Curso sobre concorrência em transmissão, 10/2007 A Dinâmica Evolutiva da Matriz Brasileira e a Necessidade de Geração Complementar Nivalde J. de Castro Roberto Brandão Guilherme de A. Dantas Rio de Janeiro, 07 de Julho de 2011 GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ

GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ Sumário Características da Matriz Elétrica Brasileira A Importância dos Reservatórios ( Albufeiras) A Redução da Capacidade de Regularização Complementação da Geração Hídrica Alternativas de Complementação. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ

GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ Introdução A oferta brasileira de energia elétrica se expandiu ao longo do século XX a partir da exploração do potencial hídrico do país A da matriz hidroelétrica tem por base grandes reservatórios As restrições ambientais à construção de CHE com reservatórios determina necessidade de geração complementar ao parque hídrico: Mudança no Padrão de Geração do Século XX. O Brasil possui um amplo leque de fontes a serem utilizadas para a complementação do parque hidroelétrico. Questão central: qual o mix de fontes a ser adotado? GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ

A Matriz Elétrica Brasileira O Sistema Elétrico Brasileiro é uma das melhores do Mundo: 85% da demanda por EE vem de CHE O perfil hídrico da matriz brasileira garante oferta de energia a custos competitivos ao nível da geração: novas CHE do Rio Madeira e de Belo Monte 36,6 euros o MWh A geração hídrica contribui para a baixa intensidade em carbono da matriz energética brasileira. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 4

A Matriz Elétrica Brasileira Participação da Geração Hidroelétrica na Oferta Brasileira de Energia Elétrica Anos (% da geração total) 2005 92,45 2006 91,81 2007 92,78 2008 84,10 2009 88,50 Fonte: Histórico da Geração do Site do ONS e MELO (2010). GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 5

A Matriz Elétrica Brasileira Participação da Hidroeletricidade na Geração Doméstica de Energia Elétrica em 2008 Paises Em % Noruega 98,5 Brasil 79,8 Venezuela 72,8 Canadá 58,7 Suécia 46,1 Fonte: IEA (2010). GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 6

A Matriz Elétrica Brasileira Capacidade Instalada do SIN em 31/12/2009 Total Disponível: 103.598 MW Fonte: ONS (2010). GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 7

A Matriz Elétrica Brasileira A energia hídrica é determinada pelas afluências: comportamento aleatório. Necessidade de considerável folga entre a demanda de ponta e a capacidade instalada do sistema. As centrais térmicas atuam como backup do sistema: são despachadas em reduzido número de horas do ano. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 8

A Importância dos Reservatórios (Albufeiras) A ENA - energia natural afluente (energia das chuvas) tem forte componente sazonal; A existência de grandes reservatórios de acumulação permitem a regularização da geração hídrica ao longo de todo o ano; Os reservatórios acumulam água das chuvas no período úmido do ano, que é convertida em energia elétrica no período seco do ano. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 9

A Importância dos Reservatórios A Sazonalidade da Energia Natural Afluente GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ

A Redução da Capacidade da Regularização da Oferta O Brasil detém expressivo potencial hídrico que vem sendo aproveitado para o atendimento da demanda crescente por energia elétrica. 70 % do potencial está na Região Norte: é plana, tem áreas de proteção ambiental e reservas indígenas Legislação ambiental a partir da Constituição de 1988 é muito rígida. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 11

A Redução da Capacidade da Regularização da Oferta Solução: Centrais hidroelétricas tipo fio d´água com a capacidade de estocar água crescendo a taxa inferior ao crescimento da capacidade instalada. No horizonte de 2010 a 2019, a capacidade instalada de geração hídrica se expandirá 61% e a capacidade de armazenamento aumentará 11% !!!. Conclusão: redução da capacidade de regularização da oferta de energia hidroelétrica. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 12

A Redução da Capacidade da Regularização da Oferta GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 13

A Redução da Capacidade da Regularização da Oferta Evolução da Energia Armazenada Máxima e Grau de Regularização do SIN Fonte: ONS (2010). GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 14

Complementação da Matriz Haverá uma grande quantidade de geração hidroelétrica no período úmido do ano, com CHE eventualmente vertendo água. Haverá necessidade de complementação à hidroeletricidade no período seco do ano. Não será uma complementação com função backup, mas geração contínua na base do sistema. Mudança no Padrão de Geração que prevaleceu no Século XX – Dinâmica Evolutiva GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 15

Complementação da Matriz Esta complementação deve priorizar centrais com características técnicas e econômicas compatíveis para operação na base do sistema part time: Eólicas; Centrais de Biomassa Canavieira; Plantas Nucleares; Térmicas a Carvão; Térmicas a Gás Natural. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 16

Complementação da Matriz A energia eólica e a bioeletricidade canavieira são fontes de energia complementares ao parque hídrico Estão em linha com a Economia de Baixo Carbono Inserção na matriz brasileira deve ser priorizada em detrimento relativo às fontes fósseis. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ

Complementação da Matriz: Eólica Os ventos, sobretudo na Região Nordeste, são mais intensos e regulares no período seco do ano. O potencial eólico do Brasil era estimado até 2009 em 143 GW. Medições preliminares com torres de 100 metros estimam potencial superior a 300 GW. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 18

Complementação da Matriz: Eólica Complementaridade entre Energia Hídrica e Eólica Fonte: TORRES (2009). GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 19

Complementação da Matriz: Bioeletricidade A safra de cana de açúcar na Região Centro Sul ocorre nos meses de maio e novembro. Coincide com o período seco que concentra 70% da capacidade dos reservatórios brasileiros; Estimativas do ONS indicam que a cada 1.000 MWmed de bioeletricidade no período seco do ano resulta economia de 4% dos reservatórios. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 20

Complementação da Matriz Problema: energia eólica e a bioeletricidade canavieira são fontes de energia intermitentes Não são fontes adequadas a operarem na base do sistema Conclusão: necessidade de fontes aptas a operação na base no período seco . GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 21

Complementação da Matriz: Energia Nuclear A geração nuclear apresenta características técnicas e econômicas adequadas para operação na base do sistema. Investimentos nesta fonte são compatíveis com a busca de garantia do suprimento. O Brasil dispõe de expressivas reservas de urânio e tem complexo industrial e tecnológico Fonte que não emite de gases de efeito estufa. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 22

Complementação da Matriz: Energia Nuclear É falacioso o argumento que a energia nuclear é uma energia barata. Detém incertezas (e não riscos) relativas aos impactos de um acidente nuclear: Fukushima. Conclusão: investimentos em energia nuclear não devem ser priorizados na expansão da matriz brasileira. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 23

Complementação da Matriz: Carvão Plantas movidas a carvão são aptas a operação de base. Apresentam baixo custo variável em relação às demais opções fósseis, mas são poluidoras; Brasil possui carvão de baixa qualidade. Criaria aumento da dependência energética. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 24

Complementação da Matriz: Gás Natural Centrais térmicas de ciclo combinado movidas a gás natural são apropriadas a operação na base do sistema. Dentre as fontes térmicas, o gás natural é aquela com menor emissão de poluentes. A oferta crescente brasileira de gás natural abre uma janela de oportunidade para a participação do gás natural na matriz brasileira. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 25

Complementação da Matriz: Gás Natural A inserção de plantas a gás natural na matriz brasileira requer arranjos regulatórios que permitam este tipo de empreendimento ser competitivo nos leilões É preciso se encontrar destinação para o gás natural no período úmido do ano. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 26

Complementação da Matriz Qual o melhor Mix de Complementaridade à Matriz Hidroelétrica? Paradoxo da Abundância

Complementaridade da Matriz Fonte: Elaborado por GESEL/IE/UFRJ a partir de dados básicos do ONS. GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 28

GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ Considerações Finais A predominância hídrica na matriz elétrica brasileira fundamenta-se na existência de grandes reservatórios A expansão do parque hidroelétrico ocorrerá sem uma expansão proporcional na capacidade dos reservatórios Resultará em redução da capacidade de regularização da oferta hídrica GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 29

GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ Considerações Finais A complementação da geração hidroelétrica deve priorizar fontes que possibilitem: manutenção da competitividade de custos segurança do suprimento e operação sustentabilidade ambiental da matriz GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 30

GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ Obrigadinho!!!!!! GESEL - IE – UFRJ www.nuca.ie.ufrj.br/gesel nivalde@ufrj.br Tel (55) 21 3873-5249 GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ 31