PEA-5730 Planejamento Integrado de Recursos Docentes Responsáveis: Prof. Dr. Miguel Edgar Morales Udaeta Prof. Dr. Luiz Cláudio Ribeiro Galvão Professores Convidados: André Luiz Veiga Gimenes Ricardo Lacerda Baitelo Ricardo Junqueira Fujii Mário Fernandes Biague Paulo Hélio Kanayma Décio Cacione Junior Gimenes@pea.usp.br www.seeds.usp.br 05 de Julho de 2006 Aula 4 Integração de Recursos

Objetivos Propor um modelo para Integração de Recursos Energéticos Contribuir para o desenvolvimento da metodologia do Planejamento Integrado de Recursos – PIR Contribuir para elaboração de metodologias de planejamento energético com vistas ao desenvolvimento sustentável

Pesquisas Correlatas PIR - redirecionamento no início da década de 90: da consideração de recursos de demanda para: considerações ambientais, caráter participativo, menor custo etc. PIR – metodologia de planejamento em diversos países: Áustria, EUA, China, Polônia, Peru, Malásia - Muitas das pesquisas são de caráter privado e confidencial

Contexto do PIR no GEPEA Necessidade de integrar tais metodologias para compor um modelo de planejamento integrado e sustentável, valendo-se das ferramentas atualmente disponíveis Arcabouço de metodologias de suporte ao planejamento energético: PIR, ACC e SAGe. Ferramentas computacionais: LEAP; Inteligência Artificial, SIG etc.

Linhas Gerais do PIR em desenvolvimento no GEPEA Abordagem segundo a consideração integrada de : Recursos de Oferta e Demanda Aspectos Sociais, Ambientais, Econômicos e Políticos na avaliação de tais recursos A relação destes aspectos com a geografia e com o tempo Todos os Envolvidos-Interessados

Modelo Proposto

Modelo Proposto Objetivos da Integração de Recursos Compor um modelo que traga para o planejamento energético, elementos da busca do desenvolvimento sustentável em consonância com as premissas do Planejamento Integrado de Recursos: Participação dos Envolvidos-Interessados Recursos de Oferta e Demanda com pesos equivalentes Incorporação de elementos ambientais e sociais na análise

Modelo Proposto Metodologia da Integração de Recursos Estabelecimento de um processo iterativo: premissa de que cada etapa do planejamento deve afetar a escolha das etapas subseqüentes - discretização Consideração das dimensões sociais, ambientais e políticas da disponibilização de energia - consideração a priori Incorporação e tratamento de subjetividades Utilização de metodologias já desenvolvidas ou em desenvolvimento

Processo Composto de 9 Etapas: 1 - Map. Regional 2 - Carac.Demandas 3 - Participação En_In 4 - Elementos Análise 5 - ACC 6 - Plano preferencial 7 - Cenário 8 - Análise soc. econ. 9 - Iterações

Etapas do Processo Etapa 1: Mapeamento Regional Dados sociais, econômicos, ambientais e de infra- estrutura - Qualidade e disponibilidade dos dados é fundamental O objetivo principal: identificar potencialidades e limitações regionais relativas ao planejamento energético

Etapas do Processo Etapa 1: Mapeamento Regional - Estudo de Caso Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá População pobre: 0,4 US$/pessoa/dia Acesso a energia elétrica: máximo de 4h/dia e menos de 30 dias/mês

Localização da Região de Estudo - RDSM

Etapas do Processo Etapa 2: Determinação de Recursos e Demandas Regionais Levantamento e sistematização de demandas regionais que possam influenciar o processo de planejamento energético Caracterização dos recursos energéticos de oferta e demanda segundo aspectos técnico-econômicos, sociais e ambientais Objetivo: quantificação das demandas usual e reprimida e caracterização dos recursos energéticos

Etapas do Processo Etapa 2: Determinação de Recursos e Demandas Regionais - Estudo de Caso A partir da pesquisa de campo: Levantamento dos principais usos finais - atuais e reprimidos Cálculo dos incrementos percentuais de cada uso no caso de disponibilidade de energia elétrica Cálculo da demanda gerada neste caso Caracterização dos possíveis recursos energéticos passíveis de aplicação na região

Etapas do Processo

Etapas do Processo Etapa 2: Determinação de Recursos e Demandas Regionais - Estudo de Caso Recursos/tecnologias considerados: Biomassa: biomassa para queima direta, Biodiesel Diesel para motores a combustão interna Solar fotovoltaico autônomo Eólico autônomo Gás natural: Microturbina, Motor a combustão, Célula Combustível

Etapas do Processo

Etapas do Processo

Etapas do Processo Projeção de Evolução de Parâmetros Custos de implantação;         Custo da energia gerada;         Eficiência da tecnologia;    Participação do custo do combustível no custo da energia.

Etapas do Processo

Etapas do Processo

Etapas do Processo Etapa 3: Participação dos Envolvidos-Interessados-En-In Participação dos interessados–envolvidos no processo de planejamento através de metodologias diversas Objetivo: Identificação de metas e objetivos dos Envolvidos-Interessados - En-In Obtenção de parâmetros balizadores da ACC

Etapas do Processo Etapa 3: Participação dos Envolvidos-Interessados-En-In - Estudo de Caso Ribeirinhos anseiam por: Aumento de renda; Melhoria do acesso a bens de consumo, com destaque ao freezer; Melhoria da saúde; Fornecimento de água potável na seca; Educação; Aumento no fornecimento de energia elétrica.

Etapas do Processo Etapa 4: Determinação de Critérios e Elementos de Análise Identificação e tratamento das Funções Multiobjetivo para sua inserção no processo de planejamento Objetivo: caracterização e “evolução temporal” das Funções Multiobjetivo em cada intervalo considerado e a determinação de parâmetros para ACC.

Etapas do Processo Etapa 4: Determinação de Critérios e Elementos de Análise - Estudo de Caso Etapa balizada pelas Diretrizes de um PIR para região e Anseios dos Ribeirinhos Elementos de Análise para 3 períodos de planejamento: 2005-2009 / 2010-2014 / 2015-2019

Etapas do Processo As diretrizes assumidas para o PIR da região orientam para as seguintes metas: 5 anos: fornecimento de energia elétrica 24 h/dia a todas as comunidades para 100% dos domicílios; 10 anos: incremento do consumo pela utilização de usos finais que agreguem valor às atividades produtivas dos comunitários; 15 anos: manutenção sustentável da satisfação às necessidades energéticas.

Etapas do Processo A estes elementos-chave somam-se os identificados como objetivos da Etapa 3: Aumento da renda; Melhoria do acesso a bens de consumo, com destaque ao freezer; Melhoria da saúde; Fornecimento de água potável na seca; Educação.

Etapas do Processo 2005 a 2009  aumento da renda: motores elétricos/aumento da produtividade de mandioca, frízeres individuais de 220 l e 450 l: 200 e 400 kg de peixe pescado na safra para revenda na entressafra  energia elétrica 24h/dia (Freezer)  energia intermitente para motores Somente o armazenamento de peixes agregaria uma renda adicional de 1600 a 3200 R$/ano por família que se dedica à pesca.

Etapas do Processo

Etapas do Processo

Etapas do Processo Etapa 5: Análise de Custos Completos - ACC Aplicação da metodologia da ACC Objetivo: classificação dos recursos energéticos segundo as dimensões Econômica, Social e Ambiental Ferramentas computacionais para tratamento de questões subjetivas e multicriteriais: EC, Fuzzy, Redes Neurais, Algoritmos Genéticos etc.

Etapas do Processo Etapa 5: Análise de Custos Completos - ACC - Estudo de Caso Elaboração de matrizes de avaliação segundo diversos elementos de análise - Avaliação integrada em software para avaliação de alternativas - Expert Choice É feita uma avaliação para cada iteração do processo de planejamento

Exemplo de Aplicação da ACC - Critério Técnico-Econômico

Exemplo de Resultado de uma ACC com o Expert Choice Classificação dos Recursos de Oferta para o Momento 1 - Iteração 1- 2005

Análise de Sensibilidade

Etapas do Processo Etapa 6: Alocação Temporal de Recursos para o Plano Preferencial Busca do melhor mix de recursos em cada intervalo de discretização do período de planejamento, balizada pela ACC e segundo os condicionantes identificados na Etapa 4 Objetivo: Plano Preferencial do momento considerado (i) - Indicativo para composição de plano preferencial final

Etapas do Processo Etapa 6: Alocação Temporal de Recursos para o Plano Preferencial - Estudo de Caso Plano Preferencial do momento considerado (1)

Etapas do Processo Etapa 7: Composição de Cenário Realização de estudos de cenários para o Plano Preferencial do momento (i) realizado na Etapa 6. Objetivo: obter as condições energéticas e ambientais para o momento i +1. Sistematização destes dados para atualizar uma nova iteração de processo.

Etapas do Processo Etapa 7: Composição de Cenário - Estudo de Caso Evolução da Área Desmatada para Produção de Biodiesel – Momento 1 – Iteração 1- 2005 Evolução das Emissões Aéreas – Foram também verificados os montantes de emissões de poluentes na região decorrentes do plano proposto

Etapas do Processo

Etapas do Processo Etapa 8: Análise Socioeconômica e Ambiental do Plano Análises suplementares às realizadas na Etapa 7, de forma a abranger a consideração de questões socioeconômicas Objetivo: verificação da viabilidade socioeconômica do plano e de possíveis restrições a serem aplicadas à etapa seguinte

Etapas do Processo Etapa 8: Análise Socioeconômica e Ambiental do Plano - Estudo de Caso No primeiro intervalo, 9 famílias poderiam se dedicar ao cultivo energético, perfazendo 2,7 % do total previsto de famílias - 9 ha Energia Elétrica para bombeamento de água e iluminação de escolas noturnas - IMPACTOS + Subsídios ao biodiesel seria de 120,00 US$/domicílio/ano ou 20,00 US$/hab/ano

Etapas do Processo Etapa 9: Iterações Análise dos aspectos mais relevantes a serem considerados no processo iterativo de composição do Plano Preferencial O processo de Integração de Recursos estará completo ao se concluírem as n iterações segundo o número n com o qual se discretizou o período de planejamento

Etapas do Processo Etapa 9: Iterações - Estudo de Caso Premissas de iterações: iterações anuais de 2005- 2009, depois 2 iterações qüinqüenais: 2014 e 2019 Exemplo: evolução dos pesos na ACC

Etapas do Processo Iterações: Foram realizadas 7 iterações - que mantiveram a escolha de recursos inicial até a sexta. Na sétima iteração foi inserida a célula combustível

Etapas do Processo Etapa 8: Na 6 iteração (2014) verifica-se que a produção de biodiesel irá requerer aumento no subsídio para US$ 196/domicílio/ano, aumentando o risco de desabastecimento das famílias. O total de famílias chega a 7% para produção - dependência que poder gerar riscos à renda. Biodiesel será preterido na iteração seguinte

Etapas do Processo

Estudo de Caso Plano Preferencial

Estudo de Caso Plano Preferencial

Estudo de Caso Plano Preferencial - Total de Recursos Energéticos para o Período 2005-2019

Estudo de Caso Plano Preferencial

Estudo de Caso

Estudo de Caso Conclusões do Estudo de Caso O Plano em consideração considera elementos fora do escopo usual de planejamento No estudo de caso, ficou clara a necessidade de subsídios à operação de geradores A abordagem vigente de disponibilização de energia tem conduzido a uma realidade de capacidade instalada acima das necessidades locais e sem continuidade do fornecimento de energia, com apenas 4h diárias de energia elétrica

Conclusões O Modelo de Integração de Recursos Permite: Inserção do conhecimento amplo da localidade a ser atendida ou afetada pela alternativa energética como fator balizador do planejamento energético; Inserção da participação da sociedade, trazendo para o âmbito do planejamento, além de elementos objetivos, as subjetividades sociais e ambientais, públicas e privadas, a que os empreendimentos energéticos estarão sujeitos no processo de licenciamento, melhorando sua aceitabilidade;

Conclusões Inserção das metas e necessidades dos Envolvidos- Interessados como elementos concretos do planejamento energético Consideração das possibilidades tecnológicas e energéticas para provisão de energia segundo uma ampla caracterização Técnica, Econômica, Social, Política e Ambiental das mesmas; Avaliação, classificação e balizamento da escolha das alternativas energéticas a partir da consideração a priori das dimensões técnica, econômica, social, ambiental e política - ACC

Conclusões Busca, a cada momento, do menor custo completo, permitindo um caminho de melhor aceitação geral pelos Envolvidos-Interessados do processo; Avaliação dos impactos positivos e negativos decorrentes do plano proposto a cada intervalo considerado, afetando a avaliação, classificação e escolhas do momento seguinte.

Desenvolvimentos Futuros Composição de uma base dados Minimização do grau de subjetividade dos elementos de análise Criação de um algoritmo computacional para aplicação da Integração de Recursos Continuidade dos desenvolvimentos metodológicos do PIR Validação do PIR

Pergunta: Considerando a abrangência do processo de integração proposto para o PIR, quais as vantagens e barreiras que você identifica para sua aplicação ao setor elétrico brasileiro atual?