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Desafios para a expansão
solar fotovoltaica no Brasil
Amilcar Guerreiro Director de Estudios de Energía Eléctrica
Empresa de Pesquisa Energética - EPE
São Paulo, SP
24 de Agosto de 2016
Workshop Infraestrutura - Energia
Desafios da Geração Fotovoltaica | Wshop Infraestrutura-Energia | Guerreiro | São Paulo, SP | Agosto 2016 2
AGENDA
1 Potencial
2 Projeções
3 Desafios
Desafios para a expansão fotovoltaica no Brasil
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Potencial
1
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Dryland Systems
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Global Horizontal Irradiance
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Brasil: Irradiação Global
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Potencial Técnico Fotovoltaico Residencial
Potencial Técnico de geração fotovoltaica em telhados residenciais por UF
Obs: Elaboração própria, com dados de Lange, 2012.
Potencial Técnico de geração fotovoltaica em telhados residenciais por município
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Potencial Técnico Fotovoltaico Residencial
Potencial nas residências
pode chegar a 164 GWp
Estados com menor irradiação podem ter seu potencial compensado pelo maior número de domicílios.
Em todo país, o potencial (287 TWh/ano) é superior ao o consumo do setor (130 TWh em 2015).
Fonte: Elaboração própria, com dados de Lange, 2012. Contratação interna: EPE/GIZ. Dados de consumo: EPE.
Potencial Fotovoltaico/Consumo Residencial (Ano Base 2013) por UF
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Projeções
2
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Perspectivas de custo da energia solar
Custo de investimento, US$/kW
Heliotérmica
US$ 800/kW
US$ 1.750/kW
US$ 3.400/kW
US$ 6.200/kW
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
2020 2030 2040 2050
PV
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Paridade Tarifária e Viabilização de Mercado (setor residencial)
1. Estimativa com base no custo nivelado da fonte (Fontes: EPE e IEA)
2. Tributação sobre energia bruta, assumindo injeção de 64% da energia total produzida (Fonte: Zilles et al. (2012))
0
100
200
300
400
500
600
700
800
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
R$
/M
Wh
Custo Nivelado Médio (Com Convênio ICMS 6)
Tarifa Real Média (Base 2013)
Tarifa Real Média (Com Aumento)
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-
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
Base Sem Convênio ICMS 6
Com Desconto no IR Incentivos Acumulados
Fonte: EPE, elaboração própria
1,6 GWp
0,8 GWp
1,3 GWp
1,4 GWp
Projeção da geração fotovoltaica
distribuída residencial no Brasil
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-
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050
Ge
raçã
o (
MW
mé
d)
Geração Distribuída Residencial no Longo Prazo
Fotovoltaica Residencial
3,7%
7,3%
11,3%
14,6%
18,3%
Projeção da geração distribuída residencial no Brasil
Nota: Considera domicílios que consomem mais de 100 kWh, sem restrições técnicas para aproveitamento.
Essa condição é atendida no caso da existência de net metering. Fonte: Fraunhofer ISE
• Até 2050 poderão devem ser instalados mais de 33 GWp ou 13% da energia
residencial (cerca de 15 milhões de domicílios ou 18% do potencial)
Alemanha (2013)¹ –
5,7% do consumo foi
atendido por
fotovoltaica.
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Perspectivas da penetração da energia solar
(geração distribuída) no Brasil (não só residencial)
0
25
50
75
100
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030
2032
2034
2036
2038
2040
2042
2044
2046
2048
2050
GW
GD resíduos GD Fotovoltaica Capacidade Instalada Fotovoltaica Cap Instalada GD Res
78 GW
4,9 GW
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Desafios
3
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Questões chave
Geração em larga escala • Expansão do sistema de transmissão
• Impacto no sistema elétrico
• Financiamento
Geração distribuída • Modelo de negócios
• Liberalização da comercialização
• Superação de restrições regulatórias
• Estrutura tarifária (o consumidor responde)
• Financiamento
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Evolução da curva de carga diária no SIN
Fonte: EPE/GIZ, NT 01/2015
O sistema elétrico brasileiro já convive hoje com GD!
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National grid expansion
≥ 500 kV + 60,035 km
≤ 440 kV + 20,150 km
TOTAL + 80,185 km
HYDRO
HYDRO
WIND
WIND/PV
WIND
Transmission system expansion
NIG extension in 2025 209,442 km
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Variação anual da geração solar é menor do que a da geração eólica e do que a geração hidráulica
0%
50%
100%
150%
200%
250%
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
%
Mês
N
NE
SE
0%
50%
100%
150%
200%
250%
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
%
Mês
CE
RS
BA
0%
50%
100%
150%
200%
250%
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
%
Mês
BA
CE
RJ
SC
FONTES RENOVÁVEIS Curva anual da geração esperada (média = 100%)
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Características das fontes renováveis
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Geração solar em um dia típico (planta única e média de várias plantas em um mesmo sítio)
Características das fontes renováveis
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0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0
Dia 02/10/2015, base 10 min
25% 1,080 MW
2 h 2 ½h
≈40% 1,700 MW
Simulation of operation Nortneast wind farms considering real conditions
(4.336 MW, 167 wind farms)
Date: 2015, October 2nd
Sources:
Renewables impact on the power system
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“Fading” of photovoltaic generation ...
Fonte: CAISO – California Independent System Operator
Renewables impact on the power system
Effect on daily load curve in California
In the sunset, there is a fast load increasing. That difference must be attended by dispatchable sources
Germany’s push toward renewable energy is causing so many drops and surges from wind and solar power that more utilities than ever are
receiving money from the grids to help stabilize the country’s electricity network. Bloomberg News, Jul 30, 2014
Small inertia (frequency stability)
No short-circuit power (voltage stability)
Speed of power change (ramp up/ramp down)
Power variability (fuel consumption)
No power control (reliability)
Intermittency (back up reserve)
More visible impacts:
Impacts on power system
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Additional Power or Energy Storage capacity to be contracted
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%D
ec-1
5
Jun
-16
De
c-1
6
Jun
-17
De
c-1
7
Jun
-18
De
c-1
8
Jun
-19
De
c-1
9
Jun
-20
De
c-2
0
Jun
-21
De
c-2
1
Jun
-22
De
c-2
2
Jun
-23
De
c-2
3
Jun
-24
De
c-2
4
Jun
-25
De
c-2
5
Pro
ba
bil
ida
de
de
Oco
rrê
ncia
(%
)
Possible additional power to be contracted, MW (depends on the risk to be assumed)
2023 2024 2025 TOTAL
0-500 2,000-3,500 1,500-2,500 4,500-5,500
Source: PDE 2025, EPE
Impacts on the power system
Desafios da Geração Fotovoltaica | Wshop Infraestrutura-Energia | Guerreiro | São Paulo, SP | Agosto 2016 27 27
Fonte: Copper Development Association Inc.
Alternatives for additional power or energy storage capacity
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE
Muito obrigado
http://www.epe.gov.br Av. Rio Branco, 1 – 11o andar
20090-003 Rio de Janeiro RJ
Tel.: + 55 (21) 3512 - 3100
Fax: + 55 (21) 3512 - 3199
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