Reservoir operation simulation for existing and planned hydropower projects on the Niger and Benue catchments in Nigeria

Simulation de gestion de réservoirs hydroélectriques pour des projets existants et potentiels sur le Niger et la Bénoué, au Nigéria

Tractebel Engineering S.A., 92622 Gennevilliers Cedex, France

^* Corresponding author: okechukwu.amogu@tractebel.engie.com

Abstract

In 2015/16, a hydropower site screening study was undertaken in Nigeria on the main stem of the Niger River and in the Benue River basin. The study assessed small (5-20 MW installed capacity), medium (20-100 MW) and large projects (> 100 MW) focusing on hydropower sites with potential multipurpose benefits. In the final stage of the study, three sites (two medium and one large project) were recommended for future development by the Government of Nigeria in liaison with the Niger Basin Authority (NBA). The study covered: Simulations of energy production and water demand satisfaction using the MIKE HYDRO Basin software. The modelling approach was based on maximizing energy production and maintaining a target mean load factor. (1) Impacts of reservoir development on hydropower production benefits, downstream flow variability, navigation downstream for three time horizons: current, mid development and maximum potential development. (2) Sensitivity analyses of water availability risks for hydropower generation for the three selected sites considering possible future abstractions and projected climate change. (3) Optimization of the use of the River Niger’s White flood in Nigeria and study of the augmentation of the Kainji HPP in order to mitigate the potential future production losses due to upstream developments/abstractions outside Nigeria.

Résumé

En 2015-2016, un inventaire des sites hydroélectriques potentiels sur la branche principale du fleuve Niger et dans le bassin de son affluent la rivière Bénoué a été réalisé. L’objectif était d’identifier les sites potentiels pour développer de petits, moyens et grands projets hydroélectriques (puissances installées respectives de 5 à 20 MW, 20 à 100 MW >100MW), notamment pour les sites permettant le développement du multi-usages de l’eau. L’étude comprenait des : (1) Simulations du productible hydroélectrique et de satisfaction des demandes en eau avec le logiciel MIKE HYDRO. L’approche de modélisation était basée sur la maximisation de la production énergétique et le maintien d’un facteur de charge cible. (2) Impacts du développement des réservoirs sur la production hydroélectrique, la variabilité du débit et la navigation en aval, pour trois horizons : situation actuelle, horizons moyen et maximal de développement. (3) Analyses de sensibilité de la production hydroélectrique sur trois sites choisis par rapport aux prélèvements futures et projections climatiques. (4) Optimisation de l’utilisation de la crue dite « blanche » du fleuve Niger au Nigéria et étude de l’augmentation de la puissance de l’usine de Kainji pour réduire l’impact de la perte potentielle de production future due aux développements amont et externes du Nigéria.