Geração ERNC - Experiência Brasileira

Transcrição

1 CONGRESSO BIENAL INTERNACIONAL 2015 Geração ERNC - Experiência Brasileira Reive Barros dos Santos Diretor 23 de novembro de 2015 Santiago Chile

2 Aspectos institucionais Governança Setorial Missão Proporcionar condições favoráveis para que o mercado de energia elétrica se desenvolva com equilíbrio entre os agentes e em 2 benefício da sociedade.

3 Capacidade instalada de Geração atual MW Mais 41 mil MW previstos até 2020 O Sistema Elétrico Brasileiro Uma matriz cada vez mais limpa. Térmica 28% Eólica 3% Outras fontes 2% Hidrelétrica 67% Mais de R$ 400 milhões anuais em investimentos de P&D para melhoria da 3 eficiência e diversificação da matriz

4 O Sistema Elétrico Brasileiro Km de linhas de transmissão em operação Sistema Isolado Contratação de km até 2018 Sistema Interligado Investimentos de R$ 34 bilhões Sistema Isolado: geração térmica de combustível fóssil km 4

5 Reservatórios das hidrelétricas PARQUE EÓLICO BATERIAS DE PARQUES EÓLICOS TÉRMICAS A BIOMASA CENTRAIS SOLARES RESERVATÓRIO TÉRMICA A BIOMASA Fonte: EPE

6 Potencial Eólico e Solar no Brasil Eólico Solar Um novo mapa está sendo elaborado (medição acima de 100m). A expectativa é que o potencial chegue a 300 GW. * Valores estimados para instalações com altura de 50m do solo. A irradiação diária média anual varia entre e kwh/m 2 /ano, valores que são significativamente superiores à maioria dos países europeus: Alemanha: kwh/m2/ano França: kwh/m2/ano Espanha: kwh/m2

7 Complementariedade da Geração Eólica e Hídrica Sistema Nordeste 7

8 Energia Elétrica de fontes renováveis não convencionais ERNC no Brasil Geração Centralizada Interligada Mini e Micro Geração Distribuída Sistemas Isolados

9 ERNC Centralizada Cenário atual Empreendimentos que entraram em operação nos últimos 10 anos 9

10 ERNC Centralizada Cenário atual Empreendimentos outorgados (solar e eólica) Fase/Tipo Nº de Usinas Potência Instalada [kw] Operação A serem construídos Total Fase/Tipo Nº de Usinas Potência Instalada [kw] Operação A serem construídos Total

11 ERNC Centralizada Cenário atual Empreendimentos registrados, ainda sem outorga (solar e eólica*) (Empreendimentos detentores de Despacho de Requerimento de Outorga DRO) Nº de Usinas Potência [kw] Nº de Usinas Potência [kw] * DRO de eólicas possui validade de 1 ano. 11

12 ERNC Centralizada Cenário futuro Leilões de Energia de Fontes Solar e Eólicas Quantidades e Preços médios negociados: Fonte Investimento Previsto MWmed Pmédio total (R$/MWh) Eólica(de 2009 a 2015) 59,114 bilhões de reais 6629,7 127,81 Solar (2014 e 2015) 12,88 bilhões de reais 678,9 274,53 12

13 31 empreendimentos de energia solar contratados no Leilão preço da energia solar caiu de R$ 262/MWh, para o preço médio final de R$ 215/MWh (87 usd) preço menor do que US$ 90/MWh deixa o Brasil entre os países com menor preço para essa fonte (1 usd = R$ 2,47) 331 usinas habilitadas totalizando 8.871MW 31 usinas vencedoras totalizando 202,1MWmed ERNC Centralizada Cenário futuro Leilão de Energia de Reserva 2014 Empreendimentos Solares Fotovoltaicos 13 13

14 30 empreendimentos de energia solar contratados no Leilão preço da energia solar caiu de R$ 349/MWh, para o preço médio final de R$ 301/MWh (84 usd) preço menor do que US$ 90/MWh deixa o Brasil entre os países com menor preço para essa fonte (1 usd = 3,58) 341 usinas habilitadas totalizando MW 30 usinas vencedoras totalizando 232,9MWmed ERNC Centralizada Cenário futuro 1º Leilão de Energia de Reserva de 2015 Empreendimentos Solares Fotovoltaicos 14 14

15 ERNC Centralizada Cenário futuro Eólica Evolução da capacidade instalada até (ABEEólica, março de

16 ERNC Centralizada Cenário futuro Brasil - Estimativa de Evolução da Capacidade instalada até 2024 Em verde: Outras fontes Renováveis = ERNC

17 ERNC Centralizada Cenário futuro Participação das fontes na capacidade instalada de geração de energia elétrica em 2018 e 2024 no Brasil. (OFR = ERNC). Cenário de crescimento na participação de ERNC, com redução da participação de UHEs e Térmicas.

18 ERNC Centralizada Cenário futuro Acréscimo de capacidade instalada até 2024 no Brasil, por região. Fontes: Eólica, Biomassa e Solar Crescimento maior previsto na região nordeste.

19 Micro e Minigeração Distribuída Resolução Normativa nº 482/2012 Net Metering Micro GD < 100 kw Mini GD 100 kw até 1 MW Fontes Incentivadas Eólica Solar Hidráulica Biomassa Cogeração Conectadas na distribuição por meio de unidade consumidora Geração Distribuída - GD é uma ação de eficiência energética e gera benefícios para a rede. Em contrapartida, consumidor-gerador obtém benefícios com a compensação da energia gerada na fatura. Sistema de compensação de energia elétrica Troca de energia entre Consumidor e a Distribuidora, sem circulação de $. A rede é uma bateria virtual. Não é um modelo de comercialização de energia. 19

20 Compensação de Energia Micro e Minigeração Distribuída Consumo Geração Faturamento pela diferença entre consumo e geração Eventuais créditos podem ser utilizados em até 36 meses Possibilidade de utilização de créditos em outras unidades consumidoras do mesmo titular 20

21 Micro e Minigeração Distribuída Potência instalada total muito baixa (aprox. 12 MW), ligados diretamente nas distribuidoras. Localização das Conexões

22 Micro e Minigeração Distribuída 90% da micro e minigeração estão instalados em unidades consumidoras residenciais e comerciais. Prevalência de microgeração com baixa potência instalada: 92% dos geradores instalados são abaixo de 10 kw.

23 Geração em Sistemas Isolados Contratação e Custos de Geração em Sistemas Isolados Processo licitatório obrigatório (Art. 1º da Lei nº /2009). Definição regulatória do Custo Total de Geração para as diferentes fontes. Reembolso (subsídio) pela conta de Consumo de Combustíveis CCC. Fonte ERNC existentes em sistema isolado Custo Total de Geração (Anexo IV da REN nº 427/2011) - R$ / MWh PCH 135,90 Solar Fotovoltaica 6.646,67 Biomassa (Bagaço de Cana) 155,45 Biomassa (Casca de Arroz) 140,29 Biomassa (Cavado de Madeira) 137,77 Biomassa (Biogás de aterro sanitário) 229,87 Biomassa (Biogás de esterco) 148,89 23

24 ERNC no Brasil Impactos sobre o Sistema Elétrico Implantação e Escoamento da Energia gerada Aspectos Operativos

25 Implantação dos Empreendimentos Questão Ambiental Problema: Licenciamento ambiental e Eólicas e PCHs enfrentou (e ainda enfrenta) atrasos e restrições. Resultados: Acordo entre Associação de Empreendedores com órgãos ambientais; Solução: Realização de fóruns de discussões, com participação de agentes e dos órgãos ambientais. Criação de procedimentos específico de análise dos licenciamentos das EOL. Redução dos atrasos. 25

26 Escoamento da Energia Gerada Instalações de transmissão conexão compartilhada ICGs ICGs conexão eólica ao SIN aprox MW Problemas: Usinas de pequeno porte (até 30 MW), longe dos principais centros de cargas. Inviabilidade de construção de sistemas transmissão de interesse restrito junto às usinas. Solução: Problemas verificados : Obras de transmissão para o escoamento da Energia ICGs, compartilhadas entre várias usinas. Custeadas por todos os acessantes do sistema de transmissão, via tarifa. Atrasos em obras de transmissão com descasamento da entrada em operação de geração e transmissão. Usinas aptas a operar (algumas recebendo receita) não tiveram como escoar energia. Solução nova: Habilitação em novos leilões restritas a projetos com conexão em rede já existente. 26

27 Localização dos Parques instalados Estudo do ONS referente à geração eólica Parques eólicos que se relacionam com o ONS SIN

28 Intermitência momentânea da fonte eólica Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Grande variação da geração eólica entre dias consecutivos 40 para 342 MW - Rampa de subida de 302 MW em 1 hora. 342 p/ 91 MW - Rampa de descida de 232 MW em 1 hora. Diferença de 1200 MW no mesmo horário de um dia para o outro 25 de novembro de 2015

29 Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Desvios percentuais entre previsão e execução de geração eólica Últimos 2 anos. Região sul. Fonte: Nota técnica Força tarefa de requisitos técnicos para estudos de estabilidade dinâmica e de tensão. Estudo realizado pelo ONS. 29

30 ONS - Previsão de Geração Eólica para programação Meteorológica Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Disponibilizada diariamente, para o ONS, às 06h, 12h, 17h e 22h as previsões para a Programação (30 min) e Tempo Real (10 min). Neuro-eólica (Universidade de Pernambuco) Tempo Real - Potência x Potência. Dados das últimas 6 horas. Intervalo de 10 min. Planejamento Vento x Potência. Intervalo de 30 min Programa Diário de Produção Composição da Meteorológica, Neuro-eólica e Agentes. Intervalo de 30 min. 30

31 Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Condições atuais de operação NE Ajustes no Intercâmbio em Tempo Real, processo automático, otimizado pelo ONS. Despacho flat (~ 2700 MW) - Limitação da geração hidráulica - Vazão mínima de 900 m3/s no Rio São Francisco. Despacho flat (~ 3700 MW) Déficit (~ MWméd) obtido junto aos demais subsistemas. ~ Mwméd Geração eólica no Nordeste Uso do Intercâmbio Geração Eólica (~ 1800 Mwméd) intermitentes. Geração eólica no Nordeste Uso do Intercâmbio 31

32 IPDO 17/11/2015 Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Detalhe Sistema Nordeste Neste dia a geração eólica foi cerca de 400 Mwmédios maior do que o programado. 32

33 Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Tratamento energético Sistema Nordeste Pulverização Geográfica de usinas e seu porte pequeno (até 30 MW) mitiga problema da intermitência da fonte eólica. Variações de geração o nordeste não são representativas perante todo o parque gerador nacional (< 1%). Incrementos ou decrementos de uso da interligação (e geração adicional do SIN) são alterados automaticamente pelo sistema de controle de despacho do ONS. Posteriormente há otimização, conforme diretrizes energéticas. Em caso de indisponibilidade ou limitação da interligação, é preciso incrementar a geração interna no Subsistema Nordeste ou reduzir a carga. Condições de operação em regime de frequência e tensão não nominais podem causar o auto desligamento de usinas eólicas, aumentando o déficit energético. 33

34 Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Requisitos operativos exigidos de centrais eólicas e fotovoltaicas Condições pré-estabelecidas nos Editais de Leilão (aprovados pela ANEEL) Usinas antigas devem se adequar às características operativas vigentes, conforme Procedimentos de Rede. Controle de Carregamento (Linhas e transformadores) Redução da geração eólica produzida sem desligamento do parque, mediante controles das pás dos aerogeradores Participação em Sistemas Especiais de Proteção Minimizar consequências de perturbações no sistema, incluindo sobrefrequência em caso de ilhamento, por meio de desconexão automática ou de redução de geração mediante controle de passo ou de stall das pás Inércia sintética da central geradora eólica Contribuir para a regulação primária de frequência no SIN por meio da emulação de inércia por modulação transitória da potência de saída. 34

35 Operação em regime de frequência não nominal Requisitos Mínimos Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Frequência < 56 Hz ou > 63 Hz Desligamento Instantâneo permitido. Frequência < 58,5 Hz ou > 62,5 Hz Operação por tempo mínimo de 20 e 10 segundos, respectivamente, Objetivo: Minimizar o desligamento do gerador por subfrequência e sobrefrequência quando o sistema pode se recuperar pela sua capacidade própria de regulação. Operação em regime de tensão não nominal Requisitos Mínimos Tensão entre 0,85 e 0,90 p.u. Operação por, no mínimo, 5 segundos. Tensão entre 1,10 e 1,20 p.u. Operação por, no mínimo, 2,5 segundos. Objetivo: Evitar o desligamento da usina quando há variações de tensão no sistema 35

36 Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Ações de Controle de Tensão - Geração/Absorção de Reativos Sob comando do ONS, a central de geração eólica deve propiciar os recursos necessários para operar com fator de potência indutivo ou capacitivo dentro da faixa operativa Potência Ativa. Objetivo: Participação efetiva no controle da tensão. Atendimento do Fator de Potência em regime de tensão não nominal Sob comando do ONS, central deve ter capacidade de geração/absorção de potência reativa, dentro da faixa operativa de tensões. Objetivo: Garantir o atendimento aos requisitos de fator de potência em toda a faixa operativa das tensões. 36

37 Aspectos Operativos do Sistema Elétrico Conclusões sobre os aspectos operativos ERNC - Principais fontes no crescimento da oferta de energia no Sistema Interligado Nacional, principalmente para Região Nordeste. Risco de desligamentos nas interligações Queimadas nos meses de Agosto e Setembro coincide com a maior incidência dos ventos e irradiação solar: segurança ao abastecimento. Intermitência pode prejudicar em condições desfavoráveis de operação importância da implantação de controles. Outras fontes ERNC, como PCH e Biomassa têm comportamento operativo semelhante às fontes já existentes. Necessidade de continuar aprimorando a previsão de geração eólica, tanto no médio quanto no curtíssimo prazo. 37

38 Obrigado! Reive Barros dos Santos Diretor SGAN Quadra 603 Módulos I e J CEP: /Brasília DF Tel.: institucional@aneel.gov.br 38