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Tolmasquim1 POTENCIAL DE APROVEITAMENTO DE FONTES ALTERNATIVAS NO BRASIL Mauricio T. Tolmasquim CENERGIA – COPPE Centro em Economia Energética e Ambiental.

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1 Tolmasquim1 POTENCIAL DE APROVEITAMENTO DE FONTES ALTERNATIVAS NO BRASIL Mauricio T. Tolmasquim CENERGIA – COPPE Centro em Economia Energética e Ambiental Coordenação de Pós-Graduação em Engenharia Da Universidade Federal do Rio de Janeiro

2 Tolmasquim2 Esta Palestra é baseada no artigo: Esta Palestra é baseada no artigo: Tolmasquim, M. T, Szklo, A S, Soares, J. B (2002),, Tolmasquim, M. T, Szklo, A S, Soares, J. B (2002), POTENTIAL USE FOR ALTERNATIVE ENERGY SOURCES IN BRAZIL, Annual Petrobras Conference 2002, Oxford, Inglaterra.

3 Tolmasquim3 Emissões de CO 2 - Combustíveis Fósseis: Brasil e Alguns Países Emergentes e da OCDE, 1995

4 Tolmasquim4 Energia Elétrica Geração Elétrica contribui com 5% das emissões no Brasil Geração Elétrica contribui com 5% das emissões no Brasil OCDE – 30% das emissões OCDE – 30% das emissões Supondo que o mix fosse 50% hidro, 25% carvão e 25% témicas a gás - Emissão evitada: 30 milhões tC em 1996, - Cerca de 1/3 das emissões

5 Tolmasquim5 Álcool da Cana-de-Açúcar A produção e utilização de etanol combustível ou misturado a gasolina reduzem as emissões em 9 milhões tC. A produção e utilização de etanol combustível ou misturado a gasolina reduzem as emissões em 9 milhões tC. Final das década de 80, vendas de carros a álcool – 90% do total – parque: 5 milhões de veículos Final das década de 80, vendas de carros a álcool – 90% do total – parque: 5 milhões de veículos Final da década de 90 – vendas: menos de 0,5%. Final da década de 90 – vendas: menos de 0,5%.

6 Tolmasquim6 Carvão Vegetal Evita um emissão de mais de 3 milhões tC de CO2 Evita um emissão de mais de 3 milhões tC de CO2

7 Tolmasquim7 Duas alternativas se destacam no atendimento à crescente demanda de eletricidade brasileira 1. Hidroeletricidade - potencial de 260 GW somente 25% está sendo utilizado somente 25% está sendo utilizadoContudo: 10% est á localizado no NE do Brasil e10% est á localizado no NE do Brasil e 44% no Norte. 44% no Norte.e Maiores centros consumidores estão localizados nas regiões Sul e SudesteMaiores centros consumidores estão localizados nas regiões Sul e Sudeste necessidade de instala ç ão de linhas de transmissão de longa distância + Dilema: os beneficiados dos projetos não são os mesmos que sofrem os seus custos sociais

8 Tolmasquim8 Duas alternativas se destacam no atendimento à crescente demanda de eletricidade brasileira 2. Termeletricidade a g á s natural O governo brasileiro tentou incentivar o investimento privado em centrais termel é tricas : incentivariam a entrada do capital privado no setor incentivariam a entrada do capital privado no setor funcionariam como consumo-âncora para o g á s importado da Bol í via. funcionariam como consumo-âncora para o g á s importado da Bol í via.Contudo cl á usulas take-or-pay dos contratos de g á s disponibilidade de energia secund á ria de base h í drica Nos anos chuvosos teremos de pagar pelo gás sem consumi-lo

9 Perspectivas para o uso de fontes alternativas de energia no Brasil

10 Tolmasquim10 Pequenas Centrais Termelétricas (PCHs) Definição:1 a 30 MW + área do reservatório igual ou menor que 3 km 2. Definição:1 a 30 MW + área do reservatório igual ou menor que 3 km 2. filosofia de implantação, baseada no uso de quedas naturais, em alguns casos, com pequenos reservatórios menor risco filosofia de implantação, baseada no uso de quedas naturais, em alguns casos, com pequenos reservatórios menor risco Custo estimado de construção- US$ 1,000/kW Custo estimado de construção- US$ 1,000/kW Potencial Técnico: 7 – 14 GW Potencial Técnico: 7 – 14 GW

11 Tolmasquim11 Pequenas Centrais Termelétricas (PCHs) Em 1998, existiam: Em 1998, existiam: – 140 PCHs, –totalizando 775 MW instalados. Em 2001, existiam: Em 2001, existiam: –864 MW instalado, – equivalentes a 1.1% do total da capacidade instalada de geração no Brasil, –Refletindo um aumento anual médio modesto de apenas 30 MW.

12 Tolmasquim12 Pequenas Centrais Termelétricas – Programa PCH-COM Financiado pelo BNDES Financiado pelo BNDES Lançado em fevereiro de 2001 Lançado em fevereiro de 2001 Compra da energia gerada pela PCH a um valor igual a 80% do VN. Compra da energia gerada pela PCH a um valor igual a 80% do VN. A meta: a compra de 1.2 GW de 2001 a A meta: a compra de 1.2 GW de 2001 a 2003.

13 Tolmasquim13 Pequenas Centrais Termelétricas – Programa PCH-COM - Problemas O número de investidores atraídos por este programa é ainda muito baixo: até o momento, apenas 100 MW de capacidade instalada deram pedido de entrada dentro do programa, ou seja, ¼ do inicialmente previsto Principais Barreiras: preço de compra da eletricidade pela Eletrobrás é apontado como pouco atrativo burocracia na concessão de licenças ambientais

14 Tolmasquim14Álcool O Programa Nacional do Álcool. maior programa de combustíveis líquidos alternativos do mundo impulsionado a partir dos choques do petróleo ocorridos na década de 70 e também como forma de resolver o problema da flutuação de preços do açúcar no mercado internacional Benefícos Sociais abatimento de emissões de CO 2, resultando em emissões líquidas negativas melhoria na qualidade do ar em relação às emissões de CO, hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio, havendo, porém, um aumento das emissões de aldeídos

15 Tolmasquim15 Álcool Benefícios Sociais (emprego) cerca 3% do número total de pessoas envolvidas no setor agricola of the total number of people involved in Brazil's agricultural sector (cerca 800,000 empregos). 200,000 empregos na fase de industrialização da cana e 700,000 empregos diretos. a produção de álcool gera 152 postos de trabalho, para cada posto equivalente gerado na indústria de petróleo. Alcool -US$ /emprego contra US$ /emprego para o conjunto dos demais setores produtivo

16 Tolmasquim16 Álcool Benefícios Econômicos Economia de divisas e aumento da competitividade da indústria sucro-alcooleira em âmbito internacional Controle de dívida externa Controle de dívida externa Em 1996, enquanto os subsídios ao álcool foram de US$ 2 bilhões, a economia de divisas proporcionada pelo programa foi de US$ 4,9 bilhões Em 1996, enquanto os subsídios ao álcool foram de US$ 2 bilhões, a economia de divisas proporcionada pelo programa foi de US$ 4,9 bilhões Assumindo-se 40% de importação de petróleo consumido no país Assumindo-se 40% de importação de petróleo consumido no país a substituição da gasolina entre proporcionou ao país economizar US$ 33 bilhões (em US$ de 1996), ou US$ 50 bilhões, incluindo correção destes valoresa substituição da gasolina entre proporcionou ao país economizar US$ 33 bilhões (em US$ de 1996), ou US$ 50 bilhões, incluindo correção destes valores

17 Tolmasquim17Álcool Atualmente, o emprego do álcool automotivo ocorre principalmente como aditivo à gasolina (24%v.v.) A outra alternativa, que é o uso do etanol hidratado em motores exclusivamente a álcool, perdeu força nos últimos anos os carros novos movidos a álcool chegaram a participar em 96% Fim dos anos 90 – contava com menos de 0.5% da venda de carros novos. Principal razão: falta de confiança elevação dos preços do açúcar no mercado internacional, levando os produtores brasileiros a priorizar a produção de açúcar em detrimento do etanol necessidade de importar etanol/metanol para suprir a demanda

18 Tolmasquim18 Bagaço Além da produção de etanol para uso automotivo, há também o aproveitamento do bagaço e outros resíduos para geração de eletricidade, como sub-produto do próprio PRÓ-ÁLCOOL

19 Tolmasquim19 Bagaço Estes resíduos podem ser utilizados em plantas de cogeração Barreiras relacionadas com a venda do excedente de eletricidade e a preponderancia de hidroeletricidade no Brasil Não encorajou o uso otimizado do bagaço de cana na geração de eletricidade a maioria das unidades do setor sucro-alcooleiro brasileiro está equipada com caldeiras de pequeno porte e turbogeradores que geram entre kWh/tonelada de cana, quantidade suficiente apenas para o auto-abastecimento da empresa sucro-alcooleira

20 Tolmasquim20 Bagaço Existe potencial de aumento dos níveis de produção de eletricidade através de três alternativas tecnológica; Eficientização do ciclo tradicional de contrapressão, pela substituição das unidades de geração de vapor por outras de maior porte, e substituição de turbinas de simples estágio por de múltiplos estágios - (14-44 kWh/tonelada de cana) Uso de turbinas a vapor de condensação/extração (CEST): - ( kWh/ton de cana); Uso de ciclos de geração integrados de gaseificação da biomassa – (200 kWh/ton de cana)

21 Tolmasquim21Bagaço

22 Tolmasquim22Bagaço Tabela 4: Comparação de custos de tecnologia de cogeração no setor sucro-alcooleiro.Eficientização de ciclo de contrapressão CEST Alternativa tecnológicaCusto (US$/kW) Gaseificação da biomassa e ciclo combinado Fonte: Neto (2001)

23 Tolmasquim23 Uso de resíduos urbanos para geração de eletricidade Brasil gera cerca de 20 Mt de residuos sólidos a cada ano Potencial de geração de eletricidade de aproximadamente 25,000 GWh. Benefícios Ambientais: permitem reduzir os custos com disposição em aterros sanitários, reduzem a emissão de GEE; Benefícios Estratégicos: contribuem para reduzir a vulnerabilidade do país quanto ao abastecimento de combustíveis fósseis Benefícios Sociais e Econômicos:a instalação de usinas térmicas movidas a partir da queima de resíduos urbanos constitui também fonte de renda à população de baixo nível de qualificação profissional.

24 Tolmasquim24 Uso de resíduos urbanos para geração de eletricidade

25 Tolmasquim25 Energia Eólica Energia Eólica Dois Problemas Básicos: 1) Baixa densidade energética dos ventos necessidade de se interceptar uma grande área de corrente de ar para que se possa captar uma quantidade razoável de energia disponível 2) A natureza intermitente dos ventos baixo fator de capacidade das centrais eólicas Custo de instalação das fazendas de vento: de US$ 900 – US$ 1,400 / kW para fazendas instaladas, e US$ 760 1,000 / kW para a próxima geração de turbinas Mudança das dimensões: no final de 1989, turbina eólica de 300 kW com rotor de 30-m era o estado da arte. Apenas 10 anos após, turbinas de1500 kW com rotor de cerca de 70 m são disponíveis por vários fábricantes many São considerados competitivos os aproveitamentos eólicos em regiões com regime de vento superior a 6,7 m/s, onde os custos de geração estão na faixa de 40 a 50 US$/MWh

26 Tolmasquim26 Fonte: Brazilian Wind Energy Atlas – Preliminary Version 2001

27 Tolmasquim27 Energia Eólica Energia Eólica Tabela 7: Estimativa do Potencial de Aproveitamento de Energia Eólica. Norte12,8426,4524% Nordeste75,05144,2922% Centro-Oeste3,085,4220% Sudeste29,7454,9321% Sul22,7641,1121% Potência (MW) Geração (TWh/ano) Fator de Capacidade (%) Brasil143,47272,222% Fonte: MME/ELETROBRÁS/CEPEL (2001)

28 Tolmasquim28 Energia Eólica Energia Eólica Inicio de 2001: Criação do Programa Emergencial de Energia Eólica – PROEÓLICA Inicio de 2001: Criação do Programa Emergencial de Energia Eólica – PROEÓLICA Objetivo: Implantar 1050 MW de energia eólica até dezembro de Objetivo: Implantar 1050 MW de energia eólica até dezembro de Eletrobras deve contratar direta ou indiretamente, através de suas companhias controladas, a compra de energia energia eólica por um período de 15 anos até o limite de 1050 MW. Eletrobras deve contratar direta ou indiretamente, através de suas companhias controladas, a compra de energia energia eólica por um período de 15 anos até o limite de 1050 MW. Valor da compra igual a VN Valor da compra igual a VN Em 2001: VN R$ 112/MWh Em 2001: VN R$ 112/MWh Problema: Ao contrário de países como a Alemanha foi estabelecido um teto para a entrada da eólica (1050 MW) Problema: Ao contrário de países como a Alemanha foi estabelecido um teto para a entrada da eólica (1050 MW)

29 Tolmasquim29 Energia Eólica, Biomassa e PCH Energia Eólica, Biomassa e PCH Abril de 2002: criação do PROINFRA – Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica. Abril de 2002: criação do PROINFRA – Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica. Objetivo: aumentar a participação das fontes eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas no suprimento ao sistema interligado brasileiro produzida por PIAs. Objetivo: aumentar a participação das fontes eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas no suprimento ao sistema interligado brasileiro produzida por PIAs. PIA -Empresa cujo controle acionário não pertence a qualquer concessionária de geração, transmissão ou distribuição. PIA -Empresa cujo controle acionário não pertence a qualquer concessionária de geração, transmissão ou distribuição. –Fabricantes de equipamentos de geração poderão participar do capital do PIA, desde que o índice de nacionalização dos equipamentos seja de no mínimo 50%.

30 Tolmasquim30 Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica – PROINFA – Primeira Fase Acrescentará, em 24 meses, MW ao sistema, através de contratos firmados, preferencialmente, entre a Eletrobrás e os PIAs Acrescentará, em 24 meses, MW ao sistema, através de contratos firmados, preferencialmente, entre a Eletrobrás e os PIAs Assegura a compra de energia no prazo de 15 anos a partir da data de entrada em operação Assegura a compra de energia no prazo de 15 anos a partir da data de entrada em operação Os MW contratados deverão ser distribuídos igualmente entre as três fontes. Os MW contratados deverão ser distribuídos igualmente entre as três fontes. A aquisição será pelo valor econômico de cada fonte (à ser determinado pelo poder Executivo). A aquisição será pelo valor econômico de cada fonte (à ser determinado pelo poder Executivo). Piso 80% da tarifa média nacional de fornecimento ao consumidor final Piso 80% da tarifa média nacional de fornecimento ao consumidor final

31 Tolmasquim31 Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica – PROINFA – Primeira Fase O valor pago pela energia elétrica será rateado entre todas as classes de consumidores finais O valor pago pela energia elétrica será rateado entre todas as classes de consumidores finais Será dado prioridade para a contratação das instalações que já tiverem a Licença Ambiental Será dado prioridade para a contratação das instalações que já tiverem a Licença AmbientalDúvidas: Os projetos hoje enquadrados dentro do Proeólica poderão ser habilitados para o Proinfra ? Existem hoje cerca de 53 projetos correspondendo a uma potencia de 4165 MW em consideração pela ANEEL Eles poderão ser habilitar ao PROINFRA ?

32 Tolmasquim32 Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica – PROINFA – Segunda Fase visa garantir que, ao cabo de 20 anos, as fontes eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas atendam a 10% do consumo anual de energia elétrica do Brasil. visa garantir que, ao cabo de 20 anos, as fontes eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas atendam a 10% do consumo anual de energia elétrica do Brasil. Os contratos serão feitos com a Eletrobrás por 15 anos e, Os contratos serão feitos com a Eletrobrás por 15 anos e, responderão por, no mínimo, 15% do incremento anual do mercado brasileiro de energia elétrica. responderão por, no mínimo, 15% do incremento anual do mercado brasileiro de energia elétrica. Preço dos contratos =equivalente ao valor econômico correspondente = custo médio ponderado da geração de novos aproveitamentos hidraulicos e centrais termelétricas a gás natural. Preço dos contratos =equivalente ao valor econômico correspondente = custo médio ponderado da geração de novos aproveitamentos hidraulicos e centrais termelétricas a gás natural. O produtor fará jus a um crédito complementar a ser pago pela Conta de Desenvolvimento Energético – CDE. O produtor fará jus a um crédito complementar a ser pago pela Conta de Desenvolvimento Energético – CDE. Valor do crédito complementar: valor econômico da fonte – valor recebido da Eletrobras. Valor do crédito complementar: valor econômico da fonte – valor recebido da Eletrobras.

33 Tolmasquim33 Solar Fotovoltaico Solar Fotovoltaico Custos de Instalação = US$7,000/kW, atingindo US$9,000 – 12,000/kW, quando são considerados os custos das trocas de baterias ao longo da vida útil da instalação Opção convencional: soluções dispendiosas como a extensão da rede elétrica tradicional para um baixo número de consumidores dispersos ou o transporte de combustível para uso em geradores autônomos de comunidades isoladas a geração de energia elétrica em pequenos blocos para atendimento de comunidades isoladas tem sido a vocação natural das células fotovoltaicas

34 Tolmasquim34 Solar Fotovoltaico – Programas Solar Fotovoltaico – Programas Programa Luz no Campo (desde 1999) objetiva a eletrificação, em 3 anos, de 1 milhão de domicílios e propriedade rurais Cerca de 25% dos domicílios rurais brasileiros não dispunham de iluminação elétrica, quando se criou o Programa Os recursos deste programa provêm da Reserva Global de Reversão, financiando-se, a fundo perdido, até 75% do custo total do projeto proposto, com juros de 5%ªa Em 2000, o valor global gasto no programa atingiu cerca de R$ 2 bilhões, resultando na ligação de consumidores à rede No entanto, a eletrificação rural no Brasil tem privilegiado, sobretudo, a extensão da rede ou a instalação de grupos geradores a óleo diesel

35 Tolmasquim35 Solar Fotovoltaico – Programas Solar Solar Fotovoltaico – Programas Solar Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios (PRODEEM) (desde 1995) – No âmbito deste programa, o custo total de instalação de um sistema fotovoltaico foi de cerca de 20 US$/Wp Isto resulta num custo de geração de cerca de 370 US$/MWh, incluindo-se os impostos e os custos de reposição Até 2001, este programa instalou sistemas com potência média igual a 535 Wp Como meta, o PRODEEM planeja atender comunidades em localidades remotas, o que representaria um potencial instalado de sistemas de geração fotovoltaica da ordem de 35 MW

36 Tolmasquim36 Solar PV Solar PV A dispersão dos consumidores e seu consumo real são elementos-chave na definição da alternativa de menor custo para atendimento das demandas energéticas de comunidades isoladas Adotando a configuração de consumidores eqüidistantes, este autor observou que: Para um cenário conservador, os sistemas fotovoltaicos apresentam sempre um nicho de mercado nas condições de baixa concentração de consumidores – i.e., densidades abaixo de 10 consumidores/km 2. Quando o número de consumidores da comunidade é inferior a 30, a densidade limite para a escolha dos sistemas fotovoltaicos é igual a 20 consumidores/km 2.

37 Tolmasquim37 Conclusões Conclusões

38 Tolmasquim38 Conclusões Conclusões Em linhas gerais, três são os principais papéis das fontes alternativas de energia no país: Diversificação da matriz energética, não apenas a fim de aumentar a confiabilidade da oferta interna de energia, mas também como forma de implementar alternativas de suprimento que dinamizam as potencialidades de cada região Universalização do acesso aos serviços energéticos: parcela importante da população brasileira não é atendida pela rede de energia elétrica Manutenção do perfil renovável da matriz energética brasileira


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