Novas energias renováveis no Brasil: desafios e oportunidades

Por Luciano Losekann e Michelle Hallack

A questão ambiental, tanto global quanto local, e os recentes avanços tecnológicos transformaram as energias renováveis na escolha prioritária para a expansão de capacidade de geração elétrica.  Segundo IRENA (2017), desde de 2012, a instalação de capacidade de renováveis ultrapassou as não renováveis de forma crescente. Em 2015, a capacidade instalada de renováveis representou 61% da capacidade total adicionada no mundo.  Este aumento das renováveis no mundo se deve principalmente ao aumento das novas tecnologias de energia renováveis, em especial eólica e solar. Em 2015 o aumento da capacidade instalada das duas fontes mais importantes das novas renováveis, solar e eólica, superou a de hidráulica pela primeira vez.

O Brasil se posiciona neste cenário de forma bastante peculiar visto a importância histórica das hidráulicas na matriz elétrica nacional. Por um lado, as energias renováveis no Brasil são um caso de sucesso, a participação de fontes renováveis na matriz de geração brasileira é de 85%[1]. Isto se deve, principalmente, à participação da energia hidroelétrica, uma tecnologia conhecida[2] e amplamente aplicada no Brasil.  A expansão das hidráulicas, no entanto, enfrenta progressivamente maiores custos e restrições. Assim, se o Brasil quiser manter uma matriz limpa terá que fazer face as novas oportunidades e desafios relacionados a introdução das novas energias renováveis.

A importância das instituições para a transição energética brasileira

Por Clarice Ferraz

Em postagens dos dias 28/09/2015 e 13/07/2015, discutimos aspectos da transição energética e das adaptações à organização do setor elétrico que ela impõe. Na presente postagem, nos dedicamos com mais profundidade à análise das mudanças institucionais que devem ocorrer para que o País avance rumo à descarbonização do seu sistema energético.

Tem-se criado um consenso quanto à necessidade de reforma do sistema elétrico brasileiro (SEB). O marco regulatório, adotado há dez anos, apresenta diversos sinais de esgotamento, tais como desequilíbrios de preços e dificuldade na integração de novas tecnologias de energias renováveis.

As reformas dos mercados de eletricidade são extremamente complexas. É preciso encontrar desenhos de mercado capazes de garantir o equilíbrio do sistema (nos curto, médio e longo prazos), incorporar restrições ambientais (restrições físicas e metas de descarbonização) e atender a demanda, crescente, que muda de perfil. Os múltiplos desafios exigem nível muito elevado de coordenação para serem alcançados, dada a complexidade do conjunto de variáveis supracitadas.

As mudanças que ocorrem no portfólio de recursos da indústria, por sua vez, provocam importantes impactos nos mercados de energia. O aumento da geração intermitente pede ajustes para permitir que os operadores de sistemas adquiram serviços essenciais de confiabilidade para fazer face a episódios de ramping e de ausência de geração, e, também, para compensar os geradores que fornecem esses serviços.

As contradições entre a expansão renovável e a flexibilidade térmica no Brasil

Por Diogo Lisbona Romeiro

A maior flexibilidade dos sistemas elétricos exigida pelo protagonismo das Novas Energias Renováveis (NER) intermitentes, como eólica e solar, constitui-se em um dos principais desafios dentre as inúmeras transformações em curso desencadeadas pela transição elétrica rumo a uma matriz de geração renovável.

Os impactos da maior participação intermitente das NER na geração de eletricidade são específicos às particularidades de cada sistema. Neste sentido, diferentes sistemas enfrentam desafios distintos e vislumbram oportunidades diversas, muitas vezes negligenciadas.

Enquanto que sistemas elétricos “estáveis”, com expectativa de baixo crescimento da demanda e reduzido investimento em descomissionamento de plantas em operação ou em infraestrutura de rede, tendem a enfrentar elevados custos de adaptação à penetração (incentivada) das NER; sistemas “dinâmicos”, com perspectiva de novos e significativos investimentos, têm a oportunidade de direcionar a expansão em consonância com a maior flexibilidade exigida pelas NER (IEA, 2014).

Neste contexto, com uma matriz elétrica renovável e um sistema ainda em expansão, o Brasil desfruta de uma posição privilegiada. A penetração das NER no país, estruturada de forma competitiva em leilões de longo prazo, sucede em harmonia com o sistema hidroelétrico predominante, que já provê elevada flexibilidade com seus significativos reservatórios hídricos interconectados por um amplo Sistema Interligado Nacional.

O setor elétrico em transformação

Por Ronaldo Bicalho

A indústria elétrica no mundo hoje é marcada por mudanças radicais que alteram de forma profunda a maneira como essa indústria evoluiu em termos tecnológicos, econômicos, organizacionais e institucionais desde o seu nascimento no final do século dezenove.

No coração dessa transformação se encontra o processo de substituição dos combustíveis fósseis pelas fontes de energia renováveis na matriz elétrica. A importância desse processo nasce naturalmente do fato da geração de eletricidade ser a atividade que mais contribui para a emissão de gases de efeito estufa, colocando o setor elétrico no centro das políticas de mitigação dos efeitos do aquecimento global.

Esse protagonismo do setor faz com que na passagem de uma economia baseada em combustíveis fósseis para uma economia sustentada em energias renováveis – a chamada transição energética -, a mudança da matriz de geração elétrica na direção das renováveis – a chamada transição elétrica – desempenhe um papel essencial.

Embora a transição energética envolva atividades que vão além da geração de eletricidade, como, por exemplo, a indústria e os transportes, a transição elétrica é aquela sobre a qual as políticas energéticas dos países preocupados com o aquecimento global têm concentrado a sua atenção.

Nesse sentido, entender os desafios envolvidos na transição energética é, em grande parte, entender os desafios envolvidos na transição elétrica. Esse entendimento passa pela compreensão da radicalidade presente na mudança da maneira como se produz e se utiliza a eletricidade quando se amplia de forma significativa a participação das renováveis na matriz elétrica.

O problema da interação energia eólica, hidráulica e gás natural

Por Michelle Hallack e Miguel Vazquez

Ainda no inicio deste ano, estávamos envolvidos em pesquisas europeias sobre a integração das indústrias de eletricidade e gás natural, onde um dos problemas mais discutidos é a necessidade de construir estocagem elétrica. Nos últimos dez anos, com a introdução de energia eólica, as térmicas a gás se tornaram o mecanismo preferencial de “backup” do sistema (o uso das térmicas passou a responder de maneira complementar a geração eólica).

No entanto,  a introdução massiva de produção eólica, e as grandes necessidades de resposta muito rápida associadas a esta, gerou  a necessidade de dispor, em alguma medida, de estocagem elétrica para complementar o sistema de forma mais segura e econômica. No momento, a maneira mais econômica de estocar algo de eletricidade (energia, não potência) é a através da energia hidráulica. Por exemplo, é cada vez mais frequente na Europa a proposta de usar usinas fio d’água combinadas com usinas de bombeio puro.

Na maior parte destas discussões europeias, o mundo ideal seria um sistema com reservatórios de grande porte. A postagem de Losekann na semana passada (“Desafio do setor elétrico brasileiro: novo papel dos reservatórios”), chamou a atenção sobre os complexos problemas do “mundo ideal” europeu (que pode ser observado no Brasil), nos permitindo observar que  a definição do papel dos reservatórios no mercado elétrico nacional se tornou um tema central, e provavelmente retornará toda vez que a decisão sobre a quantidade das reservas hidráulicas for colocada em questão.

Um dos motivos para se pensar no papel da estocagem no sistema elétrico é a interação que esta terá com a energia eólica. A energia eólica vai jogar um papel relevante no futuro do sistema elétrico brasileiro.  Os projetos de novos parques eólicos apresentados para o próximo leilão somam uma capacidade de 8.999 (MW) e segundo as projeções da Empresa de Pesquisa Energética (EPE) no Plano Decenal de Expansão de Energia, a capacidade instalada deve crescer de 1.403 MW (2011) para 15.563 MW (2021), o que faria da energia eólica a segunda fonte de energia elétrica no país (com 8,5% da capacidade instalada de geração nacional). Nesse contexto, o sistema brasileiro enfrenta um conjunto de decisões particulares de um sistema com reservatórios, que em grande medida não são tão relevantes em outros sistemas mais térmicos.

Desafio do setor elétrico brasileiro: novo papel dos reservatórios

Por Luciano Losekann

A eletricidade é um bem não estocável. Assim, sua operação requer que o equilíbrio entre oferta e demanda ocorra em tempo real[1].  Essa característica torna mais complexa a coordenação de sistemas elétricos, envolvendo a necessidade de capacidade de reserva que implica em maiores custos de suprimento (Stoft, 2002). Globalmente, a difusão das fontes renováveis, particularmente eólica e solar, e da geração distribuída tornou mais crítico o gerenciamento do equilíbrio em tempo real e a busca por alternativas de estocagem de eletricidade. O desenvolvimento de baterias de maior capacidade com menores custos é dos principais drives tecnológicos atuais do setor elétrico, o que também está sendo impulsionado pela difusão de carros elétricos.

O caso da Alemanha é ilustrativo. O objetivo da política energética alemã é a transição energética dos fósseis para as renováveis (a Energiewende). A meta é alcançar 35% de participação de fontes renováveis na geração de eletricidade em 2020 e 80% em 2050.  O desenvolvimento de capacidade de estocagem é considerado crucial para cumprir as metas. Atualmente, o país conta com participação de 22% de geração renovável e com 40 GWh de capacidade de estocagem em reservatórios de bombeamento. A intermitência das renováveis é administrada através de centrais termelétricas. A percepção dos especialistas é que essa forma de operação é muito custosa e não pode perdurar com a ampliação da participação renovável.

O esquema de complementação com fontes renováveis tem implicado em sub-remuneração de centrais termelétricas. As centrais que usualmente operavam na base, passaram a ser despachadas nos momentos de menor produção renovável e maior demanda. Por essa razão, a E.On, uma das maiores empresas de geração do mundo, anunciou em janeiro de 2013 a intenção de retirar de operação várias centrais a gás natural. Para evitar a saída de operação de centrais termelétricas convencionais, o governo alemão introduziu na legislação restrições ao desligamento de centrais de grande porte (Lang e Mutschler, 2013).

O desempenho das energias renováveis nos Estados Unidos em 2012

Por Jacqueline Batista Silva

Há uma revolução acontecendo na forma com que os americanos produzem, consomem e, até mesmo, pensam a energia. As mudanças trazem implicações econômicas e de segurança nacional, aumentando, por um lado, a diversidade de fontes energéticas no país, consequentemente sua segurança energética, e, por outro, reduzindo a pegada de carbono deixada pela cadeia produtiva.

Essas mudanças são discutidas em um relatório sobre as energias renováveis na América lançado em Janeiro de 2013, realizado pela Bloomberg Finance L. P. e pelo Business Council for Sustainable Energy. O objetivo desse relatório é apresentar um quadro do papel desempenhado pelas tecnologias voltadas à energia sustentável nos EUA até o final de 2012.

Um grande impulsionador dessas mudanças foi o brusco desenvolvimento de inovações em energia, tecnologias e aplicações. Vale mencionar: novas técnicas de extração de gás natural, painéis fotovoltaicos de menor custo e maior eficiência, inserção de veículos movidos a gás natural e eletricidade, e smart grids.

O Plano Decenal de Expansão e a integração das fontes renováveis

Por Clarice Ferraz

A versão preliminar do Plano Decenal de Expansão (PDE 2021), disponibilizada em Consulta Pública no último dia 26 de setembro pela EPE, revela um expressivo crescimento das fontes de geração de eletricidade de origem renovável na matriz elétrica brasileira. Os gráficos abaixo mostram o mix elétrico atual e projeções para os anos de 2015 e 2021.

Gráficos 1 a 3 : Evolução da capacidade de geração em 2011; 2015 e 2025 (em GW e em %)

Fonte: EPE, PDE 2021: 92.

Um balanço das políticas de estímulo à utilização das energias renováveis

Por Jacqueline Batista Silva

Em recente relatório publicado pela KPMG Internacional são apresentadas as principais iniciativas em termos de taxas e incentivos realizados por 23 países ao redor do mundo em prol do estímulo ao desenvolvimento tecnológico e a promoção de diversas fontes de energias renováveis: eólica, solar, biomassa, geotérmica e hidroelétrica.

Em 2009 havia 83 países com algum tipo de política de promoção de renováveis; hoje, esse número chega a 96.  São observadas políticas regulatórias, além de incentivos fiscais e financiamento público.

Na União Europeia foi observada uma redução dos incentivos, devido ao quadro econômico vivido. No entanto, os países permanecem comprometidos com as metas de redução de emissões: a Suécia excedeu seus requisitos regulatórios; a Alemanha dobrou sua capacidade de geração solar fotovoltaica; a França delineou um plano de participação de 25% de renováveis no mercado de energia até 2020; e, segundo alguns analistas, a energia solar nas regiões mais ensolaradas do Mediterrâneo está a ponto de tornar-se competitiva com os combustíveis fósseis.

Em contrapartida são observadas, ainda assim, reduções no investimento. Mesmo a Alemanha, com muito bons índices, reduziu em 15% os subsídios, com indicações de 29% de cortes em 2012. O Reino Unido e a Itália reduziram subsídios em 50%. Na Espanha, várias instalações solares fecharam, levando ao desemprego na casa dos milhares. A República Tcheca poderá reduzir, ou mesmo eliminar os incentivos, a despeito dos compromissos firmados pela União Européia. Houve também o fator China, reduzindo os preços de painéis fotovoltaicos solares – quase 50% nos últimos 3 anos, devido ao aumento massivo da produção dos painéis.

A política energética europeia: racionalização do uso e introdução de renováveis

Por Gustavo Haydt

As estratégias de incentivos a utilização de energias renováveis e a utilização racional de energia não são uma novidade no contexto Europeu, ou melhor, nos países que formam a Comunidade Europeia (CE). A CE, em virtude da primeira crise mundial de petróleo, que abalou o mercado da energia em 1973, definiu em 1974 uma resolução [1] na qual estabeleceu uma maior racionalização do consumo de energia, sem que isto afetasse o crescimento da sua economia e alterasse os objetivos de melhoria no conforto e qualidade de vida dentro da Comunidade. Além da racionalização no lado da demanda, a oferta de energia também foi alvo desta mesma resolução.

Com o objetivo de melhorar a segurança do abastecimento (principal motivo da época com foco na segurança da economia), a resolução recorria ao apoio ao desenvolvimento da produção de energia (electricidade) de origem nuclear (mais estável do ponto de vista do custo de energia na época) e ao apoio a extração de recursos fósseis provenientes da própria Comunidade. Apesar de alguma preocupação com o meio ambiente e o grande foco com a segurança do abastecimento, as energias renováveis ainda não eram vistas como oportunidade para a Comunidade.