2013_DaviRabeloVianaLeite

i

UNIVERSIDADE DE BRASLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA

MEDIDORES ELETRNICOS: ANLISE DE VIABILIDADE

ECONMICA NO CONTEXTO DAS REDES

INTELIGENTES

DAVI RABELO VIANA LEITE

ORIENTADOR: MARCO AURLIO GONALVES DE OLIVEIRA

DISSERTAO DE MESTRADO EM ENGENHARIA ELTRICA

PUBLICAO: PPGENE.DM - 518/2013

BRASLIA/DF: Maro 2013

ii

UNIVERSIDADE DE BRASLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA

MEDIDORES ELETRNICOS: UMA ANLISE DA VIABILIDADE

ECONMICA NO CONTEXTO DAS REDES INTELIGENTES

DAVI RABELO VIANA LEITE

DISSERTAO DE MESTRADO SUBMETIDA AO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA DA FACULDADE

DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE BRASLIA, COMO

PARTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO

GRAU DE MESTRE

APROVADA POR:

___________________________________________________

Prof. Marco Aurlio Gonalves de Oliveira (ENE/UnB)

(Orientador)

___________________________________________________

Prof. Ivan Marques de Toledo Camargo (ENE/UnB)

(Examinador Interno)

___________________________________________________

Carlos Alberto Calixto Mattar (ANEEL)

(Examinador Externo)

Braslia, 1 de maro de 2013.

iii

FICHA CATALOGRFICA

LEITE, DAVI RABELO VIANA

Medidores Eletrnicos: Anlise De Viabilidade Econmica No Contexto Das Redes

Inteligentes [Distrito Federal] 2013.

xi, 81p., 210 x 297 mm (ENE/FT/UnB, Mestre, Dissertao de Mestrado Universidade de

Braslia. Faculdade de Tecnologia.

Departamento de Engenharia Eltrica

1.Redes inteligentes 2.Medio eletrnica

3.Tarifao horria 4.Regulao

I. ENE/FT/UnB II. Ttulo (srie)

REFERNCIA BIBLIOGRFICA

LEITE, Davi R. V. (2013). Medidores Eletrnicos: Anlise De Viabilidade Econmica No

Contexto Das Redes Inteligentes. Dissertao de Mestrado em Engenharia Eltrica,

Publicao PPGENE.DM-518/2013, Departamento de Engenharia Eltrica, Universidade

de Braslia, Braslia, DF, 81p.

CESSO DE DIREITOS

AUTOR: Davi Rabelo Viana Leite.

TTULO: Medidores Eletrnicos: Anlise De Viabilidade Econmica No Contexto Das

Redes Inteligentes.

GRAU: Mestre ANO: 2013

concedida Universidade de Braslia permisso para reproduzir cpias desta dissertao

de mestrado e para emprestar ou vender tais cpias somente para propsitos acadmicos e

cientficos. O autor reserva outros direitos de publicao e nenhuma parte dessa dissertao

de mestrado pode ser reproduzida sem autorizao por escrito do autor.

____________________________

Davi Rabelo Viana Leite

Campus Universitrio Darcy Ribeiro

70910-900 Braslia DF Brasil.

iv

AGRADECIMENTOS

Agradeo a Deus pela sade que me permite estudar e trabalhar.

minha esposa Rachel Alcntara pela compreenso durante minha ausncia, pelo amor e

carinho de todos os momentos.

Aos meus pais Selma e Viana pelos valiosos ensinamentos de toda a vida.

Aos amigos da SRD pelas sugestes e apoio sem o qual este trabalho no seria possvel.

v

RESUMO

Medidores Eletrnicos: Anlise De Viabilidade Econmica No Contexto Das Redes

Inteligentes

Autor: Davi Rabelo Viana Leite

Orientador: Marco Aurlio Gonalves de Oliveira

Programa de Ps-graduao em Engenharia Eltrica

Braslia, maro de 2013

Para a implantao de redes inteligentes deve haver, primeiramente, a substituio dos

medidores atualmente instalados por equipamentos dotados de funcionalidades adicionais.

No Brasil, esse passo inicial foi dado em decorrncia da aplicao de tarifao horria

(chamada de tarifa branca) para consumidores em baixa tenso.

No entanto, apesar de ser estratgico para a disseminao das redes inteligentes no pas, h

dvidas sobre a viabilidade econmica de substituir medidores. Nesse sentido, este

trabalho avalia se o primeiro passo para implantao de redes inteligentes no Brasil a troca de medidores vivel.

Para isso, consideram-se trs cenrios: substituir os medidores de todos os usurios em

baixa tenso, trocar apenas dos que optarem pela nova modalidade tarifria ou no ofertar

a tarifa branca. Para cada cenrio, calculado o quanto a demanda deve ser diminuda para

que a troca de medidores seja minimamente vivel. Posteriormente, feita uma avaliao

se a reduo calculada possvel de ser alcanada.

Considerando que o Brasil um pas grande e diverso, escolheu-se 10 distribuidoras (CEB,

Celesc, Celpa, Celtins, Coelce, Copel, Elektro, Eletropaulo, EMG e Sulgipe) e, com base

nos clculos realizados, eleito o melhor cenrio para cada uma delas. Baseado no

resultado individual de cada empresa, escolhido o melhor cenrio para o pas.

Para os clculos, so reunidas diversas informaes acerca das distribuidoras escolhidas e

so realizadas estimativas. Como essas estimativas so expectativas de valores futuros, ao

final do trabalho realiza-se uma anlise de sensibilidade.

vi

ABSTRACT

Electronic Meters: Economic Feasibility In The Context Of The Smart Grids

Author: Davi Rabelo Viana Leite

Supervisor: Marco Aurlio Gonalves de Oliveira

Programa de Ps-graduao em Engenharia Eltrica

Braslia, March of 2013

To deploy smart grids, firstly it is necessary to change the electricity meters currently

installed for ones with additional features. In Brazil, this first step was given due the

application of time of use tariffs (named white tariff) on low voltage consumers.

However, despite being strategic to roll out smart grid on the country, there are doubts

about the economic viability of this exchange of meters. Thus, this study evaluates if the

first step to roll out smart grids in Brazil the exchange of meters is feasible.

In this sense, three scenarios are considered: replace all meters on low voltage level,

change only the meters of who opt for the TOU tariff, or do not offer the white tariff. For

each scenario, it is calculated how much the demand should be reduced to pay the

exchange of the meters. Subsequently, an assessment is made whether the calculated

reduction can be achieved.

Considering that Brazil is a large and diverse country, 10 utilities were selected (CEB,

Celesc, Celpa, Celtins, Coelce, Copel, Elektro, Eletropaulo, EMG and Sulgipe) and, based

on the appraisal carried, the best scenario is chosen for each company. Based on the

outcome of each individual utility, the best scenario is chosen for the whole country.

For this appraisal, much information about the utilities was collected and held various

estimates. As these estimates are expectations of future values, in the end of the study a

sensitive analysis is carried out to inform how accurate these estimates should be.

vii

SUMRIO

1 INTRODUO ........................................................................................................... 1

2 REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................... 3

2.1 CONSIDERAES INICIAIS .............................................................................. 3

2.2 REDES INTELIGENTES ....................................................................................... 3

2.2.1 Conceito ........................................................................................................... 3

2.2.2 Redes Inteligentes no mundo ........................................................................... 5

2.2.3 Redes Inteligentes no Brasil ............................................................................ 8

2.3 TARIFAO HORRIA .................................................................................... 12

2.4 TARIFA BRANCA .............................................................................................. 15

2.5 CONSIDERAES FINAIS ............................................................................... 17

3 MATERIAL E MTODOS ...................................................................................... 18

3.1 CONSIDERAES INICIAIS ............................................................................ 18

3.2 METODOLOGIA DE CLCULO ....................................................................... 21

3.3 DISTRIBUIDORAS ESCOLHIDAS ................................................................... 25

3.4 CENRIOS DE ESTUDO ................................................................................... 28

3.5 ESTIMAO DAS VARIVEIS ........................................................................ 31

3.5.1 Custo de instalao do medidor ..................................................................... 32

3.5.2 Custo adicional da atividade de leitura .......................................................... 36

3.5.3 Benefcio da reduo de consumo aps a instalao do medidor.................. 38

3.5.4 Custo da Expanso do Sistema ...................................................................... 41

3.6 REDUO ACEITVEL DA DEMANDA DE PONTA ................................... 47

4 RESULTADOS E DISCUSSO .............................................................................. 51

4.1 CONSIDERAES INICIAIS ............................................................................ 51

4.2 DEMANDA A SER REDUZIDA EM CADA DISTRIBUIDORA ..................... 51

4.3 O MELHOR CENRIO EM CADA DISTRIBUIDORA ................................... 53

4.4 O MELHOR CENRIO PARA O BRASIL ........................................................ 54

4.5 ANLISE DE SENSIBILIDADE ........................................................................ 58

4.5.1 Quantidade de consumidores dispostos a aderir tarifa branca .................... 60

4.5.2 Custo do medidor .......................................................................................... 61

4.5.3 Custo adicional de leitura .............................................................................. 61

4.5.4 Reduo de consumo ..................................................................................... 62

4.5.5 Taxa de desconto ........................................................................................... 62

4.6 CONSIDERAES FINAIS ............................................................................... 62

viii

5 CONCLUSES E RECOMENDAES ............................................................... 64

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................ 67

APNDICE A CURVAS DE CARGA: ........................................................................ 73

APNDICE B FLUXOS DE CARGA: ......................................................................... 77

ix

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 Quantidade de consumidores nas distribuidoras escolhidas (2011). ............. 28 Tabela 3.2 Percentual estimado de adeso tarifa branca ............................................... 30 Tabela 3.3 Preo de compra de medidores eletrnicos em licitaes pblicas. ............... 33 Tabela 3.4 Valor presente do gasto com instalao de medidores. .................................. 35 Tabela 3.5 Valor presente do gasto adicional com leitura. ............................................... 38 Tabela 3.6 Consumo anual mdio dos consumidores submetidos tarifa branca. .......... 39 Tabela 3.7 Custo mdio de compra da energia para as distribuidoras. ............................ 40 Tabela 3.8 Valor presente do benefcio associado reduo de consumo. ...................... 41 Tabela 3.9 Custo Mdio da Coelce. (Aneel, 2012l) ......................................................... 44 Tabela 3.10 Custo Mdio da CEB .................................................................................... 45 Tabela 3.11 Custo Mdio da Celpa. ................................................................................. 45 Tabela 3.12 Custo Mdio da Copel. .................................................................................. 45 Tabela 3.13 Custo Mdio da Eletropaulo. ........................................................................ 45 Tabela 3.14 Custo Mdio da Celesc ................................................................................. 45 Tabela 3.15 Custo Mdio da Celtins ................................................................................ 45 Tabela 3.16 Custo Mdio da Elektro. ............................................................................... 45 Tabela 3.17 Custo Mdio EMG ........................................................................................ 45 Tabela 3.18 Custo Mdio Sulgipe .................................................................................... 46 Tabela 3.19 Custo de expanso da baixa tenso. .............................................................. 46 Tabela 3.20 Resultados observados/estimados em estudos de aplicao de tarifa horria. ............................................................................................................................................. 47

Tabela 3.21 Percentual aceitvel de reduo de demanda de ponta. ................................ 48 Tabela 4.1 Demanda que deve ser reduzida para viabilizar os cenrios. ......................... 51 Tabela 4.2 Percentual de reduo aceitvel nas distribuidoras estudadas. ....................... 53 Tabela 4.3 Escolha do melhor cenrio para cada distribuidora ........................................ 54 Tabela 4.4 Comparao entre os cenrios nas distribuidoras estudadas. ......................... 55 Tabela 4.5 Comparao entre os cenrios para o Brasil. .................................................. 56 Tabela 4.6 Anlise de sensibilidade ................................................................................. 60

x

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Mapa com as implantaes de rede inteligente no mundo. (Google, 2012) ..... 7 Figura 2.2 Comparao entre a modalidade tarifria convencional e a tarifa branca. (Aneel, 2011a) ..................................................................................................................... 16 Figura 3.1 Sistema de distribuio hipottico. ................................................................. 22 Figura 3.2 Comparao da evoluo da carga com e sem a tarifa branca para o sistema hipottico. ............................................................................................................................ 23 Figura 3.3 Comparao da expanso anual com e sem a tarifa branca para o sistema hipottico. ............................................................................................................................ 23 Figura 3.4 Fluxo de caixa para instalao de medidores (Coelce). .................................. 35 Figura 3.5 Fluxo de caixa para o gasto adicional com leitura (Coelce). .......................... 37 Figura 3.6 Fluxo de caixa associado reduo de consumo (Coelce). ............................ 41 Figura 3.7 Fluxo de potncia na Coelce durante a carga mxima. (Reviso Tarifria/TUSD 2011 - Estrutura Vertical Coelce, 2010) ................................................... 43 Figura 3.8 Fluxo de potncia exigido de 1 MW adicional na baixa tenso da Coelce. .... 44 Figura 3.9 Curva de carga dos subgrupos B1, B2 e B3 da Coelce. (Reviso Tarifria/TUSD 2011 - Estrutura Vertical Coelce, 2010) ................................................... 50 Figura 3.10 Curva de carga dos subgrupos B1, B2 e B3 da Elektro. (Reviso Tarifria 2011 - Estrutura Vertical - Elektro, 2011) ........................................................................... 50

Figura 4.1 Fluxo de caixa que viabiliza o Cenrio Integral da Coelce. ............................ 52 Figura 4.2 Fluxo de caixa que viabiliza o Cenrio Optantes da Coelce. .......................... 52 Figura A.1 Curva de carga da CEB. ................................................................................. 73 Figura A.2 Curva de carga da Celesc. .............................................................................. 73 Figura A.3 Curva de carga da Celpa................................................................................. 74 Figura A.4 Curva de carga da Celtins............................................................................... 74 Figura A.5 Curva de carga da Copel. ............................................................................... 75 Figura A.6 Curva de carga da Eletropaulo ....................................................................... 75 Figura A.7 Curva de carga da EMG. ................................................................................ 76 Figura A.8 Curva de carga da Sulgipe .............................................................................. 76 Figura B.1 Fluxo de carga da CEB. .................................................................................. 77 Figura B.2 Fluxo de carga da Celesc. ............................................................................... 77 Figura B.3 Fluxo de carga da Celpa. ................................................................................ 78 Figura B.4 Fluxo de carga da Celtins. .............................................................................. 78 Figura B.5 Fluxo de carga da Coelce. .............................................................................. 79 Figura B.6 Fluxo de carga da Copel. ................................................................................ 79 Figura B.7 Fluxo de carga da Elektro. .............................................................................. 80 Figura B.8 Fluxo de carga da Eletropaulo. ....................................................................... 80 Figura B.9 Fluxo de carga da EMG. ................................................................................. 81 Figura B.10 Fluxo de carga da Sulgipe. ........................................................................... 81

xi

LISTA DE ABREVIAES

A1 - Nvel de tenso at 230 kV

A2 - Nvel de tenso 88 kV

A3 - Nvel de tenso 69 kV

A3a - Nvel de tenso de 25 a 44 kV

A4 - Nvel de tenso at 15 kV

ABRADEE - Associao Brasileira de Distribuidoras de Energia Eltrica

AMPLA - Ampla Energia e Servios S.A.

ANEEL - Agncia Nacional de Energia Eltrica

B1 - Classe de consumo Residencial do nvel Baixa Tenso

B1 No Baixa Renda - Classe B1 excluindo a subclasse Baixa Renda

B2 - Classe de consumo Rural do nvel Baixa Tenso

B3 - Classe de consumo Demais Classes do nvel Baixa Tenso

BT - Nvel de tenso Baixa Tenso, at 1 kV

CEB - Companhia Energtica de Braslia

Celesc - Centrais Eltricas de Santa Catarina

Celpa - Centrais Eltricas do Par

Celtins - Companhia de Energia Eltrica do estado do Tocantins

Cemat - Centrais Eltricas Matogrossenses S.A.

Cemig - Cemig Distribuio S.A.

Coelce - Companhia de Eletricidade do Estado do Cear

consumidores-tipo - Usurios de um mesmo subgrupo tarifrio com a mesma

tipologia de curva de carga

Copel - Companhia Paranaense de Energia

CPFL - Companhia Paulista de Fora e Luz

Elektro - Elektro Eletricidade e Servios S.A.

Eletropaulo - AES Eletropaulo

EMG - Energisa Minas Gerais

Enersul - Empresa Energtica de Mato Grosso do Sul S.A.

INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

IPCA - ndice de Preos ao Consumidor Amplo

MME - Ministrio de Minas e Energia

PPH - Pesquisa de Posses e Hbitos

Sulgipe - Companhia Sul Sergipana de Eletricidade

VP(Consumo) - Valor Presente associado reduo do consumo

VP(Inst. medidor) - Valor Presente do gasto referente instalao de medidores

VP(Leitura) - Valor Presente associado ao custo adicional da leitura de

medidores

WACC - Weighted Average Cost of Capital Custo Mdio Ponderado do Capital

1

1 INTRODUO

Embora a informtica tenha se tornada corriqueira em carros, prdios e telefones, ainda

no a nos sistemas de distribuio de energia eltrica. Apesar de os sistemas de

automao existirem a muito tempo, somente nos ltimos anos se passou a discutir

necessidade de captar e processar informaes em tempo real e de automatizar a tomada de

deciso na distribuio de eletricidade.

No se trata de um atraso ou uma defasagem do setor eltrico, mas essa aparente demora se

d pelo fato de os sistemas de distribuio funcionarem muito bem no mundo analgico.

No entanto, a popularizao de certas tecnologias (gerao distribuda e carros eltricos,

por exemplo) aliada aos novos anseios da sociedade (um mundo mais sustentvel e sem

desperdcios e uma tarifa mais mdica) trazem desafios que exigem a revoluo dos

sistemas de energia eltrica. O resultado que, em poucas dcadas, a rede no poder ser

operada da mesma forma que se faz atualmente.

Essa mudana no acontecer em um futuro distante, mas j realidade e vem ocorrendo.

Em breve, ser evidente e se tornar rotina. A nova rede que est surgindo chamada de

rede inteligente (ou smart grid, em ingls) pela capacidade de processar dados em tempo

real e ajudar os operadores a tomar decises. Como toda mudana tecnolgica em

andamento, a disseminao dessas redes inteligentes requer grandes investimentos,

levantando discusses sobre a sua viabilidade econmica e a melhor forma de implant-la.

Em todo o mundo, h diversas iniciativas de estudo e disseminao de redes inteligentes.

Muitos pases j consideram o assunto estratgico e os governos nacionais vm atuando de

forma a dirimir os obstculos para sua completa implantao.

No Brasil, as iniciativas prticas ainda so tmidas, limitando-se a diversos projetos pilotos.

No obstante, o arcabouo regulatrio vem sendo preparado para receber a nova tecnologia

no sistema de distribuio. Uma das alteraes regulatrias recentes trata da possibilidade

de o consumidor em baixa tenso optar pela tarifao horria. A mudana o primeiro

passo para a disseminao das redes inteligentes no Brasil, no pela aplicao da tarifa

horria em si, mas por implicar na modernizao dos sistemas de medio e exigir

profundas mudanas no tratamento de informaes provenientes das unidades

consumidoras.

2

Nesse sentido, este trabalho procura avaliar se a troca de medidores motivada pela

aplicao da tarifao horria vivel. Mais que analisar se a tarifa branca se paga, busca-

se avaliar se a substituio de medidores vivel como um primeiro passo do objetivo

estratgico de disseminar as redes inteligentes.

Para faz-lo, foram eleitas 10 distribuidoras para avaliar que alteraes nos hbitos de

consumo seriam necessrias para viabilizar a troca de parte ou de todos os medidores. Com

base no melhor cenrio para cada empresa, escolhido o melhor para todo o pas:

substituir todos os medidores, trocar apenas dos que solicitarem a tarifa branca, ou no

ofertar a tarifao horria.

3

2 REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 CONSIDERAES INICIAIS

Antes de adentrar em estimativas e clculos de custos e benefcios advindos com a troca de

medidores, preciso entender como essa substituio est relacionada com as redes

inteligentes, cuja conceituao bastante ampla e, de certo modo, abstrata. No intuito de

desmistificar o que uma rede eltrica inteligente, o presente Captulo rene definies de

diversos autores, assim como resume as principais experincias de implantao da

tecnologia no mundo e no Brasil.

Ao dar um entendimento mais concreto sobre redes inteligentes, destacando os seus

possveis benefcios, este trabalho foca na aplicao de tarifao horria para consumidores

em baixa tenso. Nessa linha, realiza uma descrio de como benfico induzir os usurios

a utilizar a rede de forma mais racional. Por fim, descreve a recm criada tarifa branca a

ser aplicada em consumidores de baixa tenso no Brasil.

2.2 REDES INTELIGENTES

2.2.1 Conceito

A expresso smart grid foi utilizada pela primeira vez em 2005, por um artigo publicado

na revista IEEE P&E Magazine por Massoud Amin e Bruce F. Wollenberg. (Ministrio de

Minas e Energia, 2012) Conceitualmente, o governo americano define que a smart grid

no uma coisa, mas uma viso a ser alcanada, na qual as redes eltricas devem ser

construdas de forma a, alm de suprir o usurio com eletricidade, abordar diversas outras

perspectivas (social, ambiental, poltica, econmica, etc.). De forma mais concreta,

descreve as redes inteligentes como aquelas que permitem participao mais ativa dos

consumidores no mercado de eletricidade, acomodam sistemas de gerao e

armazenamento distribudos, permitem a prestao de novos servios, melhoram a

qualidade, aperfeioam a gesto dos ativos, permitem a recuperao automtica da rede

(self-healing, ou autocura), e, ainda, so mais resistentes a ataques cibernticos ou a

desastres naturais. (US Department of Energy, 2009)

A principal lio dessa definio a de que uma rede passa a ser inteligente quando

constituda de modo a melhorar a prestao dos servios de eletricidade com foco na

soluo de demandas sociais, polticas, econmicas, extrapolando o prprio setor eltrico.

4

Portanto, as redes inteligentes reafirmam a importncia dos servios de eletricidade para a

sociedade. Obviamente, no necessrio que as caractersticas listadas pelo governo

americano estejam concomitantemente reunidas para se classificar uma rede como

inteligente.

Qualquer sistema torna-se inteligente atravs do sensoriamento, comunicao, aplicao de

inteligncia artificial e do controle com base nos dados obtidos, ajustando-se

continuamente. Em um sistema eltrico, isso permite inmeras funes que aperfeioam o

uso dos recursos de gerao, armazenamento, transmisso e distribuio de energia

eltrica, aumentam a confiabilidade e o gerenciamento dos ativos, alm de mitigar

impactos ambientais e reduzir custos operacionais. (Gellings, 2009)

Convm ressaltar que no se trata de mera automao das redes de eletricidade ou da

simples substituio de medidores por equipamentos com diversas funcionalidades. mais

do que isso, pois, caso contrrio, informaes importantes, tais como a verificao da

qualidade da energia e a localizao de falhas em tempo real, no chegariam aos sistemas

de operao, e, consequentemente, nenhuma ao adicional poderia ser tomada. Ou seja,

deve haver uma coordenao sistmica para concentrar e coordenar funcionalidades

pulverizadas em diferentes reas e sistemas da distribuidora, de modo a potencializar os

benefcios e alcanar uma rede verdadeiramente inteligente. (Toledo, Gouva, & Riella,

2012)

Em um relatrio holands, as smart grids so definidas como uma infraestrutura em que a

energia eltrica gerada e distribuda de forma mais eficiente, segura e sustentvel. O

conceito integra solues de telecomunicaes, tecnologias e prticas inovadoras, alm de

produtos e servios de toda a cadeia de suprimentos desde a gerao, transmisso,

distribuio, at os equipamentos domsticos que utilizam energia eltrica. (Gerwen,

Koenis, Schrijne, & Widdershoven, 2010)

Outra definio interessante foi dada em um estudo encomendado pelo governo da

Hungria, que conceitua rede inteligente como aquela capaz de integrar de modo eficiente

os hbitos e aes de todos os usurios do sistema eltrico para aliar eficincia energtica,

sustentabilidade, baixo nvel de perdas e segurana. O documento complementa afirmando

que a implantao das smart grids no deve considerar apenas aspectos referentes

tecnologia, mercado, regulao e padronizao, mas deve estar aliado tambm s polticas

governamentais. (Hungarian Energy Office, 2010)

5

Para outro autor, o termo smart grid referencia-se ao sistema de distribuio o qual permite

que informaes fluam a partir do medidor em dois sentidos: tanto para a distribuidora

quanto para os eletrodomsticos e o termostato dentro das residncias. O aumento nas

informaes acessveis aos operadores da rede viabiliza a melhora no planejamento e na

operao durante os horrios de ponta. O autor avalia que so necessrias mudanas no

arcabouo regulatrio e evoluo tecnolgica para que o uso das redes inteligentes seja

ilimitado. (Abel, 2008)

Como possvel depreender das definies acima, a conceituao da tecnologia no

objetiva. Essa ampla conceituao decorre da evoluo e da popularizao do tema em

diversos pases, fazendo surgir diferentes vises sobre a tecnologia. Logo, no h viso

certa ou errada, e a rede dada como inteligente se suprir necessidades especficas. Como

as demandas variam se um pas para o outro, o conceito das smart grids tambm difere.

No Brasil, o Grupo de Trabalho do Ministrio de Minas e Energia foi criado com a

finalidade de estudar o tema no Brasil. Esse grupo define que cinco funcionalidades devem

estar presentes para se caracterize uma rede como inteligente: mensurar grandezas;

transmitir os dados medidos (telecomunicaes); processar as informaes recebidas

(informtica); tomar decises de forma automtica, ou ajudar o operador na tomada de

decises (informtica); e atuar de forma remota na rede (telecomunicaes). (Ministrio de

Minas e Energia, 2012)

Nesse sentido, basicamente, as redes inteligentes pressupem implantao prvia de

medidores mais modernos e incorporao de tecnologias de informtica e solues de

telecomunicaes s tradicionais redes de distribuio de energia eltrica.

2.2.2 Redes Inteligentes no mundo

2.2.2.1 Estados Unidos

Ao redor do mundo, diversas iniciativas ressaltam a importncia das redes inteligentes.

Nos Estados Unidos, um livro temtico do Department of Energy DoE, voltado para

conscientizao dos consumidores, ressalta que as smart grids ajudaro a levar o consumo

de energia eltrica ao sculo 21, utilizando megabytes para suprir megawatts de forma mais

eficiente, confivel e acessvel. (US Department of Energy, 2010)

No pas, apesar de a regulao da eletricidade ser de competncia estadual, o governo

federal entendeu que a implantao de redes inteligentes estratgica e lanou em 2009

6

um pacote de US$ 3,4 bilhes para modernizar a rede eltrica do pas. Os recursos fazem

parte do programa de recuperao econmica do pas e tem o intuito de melhorar a

confiabilidade do fornecimento e gerar dezenas de milhares de empregos. (Jornal da

Energia, 2009)

Segundo anlise do Electric Power Research, a previso que o programa reduza o

consumo dos EUA em at 4% at o ano de 2030, representando uma economia de US$

20,4 bilhes para empresas e consumidores. (Jornal da Energia, 2009)

A implantao de redes inteligentes nos Estados Unidos faz-se necessria pelo fato do

sistema eltrico no estar preparado para as novas formas de consumo. Alm do desafio de

interligar o sistema de transmisso do pas, a instalao de grandes plantas de gerao a

partir de fontes renovveis principalmente solar e elica , os blecautes e o

envelhecimento dos ativos exigem expanso do sistema de transmisso e uso de novas

tecnologias. (Gellings, 2009)

Alm da iniciativa federal, alguns estados americanos vm se destacando na implantao

de redes inteligentes, em especial o Texas e a Califrnia.

2.2.2.2 Europa

A Europa onde a implantao de redes inteligentes encontra-se mais avanada. Desde

2005, o uso da tecnologia est previsto em algumas Diretivas Europeias emitidas pelo

Parlamento Europeu, com fora de legislao supranacional.

De um modo geral, os pases europeus apresentam um alto nvel de consumo energtico.

Tendo em vista a dependncia de importao de recursos energticos em especial

petrleo e gs natural , os apelos por sustentabilidade ambiental e a averso social s

usinas nucleares, os governos vm considerando formas de reduzir o consumo energtico

no continente.

No entanto, o alto custo da mo de obra impe que os consumidores de energia eltrica

sejam lidos poucas vezes ao longo do ano, dificultando a implantao de programas de

eficincia energtica. Para contornar o problema, em 2006, a Diretiva Europeia EU-

2006/32/CE estabeleceu que os medidores devem refletir o consumo real de energia

eltrica e dar informaes sobre o perodo real de utilizao. (Lamin, 2009)

7

Nesse cenrio, as redes inteligentes vm sendo utilizadas como ferramenta para alcanar as

metas do Plano 20-20-20 europeu. O pacote, aprovado no final de 2008, prope

ambiciosas metas no campo climtico e energtico at 2020: reduo de 20% da emisso

dos gases de efeito estufa, em relao aos nveis de 1990; aumento para 20% da

participao de fontes renovveis na matriz energtica; e aumento em 20% da eficincia

energtica. (Parlamento Europeu, 2011)

Com base nestes marcos, alm da liberalizao do mercado para baixa tenso, diversos

pases j iniciaram a implantao e esto em estado avanado na implantao, com

destaque para a Itlia, que j implantou mais de 30 milhes de medidores inteligentes.

2.2.2.3 Austrlia

Na Austrlia, foi formado um Grupo de Trabalho ministerial para estudar o assunto. Em

um de seus documentos, o grupo limitou-se a definir a medio inteligente (base das smart

grids) como o uso de medidores capazes de medir o uso da eletricidade em pequenos

espaos de tempo, permitindo o controle e leitura das faturas remotamente. O referido

grupo cita que a tecnologia reduz custos de prestao do servio de distribuio de energia

eltrica, melhora o fator de uso das redes e melhora o desempenho da rede. (NERA, 2008)

2.2.2.4 Outros locais no mundo

Na Internet possvel acompanhar a transformao das redes em todo o mundo. O Google

disponibiliza um mapa mostrando as iniciativas de uso de inteligncia em redes de energia

eltrica, gua e gs.

Figura 2.1 Mapa com as implantaes de rede inteligente no mundo. (Google, 2012)

8

Na figura, cada smbolo vermelho indica uma implantao de redes inteligentes no setor

eltrico, enquanto que os azuis representam as iniciativas no setor de distribuio de gua e

os verdes so os de gs. Clicando nos smbolos possvel obter informaes de aplicaes

de medio e rede inteligente em lugares improvveis, tais como Paquisto, Ir, Azerbajo,

Sria (gua), Trinidad e Tobago, Dominica e Jamaica.

2.2.3 Redes Inteligentes no Brasil

No Brasil, o uso da tecnologia ainda incipiente. Apesar de uma pesquisa promovida pela

ANEEL revelar que 8% dos medidores j eram eletrnicos em 2008, os mesmos no eram

dotados de inteligncia adicional. A nova tecnologia est sendo utilizada apenas porque o

custo do equipamento eletrnico tornou-se inferior ao do eletromecnico. (Leite,

Albuquerque, Lamin, & Camargo, 2011) Assim, est havendo uma migrao tecnolgica

na rede eltrica no Brasil, sem que isso represente uma rede mais inteligente.

Com exceo de alguns projetos experimentais e a aplicao em larga escala como

combate ao furto de energia no Rio de Janeiro, detalhados a seguir, pode-se afirmar que a

implantao de redes e medio inteligente ainda est em fase de estudos.

2.2.3.1 Aplicao da AMPLA no combate ao furto e a reao da sociedade

A Ampla Energia e Servios S.A. (Ampla) a distribuidora de energia eltrica responsvel

pela prestao do servio em 66 municpios do estado do Rio de Janeiro. Em 2010, seus

2,32 milhes de consumidores (90% residencial) consumiram 8,2 TWh de energia eltrica

(sendo 67% em baixa tenso), gerando uma receita superior a R$ 2,6 bilhes.

Devido a fatores histricos, condies sociais e urbanizao da rea de concesso, a

empresa enfrenta srios problemas relacionados inadimplncia e, em um nvel mais

grave, o furto de energia eltrica. A dimenso do problema to grande que a ANEEL

reconheceu, na formao da tarifa da distribuidora em 2009, que a energia perdida por

critrios no tcnicos equivalia a 27,13% do mercado em baixa tenso. (Aneel, 2009a)

Em outras palavras, a distribuidora precisa comprar quatro kWh para que trs cheguem a

seus consumidores. Obviamente, o custo do kWh perdido rateado por todos os usurios

da rea de concesso.

Para combater o problema, a distribuidora investiu na blindagem da rede e na implantao

de um sistema avanado de medio nas regies mais problemticas. O sistema consiste

em concentrar vrios medidores no alto do poste (Sistema de Medio Centralizada), com

9

leitura remota em tempo real, balano energtico e capacidade de interromper e

restabelecer remotamente. Em setembro de 2008 havia mais de 300 mil unidades

consumidoras com o sistema implantado. (Ampla, 2008a)

O sistema, comercialmente chamado de Ampla Chip, foi um dos responsveis pela reduo

de 20% do furto de energia na rea de concesso da empresa. Apesar dos prmios e do

destaque internacional, a adoo da medio inteligente pela Ampla tambm rendeu vrios

problemas empresa.

A falta de informao sociedade acerca da nova tecnologia gerou inmeras manifestaes

contrrias implantao do novo modelo de medidor. Os consumidores reclamaram de

aumentos de 300% das faturas de energia em funo da instalao do novo medidor. Por

sua vez, a empresa alegava que o aumento era decorrente da regularizao do sistema de

medio destes usurios.

Em 2007 foi instaurada uma Comisso Parlamentar de Inqurito (CPI) na Assembleia

Legislativa do Rio de Janeiro para investigar as denncias, cujo pice ocorreu quando da

constatao pelo INMETRO1 que, em determinadas condies, o sistema de medio

utilizado pela Ampla poderia apresentar erros superiores ao limite regulamentar. Em

inspeo em 1.305 aparelhos, constatou-se o problema em medidores polifsicos. (G1,

2009)

Apesar de a reduo de perdas ser desejvel, por resultar em reduo tarifria e eficincia

energtica, a falta de informaes provocou repdio da sociedade tecnologia.

Atualmente, aps as correes metrolgicas e disseminao dos efeitos benficos do

sistema, a empresa d continuidade implantao da medio inteligente com foco no

combate s perdas no tcnicas.

Apesar dos erros, o Ampla Chip um caso de sucesso. A revista Exame, da editora Abril,

classificou a iniciativa como uma das dez maiores inovaes brasileiras da ltima

dcada. (Exame, 2008)

Estima-se que a distribuidora passou a faturar cerca de 300 GWh a mais por ano em

decorrncia da implantao da tecnologia. Alm de elevar a arrecadao da empresa, isso

resultou em reduo dos nveis tarifrios uma vez que os consumidores honestos deixam

1 Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia.

10

de ratear o custo deste consumo no faturado, estimado em R$ 30 milhes por ano.2

(Ampla, 2008a)

2.2.3.2 Programa Smart Grid Light

A Light a detentora da concesso do servio de distribuio de energia eltrica em 31

municpios do estado do Rio de Janeiro, inclusive a capital, e responsvel por atender 4

milhes de clientes.

Entendendo que a distribuidora tem um importante papel na definio dos rumos da

tecnologia (padronizao e opes de implementao), a empresa lanou o Programa

Smart Grid Light para dar subsdios prticos na implantao de redes inteligentes no

Brasil, em complemento aos estudos tericos desenvolvidos pela ANEEL e MME na

formao de polticas pblicas. Atualmente, ou em um futuro prximo, a empresa lida com

desafios que exigem o uso de dispositivos mais modernos e automatizados, alm de uma

sinergia dentro da prpria distribuidora. Os principais desafios so: furto de energia,

inadimplncia, gerao distribuda, aumento da demanda por eletricidade e conscientizao

da sociedade acerca de eficincia energtica. (Toledo, Gouva, & Jnior, 2012)

Entretanto, no foram somente os problemas que motivaram a Light a elaborar o programa.

A empresa cita alguns objetivos estratgicos importantes: melhoria do relacionamento com

o cliente; incluso tecnolgica, social, financeira e econmica de seus consumidores;

realizao dos Jogos Olmpicos de 2016 no Rio de Janeiro; promover a sinergia de

programas contra as perdas, inadimplncia, modernizao e automao das redes;

expectativa de formas alternativas de consumo, tais como o carro eltrico; reduo de

gases do efeito estufa; potenciais parcerias com os poderes pblico e privado; dentre

outros. (Toledo, Gouva, & Jnior, 2012)

O programa foi iniciado em 2010, com durao prevista para 3 anos, e dividido em 5

subprojetos: desenvolvimento de uma plataforma de redes eltricas inteligentes, integrando

medio e automao; desenvolvimento de sistemas de gesto de redes subterrneas;

gesto de redes areas; controle da demanda pelo lado do consumo; e o desenvolvimento

de um sistema inteligente de gesto de fontes renovveis, armazenamento distribudo e

veculos eltricos. (Toledo, Gouva, & Jnior, 2012)

2 Considerado que a empresa compra 1 MWh a R$ 100,00.

11

At o momento, o programa j desenvolveu equipamentos de comunicao voltados aos

servios de distribuio e medidores inteligentes que permitem a gesto do consumo e

maior interao com o consumidor com diversas funcionalidades. Alm disso, foram

criados canais diferenciados de interao com o consumidor e esto previstos, ainda, o

desenvolvimento de diversos softwares de gesto, de eletrodomsticos inteligentes, a

instalao de um laboratrio e centro de demonstrao, a criao de centros de recarga de

veculos eltricos, dentre outros produtos inovadores. (Toledo, Gouva, & Jnior, 2012)

Em breve, a empresa pretende instalar os produtos desenvolvidos no mbito do projeto em

sua rea de concesso. Aps essa etapa, promete divulgar resultados preliminares.

2.2.3.3 Estudos da ANEEL

Em 2008 foi realizado o Seminrio Internacional de Medio Eletrnica pela ANEEL.

No evento, discutiu-se acerca da regulao, impacto tarifrio, funcionalidades e

experincias de implantao de medio inteligente. (Aneel, 2008b)

No ano seguinte foi publicada a Consulta Pblica n 15/2009, a qual traz um levantamento

do parque de medio nacional e incentiva discusses sobre a tecnologia, tais como

possveis custos e benefcios, funcionalidades, projetos-pilotos e formas de implantao no

Brasil. (Aneel, 2009b)

Segundo a ANEEL, dados enviados pelas distribuidoras corroborariam que est em curso

um processo irreversvel de migrao da tecnologia de medio. Os medidores

convencionais (eletromecnicos) estavam deixando de ser utilizados e fabricados, enquanto

que o uso de equipamentos eletrnicos era cada vez mais comum. poca, cerca de 8%

dos medidores j eram eletrnicos, mas no dotados de funcionalidades adicionais.

Na viso do regulador, a evoluo no est trazendo os benefcios que deveria. Sem os

incentivos corretos, as distribuidoras vm utilizando equipamentos eletrnicos apenas pelo

custo inferior, sem dot-lo de outras funcionalidades que poderiam ser bastante teis

sociedade. Em vista disso, a Agncia estuda intervir no sentido de aproveitar esta mudana

para estender os benefcios.

No final de 2010, a ANEEL instaurou a Audincia Pblica n 43/2010, que seria uma

primeira etapa da regulamentao do uso de medio inteligente no Brasil. Nessa

oportunidade seriam definidas as funcionalidades do medidor inteligente e, posteriormente,

seria discutida a forma de implantao destes. (Aneel, 2010a)

12

Entretanto, para esta segunda etapa, faz-se necessrio um profundo estudo de impactos

tarifrios, alm de uma anlise de custos e benefcios. Neste trabalho, prope-se uma forma

de superar as dificuldades desta ltima, conforme detalhado adiante.

2.3 TARIFAO HORRIA

Para garantir o pleno desenvolvimento de uma nao essencial que haja uma

infraestrutura robusta que garanta o crescimento econmico. O grande desafio no Brasil

nos ltimos anos foi evitar que a falta de infraestrutura para servios bsicos (transporte,

eletricidade, comunicao, etc.) impedisse o crescimento. prefervel manter uma

infraestrutura cara, que utilizada em sua capacidade mxima poucas vezes no ano, do que

deixar um servio essencial faltar sociedade.

No setor eltrico, o sistema deve ser dimensionado para atender demanda mxima, ainda

que essa ocorra uma nica vez no ano e o sistema fique ocioso durante a maior parte do

tempo. Logo, quanto mais usurios utilizarem o sistema eltrico durante o perodo de

demanda mxima, maior deve ser a infraestrutura, e, consequentemente, mais caro ser

prestar o servio.

Ocorre que o setor eltrico registra alta concentrao de consumo durante poucas horas do

dia. Como o uso de eletricidade um ato quase inconsciente normalmente associado

satisfao de necessidades bsicas, atividade econmica ou ao conforto os

consumidores, de forma involuntria, acabam provocando a expanso do sistema eltrico.

Com efeito, durante a maior parte do tempo, os ativos e o capital investido ficam ociosos.

Essa ineficincia acarreta aumento do custo mdio de prestao do servio, e

consequentemente, das tarifas de eletricidade. (Aneel, 2010b)

O consumidor que aumenta o consumo nos perodos de maior carregamento tende a ser

aquele que imputa expanso da cadeia gerao-transmisso-distribuio. O nus imputado

ao sistema por este suportado pelos demais, mesmo que no tenham feito uso de energia

nos horrios de ponta. Cria-se, portanto, um subsdio cruzado em que o consumo fora da

ponta financia aquele que feito durante o horrio de pico. (Houthakker, 1951)

O estabelecimento de uma tarifa que represente o custo horrio de prestao do servio

contribui para reduo desse subsdio cruzado. O aumento do custo da energia durante o

horrio de uso mais intenso do sistema eltrico promove uma alocao tima dos recursos,

13

aumentando a eficincia econmica do setor eltrico atravs da reduo do consumo neste

horrio. (Apolinrio, et al., 2008)

Mas a elasticidade demanda-preo da energia eltrica baixa, uma vez que se trata de um

bem essencial sem substituto direto, e a resposta do usurio a sinais tarifrios est

relacionada classe social e atividade que desempenha. Na classe residencial,

notadamente nos lares em que a fatura de energia tem peso considervel no oramento

domstico, pode-se obervar reduo do uso de chuveiros eltricos e de iluminao quando

as tarifas esto mais elevadas. (Guardia, 2007)

Os efeitos da aplicao de tarifas horrias vo alm da resposta imediata ao preo. Assim

que a modalidade tarifria horria aplicada, alguns usurios tero capacidade de reduzir

ou reagendar o consumo em resposta aos preos. No longo prazo, o custo mdio da energia

afetar o nvel de consumo total. Em outras palavras, a aplicao de tarifas horrias resulta

imediatamente em um melhor comportamento dos consumidores e em uma reduo do

consumo total no longo prazo. (Kirschen, Strbac, Cumperayot, & Mendes, 2000)

A relao entre o aumento das tarifas e a reduo do consumo (elasticidade) j foi estudada

por diversos autores. consenso que a relao existe, mas estabelec-la uma tarefa

complexa em funo das inmeras variveis que envolvem o consumo de eletricidade.

Diversos estudos, empricos e tericos, tentam estabelecer uma correlao segura entre a

variao dos preos e o nvel de consumo. Durante uma mudana regulatria que afetou o

estabelecimento dos preos ao consumidor final em San Diego (Estados Unidos),

consumidores residenciais reduziram em at 13% o seu consumo em funo de uma rpida

e inesperada elevao da tarifa. (Reiss & White, 2008)

Um trabalho no mbito do programa de Pesquisa e Desenvolvimento da ANEEL,

organizado pela ABRADEE3, compila diversas pesquisas que avaliam empiricamente o

efeito do sinal horrio da tarifa sobre o comportamento da carga. No estudo, so mostrados

ndices de elasticidade consumo em relao ao preo de -0,06 a -0,89. (Santos, Leme, &

Galvo, 2011) Isso demonstra que o fator elasticidade existe, mas seu valor depende de

cada situao especfica.

Mas, apesar desse benefcio, dois grandes obstculos se pem quando se aplicam as tarifas

horrias. Alm da necessidade de aprimorar o sistema de medio utilizado nos

consumidores, o que pode custar at US$ 40 bilhes para os Estados Unidos, h o nus

3 Associao Brasileira de Distribuidores de Energia Eltrica

14

poltico da deciso. Os consumidores com bom fator de carga teriam reduo das faturas,

enquanto que os demais provavelmente pagariam mais pelo uso de eletricidade.

Certamente, estes ltimos seriam reativos nova tarifao. (Faruqui & Sergici, 2010)

Assim, apesar de ser complicado estabelecer uma correlao exata, observa-se claramente

que o usurio mdio de energia eltrica responde variao do custo da energia. Portanto,

a iniciativa de encarecer o custo da eletricidade nos horrios de pico (ou oferecer descontos

nos demais horrios) uma ferramenta eficaz para eficientizar o uso dos ativos de energia

eltrica. Em contrapartida, as resistncias naturais da sociedade a mudanas na forma de

faturar o consumo e o alto custo de troca de medidores constituem-se bices a tal medida.

A preocupao de alocar o consumo de modo mais racional e aproveitar ao mximo a

infraestrutura existente no novidade no Brasil. J em 1985 essa diretiva orientou a ento

nova estrutura das tarifas de energia eltrica. As modalidades tarifrias verde (para o grupo

A) e amarela (grupo B) seriam aplicadas com o interesse de melhorar a conformao da

curva de carga do sistema para otimizar o aproveitamento de sua capacidade e diminuir os

custos relativos a investimentos. (DNAEE, 1985)

A tarifa amarela poderia reduzir o valor da fatura paga pelos consumidores se esses

responderem aos preos diferenciados alterando os hbitos de consumo. Em longo prazo, a

reduo de investimentos causada pela modalidade horria acabaria sendo refletida nos

processos de estabelecimento das tarifas, gerando modicidade tarifria. (Lamin, 2009)

A tarifa amarela nunca foi implantada, mas, cerca de 25 anos depois, a mesma inteno

levou publicao da tarifa branca pela Agncia Nacional de Energia Eltrica (ANEEL).

Nos documentos que embasaram a criao dessa modalidade tarifria em 2012, o regulador

afirma que a tarifao horria consiste em estabelecer preos que se aproximam

estatisticamente dos custos de prover determinado servio, de acordo com o perodo de

consumo. Sua aplicao no tem o objetivo de reduzir o consumo, mas de aproximar o

preo ao custo de atendimento, induzindo o deslocamento do consumo das horas de maior

carregamento das redes para as que esto subutilizadas. Assim, a aplicao da tarifa branca

reduziria o custo mdio para o consumidor e o aumento da eficincia no uso das redes de

distribuio de energia eltrica, resultando na reduo de investimentos em expanso e

gerando ganhos individuais e coletivos. (Aneel, 2010b)

Nota-se, portanto, que o regulador no visa penalizar o consumidor que faz uso da energia

durante o horrio de pico, tampouco deseja reduzir o nvel de consumo do pas. A

15

regulamentao da tarifa branca ir beneficiar o consumidor que utilize energia fora do

horrio de pico, favorecendo tambm a racionalidade no uso do sistema. A consequncia

seria a reduo de investimentos em expanso e a modicidade tarifria. (Camargo, Lamin,

Rabelo, & Albuquerque, 2011)

A diminuio da necessidade de expandir o sistema, acima destacada, refere-se

possibilidade de atender o crescimento vegetativo da carga com a capacidade da rede que

ficou ociosa aps a aplicao da tarifa branca.

Alm desse efeito, a aplicao de tarifao horria traz diversos outros benefcios.

Questes de eficincia energtica e a diminuio de investimentos so resultados de

destaque, mas no so os nicos. Alm desses, h outros ganhos, tais como a melhoria da

segurana do sistema eltrico, ganhos ambientais e at mesmo benefcios relacionados

equidade social. (Lamin, 2009) Adicionalmente, as tarifas horrias tm potencial para

melhorar a confiabilidade do sistema eltrico, o fator de potncia e o nvel de tenso de

fornecimento. (Lafferty, et al., 2001)

2.4 TARIFA BRANCA

Em 22 de novembro de 2011, a ANEEL criou uma nova modalidade tarifria para

consumidores conectados na baixa tenso: a tarifa branca. Trata-se de uma tarifa monmia

cuja cobrana baseia-se apenas na quantidade de energia consumida com trs postos

tarifrios: ponta, intermedirio e fora ponta. A nova modalidade direcionada a todos os

consumidores do grupo B, exceto os de baixa renda e iluminao pblica. A adeso tarifa

branca opcional para o consumidor, e sua efetiva aplicao depende ainda da adequao

dos medidores e das regras comerciais, ainda no definidas. (Aneel, 2011a)

A comparao entre a modalidade convencional e a tarifa branca pode ser visualizada na

figura abaixo:

16

Figura 2.2 Comparao entre a modalidade tarifria convencional e a tarifa branca. (Aneel, 2011a)

Segundo a ANEEL, a tarifa branca visa estimular o consumo nos horrios em que a

prestao do servio mais barata. Com efeito, diminui-se a necessidade de expandir a

rede e os investimentos da distribuidora, o que se reverte em tarifas mais mdicas

sociedade. (Aneel, 2011b)

A reduo da necessidade de investimentos ocorre apenas se a demanda for reduzida,

todavia, tal reduo indireta. A aplicao de tarifas mais caras no horrio de ponta est

diretamente relacionada com a diminuio do consumo nesse perodo, mas indiretamente

com a reduo da demanda. A tarifa branca promover tarifas de consumo (kWh) mais

caras na ponta, mas no de demanda (kW). Com efeito, o incentivo para que o usurio

reduza o seu consumo eltrico, o que pode ocorrer sem que haja a reduo de demanda.

Por exemplo, com a tarifa de energia mais cara, o consumidor incentivado a tomar um

banho quente mais rpido, utilizando o mnimo de energia. Nesse caso, a demanda desse

usurio continuar a mesma: o chuveiro eltrico continuar sendo utilizado, s que por

menos tempo.

Mas, se todos os usurios esto incentivados a utilizar energia por menos tempo, diminui a

probabilidade de ocorrer consumo simultneo. Logo, o incentivo por meio de tarifas de

17

consumo mais caras diminui o uso de eletricidade simultneo entre as unidades

consumidoras, reduzindo a demanda total enxergada pelo sistema.

Em outras palavras, se todos tomam banho mais rapidamente, a coincidncia de uso do

chuveiro eltrico diminui significativamente, de modo que a demanda total de todas as

unidades consumidoras reduzida.

Assim, ainda que de modo indireto, a aplicao de tarifas mais caras na ponta capaz de

reduzir a demanda nesse perodo. Isso foi observado nos projetos experimentais de

aplicao de tarifas horrias em baixa tenso no Brasil.

2.5 CONSIDERAES FINAIS

As experincias de implantao de redes inteligentes demonstram que esse conceito varia

de um lugar para o outro, de acordo com as necessidades de cada sociedade. Na Europa e

Estados Unidos, uma rede considerada inteligente se propiciar a reduo das emisses de

gases do efeito estufa e reduzir custos operacionais. J no Brasil, o conceito vem sendo

desenvolvido no sentido de reduzir perdas no tcnicas, aumentar a confiabilidade da rede

e assegurar o crescimento da carga. Portanto, uma rede que inteligente na realidade

europeia pode no s-la na brasileira, e vice-versa.

Com o foco de garantir o crescimento da carga com robustez e modicidade tarifria0, as

redes inteligentes viabilizam a implantao da tarifa horria para consumidores de baixa

tenso: a tarifa branca. Mas preciso, inicialmente, promover a modernizao dos

equipamentos de medio atualmente instalados, um ato cuja viabilidade econmica

estudada ao longo deste trabalho.

18

3 MATERIAL E MTODOS

3.1 CONSIDERAES INICIAIS

A tarifa branca, recentemente aprovada pela ANEEL, objetiva promover uma alterao dos

hbitos de consumo dos usurios conectados em baixa tenso e obter uma reduo na

necessidade de investimentos na expanso do setor eltrico nacional. Apesar de j estar

definida a forma de clculo dessa modalidade tarifria, os medidores atualmente instalados

no so capazes de distinguir o consumo em postos horrios. Assim, h necessidade de

substitu-los para a efetiva aplicao da nova modalidade tarifria.

Ou seja, essa deciso de implantar a tarifa branca revela a estratgia da agncia reguladora

em promover uma massiva troca de medidores. Mais que a mera modernizao do parque

de medio no Brasil, isso representa um importante passo na direo de implantar redes

eltricas inteligentes no pas. Os medidores eletrnicos propiciam no somente a melhor

preciso dos valores apurados, mas o processamento, armazenamento e transmisso de

informaes, ajudando a distribuidora a operar a rede eltrica de forma mais confivel e o

consumidor a fazer uso da eletricidade com mais eficincia. A introduo da eletrnica nos

sistemas de medio revoluciona a relao entre o usurio e o setor eltrico. (Moreira,

Lamin, & Leite, 2012)

Assim, a modernizao dos medidores est relacionada disseminao das smart grids.

Com esse foco, pode-se afirmar que a ANEEL deu um importante primeiro passo nesse

sentido quando estabeleceu a tarifa horria para usurios conectados em baixa tenso. A

Agncia explicitou essa inteno ao propor uma minuta de norma que estabelece o modelo

de medidor a ser utilizado em unidades consumidoras faturadas atravs da tarifa branca. Na

oportunidade, a rea tcnica revela a inteno de promover o uso de redes eltricas

inteligentes no Brasil, em estratgia que passa pela obrigatoriedade do uso de medidores

mais modernos. (Aneel, 2012a)

A ANEEL vem estudando o tema desde 2008, e j emitiu diversos regulamentos com o

intuito de permitir (ou promover) a disseminao das redes inteligentes, por exemplo: uso

de Power Line Communications PLC (Resoluo Normativa n 375/2009); implantao

compulsria de sistemas geoprocessados (Mdulos 2 e 6 dos Procedimentos de

19

Distribuio PRODIST); regras para instalao de micro e minigeradores distribudos

(Resoluo Normativa n 482/2012).

vlido ressaltar que o uso de tarifas horrias apenas um dos inmeros benefcios

trazidos pelas redes inteligentes. As funcionalidades adicionais que podem ser

implementadas com medidores dotados de relgio interno propiciam mitigar alguns

problemas do setor eltrico nacional, notadamente a questo do furto de eletricidade e a

qualidade do servio prestado, alm da reduo da demanda de ponta e melhoria da

eficincia operacional das distribuidoras. (Leite, Albuquerque, Lamin, & Camargo, 2011)

No obstante, este trabalho foca apenas na implantao da tarifa branca em si. A restrio

intenta analisar se a substituio de medidores viabiliza-se por si prpria, ou seja, pela

alterao dos hbitos de consumo.

Se, por um lado, os benefcios so muitos, os custos tambm so. A troca de medidores

exige a compra de novos equipamento e mo de obra de substituio. Depois de instalados,

os medidores tm vida til estimada menor e o custo de leitura maior.

Em suma, h diversos custos e benefcios associados implantao da tarifa branca.

Encarando-a como um projeto de eficincia energtica o que efetivamente verdadeiro

, possvel aferir a sua viabilidade econmica. Com esse foco, fatalmente ser necessrio

lidar com parmetros de difcil quantificao.

Um bom exemplo a estimao da economia advinda com a mudana dos hbitos de

consumo aps a aplicao de tarifas horrias. fato que os usurios alteraro o modo de

consumir eletricidade, mas estabelecer o quanto mudar bastante complexo. H diversos

trabalhos que estudam a elasticidade da energia eltrica e, dependendo de qual estudo fosse

utilizado, obter-se-ia um resultado diferente. Com efeito, utilizando os mesmos parmetros,

e se alterando apenas o estudo em que se embasa o fator elasticidade, possvel comprovar

a viabilidade ou a inviabilidade econmica da troca de medidores em prol da aplicao da

tarifa branca. Da, o estudo estaria eivado de grande fragilidade.

Ou seja, fazer uma mera comparao entre custos e benefcios da implantao da tarifa

branca no aconselhvel em funo do carter incerto das variveis envolvidas.

Para contornar esse problema, prope-se utilizar a metodologia sugerida na Circular A4 da

Casa Branca, dos Estados Unidos. Nesse documento, o governo americano d diretrizes

para avaliar os impactos sociais, ambientais, custos e benefcios, por exemplo das

20

normas emanadas pelo poder executivo. De acordo com as orientaes da Circular, quando

houver parmetros de difcil estimativa, deve-se calcular o quo grande deve ser essa

varivel para que a relao custo/benefcio seja favorvel ou fazer uma anlise qualitativa.

(White House, 2003)

Nessa linha, inicialmente calculado o quo grande deve ser a mudana de hbito do

consumidor para que os benefcios advindos da tarifa branca paguem a substituio dos

medidores. Posteriormente, feita uma anlise qualitativa para avaliar se essa mudana

possvel de ser alcanada.

Assim, encontra-se o quanto o usurio submetido tarifa branca deve reduzir a sua

demanda no horrio de pico para que o benefcio associado reduo de investimentos

pague o custo da troca do medidor. Evidentemente, os benefcios de uma modernizao do

medidor vo muito alm da mera aplicao da tarifa branca, j que se constituem um

importante passo para a disseminao das redes inteligentes. No entanto, todos os outros

benefcios relacionados a esse fato sero desprezados nesse estudo, que se atm a avaliar a

economicidade da tarifa branca por si prpria.

O estudo feito individualmente em cada distribuidora, escolhidas em funo da

disponibilidade de dados atualizados e da localizao geogrfica. Para cada uma delas,

encontrado um montante que deve ser diminudo da demanda de pico, o qual evita

investimentos em expanso, que, por sua vez, paga a troca dos medidores. Avaliando se

possvel alcanar tal reduo de demanda de pico, possvel concluir se a aplicao de

tarifa branca economicamente vivel para cada distribuidora.

Como esperado, o resultado no unnime para todas as distribuidoras. Enquanto em umas

a troca facilmente compensada pela reduo da demanda de ponta, em outras a

necessidade de mudana de hbitos de consumo pode ser to radical que nunca se realize,

e, consequentemente, o projeto nunca se pague. Logo, para alguns preciso implantar a

tarifa branca, ao mesmo tempo em que para outros, tal ato traz prejuzos.

Como a ANEEL um ente federal, suas normas valem tanto para as empresas cuja troca de

medidores benfica quanto para as em que a implantao dos medidores ser prejudicial.

Assim, se ps um dilema ao regulador: implantar a tarifa branca e impor prejuzo a alguns

ou no implant-la e impedir o usufruto de seus benefcios por outros. A Agncia parece j

ter enfrentado esse dilema, optando por utilizar a tarifa horria.

21

Por fim, realizada uma anlise de sensibilidade para verificar se os parmetros estimados

tm influncia no resultado final.

3.2 METODOLOGIA DE CLCULO

O estudo visa encontrar o ponto em que a relao custo/benefcio seja minimamente vivel,

ou seja, o breakeven point que iguala o valor presente dos custos ao dos benefcios:

(3.1)

Neste trabalho, consideram-se como os custos de implantar a tarifa branca: compra e

instalao do medidor com capacidade de distinguir o consumo em postos horrios; e custo

de leitura mensal. J como benefcios: reduo da demanda de pico; e reduo do consumo

total da unidade consumidora. Reconhece-se que h diversos outros benefcios uns

monetizveis e outros qualitativos , mas, para efeitos desta dissertao, apenas esses

citados so levados em considerao. Substituindo esses custos e benefcios na equao

anterior, obtm-se:

(3.2)

Como se deseja o valor que o benefcio relacionado reduo de demanda deve assumir,

isola-se esse termo esquerda:

(3.3)

A partir da equao (3.3), encontra-se o mnimo valor monetrio que o benefcio da

reduo de demanda deve assumir para que a troca de medidores seja viabilizada. Resta

agora encontrar o quanto isso representa em termos de diminuio da demanda de pico.

Para explicar, da forma mais didtica possvel, como se transforma o valor monetrio

encontrado pela equao (3.3) em reduo de demanda ou seja, reais (R$) em quilowatts

(kW) , pode-se utilizar um sistema eltrico hipottico composto por apenas trs unidades

consumidoras atendidas por um circuito radial. Esses usurios apresentam uma carga

individual de 10 kW durante o horrio de pico no Ano 0. Assume-se tambm que a rede

opera em sua capacidade mxima, e qualquer aumento de carga ensejar a sua expanso,

conforme ilustrao a seguir:

22

Figura 3.1 Sistema de distribuio hipottico.

Supondo agora que cada unidade consumidora aumente a sua demanda de pico em 2 kW a

cada ano, a carga mxima por cada uma no Ano 1 ser de 12 kW, de modo que a

distribuidora deve expandir a rede para que a mesma possa atender os 36 kW demandados

pelos trs usurios. Nos anos posteriores, a demanda total passar para 42 kW, 48 kW e

assim sucessivamente. Desse modo, a distribuidora deve aumentar a capacidade de

transmisso de potncia desse sistema em 6 kW a cada ano.

Para evitar que isso ocorra, o regulador decide submeter os usurios (um por ano) tarifa

branca, e, em resposta, esse consumidor faturado na nova modalidade reduza a sua

demanda de pico em 1 kW. Nessa nova situao, no Ano 1, a demanda do Consumidor 1

passaria de 10 kW para 11 kW aumentaria 2 kW (crescimento vegetativo) e diminuiria 1

kW. J os demais, no submetidos ainda nova modalidade tarifria, teriam o aumento

normal de sua carga, passando de 10 kW para 12 kW. No total, a carga do sistema

aumentaria para 35 kW no Ano 1.

Nesse Ano 1, se no houvesse a tarifa branca, a distribuidora deveria ter aumentado a

capacidade do sistema em 6 kW, ao passo em que, na nova situao, deve acrescentar

apenas 5 kW. Logo, a aplicao da tarifa branca evitou 1 kW de expanso do sistema no

Ano 1.

No ano seguinte, a demanda dos consumidores 1, 2 e 3 seria, respectivamente, 13 kW, 13

kW e 14 kW. Assim, no Ano 2, a exemplo do que ocorreu no Ano 1, a demanda sistmica

aumentou em 5 kW ao invs de 6 kW , e tambm se evitou expandir a rede em 1 kW.

Analogamente, no Ano 3 ocorreria o mesmo.

A partir do Ano 4, quando no ocorreriam mais adeses tarifa branca, a demanda voltaria

a crescer 6 kW, de modo que no se sentiriam mais os benefcios da aplicao da nova

modalidade tarifria. O grfico a seguir compara a evoluo da demanda com a aplicao

da tarifa branca:

23

Figura 3.2 Comparao da evoluo da carga com e sem a tarifa branca para o sistema hipottico.

Abaixo, h a comparao entre o que deveria se expandir sem a tarifa horria (6kW/ano) e

o que se observou nesse caso hipottico: uma expanso menor ao longo da migrao dos

usurios.

Figura 3.3 Comparao da expanso anual com e sem a tarifa branca para o sistema hipottico.

Isso demonstra que o sistema observa uma menor expanso ao longo da migrao dos

consumidores para a tarifa branca. Logo, o benefcio de se aplicar modalidades tarifrias

horrias est relacionado ao investimento que se deixa de fazer. Por esse motivo, pode-se

monetiz-lo pelo custo da expanso evitada.

24

No caso hipottico, evitou-se a expanso de 3 kW. Se o custo de expanso do sistema fosse

R$ 100,00 por kW, o ganho com a aplicao da tarifa branca seria R$ 300,00. Entretanto,

esse benefcio no apareceu uma nica vez, mas como uma srie de trs ganhos anuais de

R$ 100,00.

A partir da, pode-se concluir que o ganho total da aplicao de tarifa horria

representado por uma srie de ganhos anuais, relacionados com o custo que se deixa de ter

devido expanso evitada. Cada ganho anual pode ser representado por:

(3.4)

O termo Demanda(i) economia com a expanso evitada no ano i devido a reduo da

demanda de pico observada nesse mesmo ano. O parmetro VP(Demanda) da equao

(3.3) o valor presente dessas economias anuais:

(3.5)

Substituindo o termo mostrado na equao (3.4) na frmula anterior, obtm-se:

(3.6)

Como os termos do numerador so invariveis em relao ao somatrio, a equao (3.6)

pode ser rescrita da seguinte forma:

(3.7)

Para efeitos desse estudo, a taxa de desconto ser o WACC (Weighted Average Cost of

Capital Custo Mdio Ponderado do Capital) estabelecido pela ANEEL no terceiro ciclo

de revises tarifrias: 7,50% ao ano. Esse percentual a taxa de remunerao sobre a base

de ativos lquida (descontada a depreciao) qual o investidor faz jus. Assim, o termo

Taxa em (3.7) 7,5%.

J o termo n representa a quantidade de anos que o benefcio relacionado diminuio

de demanda ocorreria. Conforme explanado no caso hipottico, esse tempo coincidente

com o perodo de instalao dos novos medidores. esperado que a demanda do sistema

25

sofra pequenos decrscimos (ou aumentos menores) ao longo dos anos em que os

medidores forem sendo instalados.

Para efeitos desse trabalho, considera-se que a migrao para a tarifa branca ocorrer ao

longo de 10 anos. Isso bastante razovel pela limitao logstica da troca de medidores.

Mesmo que todos os usurios manifestem inteno em migrar para a nova modalidade

tarifria, apenas uma quantidade limitada teria seus medidores substitudos anualmente.

Assim, a troca de medidores constitui-se um gargalo aplicao da tarifa branca.

Para refletir isso neste trabalho, considerado que a migrao para a tarifa branca ocorrer

ao longo de dez anos, ou seja, nesse perodo a distribuidora ir trocar os medidores para

que os usurios possam efetuar a migrao. A cada ano, um dcimo dos usurios teriam

seus medidores substitudos, alterariam seus hbitos e diminuiriam sua demanda. Logo, o

benefcio dura dez anos, e o termo n da equao (3.7) 10.

Isolando o somatrio da equao (3.7) e considerado Taxa igual a 7,5% e n igual a 10:

(3.8)

Substituindo essa constante na equao (3.7):

(3.9)

Por fim, substituindo o valor dado pela equao (3.9) na frmula (3.3):

(3.10)

Resta, portanto, estimar os termos direita da equao (3.10) para obter quantos quilowatts

devem ser reduzidos a cada ano, durante 10 anos. Como esses valores variam em cada

distribuidora, o clculo ser feito individualmente para cada uma delas.

3.3 DISTRIBUIDORAS ESCOLHIDAS

O Brasil um pas grande e marcado por diferenas regionais, inclusive quanto forma de

uso da eletricidade. Nas regies mais frias (Sul e Sudeste), h uma tendncia de uso de

chuveiros eltricos durante os horrios de pico, e relativamente pouco ar-condicionado ao

26

longo do dia. Por outro lado, nas regies mais quentes como a Norte e o Nordeste, h um

alto uso de ar-condicionado durante o dia e de pouco chuveiro eltrico na ponta.

O resultado dessa diferena de comportamento que a curva de carga das distribuidoras da

Regio Sul tende a ser pior do que as da Norte, sendo que os usurios daquelas tm mais

capacidade de alterar os hbitos de consumo em resposta a incentivos tarifrios. Isso pode

ter implicao direta nos resultados de viabilidade econmica da aplicao da tarifa branca

e, portanto, o critrio geogrfico deve ser considerado na escolha das distribuidoras.

Tambm preciso levar em considerao a capacidade de se obter informaes na escolha

das empresas. Os parmetros necessrios s estimativas dependem dos custos operacionais

das empresas, os quais so estabelecidos ou estimados pela ANEEL no processo de reviso

tarifria ordinria.

No segundo ciclo de revises, iniciado em 2007, a ANEEL calculou custos operacionais de

referncia para cada uma das 64 concessionrias existentes na poca4, considerando as

especificidades de cada empresa. Assim, para cada atividade leitura mensal e instalao

do medidor, por exemplo eram estimados valores considerados eficientes.

J no terceiro ciclo, iniciado com atraso em 2012, os custos operacionais de referncia

so estabelecidos comparando distribuidoras semelhantes. Assim, a Agncia mudou a

metodologia e deixou de calcular os valores de cada atividade, passando a confrontar os

custos das empresas.

Para alguns parmetros estimados neste trabalho (custo da leitura mensal e de instalao do

medidor) so utilizados dados do segundo ciclo de revises atualizados pelos ndices de

inflao, uma vez que os mesmos no foram estimados pela ANEEL no terceiro ciclo. J

para outras variveis (custo de expanso e da energia eltrica comprada), possvel utilizar

os dados do ltimo ciclo. Esses foram divulgados pela ANEEL quando a empresa sofreu a

terceira reviso.

Assim, premissa que as distribuidoras escolhidas j tenham dados de seu terceiro ciclo de

revises tarifrias divulgados. Considerando esse princpio e a distribuio geogrfica das

distribuidoras brasileiras, escolheram-se as seguintes distribuidoras para aplicao da

metodologia aqui demonstrada, com informaes retiradas dos sites das empresas na

Internet:

4 Posteriormente a Amazonas Energia foi incorporada pela Manaus Energia.

27

Companhia Energtica de Braslia CEB: atende ao Distrito Federal e controlada

pelo Governo do Distrito Federal.

Centrais Eltricas de Santa Catarina Celesc: empresa estatal detentora da

concesso para explorar a distribuio de energia eltrica no estado de Santa Catarina.

Centrais Eltricas do Par Celpa: responsvel pela distribuio de energia eltrica

no estado do Par, equivalente a 15% do territrio nacional. Solicitou recuperao judicial

em 28 de fevereiro de 2012.

Companhia de Energia Eltrica do estado do Tocantins Celtins: distribuidora de

energia eltrica do estado do Tocantins, onde atende 227 mil km. Encontra-se sob

interveno administrativa desde 31 de agosto de 2012.

Companhia de Eletricidade do Estado do Cear Coelce: atende o Cear, com

aproximadamente 149 mil km.

Companhia Paranaense de Energia Copel: concessionria estatal responsvel pelo

servio de distribuio no estado do Paran.

Elektro: atende 223 cidades do estado de So Paulo e 5 municpios no estado de Mato

Grosso do Sul, em mais de 120 mil km. Uma caracterstica importante da Elektro que a

distribuidora no tem a rea de concesso contgua.

Eletropaulo: Atende 6,3 milhes de clientes (2011) na regio metropolitana de So

Paulo. a maior distribuidora de energia eltrica da Amrica Latina, em termos de

consumo e faturamento.

Energisa Minas Gerais EMG: atende 66 municpios de Minas Gerais.

Companhia Sul Sergipana de Eletricidade Sulgipe: empresa que presta o servio de

distribuio em 12 municpios de Sergipe e em 2 cidades na Bahia, em 5,76 mil km.

A quantidade de unidades consumidoras dos subgrupos B1, B2 e B3 (que esto sujeitos

aplicao da tarifa branca) no final de 2011 est mostrada a seguir.

28

Tabela 3.1 Quantidade de consumidores nas distribuidoras escolhidas (2011). 5

B1 Residencial

Baixa Renda

B1 Residencial

No Baixa

Renda

B2 Rural B3 Demais

Classes

Qntd. % Qntd. % Qntd. % Qntd. %

CEB 26.183 3% 736.216 84% 9.442 1% 106.216 12%

Celesc 215.031 8% 1.802.359 70% 228.897 9% 331.654 12%

Celpa 238.100 13% 1.312.732 72% 122.746 7% 158.410 9%

Celtins 79.353 17% 284.464 60% 65.196 14% 42.262 9%

Coelce 1.122.859 38% 1.237.154 42% 395.434 13% 198.460 7%

Copel 378.461 9% 2.781.096 70% 367.843 9% 438.758 11%

Elektro 156.174 7% 1.762.879 78% 126.842 6% 197.655 9%

Eletropaulo 261.190 4% 5.660.008 90% 752 < 1% 374.292 6%

EMG 81.135 21% 207.299 53% 63.701 16% 40.920 10%

Sulgipe 30.976 25% 80.920 65% 2.909 2% 10.059 8%

Os usurios classificados em baixa renda no podem ser faturados na modalidade tarifria

branca. Apesar disso, optou-se por mostrar a quantidade desses consumidores na tabela

acima para evidenciar a sua representatividade no universo da distribuidora.

3.4 CENRIOS DE ESTUDO

O estudo aqui tratado procura calcular a reduo de demanda necessria para viabilizar a

troca de medidores e, posteriormente, avaliar se a mesma factvel. No entanto, existem

diversos fatores que influenciam o resultado final: quantidade de usurios submetidos

nova tarifa, disponibilidade desses em alterar os seus hbitos de consumo, efetividade das

campanhas de conscientizao acerca da tarifa branca, etc.

Das vrias situaes que podem ocorrer, pelo menos uma est sob o controle do regulador:

a quantidade de usurios contemplados com o novo equipamento de medio. A ANEEL,

quando regulamentou os medidores da tarifa branca, deparou-se com a possibilidade de

implant-los em todos os usurios da baixa tenso ou apenas naqueles que optassem pela

nova modalidade tarifria.

A agncia reguladora optou pela segunda opo quando publicou a Resoluo Normativa

n 502/2012, embora tenha declarado em diversas oportunidades que a substituio integral

5 Informaes retiradas da intranet da ANEEL.

29

dos medidores por equipamentos com funcionalidades adicionais benfica, inexorvel e

imprescindvel disseminao das redes eltricas inteligentes no pas. Segundo justificado

na Nota Tcnica n 98/2012-SRD/ANEEL, tal deciso ocorreu por prudncia quanto

modicidade tarifria e, dependendo do comportamento do mercado nos prximos anos

(queda no preo do medidor, adeso tarifa branca, criao de subsdios econmicos,

polticas governamentais especficas, e etc.), ainda se pode determinar o aumento da

abrangncia de uso de sistemas de medio mais inteligentes. (Aneel, 2012a)

Destarte, apesar de entender que a troca integral de medidores necessria, a Agncia

decidiu por determinar um primeiro passo tmido vista de alguns e correto para outros

com receito de impactos tarifrios indesejados.

Neste trabalho, consideram-se inicialmente os seguintes cenrios: o adotado pelo

regulador, de troca dos medidores apenas nos consumidores que optarem pela tarifa

branca; e a substituio integral dos equipamentos. Para cada um desses, calculada uma

reduo de demanda de pico que o viabilize e se avalia a factibilidade da mesma. Em

ambos os cenrios, considerado que o medidor instalado tem uma vida til de 15 anos.

Por isso, adota-se esse tempo como o horizonte de estudo. Por se tratar de uma anlise

relacionada implantao de uma tecnologia, deve-se evitar horizontes demasiadamente

longos de estudo, pelo fato de a tecnologia evoluir muito rapidamente e tornar impossvel

prever o novo comportamento da sociedade com essa evoluo.

Pode ocorrer de nenhum dos dois cenrios ser vivel, isto , ambos podem exigir uma

reduo de demanda to grande que os consumidores no sejam capazes de alterar os seus

hbitos de consumo de forma to drstica. Nesse caso, o melhor seria no adotar a tarifa

branca e manter o faturamento convencional, sem trocar os medidores.

Assim consideram-se trs cenrios: substituio integral dos medidores (doravante

Cenrio Integral); substituio apenas daqueles que optarem pela nova modalidade

tarifria (Cenrio Optantes); e sem troca de medidores, mantendo o faturamento

convencional sem postos tarifrios (Cenrio Sem Troca).

Para os dois primeiros cenrios, ser calculada a reduo de demanda que os viabiliza,

elegendo-se como o melhor aquele que exigir uma mudana de hbitos factvel. Se ambos

forem irrealizveis, o terceiro ser eleito o melhor.

30

Os cenrios em que h troca diferem entre si, basicamente, pela quantidade de

consumidores contemplados com um medidor que, no mnimo, capaz de diferenciar o

consumo em postos horrios. Muito embora os custos sejam proporcionais quantidade de

equipamentos instalados na rede da distribuidora, os benefcios no so. Neste trabalho

assumido que, mesmo que se instale o medidor capaz de aplicar a tarifa branca em todos os

usurios, apenas uma quantidade limitada de consumidores est disposta a mudar os

hbitos de consumo e optar pela nova modalidade. Ou seja, a instalao dos novos

medidores em usurios que no aderiro tarifa branca traria custos sem nenhum benefcio

adicional no curto prazo. Ressalte-se que, apesar de assumido que a troca integral no trar

benefcios com a tarifa branca, h os ganhos associados disseminao de redes

inteligentes.

A quantidade de usurios que adeririam tarifa branca pode ser estimada com base na

Pesquisa de Posses e Hbitos (PPH) promovida antes de cada reviso tarifria e

disponibilizada nos processos administrativos da terceira reviso tarifria de cada empresa.

Nessa pesquisa, questionado se os consumidores estariam dispostos a alterar os hbitos

de consumo caso fosse dado um desconto de 10% ou 20% no perodo fora de ponta. Aqui

se considera que aderiro tarifa branca os usurios que responderam Com certeza

alteraria ou Alteraria para um desconto maior. O percentual de adeses em cada

subgrupo das distribuidoras estudadas mostrado a seguir:

Tabela 3.2 Percentual estimado de adeso tarifa branca

B1 Residencial

No Baixa

Renda

B2 Rural B3 Demais

Classes

CEB 6 - - -

Celesc 44% 31% 24%

Celpa 46% 16% 24%

Celtins 90% 53% 35%

Coelce 34% 21% 29%

Copel 31% 43% 11%

Elektro 39% 33% 27%

Eletropaulo 52% 53% 33%

6 Na PPH da CEB no consta o percentual de consumidores que se declararam dispostos a mudar seus hbitos

de consumo. Por isso, adotou-se a mdia de cada subgrupo das demais distribuidoras: 44% para o B1; 31%

para o B2 e 24% para o B3.

31

EMG 17% 26% 23%

Sulgipe 56% 33% 40%

Considera-se que apenas a quantidade de usurios da tabela acima mudar seus hbitos

aps a instalao dos medidores.

A ANEEL no pode determinar a troca de medidores em uma empresa e em outra no, sob

risco de quebra do princpio da isonomia. A anlise deste trabalho tambm aborda esse

aspecto. Com base na escolha do melhor cenrio para cada uma das empresas, sugerido

um que o regulador poderia adotar uniformemente em todo o pas, de modo a maximizar o

bem-estar social sem prejudicar demasiadamente nenhuma empresa.

muito importante frisar que, com isso, no se deseja analisar ou justificar a conduta da

ANEEL na regulamentao da tarifa branca. Em estudos acadmicos, se dispe de uma

liberdade inexistente ao regulador: decidir por essa ou aquela alternativa sem por em risco

um dos setores mais estratgicos do pas e sem afetar interesses econmicos. Almeja-se

apenas dar uma contribuio para os estudos de implantao de redes eltricas inteligentes

no Brasil, ousando indicar possveis caminhos a serem seguidos futuramente.

Destaca-se, tambm, que todo o estudo respaldado na premissa de mudana de hbitos de

consumo dos usurios submetidos tarifa branca. Apesar do esforo para justificar a tarifa

branca e da realizao dos investimentos em equipamentos de medio e treinamento de

mo de obra especializada, se o usurio no deixar de consumir eletricidade no horrio de

pico, tudo ter sido em vo. Pe-se, portanto, um fator de risco a todo o projeto de

implantao da tarifa branca.

Esse aspecto est relacionado elasticidade do consumo em relao ao preo da energia

eltrica, mas a literatura no convergente quanto a essa relao. H autores que afirmam

haver pouca reduo de consumo com o aumento do preo, enquanto que outros asseveram

o oposto. Em suma, no obstante a realizao de pilotos no Brasil e da farta literatura sobre

o assunto, nunca se implantou tarifas horrias de forma efetiva no pas e, por isso, qualquer

previso de mudana de hbitos no mais do que uma mera suposio.

3.5 ESTIMAO DAS VARIVEIS

Para cada uma das distribuidoras escolhidas, as variveis da equao (3.10) so calculadas

para se obter a demanda a ser reduzida pelos usurios que optarem pela modalidade

tarifria branca. A seguir, demonstrada a forma como cada parmetro foi estabelecido.

32

3.5.1 Custo de instalao do medidor

O medidor comumente instalado nas unidades consumidoras em baixa tenso incapaz de

diferenciar o consumo em postos tarifrios. Logo, para faturar o usurio na modalidade

tarifria branca, a distribuidora deve substituir os equipamentos atuais. Assim, alm do

custo da compra de um novo medidor, tambm haver o dispndio com mo de obra para

instal-lo, de modo que a varivel relacionada instalao do medidor tem duas

componentes: compra de um novo medidor; e custos de substituio (mo de obra e

materiais menores).

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