Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro

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1 Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro Amilcar Guerreiro Diretor de Estudos de Energia Elétrica Empresa de Pesquisa Energética - EPE

2 Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro AGENDA 1 Considerações iniciais 2 Contexto socioeconômico e demográfico 3 Eficiência energética 4 Energias Renováveis 5 Considerações finais

3 Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro 1 Considerações iniciais

4 Objetivos do planejamento da expansão SUSTENTABILIDADE SOCIOAMBIENTAL 4

5 Objetivos do planejamento da expansão Preços e tarifas adequados Oferta adequada Baixa dependência energética SUSTENTABILIDADE SOCIOAMBIENTAL Minimização dos impactos ambientais Controle de emissões de gases de efeito estufa 5

6 Objetivos do planejamento da expansão Fontes mais competitivas Fontes próprias de energia Tempestividade da expansão SUSTENTABILIDADE SOCIOAMBIENTAL Aperfeiçoamento dos programas ambientais Prioridade para fontes não emissoras 6

7 Objetivos do planejamento da expansão SUSTENTABILIDADE SOCIOAMBIENTAL Fontes renováveis e eficiência energética atendem aos objetivos da política energética 7

8 Elementos básicos da estratégia da expansão da oferta de energia elétrica Eficiência energética Reciclagem e aproveitamento de resíduos Energias renováveis Energia nuclear uhe eólica solar biomassa

9 Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro 2 Contexto socioeconômico e demográfico

10 Milhares Contexto socioeconômico e demográfico milhões de pessoas 1,4% 1,2% 1,0% 220 0,8% 210 0,6% 0,4% 200 0,2% 190 0,0% -0,2% 180-0,4% População Taxa de crescimento CRESCIMENTO DEMOGRÁFICO População da Austrália 22 milhões (2013) ( kwh/hab/ano) 10

11 China Mexico Brasil 2012 Venezuela Brasil 2020 Russia Chile Brasil 2030 Korea Brasil 2040 Spain Brasil 2050 France Germany Japan United States China Mexico Brasil 2012 Venezuela Russia Brasil 2020 Chile Brasil 2030 Korea Spain Brasil 2040 France Germany Brasil 2050 Japan United States Contexto socioeconômico e demográfico do PNE Banda inferior 10,8 13,5 19,2 Em 2050, renda per capita entre US$ 36 mil e US$ 42 mil por ano 35,9 26,5 [US$ 2012] Banda superior 10,8 13,9 20,5 30,0 42,3 CRESCIMENTO DA RENDA CRESCIMENTO DEMOGRÁFICO Renda per capita da Austrália US$ (2012) 11

12 Contexto socioeconômico e demográfico do PNE kwh/hab/ano Estados Unidos França Brasil 2050 União Europeia Alemanha Reino Unido Espanha Portugal Itália Argentina Brasil 2030 Chile Brasil 2013 Paraguai US$/hab/ano CRESCIMENTO DA RENDA CRESCIMENTO DA DEMANDA DE ENERGIA CRESCIMENTO DEMOGRÁFICO Em 2050, consumo de eletricidade comparável ao consumo atual de países industrializados 12

13 Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro 3 Eficiência energética

14 Eficiência energética e efeitos renda/estrutura consumo final Efeito renda/estrutura Eficiência energética consumo final em t Crescimento vegetativo (crescimento demográfico; acumulação de capital, etc.) consumo final em t o t o tempo t 14

15 Eficiência energética EVOLUÇÃO DA INTENSIDADE ENERGÉTICA E ELÉTRICA DA ECONOMIA

16 Eficiência elétrica por setor Energia conservada em 2050 Indústria 160 TWh 44% Comercial/Público 113 TWh 31% Residencial 84 TWh 23% Outros 2 7 TWh 2% Obs.: (1) indústria inclui setor energético; (2) energia conservada nos setores agropecuário e transporte Contribuição de cada setor para o total conservado 16

17 Eficiência energética Consumo final de energia elétrica (CFE) TWh 2013/2050 PIB 3,6 CFE SEM EE 3, eficiência energética COM EE 3,2 1, , per capita 2013/2050 PIB 3,5 500 CFE SEM EE 3,4 250 COM EE 2,8 0, , ,6 TWh (24,7% do aumento do CFE) PIB: Produto Interno Bruto CFE: Consumo Final de Energia Elétrica EE: Eficiência Energética 17

18 Eficiência energética em 2050 Emissões evitadas de gases de efeito estufa Setor Base: setor elétrico 2014 Base: geração a gás Industrial (1) 21,9 65,6 Comercial 15,5 46,3 Residencial 11,5 34,4 Outros (2) 1,0 2,9 TOTAL 49,9 149,2 (10 a 30% das emissões totais na produção e no consumo de energia no país em 2014) (1)Inclui setor energético (2)Transportes e setores público e agropecuário A avaliação das emissões evitadas depende da composição da oferta futura de energia. Na medida em que a geração hidrelétrica perde participação na matriz elétrica, as emissões de CO 2 tendem a ser maiores. 18

19 Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro 4 Energias renováveis

20 Matriz Elétrica Brasileira BRASIL (2014) Gás Natural 13,0% Eólica 2,0% Biomassa ³ 7,4% Derivados de Petróleo 6,8% Nuclear 2,5% Carvão e Derivados ¹ 3,2% Hidráulica ² 65,2% Eólica 1,1% Biomassa ³ 6,6% BRASIL (2013) Derivados de Petróleo 5,3% Nuclear 2,5% Gás Natural 11,3% Carvão e Derivados ¹ 2,6% Hidráulica ² 70,6% oferta hidráulica² em 2014: 407,2 TWh oferta total² em 2014: 624,3 TWh oferta hidráulica² em 2013: 431,3 TWh oferta total² em 2013: 611,2 TWh ¹ Inclui gás de coqueria ² Inclui importação ³ Inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras fontes primárias. 20

21 Participação de renováveis na matriz elétrica Em 2014, a participação de renováveis na Matriz Elétrica Brasileira caiu para 74,6% devido às condições hidrológicas desfavoráveis e ao aumento da geração térmica. Brasil (2014) 74,6% Brasil (2013) 78,3% Mundo (2012) 21,2% OCDE (2012) 19,7% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Renováveis Não renováveis Fonte: EPE; Agência Internacional de Energia. Elaboração: EPE 21

22 Matriz elétrica mundial, 2010 Fonte: AIE, 2012 Unidade % 40,6 4,6 Renováveis: 19,7% 12,9 16,0 22,2 3,7 Hidráulica Outras renováveis Gás natural Nuclear Derivados de petróleo Carvão e derivados (3)

23 Expansão já contratada da capacidade instalada do SIN 36,9 GW 82% EÓLICAS 1,5 1,4 3,8% 3,9% Hidro Renováveis: 92% 13,8 37,4% 20,2 54,9% Outras renováveis Térmicas Nuclear FONTE: EPE (PDE 2023) Outras renováveis: eólicas, biomassa e PCH

24 PRÓXIMO LEILÃO 2º LEILÃO DE ENERGIA DE RESERVA DE 2015 Relaização: 13 de novembro de 2015 Entrada em operação comercial: novembro de 2018 Resumo dos Empreendimentos Cadastrados Fonte Projetos Oferta (MW) Eólica Fotovoltaica * Fonte: EPE projetos MW OBS.: A potência dos projetos fotovoltaicos é expressa em MWp, sendo a soma das potências nominais dos módulos fotovoltaicos em corrente contínua. Unidade da Federação Projetos Oferta (MW) BA CE GO 4 67 MA MS 1 22 MG PB PE PI RN RS SC SP TO

25 Expansão planejada da capacidade instalada do SIN (horizonte decenal) 34,2 GW Renováveis: 78% GW % 55% EÓLICAS 10,6 7,5 Hidro 21,9% 31,1% Renováveis 16,1 47,0% Térmicas FONTE: EPE (PDE 2023)

26 Capacidade instalada no SIN, 2023 GW % 47,2 28,2 24,1% 14,4% 3,4 1,7% 116,9 59,8% 195,7 GW Renováveis: 84% Hidro Outras renováveis Térmicas Nuclear FONTE: EPE (PDE 2023) Obs.: Hidro inclui importação (Itaipu) Outras renováveis: eólicas, biomassa e PCH

27 Perspectivas renováveis EÓLICA BIOMASSA Vasto potencial Competitividade comprovada Mantem (20 mil MW em 10 anos) ou aumenta ritmo de expansão da capacidade instalada Expansão da biomassa da cana é função do crescimento da produção do setor sucroalcooleiro Potencial para triplicar a geração elétrica entregue à rede com aumento da produtividade e da oferta de biomassa Competição com a produção de etanol de 2ª geração Potencial de expansão de outras biomassas (madeira, resíduos etc.) 27

28 Perspectivas renováveis ENERGIA SOLAR Custo de investimento, US$/kW US$ 6.200/kW Heliotérmica 4000 US$ 3.400/kW US$ 1.750/kW PV US$ 800/kW Expansão solar PV arbitrada em no mínimo MW por quinquênio a partir de

29 GW Perspectivas renováveis 100 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA GW ,9 GW GD resíduos Capacidade Instalada Fotovoltaica GD Fotovoltaica Cap Instalada GD Res 29

30 Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro 5 Considerações finais

31 Questões chave Expansão hidrelétrica Preço da energia Sistema de transmissão Mudanças climáticas (emissões CO 2 ) Efeitos da inserção de renováveis no sistema Eficiência energética

32 EXPANSÃO HIDRELÉTRICA (*) 2013 PDE APROV. 75% 60 GW 184 GW 86 GW 34% 38 GW 124 GW 50% 60% 25 GW 149 GW (*) Inclui PCH Obs.: Potencial total: 250 GW, considerando apenas metade dos aproveitamentos binacionais e não considerando unidades de ponta (10 GW) 32

33 Preço médio da energia nos leilões de expansão da oferta 200,0 180,0 173,2 171,0 168,6 165,8 164,8 163,9 160,5 158,6 158,0 157,4 157,1 157,1 R$/MWh 160,0 151,6 151,0 144,8 156,8 140,0 126,6 120,0 100,0 103,4 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Note: Values based on January 2011 Source: EPE

34 Preço médio da energia nos leilões de 2013 Foram contratados MW R$/MWh Hydro Wind Biomass (sugar cane) Small hydro Biomass (wood) ENERGIA SOLAR: preço médio no leilão de agosto de 2015, R$ 301/MWh Foram contratados MWp

35 EXPANSÃO DA TRANSMISSÃO EVOLUÇÃO FÍSICA DO SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL - SIN Evolução Prevista de LT, em km, por nível de tensão Tensão ±800 kv 750 kv ±600 kv 500 kv 440 kv 345 kv 230 kv TOTAL Existente em 2014* Evolução Evolução Evolução Estimativa * Dados do DMSE/MME Total instalado em 2014 Total previsto em km km km = +63,4%

36 EXPANSÃO DAS INTERLIGAÇÕES INTERLIGAÇÃO NORTE-NORDESTE / SUDESTE PROJETO PREVISÃO AUMENTO CAPAC. MW CAPAC. TOTAL MW Eixo 500 kv (Norte-Sul) º bipolo Belo Monte º bipolo Belo Monte N/NE SE (exportação renováveis)

37 PRÓXIMOS LEILÕES DE TRANSMISSÃO (1º TRIMESTRE DE 2016) AMPLICAÇÃO INTERLIGAÇÃO NORDESTE-SUDETSE Escoamento de geração eólica e solar ~4.000 km LT em MG 5 novas SEs Sapeaçu B.J.da Lapa Rio das Éguas Igaporã III Arinos Janauba 3 Poções II Pirapora 2 Padre Paraíso 2 Presidente Juscelino Gov. Valadares 6 Itabira 5 Neves 1 Mutum Betim 6 Rio Novo do Sul

38 SISTEMA DE TRANSMISSÃO ESTADO DE MINAS GERAIS INSERÇÕES REGIONAIS E CONEXÃO UFVS 2º LER/ MW Usinas Fotovoltaicas cadastradas Teixeira de Freitas (BA) Teófilo Otoni(MG) Norte ES Futuras inserções regionais

39 SISTEMA DE TRANSMISSÃO ESTADO DE MINAS GERAIS COM EXPANSÃO PREVISTA Arinos Janaúba Padre Paraíso Pres.Juscelino Betim Braunas Governador Valadares Itabira Mutum Novas SEs Sarzedo LTs 500 kv LTs 345 kv LTs 230 kv Varginha Timóteo e João Monlevad e

40 MtCO2 MtCO2 Hidráulicas x Emissões CO2 Emissões de CO2 emissions ao menos 50% mais altas somente na produção de eletricidade Expansão COM hidráulicas Expansão SEM hidráulicas Norte 60 Norte NE NE 50 SE 50 SE Sul SUL

41 Renováveis e metas brasileiras de emissões de CO2 (metas anunciadas na COP 15 e formalizadas no Decreto nº 7.390/10) Intensidade de carbono na economia kgco 2 /10 3 R$ [2007] Eficiência energética Renováveis Expansão hidráulica biocombustíveis em MtCO

42 % % % FONTES RENOVÁVEIS Curva anual da geração esperada (média = 100%) 250% 250% 200% 200% 150% 100% 50% BA CE RJ SC 150% 100% 50% CE RS BA 0% Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Mês 0% Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Mês 250% 200% 150% 100% 50% 0% Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Mês N NE SE Variação anual da geração solar é menor do que a da geração eólica e do que a geração hidráulica Produzido a partir de PVWatts (NREL)

43 Características das fontes renováveis

44 Características das fontes renováveis Geração solar em um dia típico (planta única e média de várias plantas em um mesmo sítio)

45 O fadding da geração fotovoltaica... Efeito sobre a curva de carga (Havaí) O pôr-do-sol resulta em rápido aumento da carga a ser suprida pelas fontes despacháveis. Fonte: Hawaii Electric Co.

46 jan/10 mai/10 set/10 jan/11 mai/11 set/11 jan/12 mai/12 set/12 jan/13 mai/13 set/13 jan/14 mai/14 set/14 jan/15 mai/15 set/15 jan/16 mai/16 set/16 jan/17 mai/17 set/17 jan/18 mai/18 set/ CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO DOS RESERVATÓRIOS DO SIN (em relação ao consumo) Energia Armazenável Máxima / Carga SUDESTE SUL NORDESTE NORTE ITAIPU MADEIRA MANAUS B.MONTE TAPAJOS

47 jan/15 jul/15 jan/16 jul/16 jan/17 jul/17 jan/18 jul/18 jan/19 jul/19 jan/20 jul/20 jan/21 jul/21 jan/22 jul/22 jan/23 jul/23 jan/24 jul/24 MWmed ATENDIMENTO À CARGA Mercado Líquido de Energia no SIN para Fontes Controláveis PDE 2024 En. Fio d'água Geração OFR Inflexibilidade Mercado Total Mercado - Geração OFR - En. Fio d'água - Inflexibilidade Variável En. Fio d água Descrição Energia Fio d água Líquida, considerando um cenário de afluência baixa (5% dos piores cenários) Geração OFR Expectativa de Geração no SIN de Outras Fontes Renováveis: eólica, solar, PCH e biomassa (considerada no PDE 2024) Inflexibilidade Total de Geração Térmica Inflexível

48 Eficiência energética em 2050 Energia elétrica 363,6 TWh (24,7% do acréscimo do consumo) Energia conservada equivalente MW hidroelétricos (30% do potencial hidrelétrico nacional) 48

49 Algumas conclusões Haverá importante aumento da demanda por energia elétrica nos próximos 35 anos (aumento da população, acumulação de capital, aumento da renda) O aumento da demanda ocorre mesmo considerando expressivos ganhos de eficiência energética Eficiência energética e fontes renováveis são elementos fundamentais da estratégia para atendimento à expansão do sistema elétrico e para os compromissos nacionais relativos à questão global do clima 49

50 Algumas conclusões O aproveitamento do potencial hidrelétrico é chave para a modicidade tarifária e para manter a participação de renováveis na matriz elétrica brasileira O aumento da participação de fontes não controladas (como eólica ou solar) ou com despacho inflexível (por razões ambientais, operativas ou comerciais) é uma tendência que se impõe mas que leva a alterações importantes no arranjo do parque gerador e no sistema de transmissão Deverá ser relevante a introdução de geração base em substituição à geração hidrelétrica: carvão ou nuclear ou gás, a depender dos avanços tecnológicos, das restrições ambientais e da competitividade 50

51 Muito obrigado! EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE Av. Rio Branco, 1 11 o andar Rio de Janeiro RJ Infraestrutura Sistema Elétrico Tel.: + Brasileiro 55 (21) 3512 A. Guerreiro Montes Claros, MG, set 2015 Fax: + 55 (21)

52

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