A Grande Transição. O Futuro dos sistemas elétricos com grande penetração de usinas renováveis. Gabriel Cavados. Wärtsilä Brasil

Transcrição

1 A Grande Transição O Futuro dos sistemas elétricos com grande penetração de usinas renováveis Gabriel Cavados Wärtsilä Brasil

2 CONTEÚDO DA APRESENTAÇÃO Sobre a Wärtsilä A Grande Transição As Consequências O Papel da Flexibilidade Como fica o Brasil

3 CONTEÚDO DA APRESENTAÇÃO Sobre a Wärtsilä A Grande Transição As Consequências O Papel da Flexibilidade Como fica o Brasil

4 ESTA É A WÄRTSILÄ Áreas de negócios SERVICES ENERGY SOLUTIONS MARINE SOLUTIONS 4 9 October 2018 Response to Shell s Request for Information

5 SOBRE A ÁREA DE ENERGIA SOLAR PV AND ENGINE-SOLAR HYBRID POWER PLANTS ENGINE POWER PLANTS LNG INFRASTRUCTURE 5 9 October 2018 Response to Shell s Request for Information

6 ESTA É A WÄRTSILÄ Unidades de produção e de serviços Approximately 18,000 professionals In over 200 locations In more than 70 countries Services network Production facilities (fully owned) Production facilities (joint ventures) 6 9 October 2018 Response to Shell s Request for Information

7 CONTEÚDO DA APRESENTAÇÃO Sobre a Wärtsilä A Grande Transição As Consequências O Papel da Flexibilidade Como fica o Brasil

8 O QUE VOCÊ DESEJA QUANDO COMPRA ENERGIA? Acessível Confiável Smart Power System Sustentável

9 OS PREÇOS DE ENERGIA SOLAR E EÓLICA CONTINUAM CAINDO ($/W) ,1 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0, Solar PV Cumulative historic prices (Maycock) Wind $/kw!? 0, Global (ex. China) Germany (ExTool) Denmark (Extool) 300 $/kw!? 900 $/kw!? Eólica e solar estão cada vez mais competitivas e menos dependentes de subsídios. Energia solar vai experimentar um boom de expansão nos próximos anos. No Brasil, as novas usinas renováveis estão com preços compatíveis com as da energia hidrelétrica. Não existe volta. O mundo caminha para um cenário essencialmente renovável. Source: Bloomberg New Energy Finance

10 PREÇOS RECORDES DE EÓLICA Mexico $17.70/MWh Source: Wind Wärtsilä Technologies INTERNAL Market Report 2016

11 DECLÍNIO DRAMÁTICO NO PREÇO DA ENERGIA SOLAR Saudi $17/MWh 11

12 E NO BRASIL? Dezembro 2017 Abril

13 MAKING AMERICA GREAT AGAIN! USA annual new capacity additions 13

14 CUMULATIVE WIND & SOLAR CAPACITY Current global power generation capacity 2016 ~ 6700 GW 6000 GW GW GW GW GW GW Lifetime of a new thermal power plant years Onshore wind Offshore wind Utility-scale PV Small-scale PV 14 Source: Bloomberg New Energy Finance

15 CONTEÚDO DA APRESENTAÇÃO Sobre a Wärtsilä A Grande Transição As Consequências O Papel da Flexibilidade Como fica o Brasil

16 IMPACTO SISTÊMICO DA GERAÇÃO EÓLICA Atingir a meta de 20% de energia renovável requer 285 GW de capacidade eólica instalada na UE. Source: Vestas Uma mudança de velocidade do vento de 9 -> 7 m/s pode alterar a potência do sistema em ~100 GW. Tais mudanças na velocidade do vento são dificilmente notáveis e acontecem o tempo todo.

17 EXPERIÊNCIAS EUA, TEXAS O Texas experimenta rampas eólicas de MW de aumento e de redução em apenas 1 hora.

18 EXPERIÊNCIAS EUA, TEXAS ~3,000 MW em <1h

19 A CURVA DE PATO CALIFORNIANA [Presentation name / Author]

20 DESAFIOS DA INFLEXIBILIDADE UMA LIÇÃO ALEMÃ Bem vindos a uma reunião do Conselho de uma geradora européia... Que informações eles tinham disponíveis em 2007? Top Plant: Irsching 4 Combined Cycle Power Plant, Irsching, Bavaria, Germany As soluções que funcionavam no passado podem não funcionar hoje... Owner/operator: E.ON Inauguration: September 2011 The Irsching 4 Combined Cycle Power Plant has set a new world record in power plant efficiency with its new SGT5-8000H gas turbine. With an output of more than 578 MW and efficiency of 60.75% (net) achieved at a world record test run in May 2011, the plant demonstrates that climate protection, low-cost power generation, and flexible operation using fossil fuels can be attained simultaneously through technical advances. Qual o modelo de negócios? Estado da Arte da Termodinâmica! 20

21 NO TEXAS ACONTECE O MESMO PROBLEMA 21

22 GIBBONS CREEK OPERATION DECREASING UTILIZATION [Presentation name / Author]

23 CONTEÚDO DA APRESENTAÇÃO Sobre a Wärtsilä A Grande Transição As Consequências O Papel da Flexibilidade Como fica o Brasil

24 FLEXIBILITY IS KEY!

25 PERSEGUINDO O VENTO NO COLORADO Load Grid operator data from: Coal power plants Wind generation Gas generation Plains End 1 & 2 power plants Flexible generation EPG Summit, Prague, Dec Kenneth 25 Wärtsilä 09 October 2018 The Role of Flexible Power Plants/ Wärtsilä Brasil Engblom, Wartsila In systems with high wind penetration, the system faces Lower average load & more part load operation of installed plants Faster ramp up s and down s needs More starts and stops

26 MENSAGENS PRINCIPAIS - BLOOMBERG Solar e eólica serão dominantes na adição de capacidade de geração. Gás natural tem papel importante, mas não é normalmente o que as pessoas pensam. MW Peaker gas Germany 2017 Coal Germany 2030 Coal Baseload gas Gas Oil Nuclear Hydro Geothermal Biomass/WtE Onshore wind Offshore wind Utility-scale PV Small-scale PV Solar thermal Flexible capacity 80,000 MW 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 Peaker gas Baseload gas 0 0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 Source: Bloomberg New Energy Finance

27 O QUE É A FLEXIBILIDADE? Parâmetros de flexibilidade que são chave para os sistemas elétricos com alta penetração de renováveis. Mais de 50 sistemas simulados Tempo parado Reserva eficiente Custo de partida Otimização de reserva a quente Multiplas partidas diárias Partida rápida Nenhum tempo mínimo de funcionamento Sem custo de rampa Sem limites de potência 27

28 QUE NÚMERO É ESSE? 1192 Número de partidas da usina de 160 MW fornecida pela Wärtsilä em Antelope (EUA) no ano de 2016.

29 PAPEL DA FLEXIBILIDADE EM SISTEMAS ELÉTRICOS NO FUTURO Permitir a plena utilização de energias renováveis partidas e paradas! Balancear o sistema evitar black-outs! Fornecer reservas operacionais. Contingências e reservas de erro em previsões Operação típica de uma usina a gás no futuro Partidas e paradas multiplas vezes por dia Até 3000h de operação por ano Operação típica de usinas de armazenamento Serviços ancilares Energy shifting quando custos forem mais competitivos

30 CONTEÚDO DA APRESENTAÇÃO Sobre a Wärtsilä A Grande Transição As Consequências O Papel da Flexibilidade Como fica o Brasil

31 ALGUNS PENSAMENTOS PARA O BRASIL A geração térmica terá dois papéis diferentes: 1. Balanço energético da geração hidráulica Tempo de horizonte: semanal / mensal Operação dependente dos cenários hidrológicos 2. Balaço da geração eólica e solar Tempo de horizonte: minutos Plantas localizadas perto da geração intermitente Muitos ciclos de operação por dia, seguindo a geração eólica e solar Horas de operação anual: 1500 a 3500 horas Instalando uma quantidade adequada de geração flexível no sistema para permitir uma utilização eficiente das energias renováveis, o Brasil pode evitar os problemas da UE e dos EUA.

32 OBRIGADO! 32