Queda da capacidade de geração de. energia elétrica no Brasil

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1 Queda da capacidade de geração de energia elétrica no Brasil Luan Maximiano de Oliveira da Costa 1,2 Resumo: Energias renováveis representam em média 18% da energia consumida no mundo. Devido à necessidade de substituição dos recursos fósseis, passaram a ter grande importância em escala global. No entanto, mudanças climáticas tornam o setor energético vulnerável quando se faz grande uso de fontes renováveis, à medida que projeções indicam uma redução ou modificação na disponibilidade de muitos destes recursos. Neste trabalho são apresentas características do sistema de geração de energia elétrica no Brasil nos últimos anos. Dados do Sistema Interligado Nacional foram analisados, mostrando uma recente queda do potencial de geração de eletricidade a partir de hidrelétricas. Medidas são necessárias para garantir o abastecimento de energia elétrica no Brasil, com competitividade econômica e compromisso ambiental. Palavras-chave: armazenamento de energia, geração hidrelétrica, mudanças climáticas, energia elétrica no Brasil. 1 - Luan Maximiano de Oliveira da Costa - Mestrando do programa de Pós-Graduação em Engenharia da Energia CEFET-MG (luan_maximiano@outlook.com; Telefone: (22) ) 2 - Luan Maximiano de Oliveira da Costa - Professor da área de Mecânica IF

2 1. Introdução Na tendência de utilizar energias renováveis em substituição às fontes fósseis (ABBASI; PREMALATHA; ABBASI, 2011), é importante se analisar as previsões e tendências de comportamento ambiental, assim como conhecer as limitações e necessidades, para que medidas de investimento possam ser tomadas no sentido de otimizar a utilização dos recursos renováveis disponíveis. Energias renováveis representam em média 18% da energia consumida no mundo (PEREIRA et al., 2012). Segundo estudos publicados pela Agência Internacional de Energia (IEA, 2013), o crescimento na geração de energia por fontes renováveis será maior que as demais, em média 2,5% ao ano até No entanto, os recursos fósseis continuarão a representar cerca de 80% da energia utilizada no mundo. Fontes renováveis de energia apresentam certa vulnerabilidade à mudanças climáticas (SCHAEFFER et al., 2012). Projeções futuras mostram mudanças na disponibilidade das diferentes fontes renováveis no Brasil (SCHAEFFER et al., 2008). Entretanto, existem muitas outras variáveis que influenciam nas incertezas das análises de previsões, como comportamento social e econômico de determinada região. Até mesmo mudanças nestes comportamentos podem ser induzidas em decorrência das variações climáticas, gerando uma corrente de incertezas nas análises de efeitos das mudanças climáticas (SCHAEFFER et al., 2012). Estudos recentes mostram que em determinadas regiões a disponibilidade de água pode ser reduzida (LUCENA et al., 2009). Algumas regiões do Brasil, como a região Nordeste, podem ser mais prejudicadas com a redução do fluxo de água nos rios e níveis dos reservatórios (ANDRADE et al., 2012; LUCENA et al., 2009). Não só as hidrelétricas podem ser afetadas, velocidades de vento previstas para o interior nordestino podem provocar uma redução de até 60% no potencial eólico nacional (SCHAEFFER at al., 2008). Para manter a segurança no fornecimento de energia é necessário que se tenha fontes de energia firme. Se tratando de geração a partir de plantas hidrelétricas, energia firme se traduz por grande capacidade de armazenamento (LUCENA et al., 2009), já que a quantidade de eletricidade que pode ser gerada a partir de usinas hidrelétricas não depende somente da capacidade instalada, mas também da quantidade de água disponível nos reservatórios. Neste trabalho, são apresentadas características quanto à capacidade de geração de energia elétrica no Brasil nos últimos anos. São discutidas também, as opções do governo brasileiro e das agências de energia para a ampliação da capacidade instalada, no que diz respeito à segurança no abastecimento de energia e a competitividade econômica, levando em conta o cenário recente de suprimento de energia, não abrindo mão, no entanto, dos aspectos ambientais

3 2. Queda do armazenamento de energia O sistema energético brasileiro é vulnerável a mudanças climáticas devido à sua base renovável. Por isso, uma atenção maior é necessária quanto às mudanças na disponibilidade de recursos (LUCENA et al., 2009). Não só a escassez no fornecimento de energia elétrica, mas também seu alto custo de geração, podem gerar forte impacto negativo sobre a economia. Assim, é importante que a nação tenha capacidade de armazenamento de energia para garantir o suprimento da demanda e, não menos importante, que essa energia seja gerada a um baixo custo (CASTRO; LEITE; DANTAS, 2011). Segundo dados do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, 2012), em 2009 a capacidade hidrelétrica instalada na América Latina representava somente 26% do potencial de recursos hidrelétricos que poderiam ser explorados na região, valor muito abaixo de regiões mais desenvolvidas como América do Norte e Europa, as quais exploravam 39 e 53%, respectivamente, de todo o potencial hidrelétrico estimado em seus territórios. No Brasil as hidrelétricas contribuem com de 71,8% de toda energia elétrica gerada, com 89,8 GW de capacidade instalada até abril de 2015 (ANEEL, 2015a). Existem ainda cerca de 160 GW de potencial hidráulico a ser explorado. Cerca de 63% dessa capacidade se encontra no Norte, sobretudo na Bacia Amazônica (SOITO; FREITAS, 2011), a qual sofre com pressão por motivos socioambientais, limitando, assim, o aproveitamento de sua potencialidade. Para o Brasil continuar a suprir a demanda de energia elétrica por geração hidrelétrica, serão necessários investimentos em armazenamento de energia. Na última ocasião em que os reservatórios apresentaram níveis de armazenamento abaixo da média (ano de 2001), o país sofreu com uma crise energética, devido à incapacidade de geração de energia elétrica. Muitas medidas foram tomadas desde então para evitar nova interrupção no fornecimento de energia. Dentre elas o investimento em usinas termoelétricas e, mais recentemente, em usinas eólicas e usinas hidrelétricas a fio d água ou com pouca capacidade de reservação (TANCREDI; ABBUD, 2013). No que diz respeito às hidrelétricas de armazenamento, como pode ser visto na Figura 1, houve uma queda na capacidade de geração de energia nos últimos anos, devido ao baixo nível de água nos reservatórios pertencentes ao Sistema Interligado Nacional (SIN). O início da queda no armazenamento de energia se deu em 2012, quando no mês de outubro do mesmo ano o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) determinou a utilização de todas as usinas térmicas disponíveis, para contribuir na geração de energia e evitar maior esvaziamento dos reservatórios (TANCREDI; ABBUD, 2013).

4 TWh ¹ Figura 1: Energia total de armazenada nos reservatórios do SIN. Fonte: Autor, baseado em ONS (2015). 1 Média de energia armazenada nos reservatórios até o mês de junho de O Brasil terminou o mês janeiro de 2015 com a capacidade média de todos seus reservatórios em aproximadamente 44 TWh, cerca de 20% de sua capacidade total. Para efeito de comparação, no ano de 2001, ano do apagão, a capacidade dos reservatórios ao fim de janeiro estava a cerca de 69 TWh (ONS, 2015). Não obstante, a queda recente no nível dos reservatórios ocorreu sob a utilização contínua das usinas térmicas desde outubro de 2012 (ONS, 2015; TANCREDI; ABBUD, 2013), sem as quais o cenário seria ainda pior. O que mostra uma atual dependência dessas fontes fósseis, que correspondiam por 25,9 % da energia elétrica gerada no SIN em março de 2015, para manter maior nível de água armazenada nos reservatórios. Além de tudo, existe uma importação contratada de MW do Paraguai e de 200 MW da Venezuela (ANEEL, 2015a). Os meses posteriores a janeiro de 2015 apresentaram maior volume de chuva, contribuindo para o aumento do nível dos reservatórios, permitindo atingir uma média de energia armazenada de aproximadamente 65 TWh até o mês de junho de No período seco (maio a novembro), a água armazenada é utilizada para gerar energia, diminuindo o nível dos reservatórios. O subsistema Sudeste/Centro-Oeste (SE/CO) representa 67,5% da capacidade de armazenamento de energia do Brasil (ANEEL, 2015a), parcela essa que mostra uma certa concentração de reservatórios de água na região mais central do país, o que torna o subsistema Sudeste/Centro-Oeste de elevada importância para a segurança no abastecimento de energia elétrica do Brasil. Como mostrado na Figura 2, o subsistema Sudeste/Centro-Oeste apresentou uma queda substancial do nível de seus reservatórios

5 % da capacidade total nos últimos anos, atingindo a média de cerca de 29% de sua capacidade até a metade 2015 (ONS, 2015), contribuindo, assim, para a queda total da energia armazenada no SIN ¹ Figura 2: Energia total de armazenada no subsistema Sudeste/Centro-Oeste (SE/CO). Fonte: Autor, baseado em ONS (2015). 1 Média de energia armazenada nos reservatórios até o mês de junho de Segundo a Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), o período de estiagem até maio de 2015 é um dos mais rigorosos dos últimos anos para determinadas áreas do Sudeste. O total de precipitação acumulado no período chuvoso atual é menor do que a média histórica de 1998 a 2014 em todas as bacias da Região Sudeste (CPMR, 2015a; CPMR, 2015b). Durante o trimestre chuvoso de janeiro a março de 2015, no entanto, as precipitações ficaram acima ou próximas da média em algumas regiões. No mês de março, por exemplo, foram observados valores significativos de precipitação sobre as regiões Sudeste e Centro-Oeste, sobretudo nas bacias hidrográficas dos rios Grande e Paranaíba, que são de fundamental importância para o sistema elétrico brasileiro (ANEEL, 2015b). Previsões anteriores já apontavam para uma certa mudança no regime de chuvas, o próprio IPCC apresenta uma projeção global ao longo do século 21, ou seja, de longo prazo. As projeções indicam uma redução de precipitação em regiões de baixa latitude e um aumento à medida que se avança para os polos. Existem ainda os efeitos indiretos das mudanças climáticas sobre a disponibilidade e demanda por água, como exemplo, a influência do aumento do calor no uso da água (IPCC, 2012). Tanto a curto quanto a longo prazo as projeções sobre a disponibilidade de água são difíceis de quantificar. Além das consequências diretas e indiretas das mudanças

6 climáticas, o crescimento econômico e demográfico de determinada região tem ligação direta com a disponibilidade de água. A demanda de água para a indústria e agricultura são outros fatores que contribuem para a variabilidade das previsões (SCHAEFFER et al., 2012). Estudos demonstram que mudanças na temperatura provocam mudanças na pressão atmosférica e nos ventos, levando, assim, a mudanças nas precipitações (SOITO; FREITAS, 2011). Existem estudos específicos sobre a disponibilidade de água para determinadas regiões do Brasil, como o apresentado em (ANDRADE et al., 2012), o qual aponta para o risco de redução no fluxo d água e nível dos reservatórios na Bacia do Rio São Francisco. Outro importante estudo, de Stickler at al. (2013), mostra a influência do desmatamento na redução do volume de precipitação na Bacia Amazônica. 3. Discussão Na Figura 3 se encontra o custo médio de geração de energia elétrica, estimado por Pereira Jr et al., (2013), para as diversas fontes de energia possíveis de serem instaladas no Brasil, de modo a permitir a expansão do setor. Como se pode observar, as grandes centrais hidrelétricas apresentam grande vantagem em relação às pequenas (PCH), com menos de 30 MW de capacidade instalada, e às médias, com capacidade instalada entre 30 e 1000 MW, no que diz respeito ao custo de geração. As hidrelétricas apresentam vantagem em relação às centrais térmicas convencionais e outras fontes alternativas, como a eólica que tem previsão de expansão expressiva, em relação às outras fontes de energia, para os próximos anos (ANEEL, 2015a). Toda essa vantagem econômica, somada ao grande potencial nacional de geração de energia por fonte hídrica, torna o Brasil em posição econômica favorável no cenário internacional. A não utilização adequada desse recurso pode se caracterizar, então, como desperdício. Ainda mais quando se considera a imprevisibilidade ou até mesmo os dados recentes aqui apresentados de esvaziamento dos reservatórios no Brasil, e consequente dependência de fontes térmicas para garantir o suprimento de energia.

7 R$/MWh Figura 3: Custo médio de geração elétrica. Fonte: Autor, baseado em Pereira Jr. et al. (2013). Mesmo que existam investimentos previstos em plantas hidrelétricas para os próximos anos, o governo Brasileiro e as agências do setor de energia não estão planejando aumentar a capacidade de reserva de energia (EPE, 2014). O problema é que plantas com reservatórios requerem maior área inundada se comparadas com as a fio d água, as quais não possuem capacidade de reservação, gerando eletricidade somente durante o período úmido. Como grande parte do potencial hídrico do país se encontra na Amazônia, onde o relevo é geralmente mais plano, as áreas inundadas são ainda maiores. No entanto, segundo os dados da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), a área alagada dos reservatórios de todas usinas construídas e a serem construídas na Amazônia é de km², representando apenas 0,16% de todo o bioma amazônico (TANCREDI; ABBUD, 2013), incluindo a parte situada em território estrangeiro. A título de comparação, a área desmatada na região em 2013, somente em território brasileiro, foi de km², segundo os dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE, 2015). O aumento da capacidade de reserva de energia permite não só a garantia de abastecimento energético durante um maior período, como medida preventiva contra a variação no regime de chuvas, mas também permite a integração de outras fontes renováveis intermitentes, como a eólica por exemplo (EDMUNDS et al., 2014). Dados aqui apresentados, mostram a vulnerabilidade das reservas de energia do sistema elétrico nacional, por outro lado, a previsões apontam para um aumento da demanda de energia

8 nos próximos anos para o Brasil, como pode ser visto no trabalho de Guerra et al. (2015). A maior parte dos reservatórios de grande porte está concentrada na região mais central do país, como demonstrado por Hunt et al. (2014), havendo necessidade de diversificação de armazenamento para outras regiões, de modo a prevenir contra estiagens a níveis mais localizados. Assim, maiores índices de precipitação numa determinada região permite o acumulo de energia para compensar a estiagem de outras. 4. Conclusão As tendências demonstram que a capacidade do Brasil de gerar energia elétrica a partir de sua estrutura hidrelétrica atualmente instalada diminuiu nos últimos anos. A questão é que o nível dos reservatórios está diminuindo até mesmo com a contínua utilização de fontes térmicas e contratos de importação de energia. Essa capacidade de geração elétrica é de essencial importância para a manter a competitividade econômica, devido ao menor custo de geração comparado com outras fontes. Desde 2012, devido ao início de utilização da capacidade térmica, o custo médio de geração de energia elétrica no país aumentou. A capacidade de armazenamento de energia instalada no país se encontra concentrada nas regiões Sudeste e Centro-Oeste, podendo gerar dificuldade no suprimento de energia com estiagens regionais. O governo brasileiro está cedendo às pressões sociais contrárias à construção de hidrelétricas de armazenamento de grande porte, evitando o alagamento de grandes áreas, atenuando, assim, os impactos ambientais localizados e perdendo a oportunidade de ampliar a capacidade armazenamento de água para outras regiões. Por outro lado, faz uso contínuo de recursos térmicos de impacto ambiental a nível global, devido às emissões de gases de efeito estufa. Devido ao desenvolvimento, é imposto ao setor energético brasileiro a necessidade de expressiva ampliação da capacidade instalada e de armazenamento nos próximos anos. Escolhas das prioridades devem ser revistas, se o Brasil pretende tirar vantagem econômica através de seu potencial de geração de energia e manter o compromisso de sustentabilidade a nível global.

9 Referências ABBASI, T.; PREMALATHA, M.; ABBASI, S. A. The return to renewables: Will it help in global warming control? Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 15, n. 1, p , ANDRADE, E. M. et al. The vulnerability of hydroelectric generation in the Northeast of Brazil: The environmental and business risks for CHESF. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 16, n. 8, p , ANEEL. Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema Elétrico Brasileiro: Abril a. ANEEL. Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema Elétrico Brasileiro: Março b. CASTRO, N. J. DE; LEITE, A. L. D. S.; DANTAS, G. D. A. Análise comparativa entre Belo Monte e empreendimentos alternativos : impactos ambientais e competitividade econômica. GESEL/UFRJ, Texto 35, p. 1 13, CPMR - COMPANHIA DE PESQUISA DE RECURSOS MINERAIS. Acompanhamento da estiagem na Região Sudeste do Brasil (Área de Atuação da Superintendência Regional da CPRM de São Paulo): Relatório 01/2015. São Paulo: [s.n.], 2015a. CPMR - COMPANHIA DE PESQUISA DE RECURSOS MINERAIS. Acompanhamento da estiagem na Região Sudeste do Brasil (Área de Atuação da Superintendência Regional da CPRM de Belo Horizonte): Relatório 02/2015. Belo Horizonte: [s.n.], 2015b. EDMUNDS, R. K. et al. Technical benefits of energy storage and electricity interconnections in future British power systems. Energy, v. 70, p , EPE - Empresa de Pesquisa Energética. Plano Decenal de Expansão de Energia Rio de Janeiro: Empresa de Pesquisa Energética, GUERRA, J. B. S. O. DE A. et al. Future scenarios and trends in energy generation in brazil: supply and demand and mitigation forecasts. Journal of Cleaner Production, v. 103, p , HUNT, J. D.; FREITAS, M. A. V.; PEREIRA JUNIOR, A. O. Enhanced-Pumped-Storage: Combining pumped-storage in a yearly storage cycle with dams in cascade in Brazil. Energy, v. 78, p , IEA - INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. International Energy Outlook Washington: [s.n.], INPE. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Disponível em: < Acesso em: 28 maio IPCC - INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE. Renewable energy sources and climate change mitigation. Cambridge: Cambridge University Press, LUCENA, A. F. P. et al. The vulnerability of renewable energy to climate change in Brazil. Energy Policy, v. 37, n. 3, p , ONS. Operador Nacional do Sistema Elétrico. Disponível em: < Acesso em: 30 jun PEREIRA JR, A. O. et al. Perspectives for the expansion of new renewable energy sources in Brazil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 23, p , 2013.

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