Produção de Eletricidade com Fontes Renováveis no Brasil Amilcar Guerreiro Diretor de Energia Elétrica Empresa de Pesquisa Energética Ministério de Minas e Energia Gramado, RS 20 de abril de 2018
MESA REDONDA 3 Produção de Eletricidade com Fontes Renováveis no Brasil 1 Introdução 2 Perspectivas das fontes renováveis no Brasil 3 Renováveis nos últimos leilões 4 Desafios AGENDA Empresa de Pesquisa Energética Ministério de Minas e Energia
MESA REDONDA 3 Produção de Eletricidade com Fontes Renováveis no Brasil 1 Introdução Empresa de Pesquisa Energética Ministério de Minas e Energia
Vetores portadores de futuro [ não exaustivo ] Alteração do perfil socioeconômico da população Difusão da informação e do conhecimento Inovação e novas tecnologias Aumento e melhor distribuição da renda e acumulação de capital Condicionamento da oferta de energia a crescentes exigências ambientais 4
Impactos possíveis no sistema elétrico [ não exaustivo ] Consumo de energia (crescimento maior na baixa tensão) Eficiência energética Qualidade do serviço (exigência do consumidor) Integração de serviços Geração distribuída Energias renováveis 5
Condicionantes da matriz elétrica do futuro Eficiência energética e geração distribuída Reciclagem e aproveitamento de resíduos Energias renováveis uhe Complementação térmica eólica solar biomassa
Condicionantes da matriz elétrica do futuro 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
Condicionantes da matriz elétrica do futuro Nesse cenário, é necessário: Antecipar os ajustes regulatórios Desenvolver novos procedimentos de planejamento e operação Desenvolver análises mais sofisticadas e com maior granularidade (metodologia e modelagem) Palavras chave Flexibilidade Armazenamento
MESA REDONDA 3 Produção de Eletricidade com Fontes Renováveis no Brasil 2 Perspectivas das fontes renováveis no Brasil Empresa de Pesquisa Energética Ministério de Minas e Energia
Plano Decenal de Expansão de Energia 2026 (PDE 2026) DIRETRIZES BÁSICAS Plano é indicativo e deve oferecer sinalização econômica adequada Plano é pautado pelo equilíbrio entre oferta e demanda Plano busca a expansão ótima (minimização custo total: expansão + operação) Plano introduz discussão de visões de futuro Na elaboração do Plano considera-se respeito aos contratos e os condicionantes de política energética
O ponto de partida: Matriz Elétrica em 2016 Geração Verificada no Sistema Interligado Nacional (geração despachada pelo ONS) Tipo MWmed % Hidrelétrica 47.446 73,42 Térmica 11.561 17,89 Nuclear 1.806 2,79 Eólica 3.809 5,89 Solar 3 0,01 TOTAL 64.625 100,00 Fonte: Site ONS
PDE 2026: Oferta (existente + contratada) x Demanda 100 95 GWmed Carga de energia: cenário recuperação 90 85 Oferta existente + contratada 80 75 70 Carga de energia: cenário referência 65 60 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026
PDE 2026: Expansão indicada de renováveis 35,0 30,0 Expansão hidráulica 25,0 acumulada em 2026 (a partir de 2023) 1,3 GW (1,5 GW) Expansão térmica 20,0 acumulada em 2026 (a partir de 2023) 2,7 GW (3,1 GW) 15,0 10,0 5,0 11,5 8,8 6,6 5,3 2,0 2,0 Valores acumulados, em GW Referência Recuperação 21,5 19,9 16,5 16,2 12,5 31,4 26,4 23,5-2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026
PDE 2026: Projeção da Matriz Elétrica Brasileira dez/2016 148,4 GW Renováveis 84,6% 20,9 14,1% 2,0 1,3% 2026 200,3 GW Renováveis 86,7% Evolução da capacidade instalada no SIN 30,4 3,4 3,4 1,7% 116,6 56,5 23,2 11,6% Hidráulica Outras renováveis Térmicas Nuclear 28,8 19,4% 96,7 65,2% 63,2 31,5% 55,2% 110,5 Fonte: EPE (PDE 2026) Obs.: Hidro inclui importação (Itaipu) Ouras renováveis: eólica, solar, biomassa e PCH A proporção de renováveis deve se manter elevada 14
Perspectivas de longo prazo ASSUMPTIONS Com o crescimento das fontes renováveis não despacháveis, a indicação é: necessidade de geração de base e de potência complementar POTÊNCIA COMPLEMENTAR/ ARMAZENAMENTO NUCLEAR GÁS NATURAL CARVÃO Fonte: EPE
Gwmed/GW E a geração distribuída (PV) tambémdeve se expandir 100 Em 2025: cerca de 150 mil residências Em 2050: mais de 5 milhões de residências 75 78 GW 50 25 Fonte: EPE 0 2014 2018 2022 2026 2030 2034 2038 2042 2046 2050 GD Resíduos GD Fotovoltaica Cap. Inst. GD Res. Cap. Inst. GD Fotovoltaica 16
MESA REDONDA 3 Produção de Eletricidade com Fontes Renováveis no Brasil 3 As renováveis nos últimos leilões Empresa de Pesquisa Energética Ministério de Minas e Energia
Empreendimentos Cadastrados nos últimos LEN A 4 2017 2018 TIPO # projetos MW # projetos MW EOL 315 8.907 931 26.198 PV 315 14.030 620 20.021 PCH/CGH 58 516 90 959 BIO 20 742 28 1.422 TOTAL 708 24.296 1.669 48.599
Usinas Fotovoltaicas Cadastradas no LEN A 4/2017 (MW) 1.575 2.978 3.354 613 1.201 50 4.758 1.220 1.243 1.145 TOTAL CADASTRADO # projetos: 315 Potência: 14.030 MW
LEN (leilões de energia nova) 2017 e 2018 Em 2017 foram realizados dois leilões (dez) e este ano um (abr) Está programada a realização de LEN A 6 para AGO/2018 (energia em 2024) TIPO # projetos energia em 2021/22 energia em 2023 Valores em MW TOTAL EOL 55 178,0 1.386,6 1,564,6 PV 49 1.597,6-1.597,6 PCH/CGH 12 53,5 139,0 192,5 BIO 9 87,0 177,0 264,0 TOTAL 125 1.916,1 1.702,6 3.618,7
250 R$/MWh 200 Preços da energia apurados nos LEN 2017 e 2018 150 100 50 - MAX MED MIN Valores médios Tipo R$/MWh EOL 97 PV 129 PCH+CGH 206 BIO 215
MESA REDONDA 3 Produção de Eletricidade com Fontes Renováveis no Brasil 4 Desafios Empresa de Pesquisa Energética Ministério de Minas e Energia
Mudanças climáticas e menor expansão de hidrelétricas maior expansão de renováveis necessidade de potência complementar maior expansão termelétrica necessidade de flexibilidade (gestão da oferta) 23
Desafios com a penetração de fontes renováveis Renováveis como nicho Renováveis como fonte importante Renováveis como fonte dominante Não requer adaptações significativas no sistema. Desenvolvimento e aplicação iniciais de métodos de previsão Nessa etapa, erros potenciais, em geral, são absorvidos na operação sem maiores problemas Requer instrumentos de previsão com maior acurácia Necessário desenvolver o sistema de transmissão para atender as novas áreas de geração (fonte de flexibilidade) Reproduzido de Apresentação SPTO 2017 Fortunato Villela-RES_Integration_EGI Requer novo mercado para acomodar renováveis, convencionais e armazenamento Requer alinhamento pleno das renováveis e convencionais em situações de emergência Requer equacionamento da resposta da demanda Requer aperfeiçoamento da relação entre operadores da transmissão e da distribuição
Balanço do sistema Nordeste: 2009-2017 Redução 1.100m³/s Redução 900m³/s Redução 800m³/s Redução 700m³/s Redução 600m³/s Fonte: ONS Balanço energético Subsistema Nordeste: 2009-2017
Geração Eólica Requisito NE 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% Fonte: ONS
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: Desafios a serem enfrentados 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
Desafios a serem enfrentados Novo serviço demandado: energy storage Market drivers são: segurança energética; expansão de smart grid; crescimento das fontes renováveis e da geração distribuída e políticas governamentais (incentivos e regulação) Segundo a Coppers Development Association Inc., nos próximos 10-20 anos até 300 GW serão instalados com este fim, significando investimentos entre US$ 200-600 bilhões. No Brasil, o PDE 2026 indica a necessidade de instalação de 12 a 17 GW com este fim nos próximos 10 anos.
PDE 2026: indicação de potência complementar 20,0 18,0 16,0 GW Referência Recuperação 17,4 17,7 14,0 12,0 12,1 12,2 12,2 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 8,5 8,0 6,5 4,3 3,1 2,5 1,0 - - 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026
Desafios a serem enfrentados: potência complementar Opções disponíveis: hidrelétricas reversíveis geradores/motores de partida rápida baterias flywheel CSP (concentrated solar power) Imagens capturadas na internet
Muito obrigado! Amilcar Guerreiro Diretor de Energia Elétrica 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 Empresa de Pesquisa Energética Ministério de Minas e Energia