Modernização de UHEs. Tendências e Importância para o Sistema Interligado Nacional. SNPTEE - Foz do Iguaçu,

Transcrição

1 Modernização de UHEs Tendências e Importância para o Sistema Interligado Nacional SNPTEE - Foz do Iguaçu,

2 Agenda 1. Experiência da VOITH com a Modernização de usinas 2. Breve história da geração hidrelétrica no Brasil e porque modernizar usinas hidrelétricas 3. Novas questões regulatórias 4. Tendências do sistema e a Modernização XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

3 Energia Um quarto de toda a eletricidade gerada por centrais hidrelétricas no mundo é produzido com tecnologias e serviços da Voith.

4 A Voith em números de50 Em mais países funcionários 5mercados Índice P&D Empresa familiar desde Vendas 4,0% ,3 bilhões Stand: 2013/14

5 Voith Hydro Presença Mundial North America York (PA) USA Chattanooga (TN) USA Springfield (OR) USA Mississauga (ON) Canada Montreal (Brossard, QC) Canada Granby (QC) Canada Ciudad de Mexico Mexico Latin America São Paulo Brazil Manaus Brazil Lima Peru Santiago Chile Cuenca Ecuador Bogotá Colombia Europe Heidenheim Germany St. Pölten Austria St. Georgen Austria Tolosa (Ibarra) Spain Milano Italy Oslo Norway Trondheim Norway Sarpsborg Norway Västeras Sweden Pilsen Czech Rep. Ankara Turkey Moscow Russia Podgorica Montenegro Bucharest Romania Trebisov Slovakia Asia Shanghai China Noida India Vadodara India Kawasaki Japan Seoul Korea Production Sales / Engineering / Service-shop

6 A Voith no Brasil Desde 1964 atuando no Brasil Participamos dos principais projetos hidrelétricos do país Moderna infraestrutura fabril e fundição própria Em 2012 inaugurada a fábrica de Manaus

7 A experiência da Voith com a modernização de usinas titulo lugar ou autor yyyy-mm-dd 7

8 A Voith é referência mundial em modernização de usinas hidrelétricas Rheinfeld (Alemanha/Suíça) Bath County (EUA) Uglich (Rússia) Eglisau (Suíça) Rio Reno, 1898 Virgínia, 1985 Rio Volga, 1940 Rio Reno, % em geração (600 GWh) +25% em capacidade instalada (2.700 MW) +18% em capacidade instalada (130 MW) +28% em geração (314,5 GWh) XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

9 Referências no de Modernizações no Brasil Salto Santiago Chavantes Capivara Rio Iguaçu, 1982 Rio Paranapanema, 1971 Rio Paranapanema, 1977 Acréscimo de Garantia Física 24,2 MWmed (+3,35%) Acréscimo de Garantia Física 5,7 MWmed (+3,21%) Acréscimo de Garantia Física 15,6 MWmed (+4,73%) Nota: direito das imagens: Tractebel e Duke Energy XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

10 Presença mundial da Voith Brasil 23 GW modernizados ou em execução; 125 unidades geradoras modernizadas; Experiência demonstra que as Usinas são modernizadas entre 30 e 35 anos de operação. Países onde a Voith Brasil executou projetos de Modernização XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

11 Voith Brasil Principais projetos últimos 20 anos Usina País Num. unidades Potencia Mod (MW) Ilha Solteira Brasil Furnas Brasil Bariri Brasil 1 65 Cachoeira Dourada Brasil Três Marias Brasil Sá Carvalho Brasil 1 19 Jupiá Brasil Mauá Brasil 2 22 Salto Grande Brasil Jurumirim Brasil Capivara (em execução) Brasil Guri II (em execução) Venezuela Callahuanca Perú 3 45 Moyopampa Perú 2 50 Aswan Egipto Enguri Georgia Alfalfal I Chile Lotru Romania Bonneville USA Bath County USA Castaic USA Helms USA Calderwood USA Conowingo USA Noxon USA 1 88 Cheoah USA Rock Island USA 4 92 Holtwood USA Bridgewater USA 2 36 Agua Vermelha (em execução) Brasil Chavantes (em excecução) Brasil Passo Fundo Brasil Salto Santiago (em execução) Brasil TOTAL XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

12 Uma breve história da geração hidrelétrica no Brasil titulo lugar ou autor yyyy-mm-dd 12

13 A partir da década de 60 o Brasil se tornou uma potência hidrelétrica Capacidade Hidrelétrica Instalada e em Construção, em GW Por década. Fonte: BIG ANEEL. Análise Voith Hydro ,5 15,7 13,4 12,0 32,8 17,3 Belo Monte, Jirau, S. Antônio, Teles Pires, Estreito, Foz do Chapecó, S. A. Jari, Mauá, Simplício Itá, Machadinho, Lajeado, Campos Novos, Barra Grande, P. Angical, Itapebi, Cana Brava, Irapé Xingó, Porto Primavera, S. Mesa, Segredo, S. Caxias, 3 Irmãos, Taquaruçu, N. Ponte, Miranda Itaipu, Tucuruí, Itumbiara, Foz do Areia, Itaparica, S. Santiago, Emborcação, Sobradinho, Rosana Ilha Solteira, P. Afonso III e IV, S. Simão, Marimbondo, Água Vermelha, Capivara, Chavantes, P. Fundo ,0 2,1 0,2 0,0 1,1 0,1 0,0 Jupiá, Furnas, Estreito, P. Afonso I e II, Três Marias, Jacuí, Barra Bonita, Bariri, Jurumirim, Caconde Cachoeira Dourada, M. Mascarenhas de Moraes (Peixoto), Nilo Peçanha, Salto Grande, Itutinga Fontes Nova, Americana, Areal, Gafanhoto Chaminé, Bracinho Henry Borden, Ilha dos Pombos, Porto Góes, Rasgão, Rio do Peixe Itupararanga, Jaguari, Itatinga Canastra Em Operação Em Construção Nota: Inclui a potência total de Itaipu (14 GW) XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

14 Mais da metade do parque hidrelétrico brasileiro já está em idade de modernizar Idade das Usinas Brasileiras, em anos Fonte BIG (ANEEL). Análise Voith Hydro anos 12,4 GW (13%) < 10 anos 18,2 GW (19%) > 40 anos 16,9 GW (18%) 96,8 GW anos 22,7 GW (23%) anos 26,5 GW (27%) O Brasil possui cerca de 43,4 GW de usinas hidrelétricas com mais de 30 anos de idade de operação. O que representa quase metade (45%) do parque hidrelétrico brasileiro. Muitas dessas usinas ainda não foram modernizadas! 14 usinas possuem poços que permitem a instalação de 32 novas unidades que resultariam MW de potência adicional para o sistema (½ Itaipu) XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

15 Por que modernizar uma usina? Desgaste natural com o tempo: redução da eficiência, aumento do risco de acidentes e de paradas inesperadas (indisponibilidade forçada). / A tecnologia evoluiu e hoje conseguem-se melhores rendimentos e disponibilidade, além do controle e automação mais modernos e econômicos. A modernização permite também aumentar a capacidade instalada e a garantia física das usinas, gerando receita para a concessionária e promove a expansão da geração para atendimento da carga e da ponta. Dependendo do objetivo, o ganho de eficiência permite gerar a mesma potência com menos recursos (água) poupando os reservatórios. Não causa impacto ambiental, aumenta a oxigenação da água e a preservação de peixes com turbinas fish-friendly. XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

16 Novas Questões Regulatórias 16

17 Consequências da MP579/2012 convertida na Lei /2013: Concessão Vencida? Concessão Renovada? O que acontece? Potencia Não Vende a sua garantia física no mercado regulado (ACR) e no mercado livre (ACL). As diferenças entre a geração e os contratos são liquidadas no MRE e no MCP. 72,7 GW Sim Não Sim Usina indenizada. Encerram os contratos bilaterais de energia e continua a operar até nova licitação. Energia passa a ser liquidada no MCP. Usina indenizada. Continua com a concessão e entra no regime de cotas. Passa a ser remunerado sobre o O&M da usina (GAG) e não mais pela energia produzida. 9,7 GW 15,3 GW XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

18 A Resolução Normativa nº 642/2014: Esclarecendo a remuneração dos investimentos Ampliação Aumento de potência instalada, com acréscimo de unidades geradoras. Ex.: Máquina nova em poço existente ou construção de nova casa de força ou ampliação Investimentos Melhoria Instalação, substituição ou reforma em instalação de geração existente, visando melhorar ou manter a prestação do serviço. Ex.: Repotenciação e modernização de unidades geradoras Bens não Reversíveis Hardware e software, veículos, além da infraestrutura de edifícios de uso administrativo XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

19 Tendências do sistema e a Modernização titulo lugar ou autor yyyy-mm-dd 19

20 Tendências recentes do SIN (A) Carga elétrica (GWméd) (B) Garantia física não hidrelétrica (GWméd) (C) Energia armazenada máxima (GW.mês) (D) Meses de armazenamento D = C / (A B) 65,8 92,7 20,3 34, ,3 5, Fonte: PDE2023 (EPE). Análise Voith Hydro. XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

21 Tendências recentes do SIN Evolução da Capacidade Instalada do SIN, em GW Fonte: PDE 2024 (EPE). Termelétrica (16%) Termelétrica (16%) Biomassa (8%) Eólica (4%) PCH (4%) 133 GW Hidrelétricas 68% Biomassa (9%) Solar (3%) Eólica (12%) 207 GW Hidrelétricas 56% A participação hidrelétrica cai para 56%. PCH (4%) Capacidade de armazenamento dos reservatórios declina fortemente. Até 2007 média inundada de 0,51% km²/mw instalado. A partir de 2008 média inundada passou para 0,06 km²/mw instalado. Eólica e Solar s crescem em participação. Passam de 4% para 12% e de 0% para 3%, respectivamente. XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

22 Custo médio de produção Tipo de geração de energia elétrica Custo médio de produção por fonte em reais por MW/h Óleo Diesel Nuclear Biomassa Termelétrica Carvão Termelétrica Gás Eólica Hidráulica Fonte: Atlas ANEEL. XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

23 Eficiência Energética na Geração de Eletricidade Tipo de geração de energia elétrica Eficiência típica do equipamento de geração em porcentagem (%) +3 a 4% por MOD Solar Fotovoltaica Nuclear Termelétrica Vapor Termelétrica Carvão Termelétrica Gás Eólica Hidráulica XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

24 Tempo de Implementação Tipo de geração de energia elétrica Tempo médio de implementação por fonte em meses Solar Fotovoltaica Nuclear Biomassa Termelétrica Carvão Termelétrica Gás Eólica MOD Hydro XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

25 Importância da Modernização das Usinas existentes Principais benefícios na modernização: Aumento de performance médio Unidade Geradora aumento médio de rendimento em até 8% aumento médio de potência de 11 a 22% ganhos médios de energia de cerca de 7,4% Fonte: Manual Modernização Eletrobrás DEAG Março/2000 Aumento da energia produzida (firme e ponta). Manutenção da segurança e confiabilidade do SIN, através da garantia de fornecimento nos horários de pico. Revitalização do parque gerador próximos aos grandes centros consumidores, os quais utilizam linhas de transmissão existentes. Garantia de disponibilidade futura. Custo/benefício atraente e baixo tempo de implementação. Ausência de impacto ambiental. Redução dos custos de operação e manutenção. Preservação do patrimônio público, através da extensão da vida útil dos equipamentos. Preservação e valorização do bem maior: a água! XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

26 Aumento de Eficiência ou Potência Turbinas Tendência de Desenvolvimento de Turbinas Hidráulicas 98 Rendimento de la Turbina (%) Tendencia de Rendimento Máximo de Turbinas Hidráulicas Tendencia de Rendimento Máximo de Turbinas Repotenciadas Ano de Posta em Marcha de Equipamento Original XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes Um projeto de rotor dedicado às novas condições de operação da usina aumentará o rendimento exatamente onde as unidades geradoras são/serão operadas

27 Aumento de Eficiência ou Potência Geradores A modernização de um gerador fabricado a mais de 30 anos pode proporcionar o aumento de 10 % até 20% na potencia nominal. Também pode proporcionar um aumento eficiência médio de até 1 %. XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

28 Portaria Nº 861, OUT/2010 Ganhos de garantia física com a Modernização Estabelece os fatos relevantes e a metodologia para Revisão Extraordinária dos Montantes de Garantia Física de Energia de Usina Hidrelétrica despachada centralizadamente no Sistema Interligado Nacional - SIN, com capacidade instalada superior a 30 MW. Usina Hidrelétrica Garantia Física Vigente (MWmed) Acréscimo de Garantia Física (MWmed) Incremento Percentual Salto Santiago ,2 3,35% Chavantes 177,7 5,7 3,21% Capivara ,6 4,73% Total 1230,7 45,5 3,70% XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

29 Estudo EPE - Nota técnica DEN 03/08 Repotenciação e Modernização de Usinas Premissas: Dados base Rendimento fixo para diversos tipos de máquina (91,14%); Retirada de 13 usinas com valores de rendimento acima do estimado (9.800 MW); Benefício principal considerado apenas o acréscimo de garantia física; Não foi considerado o aumento da potência máxima das unidades geradoras. XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

30 Estudo EPE - Nota técnica DEN 03/08 Resultados e reavaliação do estudo Caract. Potência Total (MW) Potência Adicional (MW) Aumento de potencia (%) Garantia Física Vigente (MWmed) Acréscimo Garantia Física (MWmed) Aumento de Garantia Fisica (%) Obs. Estudo EpE / out-2008 > 20 anos > 30 MW ,52% ,33% Não considera aumento de potencia Voith / Base Estudo EpE > 20 anos > 30 MW ,3 10,00% ,29 3,50% Com aumento de potência de 10%, mesmas centrais do estudo da EPE Voith / 2015 > 30 anos > 30 MW ,00% ,25 3,50% Com aumento de potência de 10%, Base de usinas atualizada Voith / 2015 > 30 anos > 30 MW ,00% ,25 3,50% Com aumento de potência de 15%, Base de usinas atualizada XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

31 Conclusões A modernização de turbinas e geradores, com melhoria de eficiência, aumenta a produtividade a longo prazo. O aumento de produtividade é significativamente maior com despachos maiores de potência para atender a demanda crescente no país. Aumento de despacho de potência, sem modernização, diminui a produtividade das usinas e compromete a sustentabilidade a médio e longo prazo. O efeito cumulativo a longo prazo do aumento de desempenho das turbinas deve ser considerado, pois resulta em manter os níveis de montante mais elevados ao longo do tempo que por sua vez aumentam a produtividade, resultando em uma espiral positiva. A Voith Hydro reúne grande experiência em modernização de usinas e através de nossa tecnologia estamos preparados para contribuir com a Modernização e otimização de nossas centrais.

32 Mensagem Principal É fundamental fomentar projetos de modernização que promovam a eficiência energética, seja através de aumento de potência ou economia de água e que englobe todo o parque gerador

33 Contato: Sérgio Gomes Head de Vendas Modernização Tel.: XXIII SNPTEE - Modernização de UHEs Sérgio Gomes

34