Comitê do Setor Elétrico

Apresentação em tema: "Comitê do Setor Elétrico"— Transcrição da apresentação:

1 Comitê do Setor Elétrico
EVENTO Energia flexível e fontes intermitentes: desafios e soluções PAINEL 1 Flexibilidade no sistema elétrico brasileiro: a visão do planejamento da expansão Amilcar Guerreiro Diretor de Estudos de Energia Elétrica Rio de Janeiro, RJ | 09 de abril de 2018

2 Comitê do Setor Elétrico
PAINEL 1 Flexibilidade no sistema elétrico brasileiro: a visão do planejamento da expansão AGENDA Introdução Perspectivas da evolução das energias renováveis no Brasil Características das fontes renováveis não controláveis Desafios e soluções

3 Comitê do Setor Elétrico
PAINEL 1 Flexibilidade no sistema elétrico brasileiro: a visão do planejamento da expansão Introdução

4 Vetores portadores de futuro
[ não exaustivo ] Alteração do perfil socioeconômico da população Difusão da informação e do conhecimento Inovação e novas tecnologias Aumento e melhor distribuição da renda e acumulação de capital Condicionamento da oferta de energia a crescentes exigências ambientais

5 Difusão da informação e do conhecimento
Vetores portadores de futuro Difusão da informação e do conhecimento Escritórios virtuais Crescimento concentrado nas cidades pequenas e médias Maior demanda para deslocamento entre cidades Mudanças climáticas

6 Inovação e novas tecnologias
Vetores portadores de futuro Inovação e novas tecnologias Sistemas automatizados avançados (residências e serviços) Equipamentos inteligentes Controle centralizado – multimídia Maior poder de gestão do consumidor (geração e armazenamento de energia)

7 Impactos possíveis no sistema elétrico
[ não exaustivo ] Consumo de energia (crescimento maior na baixa tensão) Eficiência energética Qualidade do serviço (exigência do consumidor) Integração de serviços Geração distribuída Energias renováveis

8 Perspectivas de evolução das energias renováveis no Brasil
Comitê do Setor Elétrico PAINEL 1 Flexibilidade no sistema elétrico brasileiro: a visão do planejamento da expansão Perspectivas de evolução das energias renováveis no Brasil

9 A PROPORÇÂO DE RENOVÁVEIS NA MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA É ELEVADA
Oferta interna de energia (2016)  288,3 Mtep biomassa da cana hidráulica¹ lenha e carvão vegetal lixívia e outras renováveis 17,5% 12,6% 8,0% 5,4% Participação de renováveis no mundo 13% (2015) ¹ Inclui importação de eletricidade oriunda de fonte hidráulica NÃO RENOVÁVEIS  56,5% petróleo e derivados gás natural carvão mineral urânio 36,5% 12,3% 5,5% 1,5% Fonte: EPE, BEN 2017

10 Matriz energética brasileira | consumo final, 2016
Renováveis 58% indústria Renováveis 20% transportes Renováveis 64% residências Fonte: EPE, BEN 2017

11 Geração total no Brasil (2016)  619,7 TWh
A PROPORÇÃO DE RENOVÁVEIS NA MATRIZ ELÉTRICA BRASILEIRA É AINDA MAIS ALTA Geração total no Brasil (2016)  619,7 TWh RENOVÁVEIS  81,7% hidráulica¹ biomassa2 eólica Participação de renováveis no mundo 22,5% (2015) 68,1% 8,2% 5,4% ¹ Inclui importação de eletricidade oriunda de fonte hidráulica 2 Inclui bagaço de cana, lenha, lixívia e outras recuperações NÃO RENOVÁVEIS  18,3% gás natural derivados do petróleo carvão mineral urânio 9,1% 3,7% 2,9% 2,6% Fonte: EPE, BEN 2017

12 Perspectivas renováveis
EÓLICA Vasto potencial no país Competitividade comprovada Potência instalada em 2020: > 18 GW (≈ 10 GW em 2016) SOLAR Vasto potencial no país Custos decrescentes (CAPEX) Expansão contratada nos últimos leilões > MWp BIOMASSA Expansão da biomassa da cana função do crescimento da produção do setor sucroalcooleiro Potencial para triplicar a geração elétrica entregue à rede com aumento da produtividade e da oferta de biomassa Competição com a produção de etanol de 2ª geração Potencial de expansão de outras biomassas (madeira, resíduos etc.)

13 A proporção de renováveis no Brasil deve se manter elevada
Evolução da capacidade instalada no SIN dez/2016 2026 148,4 GW 200,3 GW 1,3% 1,7% Renováveis 84,6% Renováveis 86,7% 14,1% 11,6% 19,4% 55,2% 31,5% 65,2% Fonte: EPE (PDE 2026) Obs.: Hidro inclui importação (Itaipu) Ouras renováveis: eólica, solar, biomassa e PCH 13

14 E ainda a geração distribuída (PV) deve se expandir
Em 2025: cerca de 150 mil residências Em 2050: mais de 5 milhões de residências 78 GW Fonte: EPE

15 Projeção da geração distribuída
Há também grande potencial nos setores comercial e industrial Questões chave: Modelo de negócio Reconhecimento de serviços ancilares (regulação) Liberalização da comercialização Levantamento das restrições regulatórias Estrutura tarifária (o consumidor responde)

16 O sistema elétrico brasileiro já convive hoje com GD!
Evolução da curva de carga diária no Sistema Interligado Nacional (SIN) Fonte: EPE/GIZ, NT 01/2015

17 Características das fontes renováveis não controláveis
Comitê do Setor Elétrico PAINEL 1 Flexibilidade no sistema elétrico brasileiro: a visão do planejamento da expansão Características das fontes renováveis não controláveis

18 FONTES RENOVÁVEIS Curva anual da geração esperada (média = 100%)
Variação anual da geração solar é menor do que a da geração eólica e do que a geração hidráulica Produzido a partir de PVWatts (NREL)

19 Operação parque eólico Região Nordeste
Permanência de geração SET/2017: potência total ≈ MW 20% de chance de geração ≥ MW (71%) 20% de chance de geração ≤ MW (65%) FEV/2018: potência total ≈ MW 20% de chance de geração ≥ MW (31%) 20% de chance de geração ≤ MW (22%)b Fonte: IPDO/ONS

20 Operação parque eólico Região Nordeste
Geração em meses selecionados Valores médios diários (MWmédios) SET/2017 FEV/2018 Máximo 6.413 75% 3.639 39% Dia 14 Dia 16 Mínimo 4.610 54% 743 8% Dia 06 Dia 23 Média 5.715 67% 2.420 26% DIFERENÇA: MW Fonte: IPDO/ONS

21 Operação parque eólico Região Nordeste
Diferença entre a geração média entre dois dias consecutivos Fev/2018 | Maior valor: MW (14% da pot. inst.) Chance de 25% da diferença ≥ 800 MW Set/2017 | Maior valor: 909 MW (11% pot. inst.) Chance de 25% da diferença ≥ 480 MW

22 Características das fontes renováveis
Simulação da operação de um parque eólico na região Nordeste Fonte: Sistema AMA/EPE

23 Operação parque eólico Região Nordeste
(c MW instalados) Dia de MENOR geração média em fevereiro/2018: dia 23 Geração MÁXIMA de MW (12%) Geração MÍNIMA de 437 MW (4,6%) DIFERENÇA: 701 MW Fonte: IPDO/ONS

24 Operação parque eólico Região Nordeste
(c MW instalados) Dia de MAIOR geração média em setembro/2017: dia 14 Geração MÁXIMA de MW (79%) Geração MÍNIMA de MW (71%) Fonte: IPDO/ONS DIFERENÇA: 677 MW

25 Características das fontes renováveis
Geração solar em um dia típico (planta única e média de várias plantas em um mesmo sítio)

26 Geração solar fotovoltaica
Elaboração: EPE, com dados de usinas europeias Há dias ensolarados no inverno ... ... E dias ensolarados no verão! E há dias nublados! Em comum, variações de potência superiores a 30% da pot. inst. em intervalo de 1 min. e superiores a 40% em 10 min.!

27 O “fading” da geração fotovoltaica ...
Efeito sobre a curva de carga diária na Califórnia Fonte: CAISO – California Independent System Operator No pôr-do-sol ocorre rápido aumento da carga. Essa diferença deve ser suprida por fontes despacháveis.

28 Comitê do Setor Elétrico
PAINEL 1 Flexibilidade no sistema elétrico brasileiro: a visão do planejamento da expansão Desafios e soluções

29 Desafios a serem enfrentados
A participação crescente das fontes renováveis não controláveis (eólica, solar fotovoltaica, hidráulicas a fio d’água, geração distribuída) coloca os seguintes desafios, entre outros: Speed of power change (ramp up/ramp down) Power variability (consumo de combustível) No power control (confiabilidade) Intermittency (reservas secundária e de prontidão) e ainda: Small inertia (estabilidade de frequência/ângulo) No short-circuit power (estabilidade de tensão) Germany’s push toward renewable energy is causing so many drops and surges from wind and solar power that more utilities than ever are receiving money from the grids to help stabilize the country’s electricity network Bloomberg News, Jul 30, 2014

30 Desafios a serem enfrentados
Novo serviço demandado: “energy storage” “Market drivers” são: segurança energética; expansão de smart grid; crescimento das fontes renováveis e da geração distribuída e políticas governamentais (incentivos e regulação) Segundo a Coppers Development Association Inc., nos próximos anos até 300 GW serão instalados com este fim, significando investimentos entre US$ bilhões. No Brasil, o PDE 2026 indica a necessidade de instalação nos próximos 10 anos de até 12 GW com este fim.

31 Desafios a serem enfrentados
Opções disponíveis: hidrelétricas reversíveis geradores/motores de partida rápida baterias flywheel CSP (concentrated solar power) Imagens capturadas na internet

32 Muito obrigado! Amilcar Guerreiro
Diretor de Estudos de Energia Elétrica Telefone: (21) Avenida Rio Branco, o andar Centro - Rio de Janeiro Twitter: @EPE_Brasil Facebook: EPE.Brasil