BENNIE GROVÉ, Universiteit van die Vrystaat
In die verlede het die Nasionale Energiereguleerder van Suid-Afrika (NERSA) gepoog om elektrisiteitsverskaffing só te reguleer dat Suid-Afrika se energiekoste van die laagste in die wêreld is.
In effek het die koste van elektrisiteit vanaf 1988 tot 2002 met minder as inflasie gestyg. Vir die volgende vyf jaar daarna was die toename in elektrisiteitstariewe nou gekoppel aan inflasie. Sedert 2008 beleef Suid-Afrikaners egter onrealistiese hoë elektrisiteitstariefaanpassings wat 'n direkte impak op die verbruiker het.
Gegewe die huidige situasie ten opsigte van kragvoorsiening in Suid-Afrika, dui alles daarop dat onrealistiese hoë elektrisiteitstariefverhogings ons in die toekoms steeds in die gesig gaan staar. Alhoewel alternatiewe hernubare energiebronne bestaan, is die investeringskoste wat benodig word om die energiebronne vir kommersiële besproeiingsprodusente toeganklik te maak, nog te hoog.
Vir sommige besproeiingsprodusente is die effek van verhoogde elektrisiteitstariewe op totale besproeiingskoste meer as vir ander omdat hulle in ouer energie-ondoeltreffende besproeiingstelsels geïnvesteer het. 'n Wisselwerking bestaan tussen die verlaging van investeringskoste deur besproeiingspype met dunner diameters te gebruik en die toename in bedryfskoste as gevolg van die toename in drywing (kilowatt) wat benodig word om die water deur die pype met dunner diameters te pomp.
Fokusareas vir besparing
Aangesien baie produsente gepoog het om investeringskoste laag te hou, kan etlike besproeiingsprodusente se totale besproeiingskoste verlaag word deur beter ontwerpte besproeiingstelsels te bekom. Die Suid-Afrikaanse Besproeiingsinstituut (SABI) is verantwoordelik om te verseker dat besproeiingsontwerpe ooreenkomstig goedgekeurde norme gedoen word. Hoër elektrisiteitstariewe het egter veroorsaak dat sommige van die norme herbereken moet word en dalk nie meer van toepassing is nie.
Gegewe elektrisiteitstariefverhogings wat die toekomstige winsgewendheid van besproeiingsboerdery bedreig, het die Water navorsingskommissie (WNK) 'n projek geïnisieer en gefinansier wat handel oor "Die optimale gebruik van elektrisiteit en water vir die volhoubare bestuur van besproeiingsboerderysisteme" wat tans deur die Departement Landbou-ekonomie aan die Universiteit van die Vrystaat uitgevoer word.
Die projekspan het drie breë fokusareas geïdentifiseer ten einde elektrisiteitskoste te bestuur. Figuur 1 toon die drie fokusareas wat vanaf die wiskundige vergelyking vir die berekening van veranderlike elektrisiteitskoste vir die pomp van besproeiingswater afgelei is.
In wese is pompkoste die produk van die besproeiingstelselontwerp besproeiingsbestuur wat die hoe veelheid pomp-ure bepaal en die spesifieke elektrisiteitstarief wat gebruik word. Die feit dat pompkoste die produk van die drie fokusareas is, impliseer dat een van die fokusareas nie afsonderlik aangespreek kan word om elektrisiteitskoste te bestuur sonder om die ander in ag te neem nie.
'n Geïntegreerde raamwerk wat al drie die fokusareas omvat, is ontwikkel om die wisselwerking tussen pypinvesteringskoste en bedryfskoste met inagneming van verskillende elektrisiteitstariefstrukture onder optimale besproeiingsbestuur te evalueer.
In wese vind die model 'n ewewig tussen die vraag na elektriese energie wat gebruik word om 'n bemarkbare produk te lewer en die koste om aan die vraag te voorsien. 'n Unieke eienskap van die model is dat die tydsberekening van besproeiings en die hoeveelheid besproeiingswater wat toegedien word (vraag) deur 'n grondwaterbegroting bepaal word.
Laasgenoemde is veral belangrik wanneer die koste om aan die vraag op verskillende tye te voorsien, verskil, soos wanneer tyd van- gebruik elektrisiteitstariefstrukture gebruik word.
Die raamwerk is toegepas in die Douglas-omgewing om die optimale pypdiameters vir 'n 30 ha-spilpunt met twee verskillende watertoedieningskapasiteite vir Landrate en Ruraflex te bepaal.
Landrate het 'n vaste tarief per kilowatt-uur (R/kWh) ongeag wanneer besproei word. Ruraflex is 'n sogenaamde tyd-van-gebruik tarief waar verskillende tye van die dag, dae van die week en selfs seisoene verskillende tariewe het.
Hierdie gedifferensieerde tariefstruktuur bied aan produsente die geleentheid om hul elektrisiteitskoste te bestuur deur besproeiing tydens buitespitstye te skeduleer, wanneer die tarief heelwat laer as dié van Landrate is.
Besproeiingsprodusente moet egter daarop let om so min as moontlik binne spitstye te besproei, wanneer die Ruraflex-tarief aansienlik hoër is as dié van Landrate. Die geoptimeerde ontwerpparameters asook die investerings- en elektrisiteitskoste vir die gevallestudie, word in Tabel 1 aangedui. Die netto huidige waarde van elektrisiteitskoste vir die verbouing van mielies en koring is oor 'n 20 jaar-periode bereken.
In die geval van Landrate bly die pypdiameter onveranderlik wanneer vloeitempo toeneem vanaf 125 m3/h tot 150 m3/h. Weens die hoër vloeitempo, vermeerder die wrywing en as gevolg van 'n hoër wrywing, neem die kilowattvereistes met 4 kW toe.
Alhoewel minder ure met die hoër vloeitempo benodig word om dieselfde hoeveelheid water te besproei, neem die kWh toe omdat die effek van die verhoging in kW die afname in besproeiingsure oorskadu en gevolglik neem veranderlike elektrisiteitskoste toe.
By Ruraflex is dit optimaal om 'n dunner pyp (200 mm) by die spilpunt met die lae toedieningskapasiteit te gebruik. Die wrywing en gevolglike kW benodig is dus hoër (18 versus 16) vergeleke met Landrate vir die lae toedieningskapasiteit besproeiingstelsel.
Interessant is die feit dat die veranderlike besproeiingskoste baie laer is as met Landrate. Die rede hiervoor is dat die besproeiing optimaal geskeduleer is sodat die geweegde gemiddelde tarief vir Ruraflex laer is as dié van Landrate. Die gevolglike laer tarief lei daartoe dat dit optimaal is om 'n dunner pyp te gebruik wat die pypinvesteringskoste verlaag.
By Ruraflex is dit optimaal om die pypdiameter te vergroot indien die kapasiteit van die besproeiingstelsel verhoog word, wat veroorsaak dat die wrywing in die pyp verminder al neem die vloeitempo toe. Veranderlike elektrisiteitskoste neem dus af, terwyl totale investeringskoste toeneem. Die netto effek is dat die laer toedieningskapasiteit stelsel die winsgewendste is.
Die belangrikheid van besproeiingsbestuur tesame met die gebruik van 'n tyd-van-gebruik elektrisiteitstariefstruktuur word die beste uitgelig deur die 12 mm/dag stelsels van Ruraflex en Landrate te vergelyk. Hierdie besproeiingstelsels is identies in terme van ontwerp en gebruik (kWh).
Die groot verskil is gesetel in die aansienlike laer totale elektrisiteitskoste wat 'n direkte gevolg is van die besproeiings wat in die goedkoper tydgleuwe plaasvind.
Opvallend van die resultate is dat die wrywingsverlies uitgedruk as 'n persentasie van die lengte van die pyplyn, baie laag is vergeleke met die SABI-norm van 1,5%. By implikasie het die pype wat deur die navorsing bepaal is vir die spesifieke gevallestudies 'n baie groter diameter as wat deur die norm voorgeskryf word.
Daar word tans verdere navorsing uitgevoer om die norm te evalueer en 'n nuwe norm voor te stel. Die resultate toon duidelik dat elektrisiteitskoste verlaag kan word deur van Ruraflex gebruik te maak. 'n Voorvereiste is dat besproeiings buite spitstye moet geskied aangesien die tariewe baie hoog gedurende spitsure is.
Indien besproeiing nie oordeelkundig bestuur word nie, is dit moontlik dat veranderlike elektrisiteitskoste selfs hoër as dié van Landrate kan wees.