PAINEL DE ABERTURA A Transformação dos Negócios de Energia A Visão do Planejamento da Expansão Amilcar Guerreiro Diretor de Estudos de Energia Elétrica Transformação dos dos Negócios de de Energia: A A Visão do do Planejamento da da Expansão Guerreiro São São Paulo, 16 16 setembro 2018
AGENDA 1 A transformação do setor elétrico 2 Desafios 3 Considerações finais Transformação dos dos Negócios de de Energia: A A Visão do do Planejamento da da Expansão Guerreiro São São Paulo, 16 16 setembro 2018
1 A transformação do setor elétrico Transformação dos dos Negócios de de Energia: A A Visão do do Planejamento da da Expansão Guerreiro São São Paulo, 16 16 setembro 2018
O setor elétrico convencional Final do séc. XIX Nikola Tesla Batalha das Correntes Thomas Edison HOJE
O setor elétrico sob transformação Condições de contorno: tecnologia e aspectos socioambientais Pelo lado da OFERTA Tecnologias de geração com custos variáveis de produção muito baixos e elevada variabilidade Pelo lado da DEMANDA Recursos energéticos distribuídos, resposta pela demanda e carros elétricos Tecnologias de medição avançada e de comunicação bidirecional CONSUMIDOR AGENTE CLIENTE
Expansão da oferta de energia no Brasil Configuração inicial Maio 2018 157,9 GW Configuração final 2027 206,5 GW Renováveis 33,4 21,2% Térmicas 20,8 13,2% Nuclear 2,0 1,3% Renováveis 60,7 29,4% Térmicas 31,9 15,4% Nuclear 3,4 1,6% Hidráulicas 101,7 64,4% Observações: Renováveis incluem PCH, Biomassa, Eólica, Solar Térmicas incluem Gás, Carvão, Óleo Hidráulicas 110,5 53,5% Fonte: EPE
Projeção do consumo de energia e da geração distribuída no Brasil 700.000 650.000 GD Crescimento de GD 25000 20000 600.000 15000 10000 5000 0 2018 2019 2020 550.000 2021 2022 500.000 2023 2024 2025 2026 2027 Consumo em 2018: 480 TWh Consumo em 2027: 670 TWh Crescimento: 3,8% ao ano 450.000 GD em 2018: 0,9 TWh (0,2%) GD em 2017: 21 TWh (3%) Cresc.: 143% ao ano 400.000 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 Fonte: EPE Sistema GD
2 Desafios Transformação dos dos Negócios de de Energia: A A Visão do do Planejamento da da Expansão Guerreiro São São Paulo, 16 16 setembro 2018
A forte expansão das renováveis não despacháveis traz importantes desafios Expansão renováveis Preocupações com o desempenho do sistema Novos serviços demandados Necessidade de potência complementar Efeitos na estratégia de operação do sistema Transformação dos Negócios de Energia: A Visão do Planejamento da Expansão Guerreiro 9São Paulo, 16 setembro 2018
Geração eólica no Nordeste No dia 25/09/2017 às 21:45h ocorreu novo recorde de geração eólica instantânea no Subsistema Nordeste, 7.085MW, representando 67% da carga instantânea deste Subsistema, com fator de capacidade de 84% Geração Eólica Requisito NE Fonte: ONS
Geração solar em um dia típico (planta únicae médiade váriasplantasemum mesmo sítio)
Efeito da expansão da geração solar distribuída Mudança no perfil da curva de carga vista pelo operador O exemplo da Califórnia Contemporary Technologies_SPTO2017_Alain Steven_GO15
Desafios que se colocam A participação crescente das fontes renováveis não controláveis (eólica, solar fotovoltaica, hidráulicas a fio d água, geração distribuída) coloca os seguintes desafios, entre outros: Speed of power change(ramp up/ramp down) Power variability(consumo de combustível) No power control(confiabilidade) Intermittency(reservas secundária e de prontidão) e ainda: Small inertia(estabilidade de frequência/ângulo) No short-circuit power(estabilidade de tensão) Germany s push toward renewable energy is causing so many drops and surges from wind and solar power that more utilities than ever are receiving money from the grids to help stabilize the country s electricity network. Bloomberg News, Jul 30, 2014
Serviços demandados devido à mudança no perfil da matriz elétrica Serviço demandado: energy storage Market drivers são: segurança energética; crescimento das fontes renováveis; expansão de smart grid e da geração distribuída e políticas governamentais(incentivos e regulação) Segundo a Coppers Development Association Inc., nos próximos10-20 anosaté300 GW serãoinstaladoscom estefim, significandoinvestimentosentre US$ 200-600 bilhões.
Desafios que se apresentam com a forte expansão das renováveis The $2.5 Trillion Reason We Can t Rely on Batteries to Clean up the Grid By James Temple Fluctuating solar and wind power require lots of energy storage, and lithium-ion batteries seem like the obvious choice but they are far too expensive to play a major role The system becomes completely dominated by the cost of storage, says Steve Brick, a senior advisor for the Clean Air Task Force. You build this enormous storage machine that you fill up by midyear and then just dissipate it. It s a massive capital investment that gets utilized very little.
Indicação de potência adicional na expansão (valores acumulados) 14.000 13.140 MW 12.000 No Brasil, os estudosda da EPE 10.000 indicam a necessidadede de instalação de cercade 13 8.000 GW de potência adicional nos próximos10 anos. 6.000 7.750 7.750 4.000 2.000 0 4.000 1.300 200 2022 2023 2024 2025 2026 2027
Indicação de potência adicional na expansão Opções disponíveis: hidrelétricas reversíveis geradores/motores de partida rápida baterias flywheel CSP (concentrated solar power) Imagens capturadas na internet
3 Considerações finais Transformação dos dos Negócios de de Energia: A A Visão do do Planejamento da da Expansão Guerreiro São São Paulo, 16 16 setembro 2018
No cenário descrito, é necessário: Antecipar ajustes regulatórios (reconhecimento dos atributos das fontes e dos novos serviços requeridos) Desenvolver novos procedimentos de planejamento e operação Desenvolver análises mais sofisticadas e com maior granularidade (metodologia e modelagem) Palavras chave Flexibilidade Armazenamento
Implicações para o modelo setorial brasileiro Aperfeiçoamento do modelo setorial na pauta Tendo em vista o cenário descrito é preciso preparar o setor elétrico paraenfrentar os desafiosque se apresentam O modelo setorial atual cumpriu seu papel mas está baseado em hipóteses que não se verificam mais: o país se beneficiou de uma matriz única no mundo, mas a matriz mudou, inclusive o papel do consumidor Há serviços que outrora não eram demandados explicitamente mas que exigirão formatação adequada inédita no Brasil
Como enfrentar esses desafios? Incentivar as decisões eficientes dos agentes, como vetor para garantir economicidade, segurança e sustentabilidade do suprimento Indicar os sinais econômicos adequados, como vetor de alinhamento entre incentivos individuais e interesse sistêmico Estabelecer alocação adequada dos riscos(probabilidade de ganhos e perdas) aos agentes, alocação ótima considerando risco-retorno e prêmios Abrir o mercado e ampliar competição
Pontos principais na direção de um ambiente mais dinâmico, adaptado a novas tecnologias, com visão de longo prazo Abertura do mercado com redução gradativa dos limites para acesso ao mercado livre Separação entre fio e comercialização Separação de lastro e energia Lastro: confiabilidade (bem comum pago por todos na expansão). Energia: quantidade fisicamente produzida por cada equipamento de geração (ou consumida por cada consumidor) Valoração dos atributos das fontes (reconhecimento de serviços ainda não remunerados: redução de perdas, economia da rede, resposta ao despacho, regulação de tensão e frequência) Regras comerciais para máximo acoplamento entre formação de preço e operação (preços horários, etc)
Muito obrigado! Amilcar Guerreiro E-mail: amilcar.guerreiro@epe.gov.br Telefone: + 55 (21) 3512-3101 Avenida Rio Branco, 1-11 o andar 20090-003 -Centro -Rio de Janeiro http://www.epe.gov.br/ Twitter: @EPE_Brasil Facebook: EPE.Brasil Transformação dos dos Negócios de de Energia: A A Visão do do Planejamento da da Expansão Guerreiro São São Paulo, 16 16 setembro 2018