IV Seminário Internacional de Energia Elétrica 25/08/2009 Roberto Brandão Problemas no cálculo...

IV Seminário Internacionalde Energia Elétrica

25/08/2009

Roberto Brandão

Problemas no cálculo dasGarantias Físicas para osLeilões de Energia Nova

GESEL – Grupo de Estudos do Setor Elétrico – IE/UFRJ

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Sumário

1. Cenário para a matriz2. Mesuração dos benefícios dos projetos

de geração3. Experimento: benefícios da biomassa e

de termoelétricas4. Problemas causados pela metodologia

atual5. Conclusões


3

Cenário básico para a matriz Geração hídrica continuará preponderante. Há restrições à construção de hidroelétricas

com reservatórios: ambientais e geográficas. Diminui a capacidade de regularização dos

reservatórios. Necessidade crescente de geração

complementar, sobretudo no período seco. Transição para matriz hidro-térmica.


4

Redução da capacidade de regularização dos reservatórios

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

EA

R m

áx/C

arga

EAR máx/ CargaFonte: Chipp, Hermes. Procedimentos Operativos para Assegurar o Suprimento Energético do SIN.Apresentação no GESEL-IE-UFRJ, Rio de Janeiro, 9 de julho 2008.


5

Energia Natural Afluente - 2008

0102030405060708090

100110120

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov DezMeses

GW

méd


6

Mais 30GWméd no Norte: águas

0102030405060708090

100110120


GW

méd


7

Fontes de geração complementar à hídrica

1. Fontes com sazonalidade complementar à hídrica (biomassa, eólica).

2. Térmicas com custo variável baixo (ex: carvão, gás em ciclo combinado).

3. Térmicas com vocação para operação na base (co-geração, nuclear, térmicas com algum grau de inflexibilidade, ainda que sazonal).


8

Geração inflexível na seca: biomassa

0102030405060708090

100110120


GW

méd


9

Mas leilões têm contratado geradoras com baixa eficiência

• Leilões A-3 e A-5 apresentaram viés a favor de projetos de térmicas flexíveis, sobretudo óleo e GNL.

• Poucos projetos de termoelétricas eficientes se apresentam nos leilões.

• Há desestímulo a projetos com inflexibilidade.

• Forma encontrada de excluir projetos indesejáveis dos leilões foi limitar o CVU.


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Hipóteses centrais

• O cálculo da Garantia Física das usinas não mede corretamente o valor dos novos projetos para o sistema:

i. Benefício da sazonalidade complementar da bioeletricidade no Sudeste e Centro-Oeste é subestimada.

ii. Térmicas com despacho flexível são superestimadas.


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O problema do cálculo da Garantia Física

Consumidores têm que contratar energia garantida dos geradores.

Garantia física do sistema (carga crítica) deve ser igual à soma das garantias físicas das usinas.

Assim, necessidades de aumento de carga levam à contratação de novas usinas que viabilizam a expansão do sistema no mesmo ritmo do aumento do consumo.


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O problema do cálculo da Garantia Física

O benefício energético de uma usina seria corretamente medido pelo aumento da Garantia Física do Sistema.

Mas legalmente a Garantia Física é calculada em um rateio: é função da produção, ponderada pelo valor da energia gerada.

É fácil mostrar que a metodologia “legal” provoca distorções importantes com relação à “correta”.


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Garantia física superestimada:Santo Antônio e Jirau

(em MWméd e %)

Item Santo

Antônio Jirau

Garantia física do sistema: caso base (1) 61.099 64.580 Garantia física do sistema com o projeto (2) 63.150 66.320 Aumento da garantia física do sistema (3 = 2 – 1) 2.051 1.740 Garantia física legal do projeto (4) 2.218 1.975 Lastro comercial sem lastro físico (5 = 4 – 3) (167) (235) Lastro comercial sem lastro físico/ Lastro comercial (5/3) -7,5% -11,9%Fonte: EPE, Estudos para a licitação da expansão da geração. Volumes: Cálculo da garantia física de Santo Antônio e Cálculo da garantia física de Jirau.


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Santo Antônio e Jirau: conclusões

i. A introdução de Santo Antônio e Jirau aumentou a Garantia Física do Sistema menos que sua Garantia Física “legal”.

ii. Parte da energia comprada pelos consumidores não é energia garantida.

iii. O custo da energia destas usinas para o sistema é maior do que o calculado.


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Garantia física subestimada: Térmicas de CVU baixo

Há casos de usinas com externalidades positivas, como as de CVU baixo:

Leilão A-5 de 2007: 4 usinas com CVU < R$ 82 e potência total de 1.292 MW. (Gases de processos industrial, casca de arroz, cavaco de madeira e carvão mineral).

A-3 de 2008: 7 usinas com CVU < R$ 90 e potência total de 200MW. (Capim elefante e dejeto aviário/resíduo sólido vegetal).


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Garantia física subestimada: Térmicas de CVU baixo

(em MWméd e %)

A-5 2007 A-3 2008CVU < 82 CVU < 90

Garantia física do sistema: caso base (1) 59.940 63.820Garantia física do sistema com o projeto (2) 61.500 64.141Aumento da garantia física do sistema (3 = 2 – 1) 1.560 321Garantia física legal máxima* do projeto (4) 1.253 194Lastro físico execedente ao lastro comercial (5 = 3 – 4) 307 127Lastro físico execedente/ Lastro comercial (5/4) 24,5% 65,5%* Supondo disponibilidade de 97% da capacidade instalada.

Fonte: EPE, Estudos para a licitação da expansão da geração. Volumes: Cálculo da garantia física de empreendimentos termoelétricos A-3 e A-5 de 2007 e Cálculo da garantia física de empreendimentos termoelétricos A-3 de 2008.

Item


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Experimento sobre garantias físicas

Experimento mediu as garantias físicas de usinas de biomassa e de várias termoelétricas:

Pela metodologia oficial; Pelo aumento da garantia física do sistema.

Foi usado o caso base utilizado pela EPE para cálculo das garantias físicas dos Leilões A-3 e A-5 de 2008 e o Newave versão 14.


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Dados das usinas modeladas

Biomassa com geração entre maio e novembro.Quatro termoelétricas semelhantes a vencedoras dos leilões A-3 e A-5 de 2008:

TecnologiaCVU

(R$ por MWh)Carvão 103GNL "barato" 142Óleo 186GNL "caro" 238


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Resultados das Usinas de Biomassa

Item Valor UnidadeGeração efetiva entre maio e novembro 2.000 MWmédGarantia física pela metodologia atual (1) 1.167 MWmédAumento da garantia física do sistema (2) 1.256 MWmédLastro físico excedente ao lastro comercial (3 = 2 – 1) 89 MWmédLastro físico excedente/ Lastro comercial (4 = 3 / 1) 7,7 %Fonte: Elaboração Gesel-IE-UFRJ.


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Resultados para outras termoelétricas

103 142 186 238Potência disponível 2.000 2.000 2.000 2.000 MWmédGarantia física pela metodologia atual (1) 1.721 1.484 1.213 1.110 MWmédAumento da garantia física do sistema (2) 1.445 1.124 836 778 MWmédLastro comercial sem lastro físico (3 = 2 – 1) -276 -360 -377 -332 MWmédLastro comercial sem lastro físico/ Lastro comercial (4 = 3 / 1) -16,0 -24,3 -31,1 -29,9 %* Para garantias físicas: MME Portarias SPE 31 e 32 de 2008. Para CVUs e disponibilidade: MME, Plano Decenal de Expansão de Energia 2008/2017, Capítulo III, Anexo III.

CVU em R$/MWhItem Unidade


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Garantias físicas: metodologia atual X

aumento da garantia física do sistema

500

750

1.000

1.250

1.500

1.750

103,00 142,00 186,00 238,00 Biomassa

Gar

antia Fí

sica

(MW

méd

)

CVU (R$/Mwh)

M etodologia atual Aumento da garantia física do sistema


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A-3 e A-5 2008: garantia física “legal”e aumento da garantia física do

sistema

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100 120 140 160 180 200 220 240 260

CVU (R$/MWh)

Gar

antia

Físi

ca/ D

ispon

ibilid

ade

Garantia física legal/ Disponibilidade Acréscimo de garantia física/ Disponibilidade


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Conclusões

i. Comprovadas as hipóteses formuladas: Sazonalidade complementar da biomassa

tem valor subestimado nos leilões. Todas as termoelétricas que venceram os

leilões de 2008 tiveram o benefício elétrico superavalido.

ii. Problemas no cálculo das garantias físicas provocam sérios problemas na seleção de projetos em leilões.

Conclusões

iii. Sistema está se expandindo à base de “lastro de papel”.

iv. Metodologia atual de cálculo das garantias físicas é deficiente e precisa ser revista.


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