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CAPA (ABINEE) Microgeração fotovoltaica no Brasil: Viabilidade econômica

Abinee - Estudo de Microgeração Fotovoltaica

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Estudo de Micro geração Fotovoltaica.

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  • CAPA (ABINEE)

    Microgerao fotovoltaica no Brasil: Viabilidade econmica

  • APRESENTAO

    O contedo desta Nota Tcnica procede da Dissertao de Mestrado intitulada

    Microgerao fotovoltaica no Brasil: condies atuais e perspectivas futuras 1, produzida por Rennyo Nakabayashi sob a orientao do professor Roberto Zilles. Os trabalhos e

    pesquisas relacionados dissertao foram realizados dentro do contexto do Projeto PD-0068-

    0029/2011: Desenvolvimento de competncias e avaliao de arranjos tcnicos e comerciais

    em gerao distribuda com sistemas fotovoltaicos conectados rede, do P&D Estratgico

    ANEEL n 13/2011, com o apoio do Laboratrio de Sistemas Fotovoltaicos do Instituto de

    Energia e Ambiente da Universidade de So Paulo.

    A Dissertao de Mestrado foi apresentada ao Programa de Ps-Graduao em

    Energia da Universidade de So Paulo no dia 15 de dezembro de 2014, quando foi aprovada

    pela Comisso Examinadora. Esta Nota Tcnica atualiza os resultados e tem como objetivo

    divulgar as condies de atratividade econmica da micro e minigerao.

    1 A verso integral da dissertao est disponvel em formato PDF no site do Laboratrio de Sistemas Fotovoltaicos:

    http://200.144.182.130/iee/lsf/sites/default/files/Dissertacao_Rennyo_vfinal.pdf

  • RESUMO

    A atratividade econmica da micro e minigerao est intrinsecamente relacionada s

    tarifas de energia eltrica convencional, j que o benefcio, do ponto de vista financeiro, para

    o micro/minigerador o custo evitado para a compra de energia eltrica convencional. Desta

    forma, realizou-se a avaliao econmico-financeira de sistemas fotovoltaicos de gerao

    distribuda sob a tica do consumidor residencial.

    A anlise foi realizada para as 27 capitais brasileiras e incluiu avaliaes relacionadas

    s seguintes figuras de mrito: Valor Presente Lquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR)

    e Payback (tempo de retorno sobre o investimento). Foi realizada uma anlise de

    sensibilidade para as variveis de entrada, alm da construo de doze cenrios.

    A conjuntura atual do setor eltrico brasileiro tem colaborado para expressivos

    reajustes nas tarifas de energia eltrica, o que aumenta substancialmente as condies de

    viabilidade para a microgerao. No cenrio padro h valores de TIR acima de 20%

    (nominal) para muitas capitais, podendo chegar acima de 25%, dependendo do caso. Mesmo

    que no ocorram reajustes tarifrios acima da inflao nos prximos anos (o que no

    provvel), ainda haveria viabilidade da microgerao fotovoltaica na maioria das capitais

    brasileiras.

    A microgerao fotovoltaica se mostra uma alternativa interessante para o consumidor

    de energia eltrica no Brasil, j que os reajustes no seguem trajetrias bem definidas e, desta

    forma, o consumidor no fica exposto s variaes e reajustes expressivos, alm de ter um

    retorno financeiro competitivo frente aos produtos financeiros disponveis no mercado.

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 - Evoluo da capacidade instalada de sistemas fotovoltaicos. ................................... 8 Figura 2 Oferta interna de energia eltrica por fonte. Fonte: EPE, 2014 a. ............................ 8 Figura 3 - Nvel de armazenamento dos reservatrios. Fonte: Operador Nacional do Sistema

    (ONS) ......................................................................................................................................... 9 Figura 4 - Preo da Liquidao das Diferenas (R$/MWh) ..................................................... 10 Figura 5 - Evoluo dos sistemas fotovoltaicos isolados e conectados rede. ........................ 13 Figura 6 - Porcentagem de CFOs que utilizam sempre, ou quase sempre, uma determinada

    tcnica. ...................................................................................................................................... 18

    Figura 7 - Preo do Watt-Pico instalado vs. Taxa de cmbio (BRL/EUR). ............................. 25 Figura 8 - Projeo para o preo de mdulos fotovoltaicos. .................................................... 26 Figura 9 Preo do Watt-pico instalado, preo do mdulo e parcela no relacionada ao mdulo. ..................................................................................................................................... 27 Figura 10 - Evoluo das tarifas de energia eltrica e do IPCA. .............................................. 28 Figura 11 - Tarifa mdia residencial......................................................................................... 33 Figura 12 - Curva de carga (dia til) e curva de gerao fotovoltaica. .................................... 35

    Figura 13 - Curva de carga (final de semana) e curva de gerao fotovoltaica. ...................... 36 Figura 14 - Tarifa mdia de fornecimento (estimada) vs. Irradiao. ...................................... 38

    Figura 15 - VPL e TIR, cenrio padro. ................................................................................... 40 Figura 16 - VPL vs. taxa de desconto. ...................................................................................... 46 Figura 17 - VPL vs. reajuste tarifrio de energia eltrica. ........................................................ 47

    Figura 19 - VPL vs. autoconsumo. ........................................................................................... 48 Figura 20 - VPL vs. preo do watt-pico instalado (R$/Wp) ..................................................... 48

  • LISTA DE TABELAS

    Tabela 1 - Fluxo de caixa genrico para um projeto de gerao distribuda. ........................... 22 Tabela 2 Preos nacionalizados de equipamentos fotovoltaicos. .......................................... 24 Tabela 3 - Preo do Watt-Pico instalado. ................................................................................. 24

    Tabela 6 - Evoluo das tarifas de energia eltrica e IPCA. .................................................... 29 Tabela 4 - Efeito mdio ponderado da RTE de fevereiro de 2015 ........................................... 30 Tabela 5 Tarifa mdia de fornecimento para a classe residencial (estimativa para o final de 2015). ........................................................................................................................................ 32 Tabela 7 - Irradiao solar diria mdia e Fator de capacidade. .............................................. 34

    Tabela 8 - Condies para o cenrio padro............................................................................. 36 Tabela 9 - Projeo para o IPCA, Banco Central do Brasil. .................................................... 37 Tabela 10 - Cenrios avaliados. ................................................................................................ 37

    Tabela 11 - Anlise de sensibilidade, variveis. ....................................................................... 38 Tabela 12 - Condies para cenrio padro.............................................................................. 39 Tabela 13 - Custo nivelado da energia fotovoltaica e tarifas de energia .................................. 41 Tabela 14 - Resultados resumidos para 12 cenrios (mdia Brasil) ......................................... 42

    Tabela 15 - Custo da energia fotovoltaica (100% de autoconsumo). ....................................... 42 Tabela 16 - Resultados de VPL para os 12 cenrios (em milhares de R$)............................... 44

    Tabela 17 - Resultados de TIR (%) para os 12 cenrios. ......................................................... 45

  • SUMRIO

    INTRODUO .......................................................................................................................... 7 1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS ......................................................................... 12 1.1 Energia solar ................................................................................................... 12 1.2 Aplicaes ....................................................................................................... 12

    1.3 Gerao Distribuda ........................................................................................ 13 1.4 Resoluo Normativa 482 ANEEL ................................................................. 14 1.5 Convnio ICMS/CONFAZ 6/2013 .................. Erro! Indicador no definido. 1.6 Conceitos de Matemtica Financeira .............................................................. 16 1.7 Gerao de Energia Eltrica ........................................................................... 18

    1.8 Custo da Energia Fotovoltaica ........................................................................ 20 2 MATERIAIS E MTODOS .................................................................................. 22 2.1 Fluxo de caixa do projeto ................................................................................ 22

    2.2 Preo do Watt-pico ......................................................................................... 23 2.2.1 Determinantes e variaes ......................................................................... 25 2.2.2 Perspectivas para os prximos anos .......................................................... 25 2.3 Tarifas de energia eltrica ............................................................................... 27

    2.3.1 Histrico .................................................................................................... 28 2.3.2 Fatos Recentes ........................................................................................... 30

    2.4 Energia Gerada ............................................................................................... 33 2.5 Autoconsumo .................................................................................................. 35 2.6 Cenrios e sensibilidade .................................................................................. 36

    3 RESULTADOS ...................................................................................................... 38 3.1 Cenrio padro ................................................................................................ 39

    3.2 Custo da energia .............................................................................................. 40 3.3 Cenrios e sensibilidade .................................................................................. 41

    4 CONSIDERAES FINAIS ................................................................................. 50 REFERNCIAS ....................................................................................................................... 51 APNDICES ............................................................................................................................ 55

  • INTRODUO

    A capacidade de manusear recursos energticos a fim de suprir necessidades

    possibilitou a sobrevivncia humana e o desenvolvimento da sociedade at os nveis atuais.

    Na pr-histria, a habilidade de controlar e se beneficiar do fogo possibilitou a utilizao de

    sua energia trmica para aquecimento, coco de alimentos e proteo contra predadores.

    Com a revoluo industrial, a utilizao do carvo e do petrleo como fontes de energia, a

    utilizao da mquina a vapor e a industrializao, houve um expressivo crescimento

    populacional e, proporcionalmente, um expressivo crescimento no consumo de energia.

    No sculo XXI, a energia continua sendo um dos grandes desafios da humanidade.

    Aps a crise do petrleo na dcada de 1970, iniciou-se um forte incentivo pela busca por

    fontes renovveis de energia e uma menor dependncia de recursos finitos na natureza. Esta

    mobilizao adquire papel fundamental para atender as necessidades humanas sem

    comprometer as geraes futuras. No Brasil, previsto que o consumo de energia eltrica

    triplique at 2050 (EPE, 2014a).

    Uma maior participao das fontes de energia renovveis na matriz energtica tem

    sido incentivada em nvel mundial, e uma srie de polticas pblicas vm sendo adotadas por

    diferentes pases a fim de se buscar maior segurana energtica e sustentabilidade. Neste

    contexto, a energia solar fotovoltaica desempenha, potencialmente, um papel importante na

    evoluo da participao de fontes alternativas na matriz energtica mundial, visto sua

    abundncia e ampla disponibilidade na superfcie terrestre.

    Em alguns pases, muitos incentivos foram dados para que as pessoas gerassem

    energia eltrica a partir de suas residncias, utilizando sistemas fotovoltaicos conectados

    rede eltrica. Os programas de incentivo geralmente so justificados por questes ambientais,

    segurana energtica, gerao de empregos, desenvolvimento de tecnologia e de uma cadeia

    produtiva. Estes programas variam de acordo com o pas e com a fonte de energia (EPE,

    2012).

    A capacidade instalada mundial da energia fotovoltaica cresceu aproximadamente

    43% de 2011 a 2012 e 38% de 2012 a 2013 (EPIA, 2014). Na ltima dcada nota-se um

    crescimento expressivo da energia solar fotovoltaica no mundo, especialmente na Europa,

    onde houve maior aplicao de incentivos. No final de 2009, a capacidade instalada de

    sistemas fotovoltaicos estava prxima a 23 GW, enquanto em 2013 havia quase 139 GW de

    capacidade instalada de sistemas fotovoltaicos instalados no mundo, uma evoluo de quase

    500% em menos de cinco anos e, maior do que 10.000% em um perodo de 13 anos (2000 a

    2013), conforme se observa na Figura 1.

  • 8

    Figura 1 - Evoluo da capacidade instalada de sistemas fotovoltaicos.

    Fonte: EPIA, 2014

    No Brasil (ver Figura 2), embora a fonte hidrulica tenha composto aproximadamente

    70% da matriz de oferta interna de energia eltrica em 2013, nota-se dificuldade na

    construo de grandes novos empreendimentos, visto que os potenciais ainda no explorados

    encontram-se em reas com grandes restries ambientais e distantes dos centros de carga,

    alm da dificuldade de gerenciamento destas grandes obras no pas.

    Figura 2 Oferta interna de energia eltrica por fonte. Fonte: EPE, 2014 a.

  • 9

    Por muito tempo defendeu-se o no investimento em energia solar fotovoltaica por

    conta de elevados custos, porm este cenrio tem mudado, a energia solar fotovoltaica vem

    ganhando competitividade econmica em relao s outras fontes.

    O custo da energia solar fotovoltaica depende basicamente dos seguintes fatores:

    irradiao solar disponvel, desempenho e custo dos sistemas fotovoltaicos. O Brasil

    abundante em recurso solar e, na maioria das cidades j ocorre a chamada paridade tarifria,

    graas equiparao de custos entre a energia eltrica gerada por sistemas fotovoltaicos e a

    tarifa de energia eltrica convencional. As condies para o desenvolvimento da energia solar

    fotovoltaica esto cada vez mais favorveis, visto que a energia solar fotovoltaica apresenta

    uma trajetria de custos decrescentes ano aps ano e, ao mesmo tempo, a energia eltrica

    gerada pelas fontes convencionais apresenta uma trajetria de custos crescentes.

    Motivao

    A matriz eltrica brasileira predominantemente hidrulica com complementao

    trmica e desde o final de 2012, o setor eltrico brasileiro se insere em um contexto de

    condies hidrolgicas desfavorveis, com uma diminuio da energia armazenada ano aps

    ano, conforme se observa na Figura 3, na qual so exibidos os nveis de energia armazenada

    nos reservatrios dos subsistemas SE/CO e NE.

    Figura 3 - Nvel de armazenamento dos reservatrios. Fonte: Operador Nacional do Sistema (ONS)

    Neste contexto, as usinas trmicas passam a estar plenamente acionadas, gerando um

    expressivo aumento de custo da energia eltrica no pas. A evoluo do valor mdio do Preo

    da Liquidao das Diferenas (PLD) para o Brasil, cujo valor serve como referncia para

    valorar a energia comercializada no curto prazo apresentada na Figura 4. Nota-se que em

    uma grande parte do perodo de 2014 o PLD manteve-se prximo ao teto definido no ano, de

    822 R$/MWh. Para 2015 a ANEEL estabeleceu que o valor teto do PLD fosse de 388

    R$/MWh. Nota-se que no ano de 2015, at o presente momento, o PLD vem mantendo-se no

    seu valor mximo estipulado.

  • 10

    Figura 4 - Preo da Liquidao das Diferenas (R$/MWh)

    Mesmo com um menor preo-teto para o PLD em 2015, a gerao trmica deve ser

    custeada, seja por encargos do setor, pelo sistema de bandeiras tarifrias ou por algum outro

    mecanismo. Portanto, estes custos extras, inexoravelmente, so repassados aos consumidores

    finais.

    Em 2014, as tarifas mdias residenciais sofreram um reajuste prximo de 20%, se

    consideradas as capitais do pas. Em fevereiro de 2015 a ANEEL deliberou a Reviso

    Tarifria Extraordinria e como resultado, as tarifas de energia de 58 concessionrias sofrero

    um reajuste mdio de 23,4%. Alm disso, h o efeito das bandeiras tarifrias, que quando

    vermelhas adiciona-se na fatura mensal do consumidor um valor de R$ 5,50 a cada 100 kWh

    consumidos (sem considerar os impostos). importante lembrar que alm desses efeitos

    sobre a tarifa de energia eltrica, ainda ocorrero os reajustes anuais para as concessionrias

    ao longo de 2015.

    Pouco antes da atual crise instalada no setor eltrico brasileiro, em 17 de Abril de

    2012, a ANEEL (Agncia Nacional de Energia Eltrica) publicou a Resoluo Normativa n

    482, a qual estabelece, conforme seu artigo 1: as condies gerais para o acesso de microgerao e minigerao distribudas aos sistemas de distribuio de energia eltrica

    (gerao distribuda) e o sistema de compensao de energia eltrica (net metering) O sistema de compensao baseia-se em crditos de energia. Quando a energia gerada com a

    energia consumida apresentarem um balano lquido positivo, so gerados crditos de energia

    que podem ser utilizados para abater o consumo nos meses subsequentes por um perodo de

    at 36 meses. Portanto, possvel que o consumidor de energia eltrica passe a gerar energia

    para consumo prprio e exportao dos excedentes para a rede eltrica.

    At ento a capacidade instalada para a micro e minigerao fotovoltaica no vinha se

    mostrando expressiva, j que a atratividade financeira da microgerao vinha sendo afetada

    pela diminuio das tarifas de energia eltrica, direcionada pela MP 579 de 2012 (Lei

    12.783/2013). A diminuio das tarifas proposta pela Lei 12.783 se tornou insustentvel e

    atualmente o preo da energia j est em patamares superiores queles verificados no perodo

    anterior ao marco legal e apresenta forte tendncia de alta no curto prazo.

    No contexto supracitado, os objetivos desta Nota Tcnica so descritos a seguir.

  • 11

    Objetivo Geral

    A presente Nota Tcnica tem como objetivo avaliar a viabilidade econmico-

    financeira de sistemas de gerao fotovoltaica distribuda de pequeno porte, bem como os

    fatores os quais influenciam a atratividade financeira desta modalidade de gerao de energia

    eltrica.

    Objetivos Especficos

    Estimar o preo (R$/Wp) de um sistema fotovoltaico de pequeno porte no Brasil;

    Estimar o retorno financeiro de um projeto de gerao fotovoltaica distribuda em cada uma das capitais dos estados brasileiros e do Distrito Federal, sob a tica de clientes

    residenciais de baixa tenso;

    Realizar anlise de sensibilidade do retorno financeiro diante das seguintes variveis: reajuste tarifrio de energia eltrica, percentual de autoconsumo, preo do sistema

    fotovoltaico instalado (R$/Wp) e a taxa de desconto adotada.

    Estrutura do documento

    Esta Nota Tcnica dividida em quatro captulos. No Captulo 1 apresentada a

    reviso bibliogrfica fundamental para compreenso do texto, nele so apresentadas as

    definies de gerao distribuda e sua contextualizao no setor eltrico brasileiro, alm de

    alguns outros conceitos que foram utilizados para o desenvolvimento deste trabalho. A leitura

    do primeiro captulo facultativa ao leitor que tem familiaridade com o assunto.

    O Captulo 2 dedicado apresentao da metodologia empregada e das premissas

    adotadas, bem como suas justificativas. Neste captulo apresentado o modelo utilizado para

    a anlise e seus parmetros de entrada.

    No Captulo 3 so apresentados os resultados de retorno de investimento para a

    gerao distribuda. Para tal, foi realizada uma anlise de retorno para um determinado

    cenrio padro e, alm disso, foram gerados 12 outros cenrios, variando-se o reajuste da

    tarifa e o autoconsumo, tambm, em uma anlise de sensibilidade, foi avaliado o impacto da

    variao de algumas condies, mantendo as demais condies constantes.

    Por fim, no captulo 4, so apresentadas as consideraes finais e concluses, onde so

    discutidos os resultados obtidos.

  • 12

    1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS

    Neste captulo sero abordados os conceitos da energia solar, gerao distribuda e sua

    contextualizao no setor eltrico brasileiro, tambm sero apresentados alguns conceitos de

    matemtica financeira utilizados para o desenvolvimento deste trabalho.

    1.1 Energia solar

    O Sol, a estrela central do Sistema Solar, tambm sua principal fonte de energia, a

    qual gerada por meio de fuso nuclear2, processo no qual o hidrognio convertido em

    hlio, liberando energia radiante. A energia solar que chega Terra pode ser aproveitada

    diretamente sob a forma de luz e calor, alm disso, no processo de fotossntese, as plantas a

    utilizam na de transformao de dixido de carbono em carboidratos, possibilitando a

    constituio de biomassa.

    A energia solar pode ser convertida em energia eltrica por sistemas termossolares ou

    por clulas fotovoltaicas. No primeiro caso, a radiao solar absorvida e transformada em

    calor, o qual utilizado para aquecer um fluido que acionar uma turbina que, atravs de um

    gerador, transformar a energia cintica em energia eltrica. No caso do efeito fotovoltaico, a

    eletricidade gerada quando h exposio de um material semicondutor dopado, geralmente

    silcio, radiao eletromagntica.

    O silcio (Si), elemento de nmero atmico 14, possui quatro eltrons em sua camada

    de valncia, desta forma ao interagirem com tomos cujas camadas mais externas tenham trs

    ou cinco eltrons (boro e fsforo, geralmente), haver um eltron em excesso ou em falta para

    que a estabilidade eletrnica seja obtida e este processo de agregar impurezas a elementos semicondutores, denominado dopagem, possibilita o efeito fotovoltaico.

    1.2 Aplicaes

    As primeiras aplicaes da tecnologia ocorreram no final da dcada de 50 e incio da

    dcada de 60 em aplicaes espaciais e satlites. Posteriormente, surgiram aplicaes no setor

    de telecomunicaes na dcada de 70 e, finalmente, na dcada de 80 a energia solar

    fotovoltaica comea a se tornar interessante, devido ao decaimento do preo, para fornecer

    energia eltrica para usurios distantes da infraestrutura convencional de eletricidade (redes

    eltricas). Assim, na dcada de 90 os sistemas fotovoltaicos se consolidam como tecnologia

    economicamente vivel para fornecer energia em sistemas isolados (PERLIN, 1999). Nota-se

    que a alternativa para fornecer energia eltrica utilizando sistemas fotovoltaicos em sistemas

    isolados interessante devido aos altos custos incorridos na construo de infraestrutura

    eltrica at locais distantes e, na maioria das vezes lugares com baixa densidade de carga.

    2 Dois prtons se fundem em uma partcula alfa, liberando dois psitrons, dois neutrinos e energia.

  • 13

    Na dcada de 90, os sistemas fotovoltaicos eram aplicados, na maioria, em sistemas

    isolados e, a partir da dcada seguinte, os sistemas passaram a ser, predominantemente,

    conectados rede eltrica. Na Figura 5, observa-se a capacidade instalada, em percentual, dos

    sistemas conectados rede e isolados para os pases membros3 da International Energy

    Agency (IEA, 2013).

    Figura 5 - Evoluo dos sistemas fotovoltaicos isolados e conectados rede.

    Fonte: IEA, 2013.

    Os sistemas conectados rede podem ser divididos em sistemas de gerao

    centralizada ou sistemas de gerao distribuda. No primeiro caso, a oferta de energia

    caracterizada por usinas de grande porte distantes dos centros de carga e, na gerao

    distribuda a oferta se d por meio de usinas de menor porte prximas aos centros de

    consumo.

    No caso da gerao centralizada h a vantagem de economia de escala, que pode

    aumentar a competitividade deste tipo de sistema frente aos sistemas de menor porte, em

    contrapartida, h a necessidade de grandes linhas de transmisso para o transporte de energia,

    alm da aquisio do terreno para a construo da usina.

    A gerao distribuda no tem a mesma vantagem de escala de custos, por outro lado

    tem a vantagem da gerao estar perto do consumo, diminuindo perdas tcnicas nos sistemas

    e, alm disso, este tipo de gerao pode ser instalado nos prprios telhados de edificaes,

    dispensando custos associados aquisio ou arrendamento de terrenos.

    1.3 Gerao Distribuda

    A gerao distribuda, de modo geral, pode ser caracterizada como gerao de energia

    prxima aos centros de consumo, entretanto no h um consenso com as especificaes e

    definies exatas deste tipo de gerao. No trabalho de (ACKERMAN; GRAN; SDER,

    2001) realiza-se uma extensa pesquisa sobre as definies de GD e realizada uma

    compilao de definies de diversos autores e so discutidas as questes relevantes e

    3 So 29 pases membros. Para maiores informaes, consultar: http://www.iea.org/countries/membercountries, acesso em

    setembro de 2014.

  • 14

    diferenas sobre as definies apresentadas, alm disso, analisada a relevncia dos

    diferentes critrios considerados na definio. Os autores consideram alguns critrios de

    definio da GD como no cruciais como, por exemplo, potncia, tecnologia e a propriedade

    sobre o sistema.

    Enquanto o EPRI (Electric Power Research Institute) apresenta a definio de

    potncia para a gerao distribuda at 50 MW, o Gas Research Institute descreve a potncia

    tpica at 25 MW, por outro lado, o CIGR define a potncia mxima em torno de 50 ou 100

    MW (ACKERMAN; GRAN; SDER, 2001). Apesar das distintas consideraes a respeito

    da potncia para a definio da GD, (ACKERMAN; GRAN; SDER, 2001) argumentam

    que a potncia do sistema no crucial para a definio, visto que o tamanho da unidade de

    gerao que pode ser conectada rede depender da capacidade e da configurao da prpria

    rede, que se correlaciona com nvel de tenso e, alm disso, as restries tcnicas e o layout

    de cada rede so nicos e, portanto, no possvel definir, de maneira genrica, a capacidade

    mxima para unidades de gerao distribuda.

    Embora alguns autores associem o conceito de GD a tecnologias renovveis,

    (ACKERMAN; GRAN; SDER, 2001) apontam que a definio no se deve limitar a

    apenas determinadas tecnologias, visto que a disponibilidade de recursos varia

    significativamente de acordo com a regio e o pas. Alm disso, possvel a gerao em

    pequena escala com recursos no renovveis, por exemplo, com pequenas turbinas a gs.

    (ACKERMAN; GRAN; SDER, 2001) afirmam que, embora seja defendida a ideia

    de que a gerao distribuda deva ser propriedade de produtores independentes de energia ou

    dos prprios consumidores, o conceito tambm deve ser aberto s empresas. No Brasil,

    inclusive, permitida a compra de energia proveniente de GD, pela concessionria de

    distribuio, de at 10% de sua carga, conforme artigos 14 e 15 do decreto 5163/2004,

    embora o decreto no considere como GD empreendimentos hidreltricos com capacidade

    superior a 30 MW ou termeltricos com eficincia inferior a 75%, inclusive com cogerao.

    1.4 Resoluo Normativa 482 ANEEL

    (BENEDITO, 2009) faz uma ampla anlise da legislao e condies regulatrias

    envolvendo a gerao distribuda no pas at o ano do trabalho. Alguns pontos para a

    evoluo da gerao distribuda no Brasil so o decreto 2.003/1996, que regulamenta a

    produo de energia eltrica pelas figuras de Autoprodutor (AP) e Produtor Independente de

    Energia (PIE) e o decreto 5.163/2004, que torna possvel a aquisio da gerao distribuda

    por parte das concessionrias. At a poca, para uma pessoa fsica, era possvel gerar energia

    para consumo prprio e vender apenas o excedente, entretanto a concessionria, embora

    tivesse a opo, no possua nenhuma obrigao de comprar a energia gerada pelo AP. O

    histrico da legislao e das questes regulatrias pode ser visto com maiores detalhes em

    (BENEDITO, 2009).

    Atualmente, aps a Resoluo Normativa n 482/2012 da ANEEL, embora as

    concessionrias no sejam obrigadas a pagar um valor monetrio pela energia excedente de

    geradores distribudos, so gerados crditos de energia para que possam ser utilizados nos

    meses subsequentes pelos consumidores/geradores distribudos.

  • 15

    A Resoluo Normativa n 482, de abril de 2012, representa um grande avano para a

    regulamentao da micro e minigerao de energia no pas, conforme citado anteriormente, a

    resoluo permite a converso do excedente de energia gerado em crditos de energia para

    serem utilizados posteriormente.

    No art. 2 da Resoluo Normativa n 482, define-se a micro e minigerao distribuda

    a partir de centrais geradoras que utilizem fontes com base em energia hidrulica, solar,

    elica, biomassa ou cogerao qualificada4 e que tenham a potncia limitada pela seguinte

    faixa de valores:

    Microgerao distribuda: potncia instalada menor ou igual a 100 kW;

    Minigerao distribuda: potncia instalada superior a 100 kW e menor ou igual a 1MW.

    A compensao realizada a partir da energia ativa injetada pelo micro ou

    minigerador, a qual gera crditos de energia equivalentes para serem consumidos em um

    perodo de at 36 meses. Ainda, de acordo com o art. 2, possvel que o crdito gerado seja

    utilizado por outra unidade consumidora, desde que esta esteja relacionada ao mesmo CPF

    (Cadastro de pessoa Fsica) ou CNPJ (Cadastro de Pessoa Jurdica) da unidade consumidora

    responsvel pela gerao dos crditos.

    De acordo com o Sistema de Compensao proposto pela resoluo em questo,

    dever ser cobrado, no mnimo, o custo de disponibilidade para consumidores do grupo B ou

    a demanda contratada para consumidores do grupo A.

    O Conselho Nacional de Poltica Fazendria (CONFAZ) define, no Convnio ICMS 6,

    de 5 de Abril de 2013, questes fiscais relacionadas ao Sistema de Compensao de Energia

    proposto pela Resoluo 482 da ANEEL, conforme cita a sua Clusula primeira: A emisso de documentos fiscais nas operaes internas relativas circulao de energia eltrica,

    sujeitas a faturamento sob o Sistema de Compensao de Energia Eltrica de que trata a

    Resoluo Normativa N 482, da Agncia Nacional de Energia Eltrica - ANEEL, de 17 de

    abril de 2012, dever ser efetuada de acordo com a disciplina prevista neste convnio,

    observadas as demais disposies da legislao aplicvel.

    De acordo com o Convnio, em sua Clusula segunda, a base de clculo para a

    cobrana do ICMS o valor integral da operao, antes de qualquer compensao, correspondente quantidade total de energia eltrica entregue ao destinatrio, nele

    includos;. Na prtica, este convnio implica em um valor da energia injetada na rede pelo micro/minigerador menor do que o pago para a energia convencional, da rede eltrica.

    4 Para que uma unidade cogeradora seja enquadrada na modalidade de cogerao qualificada deve atender aos requisitos

    mnimos de racionalidade energtica previstos no artigo 4 da Resoluo ANEEL n 021/2000, que define os critrios avaliados na obteno de qualificao junto Agencia.

  • 16

    1.5 Conceitos de Matemtica Financeira

    Decises financeiras fazem parte da rotina de empresas e das pessoas. Por mais que,

    geralmente, para tomar decises, as pessoas no utilizem tantas ferramentas de anlise como

    as empresas, seus recursos financeiros so finitos e so levadas em conta as vantagens e

    desvantagens para a tomada de decises. Por exemplo, ao decidir entre financiar um imvel

    ou fazer uma poupana para a aquisio do bem vista, talvez as pessoas no calculem

    explicitamente o VPL (valor presente lquido) ou a TIR (taxa interna de retorno) do projeto,

    embora o risco e o retorno da deciso sejam levados em conta (alm dos critrios no

    racionais, claro), mesmo que de maneira inconsciente, como ilustra a palavra economia que,

    do grego (oikonomos), significa aquele que administra um lar (MANKIW, 2009).

    Uma figura de mrito para a avaliao financeira de um projeto o Valor Presente

    Lquido, que nada mais do que a diferena entre os benefcios gerados pelo projeto e seus

    custos (BREALEY; MYERS; ALLEN, 2011). Para o clculo do VPL, os fluxos de caixa do

    projeto so trazidos a valor presente, descontados a uma determinada taxa de juros (ASSAF

    NETO, 1994). A expresso para o clculo do VPL dada pela Equao 1.1.

    (1.1)

    Onde representa o investimento inicial, representa o fluxo de caixa do projeto no perodo t, r representa a taxa de desconto, t o perodo em questo e n o horizonte de anlise do

    fluxo de caixa.

    Se o VPL for positivo, as receitas do projeto superam o valor investido somado s

    despesas do projeto, desta forma os casos considerados economicamente viveis so os que

    apresentam VPL maior do que zero.

    O fluxo de caixa descontado a uma determinada taxa por dois motivos: (1) o

    dinheiro de hoje vale mais que o dinheiro de amanh e (2) um dinheiro seguro vale mais que

    um dinheiro incerto (BREALEY; MYERS; ALLEN, 2011). Para a determinao da taxa de

    desconto, pode ser considerado o custo mdio ponderado de capital, bem como os conceitos

    de taxa mnima de atratividade (TMA) ou de custo de oportunidade do capital (ASSAF

    NETO, 1994). Para um projeto de baixo risco, por exemplo, a taxa de desconto utilizada

    poderia ser a rentabilidade de ttulos pblicos do governo federal ou a remunerao do capital

    em algum projeto de risco equivalente, embora para a determinao da taxa de desconto

    outros fatores devam ser levados em conta, tais como o nvel de endividamento da empresa e

    seu custo de capital. Para o escopo deste trabalho, servem como direcionadores a remunerao

    de ttulos pblicos federais e a taxa de juros SELIC (Sistema Especial de Liquidao e de

    Custdia), a qual fixada pelo COPOM (Comit de Poltica Monetria).

    Outra figura de mrito utilizado em avaliao financeira de projetos a TIR (Taxa

    Interna de Retorno). (KEYNES, 1936) aponta a TIR como sendo a eficincia marginal do

    capital. Do ponto de vista matemtico, a TIR a taxa em que, empregada como a taxa de

    desconto no clculo do VPL faz com que seu valor fique igual a zero, ou seja, a raiz da

    funo VPL, onde a varivel independente a taxa de desconto. A Equao 1.2 demonstra a

    relao da TIR com o VPL.

  • 17

    (1.2)

    Nota-se que se:

    TIR > TMA, VPL > 0;

    TIR = TMA, VPL = 0;

    TIR < TMA, VPL < 0.

    Em 1637, Descartes afirma em sua obra, La Gomtrie, que o nmero mximo de

    razes positivas de um polinmio igual ao nmero de vezes em que h uma inverso de sinal

    nos seus coeficientes. Portanto, quando h apenas uma inverso de sinal nos coeficientes

    (fluxo de caixa) da equao do VPL, h apenas um valor para a TIR. Entretanto, quando h

    mais de uma inverso de fluxo de caixa, o nmero de razes reais positivas pode chegar ao

    nmero de inverses de sinal dos coeficientes, ocasionando o surgimento de mais de uma

    TIR, ou at mesmo a no existncia de uma TIR (polinmio sem razes reais). Para os casos

    em que h mais de uma TIR, a soluo mais simples, e geralmente adotada pelas empresas,

    utilizar o VPL como figura de mrito, embora exista a opo de calcular a Taxa Interna de

    Retorno Modificada, consultar (BREALEY; MYERS; ALLEN, 2011) para mais informaes.

    A terceira figura de mrito abordada nesta Nota Tcnica o tempo de retorno sobre o

    investimento, ou payback, que nmero de perodos necessrios para que o fluxo de caixa

    acumulado se torne positivo, isto considerando que o fluxo de caixa do projeto do tipo em

    que o investimento realizado no primeiro perodo e as receitas esto nos anos seguintes.

    Existe o payback simples e o descontado, o primeiro no leva em conta o dinheiro no tempo e

    vantajoso pela sua simplicidade de clculo, j o payback descontado apresenta um valor

    mais confivel, nota-se que quanto maior o perodo analisado e a taxa de desconto, maior a

    divergncia entre os resultados dos dois mtodos de clculo.

    Cada uma das tcnicas apresentadas tem suas limitaes prprias. O mtodo do VPL

    no d a noo do quanto cada unidade monetria investida dar de retorno, por exemplo, dois

    projetos com investimentos de R$1.000 e R$ 100.000, respectivamente podem apresentar o

    mesmo VPL, entretanto o valor de investimento necessrio para o segundo caso 100 vezes

    maior. O mtodo da TIR, conforme j mencionado, pode se tornar complicado em situaes

    que apresentem mais de uma inverso no sinal do fluxo de caixa. Por fim, o mtodo do tempo

    de retorno, ou payback, embora possa dar uma noo da atratividade do projeto de maneira

    simples e compreensvel, apresenta limitaes quanto apresentao de rentabilidade.

    Portanto, no h melhor ou pior figura de mrito, dependendo da configurao do

    fluxo de caixa, h uma melhor adaptao para cada tipo de ferramenta, embora a TIR e o VPL

    sejam as tcnicas mais utilizadas pelos CFOs (chief financial officers) nas empresas

    (GRAHAM; HARVEY, 2001), conforme mostra a Figura 6.

  • 18

    Figura 6 - Porcentagem de CFOs que utilizam sempre, ou quase sempre, uma determinada tcnica.

    Fonte: Adaptado de The theory and practice of corporate finance: evidence from the field. Journal of Financial

    Economics, 2001.

    Uma vez que, h incertezas sobre a projeo futura dos fluxos de caixa dos projetos,

    bem como as condies previstas, uma anlise de sensibilidade se mostra interessante a fim de

    determinar os efeitos de variao de uma ou mais variveis de entrada no projeto e seus

    resultados nas variveis de sada do modelo.

    1.6 Gerao de Energia Eltrica

    Para se estimar o quanto de energia eltrica o sistema fotovoltaico ir gerar e qual ser

    seu desempenho, importante definir alguns conceitos fundamentais, que sero explorados

    nesta seo.

    O efeito fotovoltaico, como explicado anteriormente, possibilita a transformao de

    energia radiante do sol em energia eltrica. Entretanto, para o consumo desta energia nos

    padres empregados atualmente (em corrente alternada), tornam-se necessrios equipamentos

    eletrnicos para condicionar a potncia, os quais so conhecidos como inversores. Um

    sistema fotovoltaico conectado rede , portanto, constitudo de um gerador fotovoltaico

    (conjunto de mdulos), do prprio inversor e outros componentes perifricos. O desempenho

    do sistema, portanto, depender diretamente do desempenho dos equipamentos que o compe.

    Um conceito fundamental para a determinao do desempenho de um sistema

    fotovoltaico o de produtividade do sistema (final yield), que uma relao entre a energia, de fato, gerada pelo sistema e a potncia nominal do gerador fotovoltaico, conforme a

    Equao 1.5 (MARION et al., 2005).

    (1.5)

    Onde, P(t) a potncia instantnea na sada do sistema, a potncia nominal da unidade geradora e E a energia entregue pelo sistema em um perodo de tempo ( . A unidade de medida da produtividade do sistema ( kWh/kW, ou seja, representa a produo de energia (kWh) por cada unidade de potncia (kW) e, deste modo, uma forma

    interessante de comparar o desempenho entre sistemas com potncias diferentes.

  • 19

    Uma grandeza anloga a produtividade de referncia (Reference Yield), apresentada na Equao 1.6.

    (1.6)

    Onde, H(t) representa a irradincia solar incidente no plano do gerador (medida em

    ) e a irradincia considerada em , para um perodo de 24 horas,

    pode-se dizer que representa o nmero de horas equivalentes de irradincia igual a , esta grandeza funo do local, orientao e inclinao do mdulo e de condies de tempo (MARION et al., 2005).

    A relao entre a produtividade final e a de referncia ( denomina-se Desempenho Global do Sistema, ou Performance Ratio, esta relao apresentada na

    Equao 1.7.

    (1.7)

    Valores de PR geralmente so apresentados em uma base anual ou mensal e

    geralmente variam de 0,6 a 0,8 (MARION et. al, 2005), este indicador uma boa medida de

    desempenho para sistemas fotovoltaicos.

    Ainda, das equaes (1.5) e (1.7), a energia eltrica gerada pelo sistema, de :

    (1.8)

    Outra figura de mrito, geralmente utilizada em usinas de gerao de energia eltrica,

    o Fator de Capacidade, que representa o nvel de atividade de uma usina em um

    determinado perodo, ou seja, a energia efetivamente produzida por uma usina dividida pela

    produo que teria funcionando em sua capacidade nominal durante o perodo. Por exemplo,

    dizer que uma usina possui um fator de capacidade de 50% o equivalente a dizer que esta

    usina gera em um ano a quantidade de energia que geraria trabalhando em sua capacidade

    nominal durante seis meses. O Fator de Capacidade pode ser expresso por (1.9).

    (1.9)

    Onde, P(t) a potncia instantnea, e a potncia nominal da unidade geradora.

    O Fator de Capacidade de uma usina fotovoltaica e o Desempenho Global (PR)

    relacionam-se conforme a Equao (1.10), a partir de (1.5), (1.7) e (1.9).

    (1.10)

  • 20

    Portanto, a energia gerada em funo do fator de capacidade :

    (1.11)

    Desta seo conclui-se que o Fator de Capacidade e o Desempenho Global do Sistema

    (Performance Ratio) so indicadores que relacionam-se entre si e consideram as perdas

    globais envolvidas no sistema. Alm disso, so grandezas fundamentais para estimar a energia

    gerada por sistemas fotovoltaicos a avaliar seu desempenho.

    1.7 Custo da Energia Fotovoltaica

    No contexto de anlise de viabilidade econmico-financeira de empreendimentos

    energticos, uma figura de mrito considerada o custo nivelado da energia, ou LCOE

    (Levelized Cost of Eletricity). O LCOE relaciona os custos envolvidos e a energia gerada pelo

    empreendimento, ao longo de sua vida til. Esta figura de mrito representa o quanto um

    produtor de energia eltrica deveria obter de receita por kWh, de modo que seja o suficiente

    para cobrir as despesas operacionais, os investimentos, os juros e remunerar adequadamente

    os investidores. O trabalho The future of Coal (MIT, 2007) apresenta uma definio para o

    LCOE:

    The levelized cost of electricity is the constant dollar electricity price that would be

    required over the life of the plant to cover all operating expenses, payment of debt

    and accrued interest on initial project expenses, and the payment of an acceptable

    return to investors.

    De forma generalista, conforme apresentado por (EPIA, 2011) e (BRANKER;

    PATHAK; PEARCE, 2011), o LCOE pode ser definido como:

    (1.12)

    onde, representa os custos no perodo t, a energia gerada no perodo t e r a taxa de desconto.

    Para sistemas fotovoltaicos, os maiores custos envolvidos esto no investimento

    inicial, j que o custo de operao de uma usina desta tecnologia baixo. Por outro lado,

    usinas trmicas a combustveis, tm os custos de combustvel agregados ao custo de operao,

    o qual tem uma maior participao nos custos totais apresentados ao longo da vida til do

    empreendimento.

    (ZILLES; OLIVEIRA, 1999) apresentam um modelo para o clculo do preo do kWh

    fotovoltaico (eq. 1.13), no modelo apresentado leva-se em considerao o investimento

    inicial, os custos com manuteno e operao do sistema e o fator de capacidade para o local.

    [

    ]

    (1.13)

  • 21

    Onde, C o custo da energia produzida, FC o Fator de Capacidade do sistema, OM a

    porcentagem anual do investimento inicial para operao e manuteno. II investimento

    inicial, r taxa de desconto e n a vida til do projeto em anos. O modelo apresentado tem a

    vantagem de ser simples e se mostra bem satisfatrio para calcular o custo da energia gerada

    por um sistema fotovoltaico.

    Uma proposta dada por (BRANKER; PATHAK; PEARCE, 2011) para o clculo do

    LCOE para sistemas fotovoltaicos, considerar a degradao na gerao dos mdulos

    fotovoltaicos ao longo do tempo, a qual geralmente considerada, nos modelos de projeo,

    com valores de 0,5% a 1% ao ano, embora valores mais baixos sejam alcanados na prtica

    (SUNPOWER, 2008). A garantia fornecida pelos fabricantes, em geral, de uma degradao

    mxima de 1% ao ano (ZWEIBEL; JAMES; VASILIS, 2008). O modelo proposto por

    (BRANKER; PATHAK; PEARCE, 2011) dado pela Equao 1.14:

    =

    (1.14)

    onde, representa o investimento inicial, os custos com operao, os custos com manuteno, os custos com financiamento, r a taxa de desconto, a energia anual gerada em potncia nominal

    5 (rated energy output per year), e d a taxa anual de degradao dos

    mdulos.

    Para o desenvolvimento deste trabalho foram considerados, alm da degradao anual

    dos mdulos, os impostos relacionados ao crdito gerado pela energia injetada na rede,

    conforme estabelece a resoluo do CONFAZ, abordada anteriormente. Neste trabalho, a

    abordagem dos tributos realizada considerando-se que o micro/minigerador ter de pagar os

    impostos sobre o consumo bruto, quando usufruir dos crditos de energia gerados pela energia

    fotovoltaica injetada na rede eltrica.

    5 A energia anual gerada (dada em kWh/ano) em potncia nominal (rated energy output per year) a energia gerada em um

    ano, considerando-se as condies locais e do sistema, desconsiderando a degradao dos mdulos.

  • 22

    2 MATERIAIS E MTODOS

    Para a avaliao econmico-financeira de sistemas fotovoltaicos de gerao

    distribuda sob a tica do consumidor, so utilizados conceitos de matemtica financeira

    abordados na seo 0. Para que o objetivo proposto seja atingido, so calculadas e

    apresentadas as seguintes figuras de mrito: Valor Presente Lquido (VPL), Taxa Interna de

    Retorno (TIR) e Payback (tempo de retorno sobre o investimento). Alm disso, realizada

    uma anlise de sensibilidade a fim de se verificar o efeito das variveis de entrada do modelo

    nos resultados.

    2.1 Fluxo de caixa do projeto

    O projeto analisado sob a tica do consumidor de energia eltrica, neste caso um

    consumidor-produtor, ou um prosumidor 6 . So avaliados diversos fluxos de caixa em mltiplos cenrios que so detalhados nas sesses subsequentes.

    Genericamente, os fluxos de caixa analisados tm a configurao apresentada na

    Tabela 1.

    Tabela 1 - Fluxo de caixa genrico para um projeto de gerao distribuda.

    Ano 0 1 2 3 4 5 .

    .. 25

    Fluxo de

    Caixa

    -Investimento

    Receita

    -Impostos

    -O&M

    Receita

    -Impostos

    -O&M

    Receita

    -Impostos

    -O&M

    Receita

    -Impostos

    -O&M

    Receita

    -Impostos

    -O&M

    .

    ..

    Receita

    -Impostos

    -O&M

    Fonte: Elaborado pelo autor.

    Onde, Investimento o valor monetrio necessrio para aquisio e instalao do

    sistema fotovoltaico, as receitas consideradas so o que se economizaria na fatura de energia,

    O&M representa os custos de operao e manuteno do sistema instalado e Impostos

    representa o ICMS, conforme convnio do CONFAZ, j abordado no trabalho.

    O valor economizado com energia eltrica analisado levando-se em conta dois casos:

    (1) quando h energia injetada na rede, ou seja, a gerao fotovoltaica maior do que o

    6 O termo prosumidor origina-se da juno das palavras produtor e consumidor, dando a

    ideia de um agente que pode exercer tanto as funes de consumir quanto de produzir um determinado bem. Neste caso, o prosumidor pode comprar energia da rede eltrica como um consumidor convencional e, tambm, gerar energia na figura de micro e minigerador.

  • 23

    consumo e (2) quando no h energia injetada na rede, isto , quando a demanda eltrica

    maior do que a gerao fotovoltaica.

    Desta forma, no caso (1), situao na qual so gerados crditos de energia para serem

    utilizados posteriormente, o benefcio considerado dado pela receita equivalente ao valor

    integral da tarifa (com impostos), subtraindo-se o valor do ICMS. No caso (2), o benefcio

    dado considerando-se o valor da tarifa integral, com impostos.

    Definido o fluxo de caixa genrico para os projetos a serem avaliados, pode-se dizer

    que a viabilidade econmico-financeira da energia solar fotovoltaica depende, de maneira

    geral, das condies a seguir:

    investimento necessrio para a instalao do sistema;

    energia gerada pelo sistema;

    tarifa e impostos sobre a energia eltrica convencional;

    energia injetada na rede eltrica, curva de carga e percentual de autoconsumo;

    caractersticas do sistema de gerao distribuda.

    As condies apresentadas so detalhadas ao longo deste captulo.

    2.2 Preo do Watt-pico

    Para definio e estimativa dos investimentos necessrios, so tomados como base os

    preos internacionais dos equipamentos (mdulos e inversores), so adicionados custos com

    frete, seguro, taxas, tributos e importao, de onde se obtm o preo nacionalizado para os

    equipamentos. Adicionalmente, se consideram custos de cabos, materiais extras, projeto e

    instalao, resultando no preo por Watt-pico instalado. As premissas adotadas para o custo

    nacionalizado so as seguintes:

    Incidncia de Imposto de Importao (II) sobre mdulos de 12% e 14% para inversores importados;

    Considera-se a alquota do Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI), incidente sobre mdulos fotovoltaicos, de 0%;

    Incidncia de ICMS para inversores em 12% (embora a alquota varie por estado);

    Incidncia de PIS (1,65%) e COFINS (7,6%) sobre os mdulos e inversores;

    Utilizao de valores representativos de servios aduaneiros;

    O mtodo proposto por (ABINEE, 2012) no documento Propostas para Insero da Energia Solar Fotovoltaica na Matriz Eltrica Brasileira.

    A taxa de cmbio e os preos internacionais adotados (PHOTON, 2015) so

    apresentados na, na Tabela 2, na qual tambm so apresentados os preos nacionalizados de

    equipamentos fotovoltaicos. Os preos adotados so do mercado alemo, caso se considerasse

    os preos praticados para mdulos chineses, os preos seriam mais baixos.

  • 24

    Tabela 2 Preos nacionalizados de equipamentos fotovoltaicos.

    Equipamentos Mdulos Inversores (<

    5 kW)

    Inversores (>

    10kW)

    Preos internacionais dos equipamentos ( /Wp) 0,56 0,25 0,12 Equipamentos + Frete + Seguro (/Wp) 0,02 0,02 0,01 Impostos + Taxas + Importao (/Wp) 0,16 0,20 0,10 Custo nacionalizado (/Wp) 0,74 0,47 0,23 Taxa de cmbio (BRL/EUR) 3,25

    Preo nacionalizado (R$/Wp) 2,42 1,52 0,75 Fonte: Elaborado a partir de (ABINEE, 2012) e (PHOTON, 2015).

    Tabela 3 - Preo do Watt-Pico instalado.

    Instalao At 5 kW A partir de 10 kW

    Cabos e protees 0,75 0,60

    Sistema de fixao 1,25 0,80

    Demais custos (conexo e projeto) 1,25 1,00

    Total (R$/Wp) 7,19 5,56 Fonte: Elaborado a partir de (ABINEE, 2012) e (PHOTON, 2015).

    Os preos finais estimados so de 7,19 R$/Wp para sistemas de pequeno porte (at

    5kW) e de 5,56 R$/Wp para sistemas de mdio porte (a partir de 10kW). Nesta NT ser

    utilizado apenas o preo para sistemas de pequeno porte, visto o escopo deste trabalho.

    O texto Propostas para Insero da Energia Solar Fotovoltaica na Matriz Eltrica Brasileira (ABINEE, 2012) aponta um valor de 7,12 R$/Wp para sistemas de pequeno porte, esta pequena divergncia frente aos valores apontados acima pode ser explicada pela taxa de

    cmbio considerada na poca, que estava em 2,30 BRL/EUR, frente de 03 de maro de

    2015, 3,25 BRL/EUR. Ao mesmo tempo em que a taxa de cmbio elevou o preo final, o

    preo por Watt-pico dos equipamentos diminuiu, compensando a variao devido ao cmbio.

    No estudo de 2012 os preos internacionais dos equipamentos considerados foram de 0,98

    /Wp para mdulos e de 0,19 /Wp para inversores. Nota-se uma diminuio expressiva no preo dos mdulos durante o perodo (0,98 para 0,61 /Wp). Embora o preo internacional dos inversores (> 10kW) tenha ido de 0,19 /Wp para 0,13 /Wp, neste caso, a diferena no preo dos inversores (

  • 25

    2.2.1 Determinantes e variaes

    Como mtodo utilizado para o clculo do Watt-pico utiliza como referncia preo

    internacional de mdulos, o preo final est sujeito volatilidade cambial e, no momento em

    que o preo foi calculado para este trabalho, a taxa de cmbio estava em 3,25 BRL/EUR.

    Para o perodo de jan/2002 a mar/2015 a mdia de 2,84 BRL/EUR e o desvio padro

    0,45 BRL/EUR. Os valores para a mdia mais 1 desvio e mdia menos 1 desvio so de 2,39

    BRL/EUR e 3,29 BRL/EUR, respectivamente.

    Foi realizada uma simulao a fim de verificar o impacto da variao da taxa de

    cmbio no preo final do Watt-pico instalado e tambm foi simulado o preo final por Watt-

    pico de um possvel cenrio incentivado, desconsiderando-se os tributos II, IPI e ICMS sobre

    os equipamentos. A Figura 7 ilustra os resultados, com destaque para o fato de que o preo do

    Watt-pico instalado em sistemas de at 5 kW, considerando-se a mdia da taxa de cmbio

    subtrada ou somada de um desvio padro, ficaria entre 6,18 R$/Wp e 7,28 R$/Wp, faixa de

    valores na qual compreendem-se os preos de outros estudos.

    Figura 7 - Preo do Watt-Pico instalado vs. Taxa de cmbio (BRL/EUR).

    2.2.2 Perspectivas para os prximos anos

    A fim de se determinar o preo de determinada tecnologia para os prximos anos, uma

    abordagem muito utilizada a de curva de aprendizado, a qual consiste em verificar a

    correlao entre os preos da tecnologia e a produo acumulada. As curvas de aprendizado

    so baseadas na teoria learning-by-doing e learning by searching, a partir das quais se afirma

    que ao longo do tempo, a experincia acumulada, em pesquisa ou capacidade instalada, pode

    trazer maior eficincia nos processos de produo e uma diminuio de custos.

    Na indstria solar fotovoltaica, a experincia mostra que cada vez que se dobra a

    capacidade instalada dos mdulos, seus preos sofrem uma diminuio de aproximadamente

    < 5 kW

    > 10 kW

  • 26

    20% (DE LA TOUR; GLACHANT; MNIRE, 2013). Nos ltimos anos, houve um

    crescimento expressivo da capacidade instada de sistemas fotovoltaicos, uma evoluo de

    quase 500% no perodo de 2009 a 2013 (EPIA, 2014), o que contribui significativamente para

    a diminuio dos preos de mdulos fotovoltaicos.

    Partindo de diversas experincias de curva de aprendizado e no preo do silcio, em

    (DE LA TOUR; GLACHANT; MNIRE, 2013) apresentada uma projeo para o preo

    dos mdulos fotovoltaicos para o perodo de 2011 a 2020. A projeo apresentada em 3

    cenrios: um conservador, um mdio e outro agressivo. As taxas mdias apresentadas para o

    decrscimo de preo dos mdulos so de 5,4%, 5,9% e 6,3%, respectivamente. O resultado

    apresentado na Figura 8.

    Figura 8 - Projeo para o preo de mdulos fotovoltaicos.

    Fonte: Adaptado de (DE LA TOUR; GLACHANT; MNIRE, 2013).

    Embora boa parte do preo do sistema fotovoltaico esteja relacionada aos mdulos

    (aproximadamente 35%), a fim de se estimar os preos do Watt-pico instalado do sistema

    completo, deve-se tambm considerar a diminuio dos custos relacionados aos outros

    componentes e servios.

    (BARBOSE et al., 2013) mostra que no perodo de 1998 a 2013, o decrscimo dos

    custos no relacionados ao mdulo representaram aproximadamente 38% do total da queda do

    preo do Watt-pico instalado de sistemas fotovoltaicos (< 10 kW), o que demonstra um

    impacto expressivo dos componentes BOS (balance of system) na reduo dos preos dos

    sistemas fotovoltaicos, conforme apresentado na Figura 9.

  • 27

    Figura 9 Preo do Watt-pico instalado, preo do mdulo e parcela no relacionada ao mdulo.

    Fonte: Adaptado de (BARBOSE et al, 2013)

    De acordo com (BARBOSE et al., 2013), diferentemente dos custos relacionados ao

    mdulo, que seguem a tendncia do mercado internacional, os custos extra-mdulo consistem

    de uma variedade de componentes que podem ser diretamente afetados pelas condies locais

    de mercado, como por exemplo, polticas de incentivo em nvel nacional.

    De maneira geral, pode-se dizer que na medida em que um mercado fotovoltaico se

    desenvolve, redues de custos ocorrem. Segundo (CANDELISE; WINSKEL; GROSS,

    2013), o desenvolvimento de um mercado fotovoltaico permite os seguintes fatores:

    maior competio dos instaladores de sistemas e projetistas;

    desenvolvimento dos prestadores de servio relacionados ao mercado, trazendo economia de escala cadeia de suprimentos;

    maior poder de compra de mdulos e componentes do sistema por parte dos instaladores e desenvolvedores de projetos;

    regras mais transparentes, que promovem maior eficincia no processo de conexo dos sistemas rede. (EPIA, 2011).

    Os fatores citados contribuem para a queda nos custos relacionados aos sistemas

    fotovoltaicos e, portanto, uma realimentao ao desenvolvimento do mercado.

    Por fim, (EPIA, 2011) apresenta uma projeo de queda dos preos dos sistemas

    instalados para os prximos anos, consideradas as seguintes premissas: 20% de taxa de

    aprendizagem para mdulos e inversores em pequena escala, alm de diminuio de custo em

    componentes estruturais e servios. Em (EPIA, 2011), apresentado (para a dcada 2011-

    2020) um potencial entre 5,14% e 6,89% de diminuio anual do preo para o Watt-pico

    instalado de sistemas residenciais, enquanto que, para sistemas de maior porte se espera uma

    queda anual entre 4,36% a 5,98%.

    2.3 Tarifas de energia eltrica

    Para a avaliao proposta de acordo com o item 2.1 deste documento, so necessrios

    dados relacionados s tarifas de energia vigentes, bem como suas projees para os prximos

  • 28

    anos. Esta seo subsidia o trabalho com os dados e as premissas utilizadas em relao s

    tarifas das 27 concessionrias das capitais brasileiras.

    2.3.1 Histrico

    Dados histricos7 de tarifas de energia eltrica, considerados para a mdia nacional,

    so apresentados na Figura 10, as tarifas de energia eltrica podem no seguir uma trajetria

    bem definida suas alteraes podem ser explicadas em razo de polticas adotadas,

    intervenes governamentais e diferentes fases do prprio setor eltrico brasileiro. Para o

    modelo de fluxo de caixa proposto no item 2.1, necessrio adotar uma premissa para a

    projeo para as tarifas de energia eltrica para o horizonte de avaliao financeira do projeto.

    Figura 10 - Evoluo das tarifas de energia eltrica e do IPCA.

    Fonte: Elaborado pelo autor com dados da ANEEL e IBGE.

    Para o perodo apresentado na Figura 10, 1995 a 2014, a evoluo mdia geomtrica

    da tarifa mdia com impostos foi de 9,6% a.a., enquanto o IPCA evoluiu a uma mdia

    geomtrica de 6,4%. Na

    7 Para o ano de 2015 considera-se o efeito mdio da Reviso Tarifria Extraordinria de

    fevereiro de 2015 (23,4%) e um reajuste anual aproximado de 15%.

  • 29

    Tabela 4 possvel observar para diferentes perodos a evoluo das tarifas de energia

    eltrica para diferentes classes de consumo e do IPCA.

  • 30

    Tabela 4 - Evoluo das tarifas de energia eltrica e IPCA.

    1995 - 2004 2005 - 2012 2012 - 2013 2013 - 2014 1995 - 2014

    Residencial 19,4% 2,5% -15,3% 16,9% 10,3%

    Comercial 15,4% 2,3% -13,1% 19,3% 8,7%

    Industrial 13,5% 4,8% -13,3% 24,5% 9,7%

    Tarifa Mdia Brasil (sem impostos)

    12,9% 2,7% -13,2% 19,8% 7,9%

    Tarifa Mdia Brasil (com impostos)

    16,0% 3,3% -13,2% 17,8% 9,6%

    IPCA 7,6% 5,1% 5,9% 6,4% 6,4% Fonte: Elaborado pelo autor com dados da ANEEL e IBGE.

    Nota-se que no perodo de 1995 a 2004, as tarifas cresceram acima do ndice de

    inflao (IPCA), com destaque para a classe residencial, que teve o maior aumento de tarifas

    no perodo. Pode-se observar, ainda, que as tarifas para as classes comercial e residencial

    ficaram prximas, alm disso, a tarifa mdia com impostos cresceu mais do que a tarifa mdia

    sem impostos. O perodo caracterizado pela consolidao do processo de privatizao do

    setor e a criao da ANEEL, determinada pela Lei 9427/1996. Alm disso, em Junho de 2001

    o Governo Federal decreta o racionamento de energia, com meta de reduo de 20% no

    consumo de energia eltrica. No ano seguinte, em 2002 declarado o fim do racionamento e o

    consumidor comea a pagar o Encargo de Capacidade Emergencial (taxa extra para custear

    trmicas emergenciais). Neste ano criado o Comit de Revitalizao do Modelo do Setor

    Eltrico.

    Em 2003, no perodo ps-racionamento, empresas do setor apresentaram problemas

    financeiros devido ao desequilbrio de mercado e mais de dois bilhes de reais so

    financiados pelo BNDES pelo Programa emergencial e Excepcional de Apoio s

    Concessionrias de Distribuio de Energia Eltrica.

    No perodo de 2005 a 2012 as tarifas evoluram abaixo da inflao, ou seja, tm

    crescimento real negativo. Ainda assim, a tarifa mdia com impostos cresce mais do que a

    tarifa mdia sem impostos, isto , proporcionalmente, os impostos aumentam mais do que as

    tarifas. Nota-se, tambm, que neste perodo as tarifas para a classe industrial evoluram mais

    do que para as classes residencial e comercial. O perodo marcado pela implantao do

    chamado Novo Modelo do Setor Eltrico no Brasil a partir de 2004 (Leis n 10.847 e 10.848,

    de 15 de maro de 2004, e Decreto n 5.163, de 30 de julho de 2004), alm da criao da EPE

    (Empresa de Pesquisa Energtica) e CCEE (Cmara Comercializadora de Energia Eltrica).

    So definidos dois ambientes para a contratao de energia eltrica, o ACR (Ambiente de

    Contrao Regulado) e o ACL (Ambiente de Contratao Livre).

    No ano de 2005 concludo o primeiro ciclo de reviso tarifria, que tem a formulao

    de sua metodologia baseada em trs pontos principais: Empresa de Referncia, Base de

    Remunerao e Fator X, que rev os ganhos de produtividade.

  • 31

    Em 2007 iniciado o segundo ciclo de reviso tarifria e em 2011 aprovada a

    metodologia para o terceiro ciclo (2012 a 2014). Neste ciclo a remunerao das distribuidoras

    passa de 9,95% para 7,5%, fato que se justifica, segundo a ANEEL8, devido melhora da

    conjuntura macroeconmica do pas.

    No perodo de 2012 a 2013 houve uma reduo mdia de 13,2% na tarifa, fruto da

    Medida Provisria 579, convertida na lei 12.783 em janeiro de 2013, que tratou da renovao

    antecipada das concesses dos ativos de gerao de energia. Notar que a expectativa do

    governo era de reduo mdia de 20% nas tarifas de energia eltrica, a qual no foi atingida.

    2.3.2 Fatos Recentes

    O ano de 2014, conforme mencionado anteriormente, foi marcado pelo baixo nvel de

    gua nos reservatrios das usinas hidreltricas e acionamento de usinas trmicas com

    elevados custos de operao. Em boa parte do perodo o Preo de Liquidao das Diferenas

    (PLD) se manteve em 822 R$/MWh, o preo-teto estabelecido pela ANEEL at o final

    daquele ano.

    O ano de 2015 inicia-se com reajustes expressivos nas tarifas de energia eltrica. Em

    fevereiro foi aprovada a Reviso Tarifria Extraordinria (RTE) para 58 distribuidoras com a

    inteno de cobrir custos do setor. Para as concessionrias das regies Sul, Sudeste e Centro-

    Oeste, o impacto mdio ponderado foi de 28,7% e, para as distribuidoras das regies Norte e

    Nordeste, o impacto mdio foi de 5,5%. O efeito mdio ponderado para a RTE de fevereiro de

    2015 pode ser observado na Tabela 5. Alm disso, neste ano entrou em vigor o Sistema de

    Bandeiras Tarifrias que, quando o nvel dos reservatrios est baixo e, portanto, a bandeira

    da cor vermelha, so cobrados dos consumidores R$ 5,50 para cada 100 kWh consumidos,

    alm dos impostos.

    Tabela 5 - Efeito mdio ponderado da RTE de fevereiro de 2015.

    8 Linha do tempo do setor eltrico disponvel em http://www.aneel.gov.br/15anos/, acesso em

    agosto de 2014.

    Distribuidora Efeito Distribuidora Efeito

    CELPE 2,20% CELESC 24,80%

    COSERN 2,80% BANDEIRANTE 24,90%

    CEMAR 3,00% ENF 26,00%

    CEPISA 3,20% ESCELSA 26,30%

    CELPA 3,60% CEMAT 26,80%

    ENERGISA PB 3,80% ENERGISA MG 26,90%

    CELTINS 4,50% EFLUL 27,00%

    CEAL 4,70% ELETROCAR 27,20%

    COELBA 5,40% CELG 27,50%

    ENERGISA BO 5,70% DME-PC 27,60%

  • 32

    Fonte: Agncia Nacional de Energia Eltrica (ANEEL).

    Para os clculos dos resultados apresentados nesta NT foram tomados os dados das

    tarifas referentes ao ms de dezembro de 2014 e aplicados os reajustes percentuais aprovados

    na Reviso Tarifria Extraordinria de fevereiro de 20159. Alm disso, aplica-se um reajuste

    ordinrio (anual) de 15% para todas as concessionrias. Valor que pode ser considerado

    razovel, visto que alm do efeito da RTE devem ser consideradas outras correes, tais como

    inflao, encargos setoriais e outras despesas com manuteno e operao.

    Na Tabela 6 fornecida uma estimativa para as tarifas mdias no final de 2015,

    considerando-se o efeito da RTE e um reajuste ordinrio de 15% para todas as

    concessionrias. Nota-se que no foram considerados os efeitos das Bandeiras Tarifrias. Pois

    fator individual de cada consumidor, j que depende do consumo.

    9 A Reviso Tarifria Extraordinria ocorreu para 58 concessionrias.

    Distribuidora Efeito Distribuidora Efeito

    SULGIPE 7,50% ENERSUL 27,90%

    ENERGISA SE 8,00% CEMIG 28,80%

    CPFL STA CRUZ 9,20% CPFL PIRATININGA 29,20%

    COELCE 10,30% EDEVP 29,40%

    MOCOCA 16,20% CPFL PAULISTA 31,80%

    CERON 16,90% HIDROPAN 31,80%

    CPEE 19,10% CFLO 31,90%

    JOAOCESA 19,80% ELETROPAULO 31,90%

    COOPERALIANA 20,50% FORCEL 32,20%

    ELETROACRE 21,00% CAIUA 32,40%

    SANTAMARIA 21,00% DEMEI 33,70%

    CHESP 21,30% MUXFELDT 34,30%

    CSPE 21,30% COCEL 34,60%

    CEEE 21,90% CNEE 35,20%

    LIGHT 22,50% RGE 35,50%

    CJE 22,80% COPEL 36,40%

    IENERGIA 23,90% UHENPAL 36,80%

    CEB 24,10% BRAGANTINA 38,50%

    ELEKTRO 24,20% AES SUL 39,50%

  • 33

    Tabela 6 Tarifa mdia de fornecimento para a classe residencial (estimativa).

    Estado Cidade Distribuidora

    Tarifa mdia

    sem impostos

    (R$/MWh)

    Tarifa mdia

    com impostos

    (R$/MWh)

    Amap Macap CEA 355,15 398,67

    Roraima Boa Vista CERR 398,85 398,85

    Amazonas Manaus AmE 368,78 454,06

    Rio Grande do Norte Natal COSERN 404,98 538,06

    Distrito Federal Braslia CEB 432,83 552,64

    So Paulo So Paulo ELETROPAULO 418,16 555,89

    Pernambuco Recife CELPE 412,68 584,27

    Bahia Salvador COELBA 408,22 605,18

    Sergipe Aracaju ESE 428,14 611,35

    Paraba Joo Pessoa EPB 439,02 624,34

    Cear Fortaleza COELCE 455,61 629,81

    Piau Teresina CEPISA 480,22 647,44

    Santa Catarina Florianpolis CELESC 508,55 648,31

    Maranho So Luis CEMAR 496,18 653,20

    Rondnia Porto Velho CERON 508,34 654,94

    Alagoas Macei CEAL 479,28 673,29

    Acre Rio Branco ELETROACRE 495,43 679,00

    Tocantins Palmas CELTINS 504,14 698,96

    Mato Grosso do Sul Campo Grande ENERSUL 525,17 714,32

    Mato Grosso Cuiab CEMAT 555,64 726,76

    Esprito Santo Vitria ESCELSA 532,74 734,13

    Paran Curitiba COPEL 512,01 765,32

    Gois Goinia CELG 513,81 766,21

    Rio de Janeiro Rio de Janeiro LIGHT 542,90 772,51

    Rio Grande do Sul Porto Alegre CEEE 544,60 773,56

    Par Belm CELPA 571,34 807,20

    Minas Gerais Belo Horizonte CEMIG 587,17 848,65

    Fonte: Elaborado pelo autor a partir de dados da ANEEL.

    Na Figura 11 so exibidas as tarifas de 2014, aps a RTE e a estimativa para o final de

    2015.

  • 34

    Figura 11 - Tarifa mdia residencial.

    Fonte: Elaborao prpria com dados da ANEEL.

    Como exposto, as tarifas no seguem uma trajetria bem definida e, para a anlise de

    viabilidade da energia solar fotovoltaica sob a condio de microgerao, so avaliados

    diferentes cenrios com as seguintes premissas de reajuste das tarifas: acima, abaixo e igual

    inflao. Os reajustes tarifrios considerados, para a composio dos cenrios, sero de 3,3%,

    5,59% e de 9,6%. A inflao considerada de 5,59% dada pela mdia geomtrica da evoluo

    anual do IPCA prevista pelo Banco Central do Brasil at 2020.

    O cenrio adotado como padro ser o de evoluo das tarifas acima da inflao (9,6%

    a.a. nominal), j que os dados histricos demonstram que a evoluo das tarifas nos ltimos

    20 anos se deu acima da inflao (mdia) e as perspectivas para o setor eltrico brasileiro so

    de presso nas tarifas nos prximos anos. Alm disso, a tendncia que as novas usinas sejam

    proporcionalmente mais caras do que as implantadas h 20 ou 30 anos atrs, j que as

    restries ambientais so cada vez maiores, as usinas sero mais distantes dos centros de

    consumo e observa-se dificuldade no gerenciamento de obras deste porte no pas.

    2.4 Energia Gerada

    Para a estimativa da energia fotovoltaica gerada, adotam-se algumas premissas do

    ponto de vista do desempenho do sistema. Para este trabalho, considerado o valor de 75%

    para o desempenho global do sistema (PR). De acordo com (BENEDITO, 2009), este um

    valor factvel para os sistemas instalados, visto que as perdas, as quais so originadas,

    basicamente, pela temperatura de operao das clulas, perdas na converso de tenso

    contnua para alternada e perdas joule nas ligaes, podem chegar a 25%, embora a prtica

    mostre que possvel chegar a valores maiores, como no sistema de 0,75 kWp instalado no

    Laboratrio de Sistemas Fotovoltaicos do IEE-USP, que apresentou desempenho global de

    mais de 80%, conforme estudo de (OLIVEIRA, 2002).

    Em relao reduo de produtividade anual dos mdulos, em geral, os fabricantes

    consideram o valor mximo de 1% como referncia para garantia (SUNPOWER, 2008). O

    valor adotado como premissa deste estudo de 0,5% ao ano, visto que a experincia

    demonstra valores entre 0,2% e 1% como factveis (BRANKER; PATHAK; PEARCE, 2011).

  • 35

    Para custos de Operao e Manuteno (O&M), considera-se 1% ao ano sobre o valor

    do sistema.

    A partir da Equao 1.10, da seo 1.6, de dados de Irradiao solar diria mdia e de

    um PR de 75%, obtm-se o Fator de Capacidade mdio para cada uma das cidades. Os valores

    so apresentados na Tabela 7.

    Tabela 7 - Irradiao solar diria mdia e Fator de capacidade.

    Cidade Irradiao solar diria (mdia) [kWh/m.dia] Fator de capacidade Aracaju 5,51 17,2% Belm 5,05 15,8%

    Belo Horizonte 5,23 16,3% Boa Vista 5,60 17,5%

    Braslia 5,13 16,0% Campo Grande 5,13 16,0%

    Cuiab 5,23 16,3% Curitiba 3,87 12,1%

    Florianpolis 4,49 14,0% Fortaleza 5,57 17,4% Goinia 5,20 16,3%

    Joo Pessoa 5,51 17,2% Macap 5,40 16,9% Macei 5,39 16,8% Manaus 4,93 15,4%

    Natal 5,66 17,7% Palmas 5,12 16,0%

    Porto Alegre 4,72 14,8% Porto Velho 4,62 14,4%

    Recife 5,71 17,8% Rio Branco 4,51 14,1%

    Rio de Janeiro 4,85 15,2% Salvador 5,45 17,0% So Luis 4,92 15,4%

    So Paulo 4,14 12,9% Teresina 5,52 17,3% Vitria 5,07 15,8%

    Nota: Irradiao solar mdia no plano inclinado igual latitude

    Fonte: Elaborado a partir de dados de CRESESB/CEPEL.

    Por fim, para o clculo da energia anual gerada, ser considerada a Equao 1.11

    adaptada, adicionando-se o fator de degradao anual do mdulo fotovoltaico, resultando na

    Equao 1.15.

    (1.15)

  • 36

    Onde d a reduo anual de produtividade e n o ano em anlise.

    Em resumo, para este estudo so consideradas as seguintes premissas: PR = 75%, d =

    0,5% a.a. e O&M = 1% a.a.

    2.5 Autoconsumo

    Outra figura importante na anlise da viabilidade da microgerao fotovoltaica o

    autoconsumo (vide Convnio ICMS/CONFAZ 6/2013), que a parcela da energia gerada

    pelo sistema fotovoltaico que consumida no prprio local, ou seja, a parcela de energia que

    no injetada na rede eltrica. O autoconsumo depende basicamente de dois fatores: a curva

    de gerao fotovoltaica e a curva de carga do consumidor-produtor.

    (FRANCISQUINI, 2006) estimou diversas curvas de carga representativas para

    consumidores de diferentes classes utilizando medies em unidades consumidoras.

    Considera-se nesta anlise curvas de carga estimadas para clientes residenciais com consumo

    de 300 a 500 kWh/ms. Para a estimativa do autoconsumo, foi utilizada a curva de carga

    esperada para a classe e o consumo citado e uma curva de gerao fotovoltaica tpica para um

    dia ensolarado, considerando um sistema de 1,5 kWp e um PR de 75%.

    Considerando-se curvas de carga estimadas para a classe residencial, e um sistema de

    1,5 kW, o autoconsumo mdio para um dia til seria de 54,8%. A partir da Figura 12, define-

    se a rea da regio I como a energia fotovoltaica gerada que entregue rede e a rea II, a

    energia fotovoltaica gerada para o autoconsumo, ou seja, que no injetada na rede eltrica.

    Graficamente, o percentual de autoconsumo dado pela diviso da rea [II] pela rea [I + II].

    Figura 12 - Curva de carga (dia til) e curva de gerao fotovoltaica.

    Fonte: Elaborado pelo autor a partir de (FRANCISQUINI, 2006).

    Na Figura 13 tambm so apresentadas as curvas de gerao e de carga para sbado e

    domingo com um autoconsumo de 53,6% e 52%, respectivamente.

  • 37

    Figura 13 - Curva de carga (final de semana) e curva de gerao fotovoltaica.

    Fonte: Elaborado pelo autor a partir de (FRANCISQUINI, 2006).

    Considerando-se a mdia ponderada entre os dias teis e finais de semana, o valor

    mdio de autoconsumo de 54,3% e considerando a soma e a subtrao de um desvio padro

    para as curvas de carga, os valores de autoconsumo seriam de 30 e 73%.

    2.6 Cenrios e sensibilidade

    Para este estudo foram considerados treze cenrios, sendo que um deles considerado

    como o cenrio padro. As condies do cenrio padro so apresentadas na Tabela 8.

    Tabela 8 - Condies para o cenrio padro. Varivel Condio

    Reajuste de tarifa 9,60% ao ano

    Taxa de desconto 12,25% ao ano

    Preo do sistema 7,19 R$/Wp

    Taxa de cmbio 3,25 BRL/EUR

    Como citado na seo 2.3, as tarifas de energia eltrica evoluram acima da inflao no

    perodo de 1995-2004, abaixo da inflao (IPCA) no perodo 2005-2013 e bem acima da

    inflao no perodo 2013-2014. Nota-se que, historicamente (1995-2014) as tarifas evoluram

    acima da inflao. Desta forma, so consideradas trs condies possveis neste estudo: (1)

    evoluo das tarifas abaixo da inflao, (2) evoluo das tarifas acima da inflao e (3)

    evoluo das tarifas prxima inflao.

    A premissa adotada para o cenrio padro que a evoluo das tarifas ser de 9,60%

    ao ano (nominal). Como citado na seo 2.3.2, este valor a mdia histrica para os ltimos

    20 anos no Brasil. A projeo do IPCA pelo Banco Central10

    apresentada na

    Tabela 9. A mdia geomtrica da para o perodo 2015-2019 de 5,59%, valor que ser

    adotado no cenrio padro.

    10Projees de 27/02/2015. Sistema de Expectativas de Mercado, disponvel em:

    https://www3.bcb.gov.br/expectativas/publico/consulta/serieestatisticas.

  • 38

    Tabela 9 - Projeo para o IPCA, Banco Central do Brasil.

    A taxa de desconto (nominal) adotada no cenrio padro de 12,25%, o valor a taxa

    SELIC apontada pela 188 reunio do Comit de Poltica Monetria (BACEN, 2015). A taxa

    de juros bsica foi adotada como taxa de desconto, visto que existem ttulos do tesouro

    nacional (LFT) cuja rentabilidade vinculada taxa SELIC. Por fim, o preo do Watt-pico

    instalado j foi discutido na seo 2.2.

    A fim de se verificar o impacto da variao das condies de entrada do modelo,

    outros doze cenrios so dados na Tabela 10. Os cenrios so compostos por diferentes

    combinaes de reajustes tarifrios e de autoconsumo.

    Tabela 10 - Cenrios avaliados.

    Cenrio Reajuste anual de tarifa Autoconsumo

    1 3,30% (-2,2% real) 0%

    2 3,30% (-2,2% real) 30%

    3 3,30% (-2,2% real) 70%

    4 3,30% (-2,2% real) 100%

    5 5,59% (0% real) 0%

    6 5,59% (0% real) 30%

    7 5,59% (0% real) 70%

    8 5,59% (0% real) 100%

    9 9,60% (3,8% real) 0%

    10 9,60% (3,8% real) 30%

    11 9,60% (3,8% real) 70%

    12 9,60% (3,8% real) 100%

    Alm da anlise do cenrio padro e dos outros doze cenrios, foram realizadas

    simulaes, considerando-se as variveis de entrada do modelo em diferentes faixas de

    valores, condio ceteris paribus, a fim de se subsidiar uma anlise de sensibilidade dos

    resultados perante as variveis de entrada.

    Ano Projeo (%)

    2015 7,42

    2016 5,59

    2017 5,23

    2018 5,08

    2019 4,94

    Mdia Geomtrica

    5,59

  • 39

    As faixas de valores para as quais so analisados os resultados so apresentadas na

    Tabela 11.

    Tabela 11 - Anlise de sensibilidade, variveis.

    Varivel Faixa de valores

    Taxa de desconto 0 a 20 %

    Reajuste da tarifa de energia eltrica 0 a 15 %

    Autoconsumo 0 a 100 %

    Preo do sistema fotovoltaico 4 a 10 R$/Wp

    Cmbio 1 a 4 BRL/EUR

    3 RESULTADOS

    Foi realizada uma anlise de retorno para um cenrio padro pr-definido (seo 2.6),

    alm de 12 outros cenrios, variando-se o reajuste da tarifa e o autoconsumo. Tambm se

    avaliou, em uma anlise de sensibilidade, o impacto da variao de algumas condies

    (Tabela 11), mantendo as demais condies constantes. Conforme j discutido nas sees 2.3

    e 2.4, parte-se de valores estimados (para o final de 2015) das tarifas mdias de energia

    eltrica (residencial) e da irradiao mdia diria para cada uma das capitais, cujos valores so

    apresentados na Figura 14.

    Figura 14 - Tarifa mdia de fornecimento (estimada) vs. Irradiao.

    Fonte: elaborado com dados de ANEEL e CRESESB.

    Os resultados dependem da combinao da tarifa e nvel de irradiao. Apenas uma

    das condies, pode no ser suficiente para um resultado de viabilidade favorvel. Alm

    disso, espera-se que quanto maior a incidncia de impostos, maior o impacto negativo da

    tributao referente energia exportada rede. importante lembrar que os resultados aqui

  • 40

    apresentados so para as capitais e dentro do mesmo estado podem ocorrer diferentes

    condies de irradiao e de tarifas.

    A mdia de tarifa para as 27 capitais de 648 R$/MWh (com impostos) e de 477

    R$/MWh (sem impostos), enquanto a mdia da irradiao solar diria mdia de 5,09

    kWh/m.dia (no plano inclinado igual a latitude).

    3.1 Cenrio padro

    Na anlise para o cenrio padro, consideram-se as premissas apresentadas na Tabela

    12, as quais j foram discutidas na seo 2.

    Tabela 12 - Condies para cenrio padro

    Classe Residencial

    PR 75%

    O&M 1,00% a.a.

    N (anos) 25

    Reduo de produtividade (% a.a.) 0,5

    Reajuste tarifa energia eltrica (%a.a.) 9,6%

    Inflao 5,59%

    Autoconsumo 54,3%

    Taxa de Desconto 12,25 %

    Preo FV (R$/Wp) 7,19

    BRL/EUR 3,25

    Nota-se que, para as condies do cenrio padro h viabilidade financeira em todas as

    capitais, com destaque para Belo Horizonte, onde a taxa interna de retorno ultrapassa os 25%.

    Macap e Boa Vista apresentaram resultado menos favorveis, mas mesmo assim a TIR

    maior do que 14,5% e o VPL positivo. As distribuidoras, CEA e CERR no participaram da

    RTE de fevereiro de 2015, ocasionando uma defasagem de tarifa para estas distribuidoras e,

    portanto, diminuindo o retorno sobre o investimento em microgerao nestas capitais.

    No trabalho de (NAKABAYASHI, 2014), no qual de realiza a avaliao para as 27

    capitais, a cidade de So Paulo apresentou-se como menos vivel. Aps a RTE, a cidade

    ultrapassou quatro cidades em viabilidade11

    , as quais so: Macap, Boa Vista, Recife e

    Manaus.

    Belo Horizonte apresenta condies de irradiao acima da mdia (5,40 kWh/m.dia),

    alm da tarifa mdia (com impostos) estimada estar acima de 840 R$/MWh, enquanto a mdia

    11 As concessionrias de Macap, Boa Vista e Manaus no participaram da RTE e a concessionria de Recife (Energisa PB)

    teve um reajuste mdio de 3,8%.

  • 41

    esperada para as 27 capitais est prxima de 650 R$/MWh. A Figura 15 ilustra o resultado da

    simulao do cenrio padro para as 27 capitais.

    Figura 15 - VPL e TIR, cenrio padro.

    Fonte: Elaborado pelo autor.

    3.2 Custo da energia

    Para o clculo do custo nivelado da energia mais adequado utilizar a taxa de

    desconto real, isto , a taxa nominal descontada da inflao. Visto que o uso da taxa de

    desconto nominal, de 12,25%, acarretaria em uma distoro na comparao do custo nivelado

    da energia com a tarifa de energia eltrica convencional atual. Para isso, as premissas

    adotadas para o clculo do custo nivelado da energia so (demais condies similares ao

    cenrio padro):

    Taxa de desconto: 6,3%, isto , a taxa de 12,25% descontada de 5,6% (inflao).

    Reajuste de tarifa: 0% real, ou seja, reajuste igual inflao (5,6%).

    O reajuste de tarifa impacta nas sadas de caixa, devido aos tributos pagos pela energia

    injetada na rede. No modelo adotado estes custos esto incorporados ao custo da energia

    fotovoltaica gerada (LCOE).

    Os dados para o custo nivelado da energia e de tempo de retorno (payback), no cenrio

    padro, so apresentados na Tabela 13. Nota-se que em Macap, Boa Vista, Recife, Manaus e

    So Paulo ocorre viabilidade financeira (VPL positivo), embora o custo nivelado da energia

    fotovoltaica seja maior do que a tarifa mdia (com impostos). Este fenmeno se deve pelo

    fato da evoluo das tarifas de energia acima da inflao, premissa adotada no cenrio padro.

    Isto , mesmo que atualmente o LCOE fotovoltaico esteja acima da tarifa mdia, ao longo do

    tempo a tarifa ultrapassar o LCOE e ocorrer payback do sistema.

  • 42

    Tabela 13 - Custo nivelado da energia fotovoltaica e tarifas de energia

    Cidade Tarifa com impostos

    (R$/MWh)

    LCOE fotovoltaico

    (R$/MWh)

    Payback

    (anos)

    Macap 398,67 517,49 19,0

    Boa Vista 398,85 443,97 15,0

    Recife 584,27 638,07 15,0

    Manaus 454,06 495,03 15,0

    So Paulo 555,89 581,06 14,0

    Fortaleza 629,81 611,99 12,0

    Salvador 605,18 580,81 12,0

    Joo Pessoa 624,34 595,43 12,0

    Vitria 734,13 699,01 12,0

    Rio Branco 679,00 641,07 12,0

    Belm 807,20 757,11 12,0

    Natal 538,06 500,90 12,0

    Braslia 552,64 503,48 11,0

    Porto Velho 654,94 576,70 11,0

    Aracaju 611,35 538,96 11,0

    Florianpolis 648,31 553,71 10,0

    Curitiba 765,32 659,67 10,0

    So Luis 653,20 555,00 10,0

    Macei 673,29 569,13 10,0

    Teresina 647,44 542,63 10,0

    Rio de Janeiro 772,51 600,56 9,0

    Palmas 698,96 540,18 9,0

    Goinia 766,21 595,82 9,0

    Campo Grande 714,32 547,52 9,0

    Porto Alegre 773,56 594,47 9,0

    Cuiab 726,76 534,26 8,0

    Belo Horizonte 848,65 584,84 7,0

    Mdia 648,78 576,25 11,30

    3.3 Cenrios e sensibilidade

    A fim de verificar-se o impacto das variveis: reajuste tarifrio e autoconsumo, foram

    gerados doze diferentes cenrios, cujas condies e os resultados para a mdia das 27 capitais

    so apresentados na Tabela 14.

  • 43

    Tabela 14 - Resultados resumidos para 12 cenrios (mdia Brasil)

    Cenrio

    Reajuste

    anual de

    tarifa

    (nominal)

    Autoconsumo VPL(R$) TIR Payback

    (anos)

    Custo da

    energia

    fotovoltaica

    (R$/MWh)

    1 3,3% 0,0% -1.538,71 10,2% 24,96 640,82

    2 3,3% 30,0% -414,62 11,8% 22,78 597,90

    3 3,3% 70,0% 1.084,16 13,8% 18,89 540,68

    4 3,3% 100,0% 2.208,25 15,3% 15,89 497,77

    5 5,6% 0,0% 533,71 13,0% 21,41 669,51

    6 5,6% 30,0% 1.879,85 14,6% 18,07 617,99

    7 5,6% 70,0% 3.674,69 16,6% 14,67 549,29

    8 5,6% 100,0% 5.020,82 18,2% 12,78 497,77

    9 9,6% 0,0% 5.933,79 17,7% 13,96 743,41

    10 9,6% 30,0% 7.858,50 19,3% 12,37 669,72

    11 9,6% 70,0% 10.424,78 21,4% 10,59 571,46

    12 9,6% 100,0% 12.349,49 23,0% 9,56 497,77

    Nota-se que o custo nivelado da tarifa aumenta com a exportao de energia para a

    rede eltrica e com o reajuste da tarifa de energia eltrica, isto , quanto menor o

    autoconsumo e maior o reajuste da tarifa, maior o custo da energia fotovoltaica (devido aos

    tributos). Para um autoconsumo de 100%, no considerado o pagamento de tributos e,

    portanto, o reajuste da tarifa no impacta no custo nivelado da energia fotovoltaica. Este

    cenrio seria uma condio equivalente de iseno dos impostos previstos no Convnio

    ICMS/CONFAZ 6/2013. O custo nivelado da energia fotovoltaica para a condio

    mencionada dado para cada uma das capitais na Tabela 15.

    Tabela 15 - Custo da energia fotovoltaica (100% de autoconsumo).

    Cidade Tarifa com impostos

    (R$/MWh)

    LCOE fotovoltaico

    (R$/MWh)

    Macap 398,67 497,60

    Boa Vista 398,85 443,97

    Recife 584,27 559,66

    Manaus 454,06 456,06

    So Paulo 555,89 518,12

    Fortaleza 629,81 532,39

    Salvador 605,18 490,79

    Joo Pessoa 624,34 510,74

    Vitria 734,13 606,97

    Rio Branco 679,00 557,18

    Belm 807,20 649,32

    Natal 538,06 440,08

    Braslia 552,64 448,73

  • 44

    Porto Velho 654,94 509,71

    Aracaju 611,35 455,23

    Florianpolis 648,31 489,84

    Curitiba 765,32 543,91

    So Luis 653,20 483,24

    Macei 673,29 480,47

    Teresina 647,44 466,21

    Rio de Janeiro 772,51 495,63

    Palmas 698,96 451,14

    Goinia 766,21 480,47

    Campo Grande 714,32 461,08

    Porto Alegre 773,56 489,84

    Cuiab 726,76 456,06

    Belo Horizonte 848,65 465,35

    Mdia 648,78 497,77

    Com a condio de autoconsumo de 100% a mdia do LCOE fotov