4 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECANISMO PARA EXPANDIR A OFERTA

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1 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 4 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA o capítulo anterior, foi visto que os contratos e energia são mecanismos e proteção contra a volatiliae o preço spot. este capítulo, iscute-se a utilização leilões e contratos e opção como mecanismo para garantir a expansão a oferta. 4.1 Garantino a Segurança no Suprimento o Brasil, o ecreto estabeleceu que 100% a emana evem ser contrataos através e leilões, o que significa que eve haver um contrato e energia para caa Wh consumio e que esta obrigação se aplica tanto para as istribuioras quanto para os consumiores livres. Aicionalmente, o novo moelo estabelece a aoção e leilões e contratos como mecanismo principal e contratação e nova capaciae. Estes contratos, apesar e serem instrumentos financeiros, têm que estar respalaos por garantias físicas. Esta garantia poe ser respalaa por geração própria ou por geração e uma terceira parte que, em contrapartia, eve estar respalae por geração física. Com estas novas premissas, o novo marco regulatório brasileiro inuz a expansão o sistema através a necessiae e contratação. Em outras palavras, teno em vista a obrigação e respalo físico, a necessiae e assinar novos contratos para cobrir o crescimento a emana passa a ser a peça chave para a entraa e nova capaciae no sistema. Além isso, os contratos provienciam uma receita estável e longo prazo para o geraor, o que é funamental para o financiamento o proeto. Consequentemente, com o sistema 100% contratao e com os contratos respalaos por garantias físicas, a confiabiliae o sistema está asseguraa.

2 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 59 Desta maneira, um primeiro tópico a ser analizao é ustamente como meir a energia que um geraor garante ao sistema. Isto é iscutio a seguir Respalo e Contratos o Brasil caa geraor recebe um certificao e garantia física e energia (MWh/ano), que corresponente à sua capaciae e proução e energia em base sustentável [47]. Este certificao é também a quantiae máxima e energia que poe ser venia em um contrato. o caso as térmicas, esta garantia física poeria ser calculaa pela capaciae instalaa escontaa as taxas e paraa por falhas e para manutenção (também conhecio como capaciae isponível). Entretanto, térmicas com iferentes custos operativos, por terem iferentes frequências e espacho, contribuem e maneira iferente para a confiabiliae o sistema. Por exemplo, imagine que uma termelétrica T 1 possua um custo baixo e, por conseguinte quase sempre é espacha. Agora imagine uma termelétrica T 2 com a mesma capaciae que a T 1, porém com um custo variável elevao, o que faz com que ela só gere em períoos e preços spot altos. Embora as uas geraoras possuam a mesma capaciae e geração, a usina T 1 acrescenta mais energia ao sistema que a usina T 2 por estar operano urante um maior períoo. Conseqüentemente, além a isponibiliae 8 a usina, a garantia física e uma termoelétrica epene o seu custo e operação e e sua inflexibiliae (geração mínima). A Figura 4-1 ilustra a relação entre o lastro e a geração mínima para uma preço e exercício e 100 R$/MWh, e a relação entre o lastro e o preço e exercício para uma térmica totalmente flexível. 8 O certificao e energia asseguraa exige contrato e suprimento firme e combustível.

3 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA % 120% 100% 100% 80% 80% Lastro 60% 40% Lastro 60% 40% 20% 20% 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Geração Mínima 0% Preço e Exercício (R$/MWh) Figura Lastro x Geração Mínima e Lastro x Preço e Exercício Seno assim, o respalo os contratos é obtio em termos e energia asseguraa, que é calculaa através a poneração a efetiva proução a usina 9 pelo valor econômico no tempo (corresponente ao custo marginal e operação mensal), operano inseria no sistema interligao brasileiro 10. A metoologia para o seu cálculo foi efinia pela Portaria MME n o 303, e 18/11/2004, e acoro com os critérios e confiabiliae e suprimento o país, o qual consiera uma probabiliae e éficit e energia por ano e no máximo 5%. Em outras palavras, a energia asseguraa e um geraor é a parcela e energia que este fornece a um sistema que atene a totaliae a emana com 95% e confiabiliae. Finalmente, ao exigir que toa a emana estea contrataa, ou sea, que exista energia asseguraa para toos os consumiores, criou-se um mecanismo pelo qual se garante o atenimento o sistema com 95% e confiabiliae Leilões e Contratos a Termo e Contratos e Opção A moaliae e contratação mais utilizaa no setor elétrico no Brasil e no muno é o contrato a termo, ou forwar. este tipo e contrato, o veneor se responsabiliza pelos riscos e mercao associaos à vena e energia. O leilão e contratos a termo e longo prazo tem sio bastante utilizao no Brasil como 9 o caso as hiroelétricas, a energia asseguraa é proporcional a energia firme [16] a usina - máxima energia geraa urante o períoo crítico. o Brasil o períoo crítico consierao é o e 1951 a O certificao e energia asseguraa e uma usina também poe ser interpretao como o montante e contrato que leva à igualae entre o valor monetário as iferenças compraas e venias pela usina no mercao e curto prazo [47]

4 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 61 mecanismo e gerenciamento e risco e mercao entre os agentes e foi analisao em etalhes em [51]. Como será visto a seguir, os leilões e contratos e opção foram introuzios mais recentemente no Setor Elétrico e foram a principal noviae em termos e moelo e contratação no novo moelo o Setor Elétrico Brasileiro. Desta forma, este tipo e contrato forma o tema central esta issertação e será analisao nas próximas seções. 4.2 Leilões e Opção e Energia Elétrica: visão geral Os leilões e opções e energia elétrica como mecanismos e expansão a oferta foram recentemente propostos e têm sio amplamente iscutios na literatura [39][40][41][57], motivaos, como visto no Capítulo 3, pela possibiliae e transferência o benefício a compra e energia barata para o consumior. Como visto anteriormente, em um contrato e opção evem ser efinios o preço e exercício, o prêmio e risco e o montante contratao. Estes autores efenem a realização e leilões one o preço e exercício é fixao pelo regulaor e são ofertaos apenas o prêmio e a quantiae a ser contrataa. Outros propõem leilões one os três parâmetros são ofertaos. Estes ois tipos e leilões serão iscutios a seguir Leilões com oferta e prêmio e quantiae Arriaga [57] propõe que a emana as istribuioras eva estar contrataa através e leilões e opções com garantia física, one o preço e exercício é fixao, visano que as ofertas seam unicamente no binômio preçoquantiae. O autor argumenta que se os geraores também puessem ofertar o preço e exercício, as ofertas seriam ifíceis e ser comparaas. este mecanismo o preço e exercício everia ser regulao pelas autoriaes competentes, que efiniriam um valor único visano paronizar os contratos oferecios no leilão. O cálculo este parâmetro é iscutio em [57][41]

5 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA Comparação as ofertas em leilões com ofertas e prêmio e quantiae Em um leilão com strie fixo, caa agente oferece apenas a quantiae a ser contrataa e o preço. este caso, a comparação entre as ofertas é simples e imeiata: as ofertas são orenaas a partir o menor preço e aceitas até que o montante total ofertao sea igual à quantiae requeria. A Figura 4-2 exemplifica o resultao e um leilão prêmio-quantiae cua emana é e 230 MW méios. Verifica-se que os geraores que ofertaram a cima e 112 R$/MWh não tiveram suas energias contrataas Prêmio a Opção ($/MWh) Quantiae (MW) Figura 4-2 Comparação entre ofertas nos leilões prêmio-quantiae O preço o geraor marginal (112 $/MWh) seria um proxy para o preço a confiabiliae o sistema, que é o prêmio a ser pago para toos os geraores aceitos Estrategia e oferta (prêmio e Risco) em Leilões com Strie Fixo Similarmente aos contratos a termo, um aspecto importante em contratos e opção consiste na sua precificação. o caso particular e leilões e opção com strie fixo, a precificação o prêmio e risco os contratos e opção e vena, normalmente é feita através a receita que o geraor renuncia ao assinar estes

6 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 63 contratos. Como a geraora que assina este contrato limita a sua receita no spot ao preço e exercício, este custo e oportuniae poe ser calculao pelo valor esperao a iferença entre o preço spot e o strie (ou payoff [61] a opção), urante o períoo e exercício a opção[36][22], matematicamente: P = E ( p s) t + I E pt (4-1) p> s p< s One p é o preço spot, s é o strie e I é o custo (fixo) e implantação e investimento. O seguno termo a expressão só é aicionao pelos novos empreenimentos, one o valor esperao o spot por si só não remunera os custos e implantação e investimento Leilões com oferta e strie, prêmio e quantiae Uma possibiliae alternativa para o esenho e leilões e contratos e opções consiste em permitir aos participantes ofertar, aicionalmente ao prêmio e quantiae, o preço e exercício a opção. Este foi o esenho escolhio e implementao no leilão (pioneiro) ocorrio no Brasil em Dezembro e 2005 e é o foco principal esta issertação. Embora este tipo e leilão ofereça muita flexibiliae aos ofertantes, existe uma importante ificulae para comparar as iversas ofertas os agentes. Isto ocorre porque o valor o strie está intrinsicamente relacionao à volatiliae o retorno o contrato. Quanto maior o valor o strie menor a probabiliae e se exercer a opção, tornano istribuiora e o geraor mais sueitos à volatiliae o spot. Suponha por exemplo que no instante t o geraor T 1 queira vener uma opção e compra para a istribuiora D 1 com vencimento em t + 1, e que neste instante os preços spot esteam sueitos à istribuição a Figura Suponha também que esta usina é existente. Seno assim, pela expressão (4-1), o prêmio e risco e um geraor neutro com relação a risco seria equivalente ao valor esperao a iferença entre o preço spot e o preço e exercício (ou payoff a opção). A Tabela 4-1 mostra como seria o prêmio e risco e a volatiliae o

7 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 64 pagamento a istribuiora 11 para opções com três iferentes preços e exercício: zero (representano um contrato a termo), 40 R$/MWh e 200 R$/MWh. Strie (R$/MWh) Prêmio (R$/MWh) Volatiliae 12 (R$/MWh) Tabela 4-1 Características as opções Por construção, para os três tipos e contratos o valor esperao o pagamento a istribuiora é igual ao valor esperao o preço spot (95 R$/MWh). Entretanto, quanto maior o preço e exercício maior a volatiliae o pagamento a istribuiora, pois ele está mais vulnerável às oscilações o preço no curto prazo. Dao que este tipo e leilão é importante conceitualmente na expansão a oferta e energia no Brasil, surge então a seguinte questão: como comparar contratos com iferentes stries? Comparação as ofertas no caso o Brasil: o Ínice Custo Benefício o moelo brasileiro, iferente a aboragem sugeria por Oren [38] e por Arriaga [57], o strie a opção é utilizao como custo eclarao para fins e operação o sistema 13. A istribuiora que assina este contrato tem como custo aicional, além o prêmio a opção, as espesas referentes à operação a usina e às transações no mercao e curto prazo. Desta forma, o critério utilizao para a comparação as iferentes ofertas e strie e prêmio os geraores foi a efinição e um Ínice Custo Benefício (ICB) (R$/MWh), que é efinio como a razão entre o custo global a usina ($) e o seu benefício energético (MWh) aicionao ao sistema. Em outras palavras, ele 11 Por simplificação, consierou-se T 1 com custo e operação nulo. 12 Desvio parão a receita o geraor no mercao spot 13 o caso e Oren e Arriaga, o strie a opção não precisa estar conectao à operação física o sistema.

8 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 65 representa o custo aquela opção e contratação sob a ótica o consumior final. Segue a expressão para o seu cálculo: ICB ( g, s ) + Ece ( g, s ) ( g, s ) P + Eco = (4-2) one: ICB Ínice Custo Benefício o participante ($/MWh) Energia Asseguraa o participante (MWh) P Prêmio e risco o participante ($) s g Strie o participante ($/MWh) Geração mínima o participante (MWh) E co Valor esperao o custo operativo ($) E ce Valor esperao o custo econômico e curto prazo ($) o enominaor a expressão (4-2) encontra-se o benefício energético a usina termelétrica, que correspone legalmente à sua Garantia Física ou Energia Asseguraa (), Conforme visto na seção 4.1.1, esta parcela é uma função o custo operativo e a inflexibiliae a usina. O numeraor a expressão (4-2) correspone ao custo global o empreenimento, que é composto por: prêmio a opção (oferta o agente), valor esperao o custo e operação a usina (calculao pelo Governo mas epenente a oferta o agente e custo variável) e valor esperao o custo econômico as transações no curto prazo (calculao pelo Governo mas epenente a oferta o agente e custo variavel). Estas uas últimas parcelas inicam os custos esperaos sob o ponto e vista o compraor a serem incorrios com o reembolso o custo operativo a térmica e com as compras e venas no mercao e curto prazo. Em outras palavras, o ICB procura fornecer o real custo aquela energia sob a ótica o consumior final, forneceno um proxy o ispênio financeiro o consumior naquela opção e contratação.

9 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 66 ota-se que, assim como a energia asseguraa, o E e o co E são funções a ce inflexibiliae e o strie a usina. O cálculo estas uas parcelas é feito a partir as seguintes expressões: E co T 1 1 ( g s) =, ( gi g) s (4-3) T i= 1 = 1 E ce T T ( g s) = ( g, s) i, T T i= 1 = 1 i= 1 = 1 i g i (4-4) One, g i g = g i i s < s Energia Asseguraa (MWh) Preço spot na etapa i e série hirológica ($/MWh) i g i s i g Geração a usina na etapa i e série hirológica (MWh) Strie a usina ($/MWh) Geração mínima a usina (MWh) T úmero e etapas úmero e séries hirológicas Analisano a expressão (4-3) percebe-se que o aumento o strie s, apesar e elevar o prouto ( g i g) s, poe iminuir o E evio ao espacho em menos co séries a usina. Já o aumento a geração mínima sempre implica na iminuição o E, teno em vista que a istribuiora só paga pela iferença entre a geração co efetiva e a geração mínima. esta issertação analisaremos somente o impacto o strie no ICB e, portanto, consieraremos que a geração mínima a usina é nula. O Figura 4-3 mostra uma curva típica e valor esperao e custo operativo em função o strie para uma térmica totalmente flexível.

10 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA Eco (R$/MWh) Preço e Exercício (R$/MWh) Figura 4-3 Valor esperao o custo operativo x preço e exercício As parcelas, E e co E são calculaas antes o leilão pelo Governo ce (MME), meiante a eclaração o strie e inflexibiliae os agentes. Com isso, a oferta os geraores no leilão se reuzem ao prêmio P (R$/ano) e à quantiae (MWh/ano), que poem ser facilmente comparaas seguna a metoologia escrita na seção Proprieaes o ICB A expressão (4-2) possui uas importantes proprieaes. Proprieae 1: O ICB não varia com o preço e exercício nem com a inflexibiliae a usina quano se oferta como prêmio e risco o valor esperao a receita líquia no mercao e curto prazo, ou sea, P E[ g] E[ s g] =. Demonstração 1: Substituino-se as expressões (4-3) e (4-4) em (4-2) obtem-se:

11 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 68 ICB = P E + [ s g] + E[ ] E[ g] (4-5) Substituino-se o prêmio e risco obtem-se: E ICB = [ g] E[ s g] E[ s g] + E[ ] E[ g] + Como a não é variável aleatória, rearranano os termos temos: E ICB = [ ] E[ ] = = E [ ] (4-6) (4-7) Esta proprieae significa que, uma térmica que em valor esperao está iniferente em se contratar ou não, representa um custo para o consumior igual ao valor esperao o preço spot. Em outras palavras, em valor esperao, seria iniferente para o consumior contratar esta térmica ou comprar energia no mercao e curto prazo. Proprieae 2: A razão entre o valor esperao o custo econômico e a energia asseguraa não varia com o preço e exercício. Demonstração 2: Por simplicação esta emonstração será feita apenas para uma etapa. Segue a expressão esta razão: g = g Substituio-se a expressão a obtem-se: g = (1 ϕ ) = g One: (1 ϕ ) ϕ (4-8) (4-9)

12 LEILÕES DE OPÇÃO COMO MECAISMO PARA EXPADIR A OFERTA 69 ϕ Déficit e energia na série (% a emana) Como a expressão (4-9) não epene a geração a térmica, por inução, também não epene o preço e exercício Estratégia e ofertas em leilões e opções com oferta e prêmio, strie e quantiae Como visto anteriormente, nesta moaliae e leilão o geraor oferta tanto o prêmio e risco como o strie a opção. O prêmio e risco é a receita fixa que o geraor recebe urante a vigência o contrato e eve ser suficiente para cubrir os custos fixos o proeto e eve remunerar os custos e investimento o empreeneor. Um critério amplamente utilizao para tal é a taxa interna e retorno (TIR), ou sea, ao os custos supramencionaos, calcula-se a receita fixa tal que a TIR o proeto sea, por exemplo, 15%. Como os geraores têm a flexibiliae e ofertar além o prêmio a opção o strie, o qual não precisa necessariamente ser o custo real e operação a usina, poe haver um escompasso entre o custo e operação (preço e exercício) eclarao no leilão para o cálculo as parcelas que compõe o ICB e custo e operação real a usina. Aicionalmente, caso haa restrições e fornecimento e combustível, o custo o combustível substituto poe ser superior ao custo eclarao como strie e haver um preuízo. Desta forma, toos estes aspectos precisam ser consieraos na elaboração a estratégia e oferta, que eve ter com obetivo final eterminar o binômio strie e prêmio que maximize a competitiviae o proeto no leilão e que minimize os riscos. O próximo capítulo introuz a metoologia para a efinição esta estratégia e oferta.