de água potável é por vezes problemático em Portugal devido à concentração sazonal das precipitações, à desigualdade da disponibilidade dos recursos hídricos e às secas frequentes. Prevê-se que as alterações climáticas piorem esta situação e urge encontrar soluções que possam aliviar a pressão exercida sobre os recursos hídricos e garantir água de qualidade às populações. A dessalinização tem vindo a afirmar-se como uma opção para combater a escassez de água, mas o seu elevado consumo energético e os custos de produção dificultam a sua implementação. Este trabalho procura determinar se a dessalinização de água alimentada por energias renováveis pode ser uma solução viável para garantir um abastecimento sustentável de água. O Algarve foi escolhido como caso de estudo por ter recursos hídricos particularmente ameaçados, e pelo desafio que o fluxo turístico sazonal representa para a rede de distribuição de água. Duas estratégias são consideradas: optar por uma central de dessalinização que abastece toda a região do Algarve, ou por duas centrais, que abastecem a sua respectiva sub-região. Estimou-se o custo de produção da água dessalinizada considerando a procura de água potável assim como os perfis horários do consumo eléctrico e da produção eléctrica por energias renováveis. Desenvolveram-se dois modelos para a estimação do custo de produção: um modelo em folha de cálculo e um modelo de optimização que minimiza os custos eléctricos. O custo unitário de produção obtido está dentro do padrão do sector, mas representa um custo mais elevado do que o valor de mercado estimado. , en=With a severe seasonal concentration of precipitation, unevenly distributed water resources and frequent droughts and floods, the water supply in Portugal is under stress, and the problem is expected to increase with climate change. Water desalination is increasingly becoming the preferred solution to fight water scarcity but, being energy-intensive, the underlying costs and sustainability concerns over the power sources chosen remain a challenge to its implementation. This study aims to assess if the introduction of renewable energy sources (RES) powered seawater desalination in mainland Portugal could allow for the flexibility needed to guarantee water security through a viable model. The Algarve Region was chosen as a case study because it is particularly water stressed and subject to highly varying demographics depending on the season. Two strategies are considered: either one large plant supplies the whole region (centralised) or two smaller ones supply their respective sub-regions (decentralised). Taking the region’s freshwater demand, hourly RES production and electricity consumption profiles, a cost analysis is performed in order to obtain an estimation for the produced levelised cost of water (LCOW). Two models were developed to estimate the LCOW: a spreadsheet model and a subsequent optimisation model, minimising electricity costs. The resulting 0.7266 EUR/m3 of desalinated water, obtained for the decentralised solution, fits within the industry standard rate although being 61.3% higher than the estimated conventional water supply production cost. Finding external financing through European or national funding could further lower CAPEX and get desalination on par with the current market price of water.}
{pt=Dessalinização, Energias renováveis, Abastecimento de água, en=Seawater desalination, Renewable Energy Sources, Water-Energy nexus}

Julho 8, 2019, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Raquel Inês Segurado Correia Lopes da Silva

Área Científica de Termofluidos e Tecnologias de Conversão de Energia (TTCE)

Investigador Principal

ORIENTADOR

Mário Manuel Gonçalves da Costa

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático