GERENCIAMENTO DE RISCO NO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO ATRAVÉS DO USO DE DERIVATIVOS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE ECONOMIA RENATO DIAS BLEASBY RODRIGUES GERENCIAMENTO DE RISCO NO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO ATRAVÉS DO USO DE DERIVATIVOS RIO DE JANEIRO Dezembro de 2007

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE ECONOMIA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO GERENCIAMENTO DE RISCO NO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO ATRAVÉS DO USO DE DERIVATIVOS RENATO DIAS BLEASBY RODRIGUES ORIENTADOR: Prof. EDMAR LUIZ FAGUNDES DE ALMEIDA RIO DE JANEIRO Dezembro de 2007

Rodrigues, Renao Dias Bleasby Gerenciameno de Risco no Seor Elérico Brasileiro aravés do uso de Derivaivos / Renao Dias Bleasby Rodrigues. Rio de Janeiro, 2007. Disseração (Mesrado em Economia) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Insiuo de Economia, 2007. Orienador: Edmar Luiz Fagundes de Almeida 1. Economia da Energia. 2. Finanças 3. Economia Teses. I. Almeida, Edmar (Orien.). II. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Insiuo de Economia. III. Tíulo

GERENCIAMENTO DE RISCO NO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO ATRAVÉS DO USO DE DERIVATIVOS RENATO DIAS BLEASBY RODRIGUES Tese apresenada ao Corpo Docene do Insiuo de Economia da Universidade Federal do Rio de Janeiro como pare dos requisios necessários à obenção do íulo de MESTRE em Ciências Econômicas. BANCA EXAMINADORA: Professor Dr. Edmar Luiz Fagundes de Almeida (IE/UFRJ) - Orienador Professor Dr. Hugo Pedro Boff (IE/ UFRJ) Professor Dr. Ronaldo Goular Bicalho RIO DE JANEIRO Dezembro de 2007

Aos meus pais, meu irmão e minha namorada.

AGRADECIMENTOS XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX.

RESUMO RODRIGUES, Renao Dias Bleasby. Gerenciameno de Risco no Seor Elérico Brasileiro aravés do uso de Derivaivos. Rio de Janeiro. 2007. Disseração (Mesrado em Economia) Insiuo de Economia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007. Ese rabalho analisa a uilização de insrumenos de derivaivos no seor elérico brasileiro. Supõe-se que a imporação direa de eorias de cunho financeiro é insuficiene para a formulação de conraos de derivaivos em um ambiene que apresena uma esruura complexa de formação de preço, volailidade expressiva, sazonalidade, picos de preço freqüenes, e especialmene, não esocabilidade do produo como o mercado elérico. Faz-se enão, a parir da análise da formação do preço de curo prazo brasileiro, e de suas propriedades esaísicas, um levanameno quano as principais virudes e limiações das mais conhecidas abordagens de valoração de derivaivos conemporâneas. Verifica-se enão que a suposição quano à limiação de abordagens financeiras mais usuais, como os processos puramene esocásicos, é verdadeira no caso do seor elérico brasileiro e, como alernaiva, apresena-se a uilização de processos de eor híbrido como uma abordagem alernaiva na enaiva de sobrepujar as resrições dos modelos mais bem esabelecidos nos mercados financeiros.

ABSTRACT RODRIGUES, Renao Dias Bleasby. Gerenciameno de Risco no Seor Elérico Brasileiro aravés do uso de Derivaivos. Rio de Janeiro. 2007. Disseração (Mesrado em Economia) Insiuo de Economia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007. This work examines he use of derivaives in he Brazilian elecric secor. I is supposed ha direc impor of financial heories is inadequae o he formulaion of derivaives conracs in an environmen ha presens a complex srucure of price behavior, volailiy expressive, seasonaliy, frequen spikes, and especially, non sorabiliy of he produc as he elecric marke. I is making hen, from he analysis of he formaion of he price of shor-erm Brazilian, and is properies saisics, a survey on he major srenghs and limiaions of he bes known conemporary approaches o valuaion of derivaives. I is seen hen ha he assumpion abou he limiaion of more usual financial approaches, as he pure sochasic processes, i is rue in he case of he Brazilian elecric secor and, as an alernaive, i is presened he use of hybrid processes as an alernaive approach in aemp o reduce he resricions of he mos well-esablished models in he financial markes.

SUMÁRIO INTRODUÇÃO:... 13 CAPÍTULO 1. A CARACTERIZAÇÃO DO MERCADO E DO MECANISMO DE FORMAÇÃO DO PREÇO DA ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL:... 18 1.1. Breve Hisórico Recene Mundial:... 19 1.2 Breve Hisórico Recene Brasileiro:... 23 1.3 Mercado de Energia Elérica Aual:... 27 1.4 Formação do Preço Spo em Sisemas Hidroérmicos:... 30 1.4.1 Formação do Preço de Liquidação de Diferença:... 33 NEWAVE... 35 DECOMP... 36 CAPÍTULO 2. DERIVATIVOS:... 38 2.1 Tipologia:... 40 2.2 Derivaivos em Mercados Energéicos:... 43 2.3 Aplicação de Derivaivos no Seor Elérico Brasileiro:... 46 CAPÍTULO 3. COMPORTAMENTO DO PREÇO DA ELETRICIDADE:... 53 3.1 Volailidade e picos de preço:... 54 3.2 Caracerísicas da Formação do Preço de Elericidade de Curo Prazo no Brasil:... 56 Demanda:... 56 Ofera:... 58 Afluência:... 60 3.2.1 Análise da Influência do Tripé de Caracerísicas sobre o Preço da Elericidade:... 61 3.3 Comporameno do Preço da Elericidade:... 64 3.3.1 Esaísicas Descriivas:... 68 3.3.2 Esacionariedade:... 69 Reornos:... 71 Esacionariedade dos Reornos:... 73 3.3.3 Heerocedasicidade:... 74 3.3.4 Disribuição dos Preços e Reornos:... 76 CAPÍTULO 4. VOLATILIDADE DOS PREÇOS ELÉTRICOS:... 81 4.1 Volailidade Consane:... 82 4.2 Volailidade Implícia:... 83 4.3 Volailidade Variável com Componene Esocásico:... 84 4.3.1 Modelo Auo-Regressivo (AR):... 85 4.3.2 Modelo de Médias Móveis (MA):... 86 4.3.3 Modelo Auo-Regressivo de Média Móvel (ARMA):... 86 4.3.4 Modelo Auo-Regressivo Inegrado de Média Móvel (ARIMA):... 86

4.3.5 Modelo ARCH (Auoregressive Condiional Heerocedasiciy):... 88 4.3.6 Modelo GARCH (Generalized Auoregressive Condiional Heerocedasiciy):... 89 4.3.7 Modelo EGARCH (Exponenial Generalized Auoregressive Condiional Heerocedasiciy):... 90 4.4 Aplicação da Previsão de Volailidade ao Seor Elérico Brasileiro:... 91 4.4.1 Tese da Presença de Volailidade Consane na Disribuição dos Preços de Energia Elérica Brasileiros:... 92 4.4.2 Esimação da Volailidade do Preço de Energia Elérica Brasileiro:... 94 4.4.3 Conclusões Preliminares sobre a Volailidade:... 96 CAPÍTULO 5. PRECIFICAÇÃO DE DERIVATIVOS ELÉTRICOS:... 98 5.1 Esruura do Processo de Precificação de Derivaivos:... 99 5.2 Taxonomia dos Méodos de Simulação de Preço:... 103 5.3 Núcleo dos Sisemas de Precificação: Processos de Formação da Curva Fuura de Preços:... 105 5.3.1 Processos Puramene Esocásicos:... 108 Movimeno Browniano Geomérico:... 108 Reversão à Média:... 109 Jump Diffusion:... 111 Regime Swiching:... 112 5.3.1.1 Aplicação de Processos Puramene Esocásicos a Mercados Eléricos:... 113 5.3.2 Processos Fundamenais:... 119 5.3.3 Processos Híbridos:... 124 5.3.4 Processos Numéricos e Não-Paraméricos:... 128 Árvores Binomiais:... 129 Simulação de Mone Carlo:... 130 Méodos das Diferenças Finias:... 130 Méodos Não-Paraméricos: Redes Neurais e Algorimos Genéicos:... 131 5.4 Precificação de Derivaivos:... 132 CONCLUSÃO:... 138 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:... 144

LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1. Esruura do Mercado Elérico... 29 Figura 2. Froneira de possibilidades de produção... 31 Figura 3. Funções de Cuso Imediao e Fuuro.... 33 Figura 4. Eapas de planejameno da operação e conabilização.... 34 Figura 5. Principais enradas e saídas do programa NEWAVE... 35 Figura 6. Principais enradas e saídas do programa DECOMP... 36 Figura 7. Paricipação do consumo dos clienes livres na energia liquidada pela CCEE... 51 Figura 8. Lado esquerdo: fluuação da curva de carga diária. Lado direio: represenação da sazonalidade hisórica e da carga verificada anual (2005).... 58 Figura 9. Balanço ofera x demanda mês a mês para o ano de 2007... 59 Figura 10. Influência do saldo de energia assegurada e da energia naural afluene no nível do PLD.... 63 Figura 11. Hisórico de preços da elericidade no mercado aacadisa. PLD - carga média... 65 Figura 12. Período escolhido para a análise do comporameno do preço de liquidação das diferenças nos quaro subsisemas do SIN, sob carga média. Maio de 2002 a julho de 2007... 67 Figura 13. Série dos reornos do preço de liquidação das diferenças nos quaro subsisemas do SIN, sob carga média... 72 Figura 14. Tese de heeroscedasicidade condicional... 75 Figura 15. Hisograma da série do preço de liquidação das diferenças nos quaro subsisemas do SIN, sob carga média... 77 Figura 16. Hisograma da série dos reornos do preço de liquidação das diferenças nos quaro subsisemas do SIN, sob carga média.... 78 Figura 17. Taxonomia dos modelos de simulação de preços energéicos.... 104 Figura 18. Tendências da modelagem de mercados de elericidade... 120 Figura 19. Processo híbrido fundamenal aplicado ao mercado brasileiro.... 127 Figura 20. Diagrama de uma árvore binomial com duas eapas sob ausência de arbiragem.129 Figura 21. Processo de deerminação do preço de uma opção de compra européia, curvas de probabilidades de preços fuuros e lucro da opção de compra.... 133 Figura 22. Modelo de Black e Scholes.... 135

LISTA DE TABELAS Tabela 1. Propriedades dos derivaivos básicos mais comuns... 41 Tabela 2. Eapas do cálculo do preço de liquidação das diferenças.... 66 Tabela 3. Esaísicas descriivas da série de preço spo de energia elérica para o nível de carga média.... 68 Tabela 4. Teses de esacionariedade das séries do PLD.... 71 Tabela 5. Teses de esacionariedade das séries dos reornos do PLD.... 73 Tabela 6. Teses de normalidade das séries de preço e reorno do PLD... 79 Tabela 7. Resulados dos eses de disribuição empírica de Cramer-von Mises, Anderson- Darling e Wason para as séries de preço e reorno do PLD.... 79 Tabela 8. Tese da hipóese de volailidade hisórica consane para os reornos do PLD.... 92 Tabela 9. Erro quadráico médio das previsões de modelos de volailidade aplicadas aos reornos do PLD.... 95

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ACL...Ambiene de Conraação Livre ACR...Ambiene de Conraação Regulada ANEEL...Agência Nacional de Elericidade CCEAR...Conraos de Comercialização de Energia em Ambiene Regulado CCEE...Câmara de Comercialização de Energia Elérica CCPE... Comiê Coordenador do Planejameno da Expansão dos Sisemas Eléricos CEPEL... Cenro de Pesquisa de Energia Elérica CMO...Cuso Marginal de Operação CMSE... Comiê de Moniorameno do Seor Elérico CNPE... Conselho Nacional de Políica Energéica DNAEE...Deparameno Nacional de Águas e Energia Elérica EPE... Empresa de Pesquisa Energéica FCF... Função de Cuso Fuuro FCI...Função de Cuso Imediao MAE... Mercado Aacadisa de Elericidade MME...Minisério de Minas e Energia ONS...Operador Nacional do Sisema Elérico PLD...Preço de Liquidação das Diferenças SIN... Sisema Inerligado Nacional SINTREL... Sisema Nacional de Transmissão de Elericidade

13 INTRODUÇÃO: No decorrer da década de 90 a economia brasileira enfrenou um gradual e crescene processo de liberalização comercial e financeira que ocasionou efeios significaivos ao seor elérico nacional. É noório que o preço da elericidade apresena significaiva volailidade nos mais diversos mercados do mundo. Porém, sabe se que al movimeno de liberalização, ao aenuar faores esabilizadores próprios da composição esaal do seor elérico, assim como sua esruura fundamenada na vericalização, no monopólio regulado e na precificação baseada no cuso de serviço, conribuiu para um crescene acúmulo de incerezas ao seor, promovendo uma nova insiucionalidade sujeia a maiores volailidades de preço. A ransformação de uma políica de gerenciameno de riscos cenralizada, parocinada pelo Esado, em um novo modelo que objeivava a ação individualizada dos agenes de forma a incenivar ganhos de eficiência econômica ao seor acarreou um novo paradigma de gesão de risco ao mercado elérico. Como faor agravane à insegurança desse novo ambiene, a variação dos preços da elericidade além de serem grandes (se comparada a qualquer commodiy) apresenam origens complexas, dificulando o processo de apreçameno do hedge pelos agenes. Por conseguine, apesar de grande pare das coningências possíveis e recorrenes no seor elérico poder ser idenificada a priori, o momeno, a sua magniude e suas conseqüências são de difícil previsão. Nese conexo, a uilização de derivaivos pode se apresenar como um dos meios de auxilio a miigação dos riscos microeconômicos associados ao seor elérico, uma vez que os derivaivos auam como um insrumeno que fornece uma forma alernaiva de seguros conra coningências adversas idenificadas a priori (Carvalho, 1998 pág., 91). Pois,

14 propiciam, segundo Sudar (1998), a possibilidade de reparição de riscos, proeção conra variações inesperadas e diversas opções na consrução de insrumenos de proeção. Ademais, se difundiu nas úlimas décadas o uso do derivaivo como mecanismo de proeção dos agenes conra riscos. Esa difusão pode ser compreendida se observado o aumeno da volailidade das variáveis macroeconômicas, as mudanças no seor financeiro e as inovações ecnológicas. Esa disseração raa enão da possibilidade do emprego de insrumenos de derivaivos no seor elérico brasileiro, cenrando o exame em um dos principais empecilhos para a adoção desses insrumenos no mercado de energia elérica: sua valoração 1. Para a adoção de insrumenos de derivaivos é necessário que haja agenes disposos a assumir posições conrárias, iso é, parilhar os riscos. Assim, a deerminação do preço do derivaivo na negociação é uma quesão cenral na formação do mercado, uma vez que, viso o risco que os agenes esão negociando, o preço não pode ser nem alo de forma a ornar a demanda inviável, nem baixo o suficiene para não arair oferanes. Diversos esudos sobre a uilização de insrumenos financeiros em mercados energéicos merecem desaque na lieraura inernacional e abrangem quesões desde problemas regulacionais aé a reprodução de propriedades esocásicas do seu preço, como a ala volailidade e a sazonalidade, enre ouras. Segundo Sioshansi (2002) há um crescimeno exponencial da uilização de derivaivos eléricos devido à presença de riscos indesejáveis e muias vezes pouco enendidos, conudo, apesar das vanagens dese mecanismo, eses insrumenos podem oferecer ameaças ao mercado se não for devidamene regulados como desaca Sof e al. (1998). Nesse conexo, a necessidade da aplicação direa de derivaivos eléricos por diversas vezes aropelou o próprio desenvolvimeno eórico gradual necessário a sua correa 1 Nesa disseração o ao de deerminar um valor ao preço de um derivaivo será referido vezes pelo ermo valoração ou ainda pelos ermos precificação ou apreçameno.

15 uilização. Mais especificamene, devido a sua robusez e facilidade de implemenação, as eorias esaísicas e financeiras por diversas vezes foram aplicadas direamene para a obenção do preço desses insrumenos financeiros. Conforme enfaizam Deng e Oren (2005) e Weron (2000), o preço de elericidade em mercados liberalizados é muio mais voláil do que o de qualquer oura commodiy. Porém, apesar desa volailidade jusificar a busca por insrumenos que aenuem o risco dos agenes, um conjuno de ferramenas financeiras padrões não podem ser direamene aplicadas a precificação e hedge de derivaivos eléricos. (Weron, 2000, p.127). Como agravane, caracerísicas específicas presenes no seor elérico apresenam um desafio à simulação do preço da elericidade. Segundo Blanco e al. (2003), al desafio resulou em uma significaiva elevação do nível de sofisicação dos conraos e insrumenos uilizados no seor elérico. A sazonalidade, as fluuações diárias da demanda de energia, a não esocabilidade do produo, a significaiva presença de picos de preços e a inensa volailidade dos preços dificulam a modelagem do comporameno fuuro de preços da elericidade. Por conseguine, a avaliação de qual mecanismo de apreçameno é mais compaível à uilização no seor elérico nacional é de vial imporância para que os derivaivos possam fornecer ao problema do gerenciameno de risco um indicador consisene quano à exposição ao risco do agene econômico e ao mesmo empo um insrumeno de proeção de emprego eficiene. O objeivo desa disseração enão é fornecer subsídios para responder a perguna de qual mecanismo de apreçameno de derivaivos é o mais adequado às especificidades do preço da elericidade brasileira. Para ese fim analisamos o caso de esudo do seor elérico brasileiro e mais especificamene a aplicação de derivaivos no ambiene de conraação livre, além do apore que os mecanismos de apreçameno financeiros usuais desses insrumenos podem

16 fornecer a consolidação de um insrumeno de conrole de exposição ao risco como os derivaivos eléricos. Para ano o rabalho apresena-se subdividido em cinco capíulos de cunho empírico e eórico, além desa inrodução e da conclusão. O primeiro capíulo raa da apresenação da esruura insiucional do seor elérico nacional, com uma breve apresenação mundial e do seor elérico brasileiro. Ese ópico erá sua ênfase volada à explicação do mecanismo de deerminação de preço de curo prazo da energia elérica nacional e da análise dos modelos uilizados para al. Seguindo o desenvolvimeno, o segundo capíulo aborda o insrumeno desacado por esa disseração. Quesões como o que são derivaivos, suas caracerísicas e aplicações, e sua uilização nos mercados mundiais energéicos serão ressaladas nese ópico. O erceiro capíulo se dedica às propriedades inrínsecas do comporameno do preço elérico brasileiro. É um capíulo cujo objeivo consise em idenificar os fundamenos do comporameno do preço elérico brasileiro, a fim de conrapô-los nos capíulos seguines as premissas assumidas pelos méodos de apreçameno de derivaivos mais comumene uilizados. Sua meodologia segue predominanemene uma abordagem de cunho empírico, inegrando uma análise sobre os efeios decorrenes do comporameno das principais variáveis de influência sobre os programas de planejameno de operações, ressaladas no primeiro capíulo, bem como uma análise sobre as propriedades esaísicas do preço da elericidade do mercado de curo prazo brasileiro, sua sazonalidade, sua disribuição, a presença de picos súbios e ransiórios de preço e sua volailidade. Esa úlima, por sua vez, receberá uma análise especial no quaro capíulo. Tal desaque é jusificado pela expressiva uilização da volailidade ano em indicadores de risco quano nos principais modelos de valoração de derivaivos exisenes hoje. Nese capíulo desacam-se algumas denre anas formas de cálculo da volailidade em séries emporais e

17 uma análise sobre seus valores, virudes e limiações para a reprodução da série de preços do mercado de curo prazo de energia elérica brasileira. Finalmene, o quino e úlimo capíulo será responsável por apresenar os mais desacados modelos de valoração de derivaivos exisenes aualmene, e à luz das análises e propriedades descrias nos capíulos aneriores avaliar seu possível emprego na deerminação de um insrumeno de miigação específica de risco de preço represenado por um derivaivo elérico para o seor elérico brasileiro.

18 CAPÍTULO 1. A CARACTERIZAÇÃO DO MERCADO E DO MECANISMO DE FORMAÇÃO DO PREÇO DA ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL: O Seor elérico brasileiro possui uma capacidade insalada da ordem de 105.000 MW 2. Sua mariz de capacidade de geração apresena predominância hidráulica (71%), seguida pela geração ermoelérica (10%). Sua rede de ransmissão é uma das mais exensas do mundo, compreendendo cerca de 85.399 km de linhas da rede básica no erriório nacional e apresenando uma grande variedade de níveis de ensão (enre 230 kv e 750 kv). Devido a resrições das inerligações nacionais e face à disribuição geográfica dos grandes cenros de carga o Sisema Inerligado Nacional 3 (SIN) é subdividido em quaro subsisemas denominados: Subsisema Sudese/Cenro-Oese (responsável por cerca de 57% da carga do SIN), Subsisema Sul, Subsisema Nordese e Subsisema Nore. Além deses, devido às dimensões coninenais e caracerísicas geográficas, o Brasil ambém apresena sisemas isolados ao longo de seu erriório 4. Diane da conseqüene complexidade de um seor que apresena ais caracerísicas, ese capíulo em como proposa apresenar a esruura do mercado de elericidade nacional. Para isso, inicialmene, o processo de reesruuração do seor elérico em ouros países é abordado a fim de conexualizar o próprio processo de reforma brasileiro, apresenado na seqüência do exo. 2 Incluindo odo o parque gerador exisene, inclusive os aproveiamenos exisenes que compõe os sisemas isolados, as inerligações inernacionais e a parcela de Iaipu imporada do Paraguai. (Plano Decenal 2007-2016). 3 Em ermos de regiões a geração é composa da seguine forma: o Sudese apresena uma capacidade insalada da ordem de 33.000 MW, sendo 23.900 MW de usinas hidreléricas (72%) e 9.200 MW de érmicas (28%); o Sul apresena uma capacidade insalada da ordem de 27.430 MW, sendo 22.892 MW hidráulicas (84%) e 3.933 MW de érmicas (14%); o Nordese apresena uma capacidade insalada da ordem de 14.600 MW, sendo 10.750 MW hidráulicas (74%) e 3.741 MW de érmicas (26%); o subsisema Nore apresena uma capacidade insalada da ordem de 10.191 MW, somada a 1.933 MW provenienes de sisemas isolados, sendo 10.176 MW hidráulicas (84%) e 1.911 MW de érmicas (15,8%); o Cenro-Oese apresena uma capacidade insalada da ordem de 8.000 MW, sendo 6500 MW hidráulicas (78%) e 1.850 MW de érmicas (22%). (Plano Decenal 2007-2016) 4 O sisema isolado Acre/Rondônia em inerligação ao subsisema Sudese/CO previsa para agoso de 2008, enquano o subsisema isolado Manaus/Amapá e a margem esquerda do Rio Amazonas em inerligação ao subsisema Nore previsa para janeiro de 2012. Fone: Plano Decenal 2007-2016 (2007).

19 1.1. Breve Hisórico Recene Mundial: Anes da década de 90, praicamene oda indúsria de ofera de elericidade no mundo era vericalmene inegrada com mercado de consumo caivo conrolado pelo Esado, a exceção dos Esados Unidos que deinham um regime de propriedade privada regulada. Em ambos os casos a forma de regulação era efeivamene uma regulação de cuso de serviço (David Newbery, 2005). Tal cenário se modificou profundamene nas décadas seguines. Aé enão, como argumenado por Glachan e Perez (2007), as indúsrias de rede eram inegrações vericais ou conraos de longo prazo que abrangiam oda a cadeia de produção. Gradualmene, enão, com inenção de inserir concorrência nos seguimenos da cadeia que não são monopólios naurais, segmenou-se a indúsria. A segmenação do seor 5 modificou o panorama da aividade. Enquano as redes de ransmissão e de disribuição coninuavam sendo consideradas monopólios naurais requerendo a regulação do Esado, os seores de geração e fornecimeno elérico sofreram subsancial ransformação por serem considerados susceíveis aos benefícios dos incenivos à eficiência econômica derivados de mercados poencialmene compeiivos. No mundo, o Chile a parir de 78, surgiu como exemplo precursor de desenvolvimeno de mercados compeiivos de elericidade, ao segmenar os seores de geração, ransmissão e disribuição, e iniciar seu processo de privaização. Foi consruída uma esruura regulaória que permiia a confecção de conraos de venda enre as companhias geradoras e os grandes consumidores de elericidade, enquano os pequenos consumidores permaneciam caivos às empresas concessionárias sob preços regulados, calculados por um modelo de programação

20 dinâmica e despacho com o objeivo de ser o mais próximo possível dos cusos marginais de operação e ajusados pelos preços compeiivos. (Lúcio de Medeiros, 2003). Na Europa, o processo de liberalização iniciou-se durane a década de 90 e foi direamene influenciado pelas Direrizes do Mercado de Elericidade da União Européia (publicadas em 1996 e 2003), que forçavam seus membros a adoarem medidas mínimas em prol da liberalização dos mercados nacionais e esforços de inerligação enre os mercados nacionais dos países inegranes (Jamasb e Polli, 2005). No enano, é na Grã-Breanha que reside o maior exemplo do procedimeno de desvericalização da indúsria elérica. O processo foi efeivamene iniciado com a reesruuração e privaização das empresas do seor a parir de 1989 com a declaração do Ao de Elericidade. A Cenral Elericiy Generaion Board, responsável pela geração e ransmissão de oda a Inglaerra e País de Gales foi segmenada, e foi esabelecido um prazo para a inrodução da compeição no mercado gerador e de suprimeno. Conudo, a reesruuração insiucional do mercado inglês foi a reforma de maior influência sobre as liberalizações que a seguiriam em ouros países. Criou-se um pool 6 de elericidade de paricipação compulsória formador o mercado spo briânico. Além disso, era permiido a geradores e disribuidores formarem conraos bilaerais sobre a diferença dos preços do pool com o inuio de se proegerem do risco da volailidade de seu preço. Em 2001, após discussões quano ao aumeno do poder de mercado dos geradores provocado por ese modelo, o modelo do pool foi abandonado em prol do NETA. Ese consise em um mecanismo de balanceameno composo por quaro mercados inerdependenes operando sobre diferenes escalas de empo. Para o médio e longo prazo são uilizados conraos bilaerais, para períodos de alguns anos eram usados conraos a ermo e 5 Iso é, foi promovida a separação das empresas geradoras, ransporadoras, disribuidoras e comercializadoras. Esa separação pode ser desde meramene conábil aé separações compleas de propriedade. Ese processo de separação é raado como unbundling do seor de elericidade.

21 padronizados, e por fim, para o curo prazo exisiria um mercado bilaeral que comporia o preço spo a cada meia hora. No fim do dia, o operador do sisema recebia as noificações de negociações e balanceava as conas e oferas por meio de uma ferramena de clearing (Newbery, 2005). Ouro imporane exemplo de liberalização do mercado de elericidade europeu é o mercado Nórdico 7, que pode ser ciado como um dos mercados reesruurados mais bem esabelecido no mundo. A parir de 1991, a Noruega iniciou gradualmene seu processo de reforma, seguido por Suécia 8 (1996), Finlândia (1997) e Dinamarca (2002), com ênfase na inserção da separação enre os seores compeiivos e monopolísico eléricos e na garania à escolha livre dos consumidores quano ao seu fornecedor. (Von der Fehr, Amundsen e Bergman, 2005). Todavia nem odos os países europeus adoaram medidas de cunho liberalizane como os ciados aneriormene ou ainda de eor privaizane ão fore quano a Grã-Breanha. Apesar de reformas na deerminação do preço da elericidade, em muios deles a segmenação do mercado não foi deerminada como uma prioridade por moivos de origem esraégica e políica. Como primeiro exemplo podemos desacar que o processo de liberalização na Alemanha ardou a ser efeivamene implanado. Apenas os requerimenos mínimos das direrizes européias foram aplicados provocando o reardo na possibilidade de escolha livre pelo consumidor do fornecedor (aingido apenas em 1999). O mercado elérico alemão, nese conexo, apresenou um cenário de ampliação da concenração, ano vericalmene quano horizonalmene. Tal concenração foi foremene 6 O pool deerminava a ordem de despacho dos fornecedores de energia elérica aravés de uma dispua pelo preço do mercado do dia seguine. 7 O mercado Nórdico é composo por Dinamarca, Finlândia, Noruega e Suécia. Exceuando apenas a Islândia enre os chamados países nórdicos por não possuir inerconexão com os demais países.

22 auxiliada, enre ouras causas, pela ausência de uma agência reguladora como as exisenes em ouros países europeus, o que provocava a exisência de uma regulação ex pos realizada pelo Carel Office, que perdurou aé o ano de 2004 quando foi inroduzido um órgão regulador no seor. (Brunekreef e Twelemann, 2005). A Espanha, por sua vez, implanou a criação de um mercado spo para negociação dos conraos de elericidade a parir do ano de 1998. Assim como no mercado inglês, o mercado espanhol de elericidade é organizado por diferenes mercados emporais, porém, a paricipação nese mercado não é compulsória, viso a possibilidade de negociação bilaeral pelos agenes. A deerminação dos preços de equilíbrio do mercado spo é resulado da ação da companhia operadora do mercado (OMEL) que define a ordem de despacho de acordo com as negociações nos mercados de elericidade e por meio de clearing do mercado confrona a ofera da indúsria e as curvas de demanda para aingir o nível de preço de equilíbrio. Apesar das reformas o mercado espanhol permaneceu significaivamene concenrado e vericalmene inegrado. (Cramps e Fabra, 2005). O caso da França apresena-se como um modelo alernaivo ao inglês, uma vez que, as reformas do seor não incluíram medidas de cunho privaizane ão expressivas como no conexo inglês, o que conseqüenemene não afeou direamene o operador dominane da indúsria, nem medidas compeiivas como o modelo Nórdico. Sucessivas legislações (em 2000, 2003 e 2004) implanaram as direrizes européias sem compromeer a esruura da indúsria elérica francesa. A EDF permaneceu com a posse de 90% da capacidade de produção e 95% por ceno da rede de disribuição, enquano o conrole e a operação da rede de ransmissão foram separados da empresa e manidos por um regulador independene a fim de permiir o acesso a compeidores. Tal cenário maneve a EDF com a posse de um quase- 8 Na Suécia, apesar das reformas, o seor elérico ainda permaneceu com uma esruura consideravelmene concenrada, enreano ao redor dese monopólio se esabeleceu um mercado relaivamene compeiivo (Glachan e Finon, 2005).

23 monopólio francês abero as imporações de empresas esrangeiras de energia (Glachan e Finon, 2005). Por úlimo vale ressalar que aé o próprio modelo esadunidense, que deinha um regime de propriedade privada regulada, passou por uma progressiva remodelação a fim de inroduzir compeição ao mercado de varejo e aacado de elericidade nas úlimas décadas ano nos âmbios federal quano esadual. Apesar disso, ese processo apresenou uma noável desaceleração esimulada principalmene por episódios como a crise da Califórnia (2000-2001), escândalos conábeis, a falência da Enron e o colapso financeiro de muios comercializadores e geradores de energia elérica (Joskow, 2005). 1.2 Breve Hisórico Recene Brasileiro: Seguindo o rumo imposo pelo movimeno mundial de liberalização, a economia brasileira no decorrer da década de 90 enfrenou um gradual e crescene processo de liberalização comercial e financeira que ocasionou efeios significaivos ao seor elérico nacional. O receiuário de desvericalização e privaização deu início a uma série de reformas que enquadraram as aividades de geração e comercialização como poencialmene compeiivas, enquano consideraram a ransmissão e disribuição monopólios naurais. Medidas esas que somadas a um processo de segmenação e privaização do seor elérico objeivavam a desvericalização da esruura do seor elérico brasileiro. Em 1993 o governo brasileiro deu início a ações para esabelecer as direrizes do novo modelo do seor elérico brasileiro. Mendonça e Dahl (1999) delineiam rês direrizes principais da ação do governo nesa fase. A primeira corresponde à definição da nova esruura legal e regulaória do seor. A segunda corresponde à definição dos novos arranjos

24 para a negociação de energia e o acesso as redes de ransmissão e disribuição. E finalmene a erceira saisfaz a necessidade de ransformações das insiuições perencenes ao seor a fim de serem capazes de se inegrar ao novo ambiene de negociação proposo e as novas esruura regulaória do seor. Como medidas iniciais desacam-se a aleração significaiva do cálculo das arifas eléricas no ano de 1993 (Lei 8631/93), com o inuio de fornecer o alicerce ao fuuro processo de privaização do seor; a inrodução de uma maior flexibilidade à possibilidade de negociação de acordos bilaerais com consumidores de grande pore (Regulação 1063/93); e a criação do sisema nacional de ransmissão de elericidade (SINTREL) (Decreo 1009/93). Em 1995, a Lei 8987 submeeu odas as formas de serviço público à obrigação de ofera para concessão compeiiva, acarreando a possibilidade de compeição nos novos empreendimenos, principalmene no seor de geração. Foi criada ambém no mesmo ano a figura do produor independene de energia 9, e regulamenado os procedimenos de concessão pública (Lei 9074/95, complemenada pelo decreo miniserial 2003/96). Um novo órgão regulador foi criado em 1996 (Lei 9427), a Agência Nacional de Elericidade (ANEEL), em subsiuição ao Deparameno Nacional de Águas e Energia Elérica (DNAEE). Ese órgão assumiu a posição de agência reguladora e fiscalizadora do sisema de concessões para geração, ransmissão e disribuição elérica, além de definidora das arifas de ranspore de energia a fim de garanir o acesso de produores independenes de energia. O Operador Nacional do Sisema Elérico (ONS) foi criado em 1998 (Lei 9427). Insiuição pública de direio privado sem fins lucraivos, suas principais aividades são a coordenação e conrole da operação das usinas de geração e da ransmissão de energia elérica dos sisemas inerligados brasileiros. Além disso, foram deerminadas as principais

25 orienações para a criação do Mercado Aacadisa de Elericidade (MAE), primeiro passo para a criação de um mercado spo de energia. Ambos foram regulamenados poseriormene pelo Decreo 2655/98. Uma das conseqüências evidenes dese processo de reesruuração foi a aberura da possibilidade do início das privaizações da empresas esaais do seor. Cabe ressalar, conforme expliciado por Almeida e Pino Junior (1999), que apesar do movimeno de liberalização elérica mundial defender a privaização como uma eapa do caminho para aingir a concorrência no seor, os incenivos às privaizações no caso brasileiro esiveram em grande pare relacionados à manuenção da políica macroeconômica de esabilização do governo. Como foi amplamene debaido na lieraura, Beluzzo e de Almeida (2002), Carneiro (2002) e Baisa Jr. (1996), o programa de esabilização gerava um subsancial défici na balança de pagamenos nacional que era compensado pela enrada de invesimenos esrangeiros, denre eles os invesimenos direos exernos advindos das privaizações. Durane os anos de 1998 a 2000 foram criados pelo Minisério de Minas e Energia (MME) o Conselho Nacional de Políica Energéica (CNPE), responsável por promover o aproveiameno racional da energia, a livre concorrência e compeiividade do seor e a aração de capiais para a produção de energia, e o Comiê Coordenador do Planejameno da Expansão dos Sisemas Eléricos (CCPE), responsável pelo planejameno da expansão do sisema elérico. Além disso, foram esabelecidas diversas regulamenações e porarias responsáveis pela organização da esruura do mercado e paricipação dos agenes econômicos nas aividades do seor. Porém em 2001, o país enfrenou uma grave crise energéica. Frene à escassez de ofera de energia, derivada da insuficiência de invesimeno no seor e condições desfavoráveis hidrológicas, o governo vigene adoou diversas medidas emergenciais 9 Considera-se produor independene de energia elérica a pessoa jurídica ou empresas reunidas em consórcio que recebam concessão ou auorização do poder concedene para produzir energia elérica desinada ao comércio

26 promovendo um período de racionameno elérico nacional, que foi responsável por uma reração significaiva da demanda por energia. Ese episódio e as medidas adoadas pelo governo, como o Programa Prioriário de Termoeléricas, incenivou foremene a insalações érmicas, que apresenavam menor empo de mauração em relação às esruuras hidroeléricas. No ano de 2002, aravés da Lei 10438, adoou-se uma medida que apresenaria um passo inicial para o desdobrameno do modelo aual de negociação da energia elérica, incluiu-se a obrigação da negociação de no mínimo 50% da energia elérica comercializada pelas concessionárias geradoras de serviço público sob conrole federal por meio de leilões públicos, regulamenados pela ANEEL. Todavia, em 2003, com a mudança do governo federal, o processo de reesruuração do seor sofreu uma profunda modificação com a consrução de um aparao insiucional mais cenralizado, com paricipação direa da ANEEL e do MME, solidificado principalmene nas Leis 10847 e 10848/04 e no decreo 5163/04 responsáveis pela definição da maioria das medidas de reesruuração desse novo modelo. A Lei 10847 foi responsável pela criação da Empresa de Pesquisa Energéica (EPE) responsável por presar serviços na área de esudos e pesquisas desinadas a subsidiar o planejameno do seor energéico. Denre as medidas conidas na Lei 10848 desacam-se a consrução de dois ambienes disinos de conraação: o Ambiene de Conraação Regulada (ACR), do qual paricipam os agenes de geração e de disribuição de energia e o Ambiene de Conraação Livre (ACL), do qual paricipam os agenes de Geração, comercializadores, imporadores e exporadores de energia e consumidores livres. Ademais, foi deerminada por esa lei a classificação da energia elérica em Energia Exisene e Energia Nova, de acordo com a emporalidade da de oda ou pare da energia produzida, por sua cona e risco.

27 consrução de suas usinas; foi criado o Comiê de Moniorameno do Seor Elérico (CMSE), responsável pelo acompanhameno e avaliação permanene da coninuidade e da segurança de suprimeno energéico em odo o erriório nacional; foi criada a Câmara de Comercialização de Energia Elérica (CCEE) em subsiuição ao MAE, responsável por viabilizar a comercialização de energia elérica no Sisema Inerligado Nacional; e foram excluídas do Programa Nacional de Desesaização as empresas do seor elérico, decreando oficialmene o érmino do processo de privaização no seor. Por sua vez, o decreo 5136 regulamenou a comercialização de elericidade no ACR e no ACL. O ACR é o segmeno no qual se realizam as operações de compra e venda de energia elérica enre vendedores e disribuidores, além disso, de acordo com o decreo os agenes disribuidores deinham obrigaoriedade de lasro de 100% de sua demanda por energia aravés da compra de energia adquirida nos leilões de compra de longo prazo 10. O ACL é o segmeno de mercado no qual se realizam as operações de compra e venda de energia elérica por meio de conraos bilaerais livremene negociados, conforme regras e procedimenos de comercialização específicos. 1.3 Mercado de Energia Elérica Aual: Conforme deerminado pela reforma do seor elérico o mercado elérico brasileiro apresena uma esruura de negociação misa Pool (Ambiene de Conraação Regulada, ACR) e bilaeral (Ambiene de Conraação Livre, ACL). Os conraos de consumo de energia em geral se subdividem quano ao ambiene de conraação. No ACR são represenados por conraos a ermo derivados dos leilões de energia para o Pool de mercado, e no ACL os 10 Além da energia adquirida nos leilões era permiida a compra de energia gerada pela usina de Iaipu, de geração disribuída e de Usinas do Programa de Incenivo às Fones Alernaivas (PROINFA).

28 conraos realizados são acordos bilaerais, ipicamene conraos a ermo (foward conracs) negociados independenemene e sem padronização. Todavia, devido o aribuo físico da energia elérica necessiar de equilíbrio insanâneo enre demanda e ofera, a ofera previsa ex-ane não necessariamene iguala a demanda observada, fazendo-se necessário o equilíbrio insanâneo em dois ponos: o fornecimeno e a conabilização financeira do sisema. O primeiro é realizado pelo ONS responsável pela operação do Sisema Inerligado Nacional. Ese decide quano ao despacho de usinas para a geração de energia elérica e para isso adoa o modelo de Tigh Pool, que corresponde à cenralização da decisão de despacho das usinas por meio da agregação dos empreendimenos de geração e ransmissão de forma a imperar uma gerência mais efeiva do cuso de produção de energia. Assim, o objeivo desa insiuição é que a energia seja gerada com o menor cuso adicional de carga sem compromeer as condições de operação fuuras do sisema (essencialmene refleida pelo nível dos reservaórios). O segundo é realizado por meio de um insrumeno de clearing (conabilização e compensação) em empo real das ransações de responsabilidade da CCEE. A ferramena de clearing adoada é baseada nos princípios da ONS que uiliza o Cuso Marginal de Operação (CMO) para refleir as condições para o aendimeno da carga requisiada pela demanda. O Preço de Liquidação das Diferenças (PLD), calculado pela CCEE, serve como referência para a deerminação do preço de energia de curo prazo e para o acero das diferenças observadas enre a energia conraada e a consumida. Ouro fao imporane é que o modelo elérico vigene deermina a obrigaoriedade de lasro por pare dos agenes do seor, iso é, exige a conraação da oalidade da demanda por pare das disribuidoras, comercializadores e consumidores livres, ademais exige dos agenes vendedores de energia lasro de poência para os conraos de compra e venda.

29 Para isso, conforme ciado aneriormene, exisem essencialmene dois formaos de conraos de compra e venda de energia no seor elérico brasileiro. O primeiro é represenado pelos Conraos de Comercialização de Energia em Ambiene Regulado (CCEAR), compulsório às disribuidoras e resulanes dos leilões de energia organizados pela CCEE com o inuio de assegurar o fornecimeno aos consumidores caivos. O segundo são conraos bilaerais de compra e venda de energia, negociados livremene enre dois agenes da CCEE, apresenando como demandanes consumidores livres 11 e comercializadores. Figura 1. Esruura do Mercado Elérico. Fone: Elaboração Própria. Enreano, por ser ex ane, a previsão de energia conraada, mesmo com a obrigaoriedade de lasro, não ainge necessariamene a efeivamene consumida, exigindo a exisência de uma conabilização a poseriori. A CCEE, conseqüenemene, realiza de forma ex-pos a oalização de pagamenos e recebimenos de cada agene relaivos à energia ransacionada ao agregar os dados de medição e o cálculo da diferença enre os monanes medidos e conraados por agene. Os monanes de energia ransacionados e não conraados são enão valorados ao Preço de Liquidação das Diferenças 12, e se ornam objeo de liquidação na CCEE. 11 Os consumidores livres ambém possuem obrigaoriedade de garania de 100% do seu consumo verificado aravés de conraos bilaerais ou geração própria. Para se classificar como consumidor livre o agene necessia possuir uma demanda mínima de 3MW, além de uma ensão superior a 69kV se a sua daa de ligação ao sisema for anerior a 08/07/1995. Consumidores com demanda mínima de 500kW, ambém podem ser classificados como livres se sua energia adquirida for oriunda de Pequenas Cenrais Hidreléricas ou fones alernaivas. 12 Cabe ressalar que o agene sub-conraado esá sujeio a penalidades aplicadas por insuficiência de conraação para o consumo, insuficiência de lasro de energia para venda para a geração e insuficiência de poência para a geração.

30 Como resulado desse formao de liquidação dos conraos eléricos e devido ao fao do cálculo do PLD (expliciado dealhadamene na seção 1.4.1) basear-se no cuso marginal de operação do seor elérico, ese reflee como uma proxy do valor real do preço spo da energia elérica no mercado brasileiro. 1.4 Formação do Preço Spo em Sisemas Hidroérmicos: A deerminação do preço de elericidade na maioria dos mercados reesruurados mundiais pode ser dividida em duas caegoriais: a que deermina o preço por meio do confrono enre as curvas de ofera e de demanda e a que o preço de curo prazo é resulado de um gerenciameno cenralizado do sisema com o inuio de garanir o menor cuso operacional possível. A primeira é empregada em sisemas compeiivos baseados em leilões, como o mercado Nórdico, e apresena um caráer semelhane a mercados de commodiies. Ese méodo obém um preço igual ao cuso marginal de operação na presença de um mercado perfeio. De forma a suavizar os efeios das imperfeições de mercado exisenes sobre o preço da energia pode ser uilizada uma segunda opção de apreçameno do valor da elericidade, em que se gerencia o sisema para garanir o menor cuso operacional. Esa é uilizada para a formulação do preço spo do mercado brasileiro. Neses sisemas o preço da energia de curo prazo é derivado essencialmene das decisões de despacho deerminadas pelo ordenameno das usinas de acordo com seu cuso marginal de operação. Ese por sua vez, pela diversidade de ecnologias (hidroelérica, nuclear, ermoelérica,...) aplicáveis à geração elérica, apresenam cusos de consrução e

31 operação que variam significaivamene. Logo, ao se formar a froneira de possibilidades de produção nos defronamos com regiões de sensibilidades diferenciadas de cuso marginal. O cuso marginal é pouco sensível sob a uilização de ecnologias semelhanes, uma vez que se maném num mesmo paamar de cuso. Porém o cenário se alera ao aingirmos os níveis onde novas usinas de cuso marginal diferenciado sejam necessárias. Há, nese momeno, mudança de paamares e uma elevação verical dos cusos. As variações referenes a mudanças de paamares ocasionam uma função de cuso não diferenciável e crescene, onde o crescimeno se dá em forma de uma função degrau irregular. Assim, nos ponos onde há mudança de ecnologia, pequenas variações de demanda podem gerar grandes variações de cusos, pois há mudança de paamares nos cusos, que se manêm próximos aé o esgoameno do seu poencial de produção. Figura 2. Froneira de possibilidades de produção. Fone: Elaboração Própria. Esa função represena o que é comumene denominado de Função de Cuso Imediao (FCI) da produção de energia elérica (figura 2). Enreano, qualquer decisão de operação omada no presene pode er conseqüências fuuras para o cuso de operação, caracerizando o chamado acoplameno emporal da decisão, obrigando a consideração dese fao no processo decisório de despacho de usinas.

32 O acoplameno emporal provoca que a deerminação do preço eseja sujeia ao cuso marginal de oporunidade de uilização da fone da energia elérica, iso é, o cuso da uilização de mais uma unidade de energia hidrelérica pode significar no período seguine a necessidade de uilização de uma energia mais cara, como, por exemplo, a ermoelérica. Assim, mesmo que na verdade o cuso marginal de produção de mais energia hidrelérica não se alere, o cuso de oporunidade de uilização cresce com a diminuição do esoque de água disponível, uma vez que esa água poderia ser uilizada num período seguine, quando houvesse maior escassez do recurso. Por conseguine, devido ao sisema de formação do preço de diferenças considerar a possibilidade de uilização fuura de usinas e a escassez de energia (represenados principalmene pelos níveis dos reservaórios hidroeléricos nacionais), a formação do PLD depende não somene da função de cuso imediao, mas ambém do cuso marginal de oporunidade da uilização da água conida nos reservaórios. Tal fao perpera necessária a análise da Função de Cuso Fuuro (FCF) que objeiva represenar o benefício obido de armazenar a água hoje para seu uso no fuuro. A FCF de cada eságio de empo pode ser definida como o cuso esperado de geração ao longo do período de planejameno em função do volume armazenado ao final de cada eságio. A obenção de sua curva pode ser calculada por meio de simulações de operação do sisema para cada nível de armazenameno no final de cada eapa, o que na práica pode ser obido aravés de um procedimeno recursivo (programação dinâmica esocásica).

33 Figura 3. Funções de Cuso Imediao e Fuuro. Fone: Elaboração Própria. O uso óimo do sisema será enão aquele que minimiza o uso de fones geradoras de maior cuso operacional no presene e o valor esperado do cuso de geração aé o fim do horizone de decisão (figura 3). Conseqüenemene, o menor cuso global seria obido pelo pono mínimo da função de cuso oal (FCT) obida pela soma da FCI e FCF. Ese pono corresponde ao pono onde a derivada da FCT é igual à zero, ou, onde as derivadas da FCF e FCI em relação ao volume final se igualam em módulo e deerminam o valor da água uilizada. Ese mecanismo, enão, permie a avaliação do cuso de uilização da água conforme sua escassez, de forma a apreçar gradualmene seu cuso marginal de oporunidade de produção aé ao pono que ainge o cuso marginal de produção érmica. 1.4.1 Formação do Preço de Liquidação de Diferença: O Preço de Liquidação de Diferença de cada submercado calculado pela CCEE, assim como a ordem de despacho das usinas deerminada pela ONS, é derivado do cuso marginal de operação. Seus processos de cálculo são similares, exceo pela exclusão por pare da CCEE das resrições inernas aos submercados (como por exemplo locais que sofram resrição de

34 ransmissão ou perda de carga no sisema de ransmissão), com o inuio de que a energia comercializada seja igualmene raada em odos os ponos de consumo, além da exclusão de unidades érmicas em ese. Conforme ciado aneriormene, a meodologia de cálculo esima o preço do mercado spo aravés da uilização das curvas de cuso imediao e fuuro da energia elérica. A fim de planejar a operação é necessária uma subdivisão do planejameno de acordo com o prazo a que se referem seus efeios. A eapa de médio prazo é responsável pela deerminação da FCF a parir da análise de um reservaório equivalene do sisema nacional (com variações afluenes aos reservaórios e usinas hidroeléricas represenadas de forma agregada), enquano a de curo prazo, a parir da FCF e FCI, é responsável por deerminar as coas ou meas individuais das usinas a fim de aender a demanda e minimizar o cuso de operação do sisema. Além desas, exisem mais rês eapas de caráer operacional do sisema, que não influenciam o PLD, correspondenes a eapa de curíssimo prazo responsável por deerminar a programação diária de geração e a de pré-despacho e despacho do sisema que deerminam as ordens de produção concrea de energia por pare dos agenes geradores de energia elérica. Figura 4. Eapas de planejameno da operação e conabilização. Fone: Elaboração Própria. Para concreizar a uilização desse sisema de decisão, a Elerobrás e o Cenro de Pesquisa de Energia Elérica (CEPEL) desenvolvem, desde 1977, modelos compuacionais de

35 oimização para o planejameno de operação de sisemas hidroérmicos. A esruura da deerminação do PLD caraceriza-se principalmene pela uilização de dois modelos: o NEWAVE e o DECOMP. NEWAVE O programa NEWAVE é um modelo de oimização para planejameno de sisemas hidroérmicos de médio prazo (aé 5 anos) com discreização mensal. Uiliza o conceio de reservaórios equivalenes com o inuio de reduzir a ordem do problema aravés da agregação das usinas geradoras em um único reservaório correspondene a cada subsisema. Figura 5. Principais enradas e saídas do programa NEWAVE. Fone: Elaboração Própria. Seu objeivo é deerminar a esraégia de geração hidráulica e érmica a cada eapa, a fim de aender a demanda e minimizar o valor esperado do cuso de operação para odo o período de planejameno. Seu principal resulado pode ser represenado pela formulação da FCF de energia elérica, por meio da uilização da écnica de Programação Dinâmica Dual Esocásica, essencial para a deerminação do cuso da água e conseqüenemene dos impacos da uilização da água armazenada nos reservaórios.