Tema Segurança Hídrica Painel: Roberto Schaeffer, COPPE/UFRJ

Transcrição

1 Tema Segurança Hídrica Painel: Roberto Schaeffer, COPPE/UFRJ

2 Vulnerabilidade da Geração Hidrelétrica às Mudanças Climáticas no Brasil Prof. Roberto Schaeffer Programa de Planejamento Energético COPPE/UFRJ IV Conferência Regional sobre Mudanças Globais: O Plano Brasileiro para um Futuro Sustentável - Painel Segurança Hídrica 6 de abril de 2011 Memorial da América Latina, São Paulo

3 Esta apresentação se baseia no Estudo de Vunerabilidade do Sistema Hidroelétrico Brasileiro às Mudanças Climáticas, realizado pela COPPE/UFRJ para o MCT, e nos trabalhos abaixo listados: 1. Lucena, A. F. P., Schaeffer, R., Szklo, A. S. Least-cost Adaptation Options for Global Climate Change Impacts on the Brazilian Electric Power System. Global Environmental Change, v.20, p , Lucena, A. F. P., Szklo, A. S., Schaeffer, R., Dutra, R. M. The Vulnerability of Wind Power to Climate Change in Brazil. Renewable Energy, v.35, p , Lucena, A. F. P., Szklo, A. S., Schaeffer, R. Renewable Energy in an Unpredictable and Changing Climate. Modern Energy Review, v.1, p.22-25, Lucena, A. F. P., Szklo, A. S., Schaeffer, R. The Vulnerability of Renewable Energy to Climate Change in Brazil. Energy Policy, v.37, p , 2009.

4 Introdução Sistema energético brasileiro é fortemente dependente de energias renováveis, especialmente de hidreletricidade Mudanças nas condições climáticas podem comprometer a produção de energia renovável Objetivo: analisar a vulnerabilidade do sistema energético brasileiro, em particular da hidreletricidade, às mudanças climáticas, e propor medidas de adaptação

5 Mudanças Climáticas vs. Fontes Renováveis de Energia Fontes renováveis representam importante alternativa para a mitigação das mudanças climáticas globais (MCG) Mas, por serem fortemente dependentes de condições climáticas, podem se tornar mais vulneráveis aos próprios impactos do fenômeno que procuram evitar

6 Estrutura dos Estudos Realizados

7 Matriz Energética Brasileira Fontes renováveis responderam por 45% de toda a energia consumida no país em 2010 Hidreletricidade representou 85% da geração elétrica no mesmo ano Potencial eólico bruto é estimado em 1,26TW, capaz de gerar mais de 3.000TWh/ano 15% do consumo de combustíveis no setor de transportes veio do etanol, quase suplantando a gasolina em importância

8 Impactos das MCG sobre a Segurança Energética (Oferta e Demanda) MCG podem afetar a produção/consumo de energia ao alterar: Regime de chuvas hidreletricidade e produção de biocombustíveis Temperatura hidreletricidade (pela maior evaporação em reservatórios e competição pelo uso da água), termeletricidade, produção de biocombustíveis e demanda de energia Regime de ventos potencial eólico

9 Hidreletricidade: modelagem Cenários Climáticos A2 e B2: precipitação e temperatura Vazões naturais afluentes aos reservatórios das hidrelétricas Novo conjunto de séries de vazão Séries mensais de 75 anos ( ) 195 usinas no Sistema Interligado Nacional (configuração do PDE 2015) Modelo de operação do sistema hidrelétrico SUISHI-O Energia Firme (garantida) Fator de capacidade Energia Média (geração média ao longo do tempo)

10 Relevância do Tema dada a Situação do SIN

11 Lógica de Operação do Setor Elétrico

12 Como está Integrado o SIN

13 Diferentes Bacias Hidrográficas

14 Contribuição Relativa das Diferentes Bacias para a Geração Elétrica no País

15 Sazonalidade de Vazões nas Diferentes Regiões do País

16 Período Crítico e Energia Firme

17 baseline baseline baseline baseline baseline Vazão Variações anuais (fonte: Salati et al., 2009; baseline = 100) Bacias do Sul/Sudeste MW = 45,1% MW = 3,8% MW = 3,8% B2 A2 Paraná B2 A2 At. Sudeste B2 A2 At. Sul 660 MW = 0,6% MW = 4,1% Nota: Potência instalada em 2015, segundo o Plano Decenal de Expansão (PDE,2015) B2 A2 Paraguai B2 A2 Uruguai

18 baseline baseline baseline baseline baseline Vazão Variações anuais (fonte: Salati et al., 2009; baseline = 100) Bacias do Norte/Nordeste MW = 15,4% MW = 15,7% MW = 9,7% 120 Amazônia 120 Tocantins Araguaia 120 São Francisco 100 B2 A2 100 B2 A2 100 B2 A MW = 1,1% 842 MW = 0,8% Nota: Potência instalada em 2015, segundo o Plano Decenal de Expansão (PDE,2015) B2 A2 At. Leste B2 A2 Parnaíba

19 Metodologia SUISHI-O Modelo de simulação da operação de usinas individualizadas simulação estática (i.e. todas as variáveis fora vazão são mantidas constantes ao longo do tempo) com cálculo de energia firme 3 simulações: Cenário Referência vazões mensais médias históricas Cenário A2 vazões médias históricas com impactos de MCG Cenário B2 vazões médias históricas com impactos de MCG

20 Hidreletricidade: resultados 2035 SUISHI-O Fator de Capacidade Médio Subsistema Histórico A2 B2 S/SE/CO <30MW 58.0% 40.2% 39.7% entre 30 e 300MW 48.5% 31.6% 32.1% >300MW 44.6% 38.7% 39.5% N/NE <30MW 58.0% 43.4% 48.8% entre 30 e 300MW 42.4% 21.5% 23.3% >300MW 74.6% 38.4% 40.4%

21 Hidreletricidade: resultados 2035 SUISHI-O Variação em Relação ao Cenário Referência Bacia A2 B2 E. Firme E. Média E. Firme E. Média Amazonas -36% -11% -29% -7% Tocantins Araguaia -46% -27% -41% -21% São Francisco -69% -45% -77% -52% Parnaiba -83% -83% -88% -82% At. Leste -82% -80% -82% -80% At. Sudeste -32% 1% -37% -10% At. Sul -26% 8% -18% 11% Uruguai -30% 4% -20% 9% Paraguai -38% 4% -35% -3% Paraná -8% 43% -7% 37% TOTAL -31% 3% -29% 1%

22 Resultados Representados Graficamente

23 Resultados SUISHI-O Cenário A2 Energia Média Cenário B2 Variação Percentual > (-20) (-20)-(-40) (-40)-(-60) <(-60)

24 Resultados SUISHI-O Cenário A2 Energia Firme Cenário B2 Variação Percentual > (-20) (-20)-(-40) (-40)-(-60) <(-60)

25 Vulnerabilidade hidrelétrica Conclusões Apenas uma projeção climática aqui mostrada necessidade de ampliar o número de cenários climáticos Comprometimento da confiabilidade do sistema de geração hidrelétrica pelas MCG queda em energia firme Geração média não é fortemente comprometida, embora haja impactos significativos sobre a geração hidrelétrica na região Norte/Nordeste (importância da Bacia do Paraná) Transmissão de eletricidade pode se tornar ainda mais importante

26 Resultados Fortemente Dependentes do Cenário Climático

27 Demanda de Eletricidade: Resultados Aumento no consumo de eletricidade pelos aparelhos: Ano Residencial Serviços Cenário A2 Cenário B2 Cenário A2 Cenário B % 13% 9% 4% % 26% 12% 8% Aumento no consumo de eletricidade do setor: Ano Residencial Serviços Cenário A2 Cenário A2 Cenário B2 Cenário B2 Cenário A2 Cenário A2 Cenário B2 Cenário B ,0% ,4% ,1% ,5% ,4% ,1% ,7% ,0% 8.387

28 Resumo de Adaptação Setor elétrico Cenário A2 variação em 2035 Geração Cap. Instalada TWh var % GW Hidrelétricas PCH % 0 Med % 0 Grande % 0 Bagaço de cana CP 22 bar 0 0% 0.0 CP 42 bar 0 0% 0.0 Cog. Casc % -3.7 CEST % 13.2 BIG-GT 0 0% 0.0 RSU 0 0% 0.0 Eólica 21 39% 10.0 Gás Natural % 32.9 Nuclear 45 58% 6.1 Carvão Mineral 0 0% 0 Diesel 0 0% 0.0 OC 0 0% 0.0

29 Resumo da Adaptação Setor elétrico Cenário B2 variação em 2035 Geração Cap. Instalada TWh var % GW Hidrelétricas PCH % 0 Med % 0 Grande % 0 Bagaço de cana CP 22 bar 0 0% 0.0 CP 42 bar 0 0% 0.0 Cog. Casc % -2.3 CEST 77 49% 10.3 BIG-GT 0 0% 0.0 RSU 0 0% 0.0 Eólica 24 26% 11.5 Gás Natural % 30.2 Nuclear 0 0% 0.0 Carvão Mineral % 8.6 Diesel 0 0% 0.0 OC 0 0% 0.0

30 Conclusões (1) Comprometimento da confiabilidade do sistema de geração hidrelétrica pelas MCG com impacto significativo sobre a geração hidrelétrica na região Norte/Nordeste Impacto bastante positivo sobre o potencial eólico Impactos desprezíveis sobre a geração termelétrica Aumento na demanda de eletricidade dos setores residencial e de serviços em função de maiores temperaturas

31 Conclusões (2) Menor confiabilidade do sistema de geração hidrelétrico leva a uma necessidade de maior capacidade instalada de outras fontes, notadamente gás natural, mas também nuclear/carvão, bagaço de cana e geração eólica As opções de adaptação, e seus custos, diferem na medida em que se há diferentes rentabilidades associadas às diferentes opções de geração de EE Maior demanda por gás natural desloca seu consumo na indústria, sendo substituído por óleo combustível, com impactos no comércio externo de petróleo e derivados

32 Conclusões (3) Segurança energética brasileira pode ser afetada pelas MCG Resultados revelam uma tendência à perda de capacidade de geração hidrelétrica e térmica E uma tendência a ganhos no potencial eólico Impactos negativos previstos das MCG se farão sentir com mais intensidade no Nordeste (apesar das incertezas maiores se situarem justamente nesta região), o que, se confirmado, pode agravar as disparidades econômicas regionais do país A escassez de dados e de ferramentas disponíveis para a avaliação dos efeitos potenciais das MCG sobre o setor de energia é um tipo a mais de vulnerabilidade identificada

33 Conclusões (4) Necessidade de incorporar os impactos de diferentes projeções climáticas no planejamento energético nacional Maior número de cenários globais e regionais (dowscaling) Necessidade de desenvolvimento de ferramentas para análise de impactos setoriais e integração dos resultados de diferentes setores Necessidade de incorporar projeções de impactos no planejamento setorial Necessidade de melhorar (e disponibilizar) a base de dados histórica e monitorar o clima