Geração Fotovoltaica Diagnóstico e Perspectivas Clube de Engenharia Rio de Janeiro, 20 de junho de 2018 Gabriel Konzen
A (EPE) 100% pública Criada em 2004 Lei 10.847 Vinculada ao MME Os estudos da EPE dão suporte técnico ao governo na formulação de políticas para o setor de energia
Quem vai ganhar a Copa do Mundo FIFA de 2018?
No mundo das apostas: Quem paga menos -> maiores chances de ganhar Seleção Prêmio Brasil 4,5/1 Espanha 4,5/1 França 8/1 Alemanha 9/1 Bélgica 9/1 Argentina 12/1 Inglaterra 14/1 Referência: Oddschecker.com 19 de junho de 2018
Se houvesse aposta em fonte dominante nas próximas décadas, fotovoltaica seria uma das que pagaria menos Referência: Bloomberg New Energy Outlook, 2017 Referência: DNV GL Energy Transition Outlook, 2017
Há um movimento global em prol das renováveis Referência: IRENA, 2017
Grandes corporações também têm se comprometido RE100: Empresas que se comprometem voluntariamente a ser 100% renovável; A maioria das empresas quer atingir o objetivo até 2024; Como atingir os objetivos? (certificados, contratos no ML, GD...) Referência: RE100, 2017 + 100...
Fotovoltaica lidera as instalações anuais de capacidade Capacidade instalada fotovoltaica mundial Adição de capacidade instalada por fonte em 2016 Referência: REN21, 2018 Referência: IEA, 2017
China tem 1/3 das instalações Capacidade instalada fotovoltaica mundial Referência: IEA, 2017 Referência: REN21, 2018
Fotovoltaica lidera em número de patentes Número acumulado de patentes em energias renováveis Referência: IRENA - Inspire
Redução de custos e maior tecnologia nos parques Preço Módulo Policristalino (US$/W) Curva de Aprendizagem de Inversores = 18,9% -40% desde jan/16 US$ 0,34/Wp (14/06/18) Referência: PV Insights, Bloomberg Referência: Fraunhofer ISE (2015) Uso de drones na manutenção de parques FV Referência: Eagle Vision Spain
Os preços da energia fotovoltaica não param de cair Preços de PPAs (Power Purchase Agreements) em diferentes países Referência: Solarpower Europe, 2017
Os preços da energia fotovoltaica não param de cair, MESMO! Referência: Greentech Media, 29 de novembro de 2017 Referência: PV Magazine, 01 de novembro de 2017 Referência: PV Tech, 03 de outubro de 2017
Status da Geração Centralizada no Brasil
Potencial técnico fotovoltaico (Centralizada) Excluindo áreas com vegetação nativa: Faixa de irradiação (Wh/m².dia) Potência Fotovoltaica (GWp) 4400-4800 24 4800-5100 747 5100-5400 4.803 5400-5500 2.618 5500-5600 3.406 5600-5800 10.101 5800-6000 6.513 6000-6200 307 4 27 15 SP MG BA PI 260 Referência: EPE Livro Energia Renovável, 2016
Contracted Capacity [MW] Participação constante da energia solar nos últimos leilões 20.000 18.000 16.000 14.000 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Hydro Thermal (Fossil) Biomass Wind PV
Localização das plantas FV vencedoras
Projetos de geração fotovoltaica centralizada por UF
Agentes privados também têm buscado contratar a fonte solar Referência: CanalEnergia, 7 de junho de 2018
Em alguns dias, geração fotovoltaica começa a superar a eólica no Sistema Interligado Nacional (SIN) Referência: ONS
Atualmente, solar e eólica são mais baratas que outras fontes Average Prices [USD-jan18/MWh] Preço médio nos leilões de Energia [USD jan18 /MWh] 120 100 80 60 40 20 US$ 35/MWh US$ 20/MWh 0 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Wind PV Hydro Natural Gas Biomass Small Hydro Referência: CCEE
Uso de seguidores solares tem ajudado a reduzir o preço da energia fotovoltaica Rastreamento de 1 eixo Maior Fator de Capacidade Redução dos custos Todos projetos vendedores em 2017 e 2018
O início dos resultados (financiamentos, obras, aquisições...) Referência: BNDES, 11 de maio de 2017 Referência: O Globo, 05 de junho de 2017 Referência: Photon, 06 de setembro de 2017 Referência: Folha de São Paulo, 28 de novembro de 2017
A cadeia industrial já está se estruturando no Brasil Nota: Não apresenta lista exaustiva de todos os fabricantes locais. Somente uma amostra dos principais fabricantes de equipamentos. Referência: CELA, 13 de junho de 2017 Estudo Cadeia de Valor da Energia Solar Fotovoltaica no Brasil
A cadeia industrial já está se estruturando no Brasil Bens: 10 elos da cadeia ainda não estão presentes no Brasil Serviços: 100% dos elos da cadeia estão presentes no Brasil Referência: CELA, 13 de junho de 2017 Estudo Cadeia de Valor da Energia Solar Fotovoltaica no Brasil
Desmitificando a produção chinesa de módulos FV Fabricantes de módulos FV Nota: cada barra representa um modelo de módulo submetido ao teste de estresse térmico (600 ciclos), com variação de temperatura de -45 C a 85 C. Referência: DNV GL (2017)
Desafio #1: Margem limitada de escoamento 2016 Referência: Estadão, 06 de Outubro de 2016 Resultados Parciais da Habilitação Técnica Fotovoltaica (Leilão A-4/dezembro de 2017) Desistentes 1% Visão Geral Cadastro Inválido 1% 2017 Inabilitados 42% Habilitados 56% 8% 92% Projeto / Registro ANEEL Inabilitação por área de análise 39% 61% Conexão 8% 3% 5% 92% 97% 95% Meio Ambiente GF e Produção de Energia Terreno Habilitado Não Habilitado Obs: As inabilitações podem ocorrer em diferentes áreas ao mesmo tempo. Logo, a soma das inabilitações por área difere do número total de projetos não habilitados.
Status da Geração Distribuída
Potencial Técnico Fotovoltaico (Geração Distribuída Residencial) Potencial 2,2x maior que o consumo residencial Referência: EPE - Nota Técnica DEA 19/14 Inserção da Geração Fotovoltaica Distribuída no Brasil Condicionantes e Impactos
Modelo regulatório nacional para micro e minigeração distribuída Modelo de compensação líquida (net metering) foi aprovado no Brasil em 2012 (REN 482); Em 2015 houve uma atualização da regulamentação (REN 687): Maior limite de potência Novos modelos de negócio Menores prazos Padronização de procedimentos Válido para qualquer renovável + cogeração qualificada Até 5 MW (3 MW para hidro) Prazo de 60 meses para consumir os créditos Micro (até 75 KW) não paga a troca do medidor. Revisão em Out/2017 (REN 786) para evitar a migração de plantas existentes para o net metering.
Regulação e Modelos de Negócio na Geração Distribuída Regulação da GD no Brasil é uma das mais positivas, no mundo, para os geradores Uso no Local (individual ou em grupo) Compensação Remota Geração Compartilhada Venda para Distribuidoras (VRES) Diferentes modelos de negócio sendo praticados Venda clássica Venda parcelada Cooperativas Locação Leasing/BOT (build-operate-transfer)
O tempo de conclusão de todas as etapas de Histórico instalação e conexão está diminuindo Em 2017, o tempo médio foi de dois meses e meio Referência: Ideal O mercado brasileiro de geração distribuída fotovoltaica Edição 2018
MERCADO DE GD OPORTUNIDADES Histórico Redução de preço nos equipamentos e na integração (FV) Pesquisa de Preço Médio Queda de 25% no preço em 1 ano Preço dos equipamentos subiram e margens foram espremidas no último semestre de 2017 Referência: Greener Estudo Estratégico Mercado Fotovoltaico de Geração Distribuída - 1 Semestre 2018
ENEL RJ EFLUL EMT LIGHT EFLJC AmE CHESP CELPA CEMAR ETO COCEL HIDROPAN SULGIPE RGE Sul EMG EMS ELETROCAR ELFSM CEA DEMEI COELBA ESE CELPE CEB-DIS CEAL ELETROACRE EPB CEEE-D CPFL Piratininga EBO CEPISA CEMIG-D CERON ENEL CE CPFL Santa Cruz CELESC-DIS ELEKTRO BANDEIRANTE CELG-D CPFL Paulista ESCELSA MUXENERGIA COSERN CPFL Sul Paulista RGE CPFL Mococa UHENPAL CPFL Leste Paulista IENERGIA COPEL-DIS DMED ELETROPAULO CPFL Jaguari Boa Vista COOPERALIANÇA ESS R$/MWh Geração distribuída FV já é mais barata que comprar da distribuidora em todo o país 1200 1000 Paridade tarifária no Brasil (Baixa Tensão) 800 600 400 200 0 Tarifa Final sem Bandeira LCOE GD FV Nota: Cálculo para maio de 2018 Premissas LCOE FV: Taxa de desconto (real): 6% a.a. Investimento: R$ 6/Wp
Volume médio de Histórico negócios aumenta em 2017 Referência: Greener Estudo Estratégico Mercado Fotovoltaico de Geração Distribuída - 1 Semestre 2018
A maioria das empresas do setor ainda é nova Histórico Tempo de atuação das empresas Número de projetos realizados em 2017 Metade das empresas instalou apenas um sistema em 2017 Referência: Ideal O mercado brasileiro de geração distribuída fotovoltaica Edição 2018
Os gigantes descobriram a geração distribuída ENEL SOLUÇÕES ENVO Referência: https://www.linkedin.com/pulse/os-gigantes-descobriram-gera%c3%a7%c3%a3o-distribu%c3%adda-gabriel-konzen?trk=pulse_spock-articles
O número de sistemas FV está decolando 35000 30000 MINI/MICROGENERATION STATUS 30.500 Sistemas FV 284 MW 25000 20000 15000 10000 5000 Atualização da REN 482 0 01/04/2012 14/08/2013 27/12/2014 10/05/2016 22/09/2017 04/02/2019 Industrial 8% Rural 6% Residencial 39% Outros 4% Comercial 43% Dados de Junho de 2018 Referência: ANEEL Regulação favorável + redução de custos + aumento das tarifas = aumento exponencial da micro e minigeração fotovoltaica
VRES: alternativa de contratação de GD pelas distribuidoras Distribuidoras podem contratar até 10% de sua carga de projetos de geração distribuída via Chamada Pública (Decreto 5.163/2004); Valores atualizados pela EPE em 2018 (Portaria MME n 65/2018) Preço teto para chamadas públicas para contratação de Geração Distribuída em processos competitivos
Solar no Programa Minha Casa, Minha Vida A partir de janeiro de 2018, novas casas construídas através do Minha Casa, Minha Vida, deverão* ter um sistema de geração de energia: Solar (Aquecedor ou Fotovoltaico); Biomassa; Eólica; Marinha; Outras renováveis. O custo de unidade é limitado a R$ 3,000.00; Para FV, o sistemas deve ser dimensionado para gerar no mínimo 800 kwh/year. * Nas regiões norte e nordeste é opcional Referência: Ministério das Cidades. Portaria n 643, de 13 de novembro de 2017
Desafio #1 Criar um ambiente regulatório sustentável e que leve à eficiência sistêmica
Desafio - Tarifas não refletem a realidade Atualmente: Pagamento Estrutura de Custos da Distribuidora Fixo Variável (kwh) Variável Fixo Prós: Tarifa volumétrica é simples para medir e gerenciar; Incentiva a eficiência energética; Contras: Não incentiva redução da demanda máxima; Não remunera adequadamente a distribuidora sob net metering; Cria subsídios cruzados entre consumidores sob modelo de net metering; Não incentiva geradores a proverem serviços ao sistema.
Objetivos do modelo regulatório para a distribuição de energia elétrica Referência: IEA (2016)
Consulta Pública 33: um passo na direção do modelo que queremos Objetivo Incentivar o Gerenciamento de Cargas Remuneração Adequada das Distribuidoras Remuneração dos Serviços de Geração Distribuída Proposta em Consulta Pública Cobrança de demanda (tarifa binômia); Tarifa Horária Tarifa Binômia (garantia pelo pagamento do fio ) Tarifa Horária Tarifa de demanda Sinal locacional Valoração dos benefícios da geração próxima à carga
Desafio #2 - não queimar a tecnologia com instalações de baixa qualidade O caso do aquecedor solar d água: instalações de baixa qualidade contribuíram para uma imagem negativa da tecnologia no país.
Programas de certificação são úteis para elevar a qualidade das instalações Programa promovido pela ABGD, ABSOLAR e SENAI Programa de certificação de instaladores já começou a funcionar no Brasil. Exige 3h de prova teórica + 4h de prática.
Os ensaios nacionais de módulos não são suficientes para garantir sua qualidade no longo prazo Inversores: ensaios seguem a norma internacional e são tropicalizados, porém somente até 10 kw; Módulos FV: Brasil faz apenas ensaios básicos, sem tropicalização. Ensaio em módulos FV no Brasil IEC 61215 Exigência Nacional Referência: ABENS (2017)
O Plano Decenal de Expansão de Energia 2026
Capacidade Instalada (MW) Energia Gerada (MWméd) A micro e a minigeração no PDE 2026 4.000 3.500 3,9 GW 800 700 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 600 500 400 300 200 100 0 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 - Energia (Total) Fotovoltaica Biogás 800 mil unidades consumidoras com micro e minigeração FV em 2026 Nota: Projeção inclui contratação via VRES
MWméd Quanta eletricidade iremos precisar até 2026? Taxa de Crescimento do PIB 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Cenário Referência 0,5% 1,8% 2,1% 2,7% 2,8% 2,8% 2,9% 3,0% 3,0% 3,0% 2,5% Cenário Alternativo 1,7% 2,8% 3,1% 3,2% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,2% 120.000 2017-2026 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Carga Cenário de Referência Carga Cenário Alternativo Nota: micro e minigeração distribuída já descontada da carga.
MWméd Quanta eletricidade iremos precisar até 2026? Taxa de Crescimento do PIB 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Cenário Referência 0,5% 1,8% 2,1% 2,7% 2,8% 2,8% 2,9% 3,0% 3,0% 3,0% 2,5% Cenário Alternativo 1,7% 2,8% 3,1% 3,2% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,2% 120.000 2017-2026 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Oferta Existente + Contratada Carga Cenário Alternativo Carga Cenário de Referência Nota: micro e minigeração distribuída já descontada da carga.
MWméd Quanta eletricidade iremos precisar até 2026? Taxa de Crescimento do PIB 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Cenário Referência 0,5% 1,8% 2,1% 2,7% 2,8% 2,8% 2,9% 3,0% 3,0% 3,0% 2,5% Cenário Alternativo 1,7% 2,8% 3,1% 3,2% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,2% 120.000 2017-2026 100.000 80.000 Necessidade de nova oferta no horizonte decenal: 10,000 15,000 MWméd 60.000 40.000 20.000 2-3x Portugal (2014). Referência: EIA 0 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Oferta Existente + Contratada Necessidade de Expansão Carga Cenário Alternativo Sobra Contratual Carga Cenário de Referência Nota: micro e minigeração distribuída já descontada da carga.
MW Cenário Referência de Expansão da Matriz Elétrica Brasileira 45.000 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 Expansão Indicativa - Cenário Referência (com políticas energéticas) 0 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Hidrelétrica PCH Biomassa Eólica Fotovoltaica Térmica - Gás Natural Alternativa de Ponta Cenário Referência Investimento Total (2020-2026): R$ 174 bilhões
Tendências
Participação das fontes (% da potência instalada) Como ficará a matriz (potência instalada) em 2026? 70% 60% 50% 64% 64% 63% 62% 60% 59% 57% 55% 53% 52% 40% 30% 20% 21% 22% 23% 24% 25% 26% 27% 28% 29% 30% 10% 15% 14% 14% 14% 14% 14% 14% 13% 12% 13% 0% 6% 6% 4% 0% 0% 0% 0% 1% 1% 2% 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Alternativa para Ponta Hidráulica PCH+EOL+BIO+SOL Térmica Cenário Referência Redução da participação hidrelétrica e o aumento de renováveis variáveis exige alternativas de atendimento à ponta.
PDE 2026 indica enorme necessidade de alternativas de ponta Composição das adições (incrementos) de geração no cenário Referência do PDE 2026 Térmica - Gás Natural 6% Hidrelétrica 6% PCH 4% Biomassa 8% Alternativa de Ponta 30% Fotovoltaica 17% Eólica 29% Nota: exclui expansão já contratada
Essa função pode ser realizada por diversas alternativas Usinas termelétricas de partida rápida; Repotenciação ou instalação de unidades geradoras adicionais em usinas hidrelétricas existentes; Usinas hidrelétricas reversíveis; Gerenciamento pelo lado da demanda; Armazenamento químico de energia (baterias).
Nós já temos uma boa fonte de flexibilidade Como utilizá-la melhor para isso? Exemplo de um balanço horário de energia Aumento da geração termelétrica pode ser uma boa alternativa para explorar melhor as hidrelétricas existentes.
Por outro lado, baterias têm se mostrado uma grande promessa... Pesquisa de preços de baterias de íon-lítio -73% Referência: Bloomberg New Energy Finance. https://data.bloomberglp.com/bnef/sites/14/2017/07/bnef-lithium-ion-battery-costs-and-market.pdf
Casamento Solar + Baterias começa a ficar competitivo Estudo LAZARD de Custo Nivelado FV + Baterias = US$ 82/MWh Referência: LAZARD https://www.lazard.com/media/450337/lazard-levelizedcost-of-energy-version-110.pdf
Contratos Solar + Baterias começam a aparecer com custos razoáveis Referência: Utility Dive, 23 de maio de 2017 Preço com subsídio. Sem subsídio, estimativa de ser US$ 0,09/kWh (https://www.utilitydive.com/news/how-can-tucson-electric-get-solar-storage-for-45kwh/443715/) Referência: Utility Dive, 10 de janeiro de 2017
Contratos Solar + Baterias começam a aparecer com custos razoáveis muito baixos! Projects are due to go online by 2023 In 2023, the U.S.' federal solar Investment Tax Credit is due to drop from 30 percent to 10 percent Source: GreenTech Media, January 8,, 2018
Tendências Renováveis Apostas internacionais que pagam menos Fotovoltaica e Eólica Flexibilidade Baterias Brasil não necessariamente precisa jogar esse jogo
Gabriel Konzen E-mail: gabriel.konzen@epe.gov.br Telefone: + 55 (21) 3512 3242 Avenida Rio Branco, 1-11 o andar 20090-003 - Centro - Rio de Janeiro http://www.epe.gov.br/ Twitter: @EPE_Brasil Facebook: EPE.Brasil