HÁ ESPAÇO PARA GERAÇÃO TÉRMICA NO BRASIL? - PDF
Download "HÁ ESPAÇO PARA GERAÇÃO TÉRMICA NO BRASIL?"
Márcio Azambuja Dias
1 HÁ ESPAÇO PARA GERAÇÃO TÉRMICA NO BRASIL? Mario Veiga Institute of the Americas Mesa Redonda sobre Energia no Brasil Rio de Janeiro, 1 de abril de 2011
2 A pergunta que não quer calar Dado que o Brasil tem uma abundância de recursos renováveis competitivos (hidrelétricas, biomassa, eólica e, no futuro, solar), por que sujar a matriz construindo usinas termelétricas a combustíveis fósseis? Objetivos da apresentação: Mostrar que a expansão que mais beneficia o consumidor é um mix de renováveis e termelétricas E que a emissão das termelétricas é muito menor do que se imagina 2
3 Sumário Sinergia hidrotérmica Emissões Conclusões 3
4 Expansão de mínimo custo análise simples Atendimento de uma demanda de 1000 MW médios com usinas térmicas: capacidade térmica: 1000 MW despacho na base custo típico: 150 R$/MWh Se a mesma demanda for atendida por uma hidrelétrica: capacidade hidrelétrica: 1000 MW de energia firme custo típico: 120 R$/MWh Podemos concluir que a hidrelétrica é a opção de menor custo? 4
5 Confiabilidade de atendimento A resposta não é tão simples, porque a confiabilidade de atendimento é diferente: 100% no caso da térmica e 95% no caso da hidrelétrica A energia firme de uma hidrelétrica é calculada como a maior demanda que a mesma pode atender com 95% de confiabilidade (critério de suprimento*) Para sabermos o custo total da geração hidrelétrica para o consumidor, é necessário somar o custo de interrupção ao custo da hidrelétrica * A base do critério de suprimento foi mudada recentemente de risco para igualdade entre custo marginal de expansão (CME) e custo marginal de operação (CMO); esta mudança não afeta a lógica deste exemplo simplificado 5
6 Custo total de suprimento Hidro Térmica Custo da energia (R$/MWh) Dependendo do custo de racionamento, a hidrelétrica pode ser menos competitiva que a termelétrica Custo de racionamento (R$/MWh) * Supondo que a energia interrompida = 20% do consumo (= racionamento de 2001) 6
7 Custo x confiabilidade O custo da geração hidrelétrica cresce rapidamente com o nível de confiabilidade exigido Razão: eventos extremos na distribuição de probabilidade das afluências passam a afetar 250 R$/MWh Confiabilidade 7
8 Expansão de mínimo custo global Dado um nível de confiabilidade, a expansão ótima deveria ser 100% da tecnologia mais barata? Para o exemplo da Figura anterior, confiabilidade < 98% hidrelétrica; > 98% térmica? Para verificar isto, foi desenvolvido um modelo de otimização estocástica Candidatos: usinas hidrelétricas e térmicas Objetivo: minimizar o custo total de investimento + valor esperado do custo de operação, sujeito a restrição de confiabilidade 8
9 Expansão de mínimo custo global Mix H Mix T 100% 90% 80% 89.3% 81.0% 77.8% 75.7% 74.3% 70% 60% 50% Para cada nível de confiabilidade, há uma proporção ótima de hidro e térmica A % térmica aumenta com a confiabilidade 40% 30% 20% 10% 10.7% 19.0% 22.2% 25.7% 24.3% 0% 93% 94% 95% 96% 97% 98% 99% 100% Obs: a % de participação reflete capacidade instalada, não energia firme Confiabilidade (%) 9
10 Em resumo... A expansão de mínimo custo global, para um determinado padrão de confiabilidade, é um mix de geração hidrelétrica e térmica Razão: sinergia entre os dois tipos de geração A térmica contribui com o atributo confiabilidade nos períodos secos A hidrelétrica contribui com o atributo geração média barata nas demais situações hidrológicas O grau de participação de geração térmica no mix ótimo aumenta com a exigência de confiabilidade 10
11 O terceiro atributo: despachabilidade As usinas termelétricas são acionadas fora da ordem de mérito todas as vezes que ocorrem eventos inesperados Exemplos recentes: Acionamento de usinas térmicas para atender um pulo na demanda de ponta em uma situação de restrição do uso do sistema de Itaipu Acionamento suplementar das térmicas devido ao susto de 2008 Estes mesmos acionamentos não poderiam ser feitos pelas fontes renováveis (e.g. eólica e hidrelétricas a fio d água), pois as mesmas não são despacháveis Isto é, não podem produzir energia on demand 11
12 Valor da despachabilidade O Operador Nacional do Sistema faz um acionamento suplementar das térmicas (CAR, nível Benefício meta) das para termelétricas aumentar a segurança despacháveis: suprimento custo de contratação da energia de reserva Para obter o mesmo diferença nível de de segurança custo operativo com usinas do sistema: não despacháveis, 1,5 bilhões de reais/ano seria necessário contratar 5,3 GW médios de energia de reserva Garantia Física (GW médio) Geração Média (GW médio) Demanda Oferta Com CAR Oferta Sem CAR Hidrelétrica Termelétrica Reserva Demanda Oferta Com CAR Oferta Sem CAR Hidrelétrica Termelétrica Reserva 12
13 Sumário Sinergia hidrotérmica Emissões Conclusões 13
14 Entrada em operação da nova energia contratada Valores acumulados Garantia física contratada nos leilões A-3 e A-5 (MW médio) 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 - Quase 10 mil MW médios de geração térmica fóssil entrarão em operação até 2013 Equivale a Santo Antônio + Jirau + Belo Monte + Angra Renováveis 102 1,310 2,199 2,829 3,544 3,700 Comb. Fósseis 530 1,525 3,691 5,241 6,838 9,807 14
15 Impacto no nível médio de emissões (MtCO 2 /ano) Devemos nos preocupar? Fonte: cenário de expansão PSR
16 Não é tão simples Apesar dos valores absolutos de emissão parecerem elevados, é importante observar: que a demanda de energia no setor elétrico é gigantesca Portanto, uma medida mais correta do grau de sujeira da matriz é a emissão por unidade de consumo: tco 2 /GWh Emissão em 2020: 60 tco 2 /GWh O Brasil equivale a um país com mix de produção composto por 85% de fontes renováveis e 15% de gás natural Nossa produção de energia elétrica continuará das mais limpas do mundo, mesmo com a entrada de usinas a óleo, carvão e gás 16
17 Por que a emissão é menor do que se imagina? tco2/mwh gerado A proporção térmica no Brasil é maior do que 15% e a maior parte das térmicas do país emite mais do que uma ciclo combinado gás. Qual é a mágica? Valores típicos GN CC GN CS[1] Óleo[2] Carvão imp. Carvão nac. 17
18 Resposta: sinergia hidrotérmica 50% 40% 45% A emissão total de uma térmica é dada dada pelo produto da emissão unitária (tco2/gwh gerado) pela frequência de despacho (GWh gerados por ano) freqüência de despacho (%) 30% 20% 10% 31% 21% A afluência hidrelétrica na maioria dos anos permite reduzir a frequência de despacho das térmicas 15% 11% 9% 0% CVU (R$/MWh) 18
19 Conclusões A geração termelétrica é um componente importante na expansão econômica do sistema de geração A termelétrica contribui com o atributo confiabilidade e a hidrelétrica devolve o favor contribuindo para a redução do fator de despacho das termelétricas nos períodos de afluência favorável A despachabilidade das térmicas passa a ser cada vez mais importante com a entrada de recursos não despacháveis no sistema: eólica, biomassa e usinas a fio d água (Santo Antônio, Jirau, Belo Monte etc.) A sinergia hidrotérmica faz com que a emissão de CO 2 do setor seja bem menor do que se imagina Uma térmica a carvão no país (fator de despacho de 45%) emite menos do que uma térmica ciclo combinado a gás natural nos demais países 19
PLANEJAMENTO E OPERAÇÃO DO SISTEMA INTEGRADO
PLANEJAMENTO E OPERAÇÃO DO SISTEMA INTEGRADO Silvio Binato, Mario Pereira PSR [silvio@psr-inc.com] Caminhos da Engenharia Brasileira Matriz Elétrica Setor Elétrico Instituto de Engenharia, SP, 14 agosto
O NOVO MERCADO DE ENERGIA ELÉTRICA E COMO CHEGAR À TERRA PROMETIDA... Mario Veiga ENASE, Rio de Janeiro, 17 de maio de 2017
O NOVO MERCADO DE ENERGIA ELÉTRICA E COMO CHEGAR À TERRA PROMETIDA... Mario Veiga mario@psr-inc.com ENASE, Rio de Janeiro, 17 de maio de 2017 PSR Provedora de ferramentas analíticas e consultoria (estudos