Índice de Custo Benefício (ICB) de Empreendimentos de Geração Termelétrica

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1 Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica Metodologia de Cálculo Coordenação Geral Maurício Tiono Tolasqui José Carlos de Miranda Farias Equipe Técnica Danielle Bueno de Andrade Eduardo Henrique Ferreira França Sérgio Henrique Ferreira da Cunha Talita de Oliveira Porto Epresa pública, vinculada ao Ministério de Minas e Energia, instituída nos teros da Lei n , de 15 de arço de 2004, a EPE te por finalidade prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar o planejaento do setor energético, tais coo energia elétrica, petróleo e gás natural e seus derivados, carvão ineral, fontes energéticas renováveis e eficiência energética, dentre outras. URL: Sede SAN Quadra 1 Bloco B 1º andar Brasília DF Escritório Central Av. Rio Branco, 01 11º Andar Rio de Janeiro RJ N o : EPE-DEE-RE-023/2005-R2 Data: 06 de abril de 2006 Substitui a versão anterior N o : EPE-DEE-RE-023/2005-R1 Data: 08 de dezebro de 2005

2 Índice 1. INTRODUÇÃO 3 PREMISSAS DO NOVO MODELO INSTITUCIONAL... 3 MODALIDADES DE CONTRATAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ÍNDICE DE CUSTO BENEFÍCIO (ICB) DE EMPREENDIMENTOS DE GERAÇÃO 6 CONCEITUAÇÃO METODOLOGIA DE CÁLCULO DO ICB 9 CALCULO DOS CUSTOS MARGINAIS DE OPERAÇÃO (CMO)... 9 PROCEDIMENTO DE CÁLCULO DO ICB APLICAÇÃO METODOLOGIA PARA USINAS TÉRMELÉTRICAS COM DIREITOS A SUBSÍDIOS PELA CDE 13 ALTERAÇÕES NO CÁLCULO DE K DEVIDO À CDE APLICAÇÃO METODOLOGIA PARA USINAS TÉRMELÉTRICAS QUE UTILIZAM BIOMASSA 14 INFORMAÇÕES DE DADOS DAS USINAS À BIOMASSA USINAS À BIOMASSA QUE OPERAM COM OUTRO COMBUSTÍVEL FORA DO PERÍODO DE SAFRA Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 2

3 1. Introdução A presente Nota Técnica te por objetivo apresentar os conceitos básicos e a etodologia de cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) que será utilizado para a ordenação econôica de epreendientos de geração terelétrica e, conseqüenteente, coo critério de contratação do respectivo leilão de energia nova, na odalidade disponibilidade de energia elétrica. Nesta revisão acrescenta-se o trataento dado: às usinas que te direito aos subsídios da Conta de Desenvolviento Energético CDE; às usinas que utiliza bioassa coo cobustível; e se ajusta alguns itens do texto da nota original para tornar ais claros os conceitos utilizados, be coo são copatibilizados os conceitos usados nesta e na nota técnica que trata do cálculo das garantias físicas das usinas. Registre-se que as alterações estarão grafadas e itálico e negrito, coo está escrito este parágrafo. PREMISSAS DO NOVO MODELO INSTITUCIONAL U dos principais objetivos do novo Modelo Institucional do Setor Elétrico (MISE) é proover a odicidade tarifária por eio da contratação eficiente de energia para os consuidores regulados. Dentre as principais ações para se prover esta eficiência, podeos citar: proceder à copra de energia sepre por eio de leilões, na odalidade enor tarifa ; contratar energia por licitação conjunta dos distribuidores ( pool ), visando obter econoia de escala na contratação de energia de novos epreendientos, repartir riscos e benefícios contratuais e equalizar tarifas de supriento a cada leilão; contratar separadaente a energia de novas usinas (atendiento à expansão da deanda) e de usinas existentes, abas por licitação. o leilão de energia nova resulta e u contrato de copra de energia elétrica a longo prazo (CCEAR), reduzindo os riscos para o epreendedor. O novo MISE criou dois abientes de contratação: o Abiente de Contratação Livre (ACL) que copreende a contratação de energia para o atendiento aos consuidores livres, por interédio de contratos livreente negociados, e o Abiente de Contratação Regulada (ACR), que copreende a contratação de energia para o atendiento aos consuidores co tarifa regulada (consuo dos distribuidores), por eio de contratos regulados, co o objetivo de assegurar a Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 3

4 odicidade tarifária. E teros coerciais, o ACR poderia ser entendido coo ua cooperativa de copra de Energia Assegurada, que agrega as deandas de vários agentes distribuidores (copradores) e celebra contratos co u conjunto de proponentes vendedores. Periodicaente, o MME oferecerá à licitação u conjunto de projetos (hidroelétricos e terelétricos), estudados e habilitados tecnicaente pela Epresa de Pesquisa Energética EPE, considerados os ais econôicos e socioabientalente viáveis para o atendiento à deanda. Adeais, qualquer agente epreendedor poderá independenteente oferecer novos projetos para as licitações. Desde que tais projetos seja habilitados tecnicaente pela EPE, serão adicionados à lista de epreendientos do MME aptos a participar dos leilões. O critério de seleção do conjunto de projetos a sere licitados é o do enor custo global (custo de investiento ais custo de operação e anutenção, incluindo os custos socioabientais) que atenda a u dado critério de segurança de supriento e sustentabilidade abiental. Se justificável, para se obter ua elhor relação entre custo e segurança do atendiento à deanda será estiado o valor da parcela ínia de geração terelétrica que deverá ser contratada e copleentação às hidroelétricas. Co o objetivo de auentar a eficiência do processo de licitação, o ontante total de capacidade (Garantia Física) dos projetos oferecidos deverá exceder substancialente o ontante de energia que se espera seja adquirido nos leilões. Os proponentes vendedores proporão preços de lance (R$/MWh) para a venda da energia disponível do novo epreendiento (hidroelétrico ou terelétrico) no ACR, confore a odalidade de contratação de energia elétrica. Se houver ais de u epreendedor para u eso epreendiento, será escolhido aquele que ofertar o enor preço de lance para a venda da energia do epreendiento. Ao vencedor de ua licitação de novo epreendiento será outorgada a respectiva concessão ou autorização, juntaente co o contrato de longo prazo de venda de energia para o ACR (CCEAR). MODALIDADES DE CONTRATAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA O Decreto nº 5.163, de 30/7/2004, que regulaentou dispositivos da Lei nº , de 15/3/2004, estabelece (art. 19) que a ANEEL prooverá, direta ou indiretaente, licitação na odalidade de leilão, para a contratação de energia elétrica pelos agentes de distribuição do Sistea Interligado Nacional (SIN), Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 4

5 observando as diretrizes fixadas pelo Ministério das Minas e Energia (MME), que conteplarão os ontantes por odalidade contratual a sere licitados. O Decreto estabelece tabé (art. 27) que os vencedores dos leilões de energia proveniente de epreendientos de geração novos ou existentes deverão foralizar u contrato bilateral denoinado Contrato de Coercialização de Energia Elétrica no Abiente Regulado CCEAR, celebrado entre cada agente vendedor e todos os agentes de distribuição copradores. O CCEAR pode ter as seguintes odalidades (art. 28): I Quantidade de Energia Elétrica São contratos análogos aos antigos Contratos Iniciais, ou aos anteriorente denoinados Contratos Bilaterais de Energia, os quais deve prever que o ponto de entrega da energia será o centro de gravidade do subercado onde esteja localizado o epreendiento de geração e que os custos decorrentes dos riscos hidrológicos deve ser assuidos pelos agentes vendedores. II Disponibilidade de Energia Elétrica Trata-se de ua nova odalidade de contrato de energia elétrica (MWh) onde os custos decorrentes dos riscos hidrológicos deve ser assuidos pelos agentes copradores, e eventuais exposições financeiras no ercado de curto prazo da CCEE, positivas ou negativas, serão assuidas pelos agentes de distribuição, garantido o repasse ao consuidor final, confore ecaniso a ser estabelecido pela ANEEL. E outras palavras, pode-se dizer que nos contratos de quantidade os riscos (ônus e bônus) da operação energética integrada são assuidos totalente pelos agentes geradores, ao passo que nos contratos de disponibilidade os riscos decorrentes da variação da produção co relação à sua Garantia Física são alocados aos agentes distribuidores e repassados aos consuidores regulados. O edital de cada leilão de energia nova, elaborado pela ANEEL, observadas as diretrizes do MME e as noras gerais de licitações e concessões, estabelecerá a Modalidade de Contratação de Energia Elétrica, dentre outros parâetros da licitação. As vantagens e desvantagens de cada odalidade de contratação, para cada tipo de usina geradora, hidroelétrica ou terelétrica, depende, dentre outros fatores, das circunstâncias de cada leilão e não serão discutidas neste docuento. Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 5

6 2. Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração CONCEITUAÇÃO Dentre os étodos tradicionais da Engenharia Econôica para priorização de projetos de investiento, destaca-se o étodo da Razão Increental Custo/Benefício, tabé conhecido coo étodo do Índice de Custo Benefício (ICB). Ua vez calculados os valores dos índices ICB para cada projeto, o critério de decisão consiste e se investir nos projetos por orde de érito decrescente, ou seja, do enor para o aior valor de ICB. E u sistea de geração predoinanteente hidroelétrico coo o SIN, o benefício energético da operação integrada de u epreendiento de geração, hidroelétrica ou terelétrica, pode ser avaliado aproxiadaente pelo acréscio observado na Energia Assegurada do sistea existente devido à inclusão daquele epreendiento (ganho de EA e prieira adição). Na prática, o benefício energético de u novo epreendiento de geração corresponde legalente à sua Garantia Física (ou Energia Assegurada), que é calculada à época do seu leilão aplicando-se a etodologia da Portaria MME n o 303, de 18/11/2004. O custo global de u epreendiento de geração copreende o custo de investiento, incluindo os custos socioabientais, os juros durante a construção e a parcela fixa dos custos de operação e anutenção (O&M), soado ao valor esperado do custo variável de O&M, e ao valor esperado do custo econôico de curto prazo. Assi, o Índice de Custo Benefício (R$/MWh) de cada epreendiento de geração, doravante denoinado ICB, é definido coo a razão entre o seu custo total e o seu benefício energético, podendo ser calculado e base ensal ou anual, do seguinte odo: Custos Fixos + E ( Custo deoperação) + E( CustoEcon. Curtoprazo) ICB = Garantia Física A parcela Custos Fixos CF (e R$/ano) representa a receita requerida pelo investidor de fora a cobrir o custo total de iplantação do epreendiento, incluindo os custos socioabientais, os juros durante a construção, e a reuneração do investiento, alé de todos os custos fixos relativos à operação Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 6

7 e anutenção da usina, tais coo, o custo fixo de cobustível associado ao nível de inflexibilidade operativa ( take or pay e ship or pay ), o custo de conexão à rede básica e tarifas de uso dos sisteas de transissão e distribuição (TUST e TUSD), etc. A parcela Custo Variável de Operação COP (e R$/ano) é função do nível de inflexibilidade no despacho da usina (contratos de cobustível take or pay ) e do custo variável de O&M, declarados pelo epreendedor, os quais deterina sua condição de despacho e função tabé dos custos arginais de operação (CMO) futuros observados no SIN. Trata-se, portanto, de ua variável aleatória cujo valor esperado é calculado co base e ua siulação estática de 60 eses utilizando-se ua aostra co 2000 cenários de afluências futuras ao SIN. A parcela Custo Econôico de Curto Prazo - CEC (e R$/ano) resulta das diferenças ensais apuradas entre o despacho efetivo da usina e sua Garantia Física. Esta parcela corresponde ao valor acuulado das liquidações no ercado de curto prazo, feitas co base no Custo Marginal de Operação CMO (se os liites de piso e teto ipostos ao PLD). Seu valor tabé é função do nível de inflexibilidade no despacho da usina e do custo variável de O&M, declarados pelo epreendedor. Trata-se portanto de ua variável aleatória cujo valor esperado é calculado co base e ua siulação estática de 60 eses, utilizando-se ua aostra co 2000 cenários de afluências futuras ao SIN. O denoinador Garantia Física - GF corresponde à Energia Assegurada (e MWédio) do epreendiento de geração e tabé é função do nível de inflexibilidade no despacho da usina e do seu custo variável de O&M, confore declarados pelo epreendedor. No caso de u epreendiento e que apenas ua fração (x) de sua Energia Assegurada seja destinada ao ACR, sendo o restante reservado para uso próprio ou para coercialização no ACL, o índice ICB será calculado aditindo-se que todas as parcelas de custo e de benefício definidas acia varie proporcionalente à fração de energia assegurada destinada ao ACR. Neste caso, o índice ICB pode ser redefinido da seguinte aneira: ICB x. CF x.[ COP + CEC] + x. GF x. GF = (1) Reinterpretando o nuerador e denoinador do prieiro tero e observando que o fator x se cancela no segundo tero, pode-se então escrever: Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 7

8 ICB RF COP + CEC QL G F = (2) ICB RF = K QL + (3) onde RF é a Receita Fixa requerida pelo epreendedor, relativa à quantidade de lotes (QL) ofertada para o ACR, e R$/ano (igual a x.cf); QL é a Quantidade de Lotes (de 1 MWédio) ofertada para o ACR liitada a GF (igual a x.gf); K é a parcela invariante do índice, e R$ / MWh, destinada à cobertura dos custos variáveis de operação e custos econôicos no ercado de curto prazo, calculada para o epreendiento coo u todo (válido para qualquer valor de x). Desta fora, durante o processo de leilão de energia proveniente de novos epreendientos, o índice ICB será calculado pelo sistea aplicando-se a expressão (3) co base nos valores de Receita Fixa (RF) e Quantidade de Lotes (QL) subetidos pelo epreendedor na ocasião e no valor da parcela K relativa ao novo epreendiento, calculada antecipadaente pela EPE a partir dos dados fornecidos pelos epreendedores. Vale ressaltar que o índice ICB assi calculado possibilita a correta coparação de projetos terelétricos para qualquer valor de fração x, no intervalo 0 x 1. O edital de licitação poderá, no entanto, definir u percentual ínio de GF destinado a coercialização no ACR (valor ínio para x). Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 8

9 3. Metodologia de Cálculo do ICB CALCULO DOS CUSTOS MARGINAIS DE OPERAÇÃO (CMO) Os custos arginais de operação (CMO) são obtidos diretaente a partir dos resultados do odelo NEWAVE, para a siulação da operação ensal do SIN utilizando-se a esa Configuração de Referência Inicial (Deck 511, definido na NT EPE-DEE-RE-052/2005-R0) definida para o cálculo das Garantias Físicas dos novos epreendientos, co cenários equiprováveis de energias afluentes ensais e u período de 5 anos. Coo resultado desta siulação são obtidos valores de CMO, para cada u dos 4 subercados considerados Sudeste/Centro-Oeste, Sul, Nordeste e Norte. PROCEDIMENTO DE CÁLCULO DO ICB Para efeito do cálculo do ICB, adota-se o eso critério de despacho das usinas terelétricas usado pelo Operador Nacional do Sistea Elétrico (ONS), tendo e vista a otiização da operação energética integrada do SIN, confore definido nos Procedientos de Rede, aprovados pela ANEEL. Cupre lebrar que ua usina terelétrica pode vir a gerar acia de sua inflexibilidade declarada e duas situações: (1) por razões energéticas, quando o CMO for aior que seu custo variável; (2) por razões elétricas, devido a algua necessidade do sistea de transissão, quando então faz jus a receber Encargos por Serviços ao Sistea. Devido à sua iprevisibilidade, os custos e/ou receitas advindas da geração por razões elétricas, situação (2), não serão considerados no cálculo do ICB. Assi, a regra de despacho ensal siulada no cálculo do ICB é a regra válida e condições norais, ou seja, na situação (1): quando seu Custo Variável (CV) for inferior ao CMO, a usina estará despachada no liite de sua disponibilidade (Disp); caso contrário, a usina irá gerar o equivalente à sua inflexibilidade (Inflex). E teros ateáticos, pode-se escrever que: Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 9

10 se se CMO CMO s, c, s, c, CV < CV Gera Gera c, c, = Disp = Inflex (4) onde, s corresponde ao índice de cada subercado (1 a 4); c corresponde ao índice de cada cenário hidrológico (1 a 2000); corresponde ao índice de cada ês (1 a 60); CMO s,c, é o custo arginal de operação do subercado onde está localizada a usina para cada cenário, para cada ês, e R$/MWh; CV é o custo variável unitário da usina terelétrica, e R$/MWh; Gera c, é a geração da usina terelétrica e cada ês, para cada possível cenário, e MWédios; Inflex é o nível de inflexibilidade de despacho (ou geração ínia obrigatória) da usina terelétrica, para cada ês, e MWédios; Disp é a disponibilidade (ou geração áxia ensal) da usina terelétrica, e MWédios. A disponibilidade édia ensal de ua usina terelétrica é dada por: Disp ( ) ( ) = Pot FC 1 TEIF 1 ax (5) IP onde, Pot é a potência instalada da usina e MW; FCax é o percentual da potência instalada que a usina consegue gerar contínuaente; TEIF corresponde a taxa édia de indisponibilidade forçada; IP corresponde a taxa de indisponibilidade prograada. O custo variável ensal de operação leva e conta o gasto adicional da usina, considerada coo u todo, quando esta tiver que gerar acia de sua inflexibilidade declarada. Este gasto copreende o custo adicional do cobustível propriaente dito e os custos increentais de operação e anutenção. Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 10

11 Para cada cenário, para cada ês, calcula-se o Custo de Operação COP coo segue: COP onde, CV ( Gera Inflex ) c nhoras = (6) c,, CV é o custo variável unitário da usina terelétrica, e R$/MWh; nhoras é o núero de horas do ês e questão. O valor esperado anual do Custo de Operação é calculado ultiplicando-se por 12 o seu valor édio ensal. Desta fora: COP c i= 1 = j= 1 COP c c, 12 (7) O custo econôico de curto prazo (CEC) reflete os ganhos ou perdas obtidos no ercado de curto prazo (CCEE) aplicando-se as regras de coercialização de energia de curto prazo e conjunto co a siulação da operação ensal. De fora siilar, o CEC é calculado para a usina coo u todo, para cada u dos 60 eses e para cada u dos possíveis cenários. Independenteente do valor do seu CV, a diferença entre a Garantia Física e a Geração despachada da usina (exposição no ês) é valorizada pelo CMO coo segue: CEC onde, CMOs ( GF Gera ) c nhoras = (8) c, s, c,, GF é garantia física da usina terelétrica e MWédios. A fórula (8) leva a u custo positivo quando a usina te que coprar energia para honrar seu contrato, ou seja, quando sua Geração ensal (Gera) for inferior à sua Garantia Física, e leva a u custo negativo (receita) e caso contrário. O valor esperado anual do Custo Econôico de Curto Prazo é calculado ultiplicando-se por 12 o seu valor édio ensal. Desta fora: Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 11

12 CEC c i= 1 = j= 1 CEC c c, 12 (9) A parte invariante do Índice Custo Benefício (K) pode então ser calculada do seguinte odo: COP + CEC = GF 8760 K (10) Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 12

13 4. Aplicação Metodologia para Usinas Térelétricas co Direitos a Subsídios pela CDE ALTERAÇÕES NO CÁLCULO DE K DEVIDO À CDE A Conta de Desenvolviento Energético - CDE foi criada pela Lei de 26 de abril de 2002 co o intuito de incentivar fontes alternativas de produção de energia. Entre outras, contepla as usinas terelétricas que utiliza o carvão ineral nacional. Logo, o cálculo da parte invariante do ICB (K), que estia os custos futuros para o ACR das téricas contratadas, deve considerar o valor que as usinas receberão a título de subsídio. A estratégia de cálculo do COP adotada para estes epreendientos foi despachar a usina pelo seu custo real, poré a valorização do custo de operação esperado foi abatida do valor subsidiado. O Custo de Operação ensal será calculado pela alteração de (6) coo segue: COP onde, ( CV VB ) ( Gera Inflex ) c nhoras = (11) c,, VB é o valor do benefício recebido proveniente da CDE e R$/MWh. O Custo Econôico de Curto Prazo não é afetado ua vez que sua valorização depende do Custo Marginal de Operação. Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 13

14 5. Aplicação Metodologia para Usinas Térelétricas que utiliza Bioassa INFORMAÇÕES DE DADOS DAS USINAS À BIOMASSA A quantidade de energia elétrica que pode ser produzida nas usinas a bioassa depende da quantidade de bagaço disponível no período de safra de cana de açúcar e do coeficiente de conversão de cada áquina. Alé disso, a inflexibilidade será igual a disponibilidade de energia e as anutenções prograadas serão feitas fora do período de safra. Desta fora a disponibilidade ensal da usina deve ser transforada e MWédio coo segue: Disp Disp ( MWh) ( MWed ) = (12) nhoras USINAS À BIOMASSA QUE OPERAM COM OUTRO COMBUSTÍVEL FORA DO PERÍODO DE SAFRA Para as usinas que utiliza outro cobustível fora do período de safra, de fora siilar ao cálculo de sua Garantia Física, tudo se passa coo se fosse duas usinas diferentes. Ao térino do cálculo dos COP e o CEC de cada epreendiento estes serão soados. Metodologia de Cálculo do Índice de Custo Benefício (ICB) de Epreendientos de Geração Terelétrica 14