RESUMO As energias renováveis são alternativas para substituição dos combustíveis fósseis sendo crucial para a sustentabilidade do setor agrícola, e importante alternativa para o bombeamento de água na irrigação. Assim, a compreensão das receitas e despesas são fundamentais na viabilidade econômica. Com isso, o objetivo do presente estudo foi verificar o comportamento dos indicadores econômicos em sistema de energia solar off-grid para irrigação com base em diferentes cenários. Foram desenvolvidos projetos fotovoltaicos para diferentes potências de irrigação variando de 0,736 até 22,1 kW, e avaliado os custos para implantação e operação, a ocorrência de economia de escala e verificado o custo nivelado de energia para cada potência analisada. Além disso, foram realizadas análises de sensibilidade, considerando a variação do preço de produto e custo de investimento, para demonstrar as respostas em relação aos indicadores econômicos. Portanto, os projetos de energia fotovoltaicos apresentaram custos crescentes com aumento da potência, e o custo normalizado por kW seguiu uma economia de escala, já o custo nivelado de energia demonstrou viabilidade, exceto para a potência de 22,1 kW. As análises de sensibilidade demonstraram a rentabilidade para as configurações analisadas.

ABSTRACT Renewable energies are alternatives to replace fossil fuels and are crucial for the sustainability of the agricultural sector, besides being an important alternative for pumping water in irrigation. Thus, understanding revenues and expenses is fundamental in economic feasibility. Therefore, the aim of this study was to assess the behavior of economic indicators in off-grid solar energy system for irrigation based on different scenarios. Photovoltaic projects were developed for different irrigation powers ranging from 0.736 to 22.1 kW, and the costs for implementation and operation, as well as the occurrence of economy of scale were evaluated, and the levelized cost of energy for each power analyzed was determined. In addition, sensitivity analyses were performed, considering the variation in product price and investment cost, to demonstrate the responses in relation to economic indicators. Photovoltaic energy projects showed increasing costs with the increase in power, and the normalized cost per kW followed an economy of scale, while the levelized cost of energy showed feasibility, except for the power of 22.1 kW. The sensitivity analyses showed profitability for the analyzed configurations.

RESUMO O estudo visa quantificar os custos de produção das culturas de milho e sorgo em condições de sequeiro e irrigado para a geração de etanol, e avaliar a viabilidade econômica em diferentes cenários de preço de comercialização. Foram realizados dois experimentos nos anos de 2019/2020 e 2020/2021, em área experimental da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS. O delineamento experimental foi em faixas, com blocos ao acaso e quatro repetições. Foram avaliadas três lâminas de irrigação: 0, 50 e 100% da evapotranspiração de referência (ETo) como o primeiro fator, e duas cultivares de milho e uma de sorgo granífero como o segundo fator, sendo utilizados 45 cenários. O uso da irrigação plena (100% de ETo) reduz os custos de produção do litro de etanol em 15 e 17,89% e aumenta a produção de etanol em 44,18 e 48,25% para as culturas de milho e sorgo, respectivamente. Para o preço de mercado de R$ 2,00 L-1, o sorgo granífero não apresenta bom desempenho, com valor presente líquido (NPV) e taxa interna de retorno (IRR) negativos. O preço de venda de R$ 4,00 L-1 e irrigação plena é o melhor cenário econômico, com valores de NPV de R$ 90.356,93, IRR de 33,83%, relação benefício/custo (B/C) de 2,28, índice de rentabilidade (PI) de 3,99 e payback de três anos. O milho é economicamente viável para a produção de etanol em todos os cenários, sendo a irrigação plena e preço de comercialização de R$ 4,00 L-1, o que apresentou o melhor cenário econômico, com valores médios para o NPV de R$ 204.381,68, IRR de 63,35%, B/C de 2,96, IR 8,67 e payback de 1,58 anos, entre as cultivares.

ABSTRACT The study aims to quantify the production costs of maize and sorghum crops under rainfed and irrigated conditions for the generation of ethanol and to evaluate the economic feasibility in different scenarios of marketing price. Two experiments were carried out in the years 2019/2020 and 2020/2021, in an experimental area at the Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil. The experiment was in strip plots, in a randomized block design and four replicates. Three irrigation depths, 0, 50 and 100% of the reference evapotranspiration (ETo), as first factor, and two maize cultivars and one grain sorghum cultivar as second factor, using 45 scenarios. The use of full irrigation (100% of ETo) reduces the production costs of the liter of ethanol by 15 and 17.89% and increases ethanol production by 44.18 and 48.25% for maize and grain sorghum crops, respectively. For the market price of R$ 2.00 L-1, the grain sorghum does not show good performance, with negative net present value (NPV) and internal rate of return (IRR). The sale price of R$ 4.00 L-1 and full irrigation is the best economic scenario, with values of NPV of R$ 90,356.93, IRR of 33.83%, benefit/cost ratio (B/C) of 2.28, profitability index (PI) of 3.99 and payback of three years. Maize is economically viable for ethanol production in all scenarios. Full irrigation and market price of R$ 4.00 L-1 represent the best economic scenario, with mean values for NPV of R$ 204,381.68, IRR of 63.35%, B/C of 2.96, PI of 8.67 and payback of 1.58 years, among the cultivars.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do modelo AquaCrop na estimativa da produtividade de grãos e de água da cultura para nove híbridos de milho com diferentes estratégias de irrigação nos municípios de Santiago, Chile, e Alegrete, na região oeste do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Foram usados dados de clima, solo, manejo e cultura de quatro estações de cultivo (2015 a 2019), sendo as duas primeiras em Santiago, e as duas últimas em Alegrete. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, composto por cinco tratamentos de irrigação (0, 50, 75, 100 e 125% da evapotranspiração da cultura), e quatro, seis e um híbrido, respectivamente, para a primeira, segunda e terceira estação de cultivo. Na estação de cultivo 2018/19, os tratamentos apresentaram níveis de supressão no fornecimento de água à cultura no seu período reprodutivo, correspondendo a ETc durante a fase vegetativa (ETcVeg.) e reprodutiva (ETcRep.), como segue: 0, 50Veg./25Rep., 75Veg./37,5Rep., 100Veg./50Rep. and 100% of ETc. O desempenho do modelo, avaliado por meio de indicadores estatísticos, foi “excelente” e “bom” para simulação da produção de grãos e produtividade de água da cultura, respectivamente. Houve tendência de o modelo superestimar os resultados em regime de déficit hídrico, sendo mais expressivo em déficits severos do que em déficits leves, ou no período reprodutivo da cultura, e, tendendo a subestimar os resultados em condições de irrigação sem déficit, com 100 ou 125% de ETc.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the performance of the AquaCrop model in the estimation of grain yield and crop water yield for nine hybrids of corn with different irrigation strategies in the municipalities of Santiago, Chile, and Alegrete, in the western region of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. Data on climate, soil, management and crop yield over four crop seasons (2015 to 2019) were used, the first two in Santiago city, and the third and fourth in Alegrete city. The experimental design was randomised blocks, consisting of five irrigation treatments (0, 50, 75, 100 and 125% of crop evapotranspiration), and four, six and one hybrid, respectively, for the first, second and third growing season. In the fourth crop season, one hybrid was considered and the treatments consisted of suppression in water supply to the crop during its reproductive period, corresponding to ETc during vegetative (ETcVeg.) and reproductive (ETcRep.) phases, as follows: 0, 50Veg./25Rep., 75Veg./37.5Rep., 100Veg./50Rep. and 100% of ETc. The performance of the model, evaluated through statistical indicators, was “excellent” and “good” for the simulation of grain yield and crop water productivity, respectively. There was a tendency of the model to overestimate the results under conditions of water deficit, this being more pronounced under severe deficit than under mild deficit, or in the reproductive period of the crop, and a tendency to underestimate the results under conditions of irrigation without deficit, i.e., 100 or 125% ETc.