COMO ATRAIR INVESTIMENTOS EM ENERGIA HELIOTÉRMICA · A calha parabólica é a tecnologia heliotérmica mais difundida no mundo. Segundo levanta-mentos do Solar PACES, do National

Por meio da:

COMO ATRAIR INVESTIMENTOS EM ENERGIA HELIOTÉRMICA Um guia para Estados brasileiros

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Uma publicação doProjeto DKTI-CSP - Energia Heliotérmica

Realização e execuçãoDeustche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbHSCN Quadra 1 Bloco C Sala 1402Ed. Brasília Trade CenterCEP 70711-902, Brasília/DF, BrasilTelefone: + 55 (61) 3963-7524Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC)Esplanada dos Ministérios, Bloco ECEP 70067-900 / Brasília – DF

EditorMarcos de Oliveira Costa (GIZ)

ElaboraçãoJohannes SchrüferChristoph Rau

Coordenação do projetoEduardo Soriano Lousada (MCTIC)Tina Ziegler (GIZ)

Tradução e revisão linguísticaAna Terra

Projeto gráfico e diagramaçãoHelise Oliveira Gomes Foto de capa: PS10 Solar Power Tower, por afloresm (com alterações). Sob licença Creative Commons 2.0.

Supervisão gráficaAnna Lena Schanz

Abril de 2017

É permitida a reprodução parcial ou total deste guia desde que citada afonte e que não seja para qualquer fim comercial.

https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:PS10_solar_power_tower.jpg

https://www.flickr.com/photos/afloresm/

https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/deed.pt

SUMÁRIO

Introdução 51. Sistemas heliotérmicos 7

1.1. Características das tecnologias 71.2. Geração de calor de processo 101.3. Aplicação das plantas no mundo 13

2. Políticas de apoio governamental e estruturas organizacionais 142.1. Políticas de apoio 142.2. Requisitos para o desenvolvimento do projeto 162.3. Estruturas organizacionais para apoiar o desenvolvimento de projetos

heliotérmicos 223. Ações necessárias 29

3.1. Avaliação do potencial solar 293.2. Identificação de locais adequados 343.3. Licenciamento ambiental 363.4. Medidas adicionais 37

4. Considerações finais 395. Referências 426. Glossário 44

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Sistema Dish Stirling 12Figura 2 – Tecnologias heliotérmicas mundiais em termos de potência bruta gerada (2016) 13Figura 3 – Políticas de apoio governamental 14Figura 4 – Requisitos para o desenvolvimento de projetos em energia heliotérmica 17Figura 5 – Estruturas organizacionais de apoio a projetos heliotérmicos 22Figura 6 – Cronograma do projeto e das fases licitatórias de uma agência heliotérmica 25Figura 7 – Receitas e despesas de uma licitação em agência heliotérmica 26Figura 8 – Esquema do processo operacional de transparência para a iniciação 32Figura 9 – Esquema do processo operacional dos projetos comerciais de bases de dados 33Figura 10 – Esquema do processo operacional para a identificação de locais adequados 35Figura 11 – Licenciamento ambiental padrão 37Figura 12 – Licenciamento ambiental simplificado 37

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Características das tecnologias de geração de energia heliotérmica 8Quadro 2 – Características das tecnologias heliotérmicas relacionadas ao calor de processo 11Quadro 3 – Setores e atividades industriais com maior potencial para geração heliotérmica

de calor de processo 12Quadro 4 – Avaliação das estruturas organizacionais para promover e atrair o

desenvolvimento de projetos heliotérmicos no nível estatal 27Quadro 5 – Orçamento para o projeto de pesquisa e desenvolvimento 33Quadro 6 – Comparação das duas abordagens de processo operacional 34Quadro 7 – Fatores e critérios para o modelo SIG 34

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INTRODUÇÃO

O fornecimento de energia despachável no Brasil baseia-se em usinas hidrelétricas de grande es-cala com reservatórios.1 No entanto, a maior frequência de secas tem tornado cada vez mais difícil a construção de grandes usinas desse tipo e ameaçado a confiabilidade da operação. Por isso, é cada vez mais importante a discussão a médio e longo prazo sobre a energia livre de carbono e despachável e a estabilidade da rede no Brasil. Além disso, tem crescido muito o uso de fontes alternativas de energia, como a fotovoltaica e a eólica. As tecnologias heliotér-micas (hlt ou csp, do inglês concentrating solar power) também podem ser de grande vantagem na matriz energética brasileira, em razão de sua capacidade de fornecer energia despachável por meio do armazenamento de energia térmica, bem como de oferecer serviços auxiliares.

No campo socioeconômico, as tecnologias HLT proporcionam a oportunidade de criar empre-gos diretamente — na pesquisa e no desenvolvimento, no planejamento, na construção e na operação e manutenção de usinas elétricas — e indiretamente, pela absorção de trabalhado-res nas usinas. Por sua vez, tal absorção permite expandir a geração elétrica para o desenvol-vimento da indústria, reduzindo os gastos com recursos importados e liberando o capital para ser investido em outros empreendimentos.

Dado seu caráter inovador, as tecnologias HLT abrem espaço para a pesquisa e o desenvol-vimento. Torna-se possível fazer ajustes e modificações nas formas tradicionais de produzir energia no Brasil, mas também trazer inovações com base em padrões industriais. Além disso, essas tecnologias utilizam materiais como vidro, aço e concreto, que podem ser adquiridos local ou nacionalmente, movimentando a economia do país.

É por conta de vantagens como essas que especialmente os estados do Nordeste, como Ceará, Pernambuco e Bahia, bem como o de Goiás, no Centro-Oeste, estão muito interessados em atrair proativamente o desenvolvimento de HLT para a geração de eletricidade e calor de processo em seus territórios. Para tanto, diversas ações governamentais estaduais podem viabilizar projetos de investidores privados e reduzir barreiras nas áreas de análise de recursos solares, provisão de territórios adequados, incentivos fiscais, políticas de apoio e licenciamento ambiental.

Este guia visa auxiliar os governos estaduais brasileiros nessa tarefa, fornecendo orientações sobre como atrair empreendimentos em HLT e apoiar projetos nessa área. As orientações compreendem:

1 Os termos em versalete estão definidos no Glossário.


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▶ apresentar as tecnologias HLT, sua aplicação no mundo e suas vantagens — além da geração de energia despachável e de calor de processo, o potencial de gerar empregos e renda, conferindo aos estados a possibilidade de transformação com foco no desenvol-vimento regional;

▶ indicar as políticas de apoio governamental e as estruturas organizacionais necessárias para atrair investimentos e executar projetos HLT de uma forma orientada;

▶ definir as ações necessárias para a implementação de plantas HLT — avaliação do poten-cial solar, identificação de locais adequados e licenciamento ambiental — e suas etapas.


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1. SISTEMAS HELIOTÉRMICOS

As principais e mais importantes tecnologias HLT para a geração de energia em escala de utilidade são calha parabólica, torre solar e linear Fresnel. Todas as três tecnologias, que podem também gerar calor de processo para fins industriais, são relevantes para projetos comerciais. Escolher a tecnologia HLT para um projeto depende de condições técnicas, mas também econômicas.

1.1. CARACTERÍSTICAS DAS TECNOLOGIAS

A calha parabólica é a tecnologia heliotérmica mais difundida no mundo. Segundo levanta-mentos do Solar PACES, do National Renewable Energy Laboratory (NREL), a capacidade mun-dial instalada é de 4.905 MW, a maioria provenientes de plantas em operação na Espanha e nos Estados Unidos, sendo 4.116 MW com tecnologia de calha parabólica.

Por meio dessa tecnologia, a energia do Sol é concentrada por refletores curvados em forma de parábola, resultando numa espécie de calha, até um tubo receptor disposto ao longo do interior da superfície curva (concentrador de focalização em linha). Essa energia aquece um fluido de transferência de calor (htf, na sigla em língua inglesa) que passa dentro do tubo e transporta o calor até o bloco de potência. Nesse ponto, as trocas de calor são usadas na produção de vapor para mover uma turbina conectada a um gerador de eletricidade.

Já na torre solar, uma série de superfícies refletoras planas, os helióstatos, rastreia o Sol e foca a luz direta em um receptor fixo, localizado em uma torre (concentrador de focalização em ponto). O calor absorvido é transferido para um HTF, que, assim como na calha parabólica, alimentará o bloco de potência.

O campo solar, nessa tecnologia de torre solar, é composto por vários helióstatos, que por vezes chegam a dezenas de milhares. Essas estruturas contêm uma ou múltiplas superfícies refletoras, usualmente espelhos com película de nitrato de prata com baixo teor de ferro. Cada helióstato rastreia o Sol em dois eixos, de maneira que os espelhos ficam apoiados em um pilar a uma altura que permita a livre movimentação da estrutura. Assim, logo abaixo e nas proximidades dos helióstatos, não deve haver obstáculos, como vegetação de grande porte, por exemplo. O tamanho dos helióstatos, movimentados por sistemas hidráulicos, varia entre as plantas, sendo que os maiores atingem 150 m2 de superfície refletora.

Por sua vez, os refletores do tipo linear Fresnel são constituídos por um conjunto de espelhos planos dispostos em filas direcionando a radiação solar para um tubo receptor que fica acima dos espelhos (concentrador de focalização em linha). Esses tubos receptores são fixos e situam-se em uma estrutura de três faces que não permite passagem de radiação solar, de forma que os raios refletidos pelos espelhos entram somente pela face aberta. Os espelhos refletores seguem um eixo que acompanha a movimentação do Sol.


O Quadro 1 sintetiza as características dessas três tecnologias.

Quadro 1 — Características das tecnologias de geração de energia heliotérmica

Calha parabólica Linear Fresnel Torre solar

Fonte: USA.Gov – BLM/Wikimedia: Maricopa Dish-Stirling plant 03. United Sun Systems International

Ltd. Licença Creative Commons BY-SA 4.0.Fonte: Wikimedia /Kruzzel Fonte: Wikimedia /Koza1983

Capacidade típica (MW) 10–300 10–200 10–200

Maturidade da tecnologia Comprovada comercialmente Projetos-piloto comerciais/Comprovada comercialmente em parte

Projetos-piloto comerciais/Comprovada comercialmente em parte

Risco de desenvolvimento da tecnologia Baixo Médio Médio

Temperatura de operação do HTF (°C) 350–393–550 250–350–550 250–565–650

Pico de eficiência da conversão de energia solar em eletricidade (%)

14–23–27 18–22 20–27% (35*)

Energia solar anual líquida (%) 11–16 8–13 7–15–20 (28–32*)

Fator de capacidade anual (%) 20–35 (sem armazenamento térmico) 29–43 (7h de armazenamento térmico)

20–25 (sem armazenamento térmico) 29–43 (7h de armazenamento térmico)

25–35 (sem armazenamento térmico) 40–55 (10h de armazenamento térmico)/60–75 (15h de armazenamento térmico)

Concentração do coletor 70–80 sóis > 60 sóis (depende de refletor secundário) > 1.000 sóis (depende de refletor secundário > 2000 sóis*)

Receptor/absorvedor Absorvedor ligado ao coletor, com o qual se move

Absorvedor fixo, refletor secundário Superfície externa ou receptor de cavidade (em receptores pressurizados, os absorvedores podem ficar atrás de um vidro de quartzo, e um refletor secundário é usado), fixo

Fluido de transferência de calor (HTF) Óleo térmico, água/vapor, sais fundidos Água/vapor, sais fundidos (óleo térmico principalmente para calor de processo)

Água/vapor, sais fundidos, ar ambiente, ar pressurizado

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Sistema de armazenamento • Indireto: dois tanques de sais fundidos a cerca de 380 °C (dT=100K)

• Direto: dois tanques de sais fundidos a 550 °C

• Armazenamento de curto prazo de vapor pressurizado (0.5 – 1h)

• Direto: dois tanques de sais fundidos a 550 °C

• Armazenamento de curto prazo de vapor pressurizado (0.5 – 1h)

• Direto: dois tanques de sais fundidos a 565 °C (dT=300K)

• Armazenamento de leito fixo (tijolos refratários, leitos, ladrilhos, tijolos de cerâmica/sílica etc.) a 650 °C (dT=500K)

Hibridização Sim Sim Sim

Estabilidade da rede Média a alta (armazenamento térmico ou hibridização)

Média a alta (armazenamento térmico ou hibridização)

Média (água/vapor) a alta (amplo armazenamento térmico ou hibridização)

Ciclo ciclo rankine de vapor superaquecido (Ciclo Rankine Orgânico)

Ciclo Rankine de vapor saturado ou superaquecido (Ciclo Rankine Orgânico)

Ciclo Rankine de vapor saturado ou superaquecido, ciclo Brayton

Condições do vapor (°C/bar) 380 a 540 /100–120

250–380–540 /40–100–120

250–380–540 (1.000*) /40–100–160 (16*)

Inclinação máxima do campo solar (%) <1–2 <4 <2–4 (embora terrenos acidentados também possam ser adequados)

Consumo de água para arrefecimento (m³/MWh)

3–4/0.2–0.3 3–4/0.2–0.3 2–4/0.25

Uso da terra (m²/MWh/a) 6–8 4–6 8–12

Uso da terra/área direta/capacidade (acres/MWac)

6.2 2.0 8.9

Uso da terra/área direta/geração (acres/GWh/a) 2.5 1.7 2.8

Uso da terra /área total/capacidade (acres/MWac)

9.5 4.7 10

Uso da terra/área total/geração (acres/GWh/a) 3.9 4.0 3.2

* Caso a torre solar use um receptor de ar pressurizado para alimentar uma turbina de gás, em um ciclo combinado incluindo um Ciclo Rankine.

Fontes: IRENA (2012), Konstantin e Kretschmann (2010), Ong et al. (2013), Pitz-Paal (s.d.).

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Das três tecnologias heliotérmicas, a planta de torre solar é a mais eficiente. Isso se deve ao concentrador de focalização pontual, que permite temperaturas mais elevadas com perdas ópticas mais baixas em comparação com a calha parabólica e o linear Fresnel, que são con-centradores de focalização em linha.

Além disso, o armazenamento térmico para gerar eletricidade quando a fonte solar é pouca ou indisponível pode ser mais eficiente quando se usam sais fundidos como HTF, de modo a alcançar altas capacidades de geração anual, do que quando se usa água/vapor como HTF, como costuma ocorrer nas plantas com linear Fresnel ou torre solar. Essas duas plantas po-dem estar em competição direta com a energia fotovoltaica, pois o armazenamento térmico é não apenas possível com a HLT, mas também uma vantagem crucial sobre as energias reno-váveis intermitentes. Tecnologias heliotérmicas comerciais disponíveis, que incluem armaze-namento térmico, são:

▶ calha parabólica com óleo térmico como HTF e sais fundidos para armazenamento térmico;

▶ linear Fresnel com sais fundidos como HTF e sais fundidos para armazenamento térmico;

▶ torre solar com sais fundidos como HTF e sais fundidos para armazenamento térmico; ▶ torre solar com ar ambiente como HTF e armazenamento de leito fixo (tijolos refratários,

leitos, ladrilhos, tijolos de cerâmica/sílica etc.)

Outra possibilidade para a geração de energia despachável é a hibridização da planta helio-térmica com combustíveis fósseis ou à base de biomassa. Uma tecnologia HLT especial com hibridização é a torre solar com receptor de ar pressurizado combinada com uma microturbi-na a gás (Ciclo Brayton em vez de Ciclo Rankine de água/vapor) a cerca de 100kWe.

Em termos da relação entre uso da terra e capacidade, o linear Fresnel apresenta números baixos, porque pode ser construído de forma compacta. No entanto, a relação entre uso da terra e geração é igual ou um pouco maior do que o da calha parabólica ou da torre solar. A razão para isso é que o linear Fresnel tem uma boa eficiência óptica nas condições projetadas (o que significa que o Sol está em uma posição alta), mas, ao longo do dia e das estações, em condições não previstas pelo projeto, a eficiência óptica diminui rapidamente quando com-parada com a da calha parabólica e da torre solar.

1.2. GERAÇÃO DE CALOR DE PROCESSO

A tecnologia heliotérmica gera mais que eletricidade. Gera, também, calor de processo para instalações industriais, conforme apresenta o Quadro 2. As capacidades térmicas são de pelo menos 100 kW e as temperaturas adequadas variam de cerca de 90 °C a 250 °C ou mais. A calha parabólica e o linear Fresnel costumam ser mais adequados, porque a maior parte do calor de


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processo industrial está em temperaturas entre 100 °C e 200 °C, e os espaços disponíveis nas instalações industriais são limitados, podendo ficar sobre telhados onde a tecnologia de torre solar é menos aplicável. O uso de HLT para o fornecimento de calor de processo em geral substi-tui parcialmente a geração de energia térmica fóssil, de modo que esses são sistemas híbridos.

O armazenamento térmico para a geração HLT de calor de processo consiste em tanques de água, armazenamento de vapor pressurizado, armazenamento de óleo térmico ou armaze-namentos de leito fixo. Sais fundidos não costumam ser usados no armazenamento térmico devido ao tamanho reduzido das plantas, às temperaturas mais baixas (pois não devem estar solidificados) e ao manuseio mais difícil e possivelmente mais caro.

Quadro 2 — Características das tecnologias heliotérmicas relacionadas ao calor de processo


Capacidade térmica (kWt) > 100 > 100 (100*) > 500

Fluido de transferência de calor (HTF)

Água/vapor ou óleo térmico

Água/vapor ou óleo térmico Água/vapor ou ar ambiente/pressurizado (calor e energia combinados)

Temperatura do HTF (°C) 100–350 100–350 250–350/450–1000

Temperatura do calor de processo (°C)

90–250 90–250 (90*) 250–250

Armazenamento térmico Tanque de água, armazenamento de vapor pressurizado de curto prazo, tanque de armazenamento de óleo

Tanque de água, armazenamento de vapor pressurizado de curto prazo, tanque de armazenamento de óleo

Armazenamento de vapor pressurizado de curto prazo, armazenamento de leito fixo, tanque de armazenamento de água*

Fator de capacidade anual (%) 20–35 (sem armazenamento térmico) 29–43 (7h de armazenamento térmico)



60–75 (15h de armazenamento térmico)

Hibridização Sim Sim Sim

* Quando se usa um receptor de ar pressurizado com uma microturbina a gás, gera-se água quente por meio do resfriamento do gás de exaustão (calor e energia combinados)

Há indústrias de produção e processamento de metal onde é preciso calor de processo em temperaturas acima de 400 °C. O potencial viável para a geração solar de calor de processo é, no entanto, de temperaturas inferiores a 300 °C. Assim, essa geração beneficia potencialmente setores como alimentação e bebidas, indústria têxtil, indústria química e outros em que, por exemplo, é necessário o pré-aquecimento da água. O Quadro 3 mostra setores da indústria que usam calor de processo principalmente na forma de água quente ou vapor a temperaturas baixas ou médias.


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Quadro 3 — Setores e atividades industriais com maior potencial para geração heliotérmica de calor de processo

Setor Atividade Temperatura (°C)

20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

Alimentos e bebidas secagem

lavagem

pasteurização

fervura

esterilização

tratamento do calor

Indústria têxtil lavagem

alvejamento

tingimento

Indústria química fervura

destilação

Processos químicos

Todos os setores Pré-aquecimento, água de alimentação

Aquecimento das unidades de produção

Fonte: IA-Tech GmbH (2014)

Há ainda uma quarta tecnologia HLT disponível para a geração de energia e de calor de pro-cesso, que não é descrita em detalhes devido à sua participação ainda baixa no mercado: o Sistema Dish Stirling, que utiliza um motor Stirling para gerar eletricidade. Não há armaze-namento térmico com esse sistema, mas podem ser usados combustíveis fósseis, como gás natural. O tamanho do sistema é limitado a cerca de 25 kW. Os sistemas Dish também podem ser usados para gerar vapor diretamente. O maior tamanho do sistema é de cerca de 350–400 kW a temperaturas de vapor superiores a 540 °C. Sugere-se o uso de sais fundidos como meio de armazenamento térmico. Unidades avulsas podem ser aplicadas em parques de energia para atingir maiores capacidades.

Figura 1 – Sistema Dish Stirling

Fonte: United Sun Systems International Ltd/ Wikipedia


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1.3. APLICAÇÃO DAS PLANTAS NO MUNDO

A planta de calha parabólica que usa óleo térmico como HTF é, em termos de capacidade ins-talada, a tecnologia mais aplicada no mundo, conforme se verifica no gráfico a seguir (Figura 2). As plantas Solar Electric Generation Systems (SEGS, na sigla em inglês) foram instaladas nos Estados Unidos nos anos 1980 e seguem em funcionamento. Depois de um longo período sem novas instalações, o Nevada Solar One, também nos Estados Unidos, começou a operar em 2007, e a usina Andasol I foi instalada na Espanha, começando a operar em 2008. As plantas com calha parabólica são as tecnologias heliotérmicas mais desenvolvidas comercialmente.

Figura 2 — Tecnologias heliotérmicas mundiais em termos de potência bruta gerada (2016)

85%

12%3%

Calha parabólica em operação comercial

Torre solar em operação comercial

Linear Fresnel em operação comercial

Fonte: Baseado em dados do NREL (s.d.)

As plantas de torre solar que usam água/vapor e sais fundidos como HTF têm sido cada vez mais aplicadas nos últimos anos, aumentando a participação das usinas com essa tecnologia em todo o mundo. A usina de torre solar PS10, na Espanha, que utiliza água/vapor como HTF, foi a primeira planta comercial que começou a operar em 2007. A GEMASOLAR, que opera desde 2011, é a primeira usina comercial que usa sais fundidos como HTF.

Em 2012, a primeira planta comercial de linear Fresnel, a espanhola Puerto-Errado 2, de 30 MW, iniciou suas operações utilizando água/vapor como HTF. Na verdade, essa tecnologia é mino-ria entre as plantas comerciais de energia heliotérmica no mundo. Ainda não há usinas elé-tricas comerciais com linear Fresnel que utilizam sais fundidos como HTF em funcionamento.


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2. POLÍTICAS DE APOIO GOVERNAMENTAL E ESTRUTURAS ORGANIZACIONAIS

Sempre que se deseja diversificar as fontes energéticas em um país por meio da adoção de novas tecnologias, os governos têm papel decisivo. No Brasil, um bom exemplo da relevância de políticas de apoio aconteceu na década passada, quando o Ministério de Minas e Energia (MME) instituiu o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa). O programa foi criado para ampliar a participação da energia elétrica produzida com base nas fontes eólicas, na biomassa e nas pequenas centrais hidrelétricas no sistema interligado nacional (SIN). Além de aumentar a diversificação da matriz energética, essa iniciativa permi-tiu o desenvolvimento e fortalecimento de cadeias produtivas, bem como a valorização das potencialidades regionais e locais. Passados mais de dez anos de lançamento do programa, o país ocupa hoje uma posição de destaque entre os maiores produtores de energia eólica do mundo.

O apoio do governo por meio de políticas é fundamental, também, para que se desenvolvam empreendimentos HLT. Outra fonte de suporte são as estruturas organizacionais, que atuam favorecendo a troca de informações entre as partes interessadas dos projetos, atraindo pro-vedores de serviços HLT e captando investimentos.

2.1. POLÍTICAS DE APOIO

Nas últimas duas décadas, três políticas de apoio governamental à geração de energia helio-térmica ganharam proeminência no mundo: regime de tarifas feed-in (FiT, na sigla em inglês), padrão de portfólio renovável (RPS, do inglês renewable portfolio standard) e processo licita-tório. As três estão esquematizadas na Figura 3.

Figura 3 — Políticas de apoio governamental

Polít

icas

de

apoi

o go

vern

amen

tal

Tarifas feed-in (FiT)

Padrão de portfóliorenovável

Incentivos

Penalidades

Processo licitatório

PPA com local

PPA sem local


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2.1.1. TARIFAS FEED-IN (FIT)

As FiTs são uma política projetada para acelerar o investimento, a instalação e a geração de energias renováveis. A Alemanha foi um dos primeiros países a introduzi-las para a promoção de tecnologias como a fotovoltaica e a eólica. Na Espanha, também foram adotadas essas tarifas para a HLT, o que gerou um rápido desenvolvimento da capacidade dessa tecnologia. Regimes semelhantes de apoio às FiTs foram instaurados em outros lugares do mundo e ainda estão em vigor.

No regime de tarifas feed-in, firma-se um contrato de longo prazo, segundo o qual se paga pelo abastecimento de energia elétrica por determinado período (por exemplo, 20 anos). Várias condições adicionais ou medidas de apoio são combinadas à garantia de pagamento: a redu-ção da tarifa no próximo intervalo de tempo para as novas plantas (por exemplo, anualmente), a garantia de acesso à rede e o compromisso de dar preferência à aquisição de eletricidade gerada pelas plantas.

Desvantagens das FiTs são os incentivos geralmente mais baixos para reduzir custos, bem como a complexidade da determinação e avaliação das tarifas. Entre as vantagens, está a possibilidade de empresas de pequeno e médio porte participarem, bem como um acesso rápido e facilitado ao mercado.

2.1.2. PADRÃO DE PORTFÓLIO RENOVÁVEL (RPS)

No RPS, que é implementado, por exemplo, nos Estados Unidos, as companhias de serviços públicos têm de aumentar a cota de geração de energia renovável em seus portfólios em certo período. Em geral, a companhia pode escolher o tipo de tecnologia. O RPS pode ser realizado com um regime de incentivo; sem um regime de incentivo, mas com penalidades; ou ainda em uma combinação de ambas as abordagens.

Com incentivos, há possíveis medidas de subsídio, como Crédito Fiscal para o Investimento (ITC, do inglês investment tax credit), Crédito Fiscal para a Produção (PTC, do inglês produc-tion tax credit), empréstimos a juros atrativos em relação aos de mercado etc. Outro incentivo pode ser a alocação de custos adicionais com base no mercado.

Na abordagem sem incentivos, são previstas sanções quando a empresa não aumenta sua cota de energia renovável conforme o exigido. Portanto, podem ser cobrados impostos e taxas com base na alocação de custos adicionais.


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2.1.3. PROCESSO LICITATÓRIO

O processo licitatório é o regime implementado no Marrocos e na África do Sul, especialmente no que se refere à hlt. Os projetos de planta podem ser financiados e executados por meio tanto de transferência Build-Own-Operate (BOOT) como de Transferência Build-Own (BTO).

Esse processo costuma oferecer a possibilidade de definir uma parcela de conteúdo local ou, para um desenvolvimento orientado politicamente em determinadas regiões, de optar por um processo com um local definido (é o caso do Marrocos) ou sem um local definido (é o caso da África do Sul). Com um local já definido, o licitante deve apresentar um Contrato de Compra de Energia (PPA, do inglês power purchase agreement) para aquele local específico, e geralmente o comprador deve fazer pagamentos antecipados para o financiamento, por exemplo, das medições metrológicas.

As desvantagens do processo licitatório incluem os fatos de que a parcela de conteúdo local tem de ser solicitada explicitamente, de que a ausência de oferta resulta em não implemen-tação e de que, possivelmente, somente grandes corporações (internacionais) sejam capazes de tolerar os riscos do projeto. Além disso, serviços técnicos e financeiros são necessários com antecedência, o que exige a disponibilidade de conhecimento técnico.

Entre as vantagens, estão os custos mais baixos de aquisição de energia HLT e o fato de que o Estado tem controle e influência em termos de política de desenvolvimento ao usar o modelo PPA com local definido.

No Brasil, o processo licitatório já é implementado, e recomenda-se seu uso para atrair e apoiar a indústria HLT.

2.2. REQUISITOS PARA O DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

Uma vez definida a política de apoio governamental, pode-se passar à execução do projeto. Para tanto, as responsabilidades devem ser compartilhadas entre executor e governo, confor-me esquematiza a Figura 4.


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Figura 4 — Requisitos para o desenvolvimento de projetos em energia heliotérmica

Conformidadecom as normas

Financiamento

...

Requisitos a serematendidos pelo

executor do projeto

Dadosmeteorológicos

Local

...

Ações a serem tomadaspela instituiçãogovernamental

2.2.1. RESPONSABILIDADES DO EXECUTOR DO PROJETO

Há tarefas e riscos necessários ao desenvolvimento dos projetos que devem ser cumpridos pelo executor e não podem, em geral, ser assumidos por instituições governamentais. O exe-cutor do projeto deve observar os regulamentos e as normas relativos a impacto ambiental, saúde pública, segurança no trabalho etc., que são definidos por instituições governamentais. O financiamento do projeto também cabe ao executor, que deve obter o compromisso de fi-nanciamento de instituições ou bancos e negociar os termos financeiros. No entanto, o Estado ou outras instituições financiadoras podem oferecer apoio por meio de empréstimos a juros atrativos em relação aos de mercado, garantias bancárias e cauções.

▶ Conformidade com regulamentos e normas ▷ Impacto ambiental ▷ Saúde pública ▷ Segurança no trabalho

▶ Financiamento ▷ Compromisso financeiro de instituições/bancos ▷ Condições financeiras


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▷ Alternativas em que o Estado ou outras instituições podem sustentar o financiamento ■ Empréstimos a juros atrativos em relação aos de mercado ■ Garantias bancárias ■ Cauções

O executor do projeto deve garantir, na fase de desenho da planta, bem como o investidor e o operador têm que garantir, durante seu funcionamento, que se alcançará a geração de ener-gia (o rendimento) que consta no business case. Durante a fase de desenho, aspectos como variações meteorológicas (por exemplo, variabilidade interanual e alterações climáticas) e operacionais (por exemplo, desgaste de componentes) devem ser considerados durante todo o período de financiamento (por exemplo, 25 anos).

▶ Geração de energia (rendimento) ▷ Durante o período de financiamento (por exemplo, 25 anos), em relação às variações

meteorológicas (por exemplo, variabilidade interanual, mudanças climáticas) e ope-racionais (por exemplo, desgaste de componentes etc.)

▶ Período de realização ▷ O risco é assumido pelo investidor

▶ Risco orçamentário ▷ CAPEX ▷ OPEX

Para o desenho da planta, mas também antes da licitação, o executor do projeto tem de cum-prir as exigências definidas pela licitação, por exemplo, a parcela mínima de conteúdo local. Além disso, para os componentes a ser importados que não são isentos, devem ser conside-radas as taxas de importação. As taxas de importação e a definição dos componentes que serão isentos podem levar a mudanças que o executor do projeto deve considerar. Outros riscos podem ocorrer durante o período de realização, por exemplo, atrasos na liberação na alfândega, que devem ser assumidos pelo investidor. Além disso, o risco orçamentário, com relação ao CAPEX ou ao OPEX, o risco de cortes e a retirada de moeda do Brasil devem ser sustentados pelo investidor.

▶ Conteúdo local ▷ Cumprimento das exigências definidas pela licitação

▶ Taxas de importação ▷ Para os componentes não isentos de taxas de importação, os custos devem ser

considerados ▷ Alterações pelas quais os componentes serão isentos ▷ Soma das taxas de importação ▷ Atraso causado pela liberação na alfândega

▶ Risco de cortes ▶ Retirada de moeda do Brasil


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2.2.2. RESPONSABILIDADES DAS INSTITUIÇÕES GOVERNAMENTAIS

As instituições governamentais podem assumir tarefas, simplificar requisitos, melhorar as con-dições e diminuir os riscos para o executor do projeto e o investidor. Se o Estado realizar deter-minadas tarefas antes da fase de licitação, o executor poderá determinar melhor a viabilidade econômica e os riscos do projeto. Quando os riscos são especificados mais detalhadamente, podem ser reduzidos para que os Custos Nivelados de Energia (LCOEs, na sigla em inglês) também diminuam. Assim, se estas tarefas são cumpridas com qualidade, a atratividade para a indústria HLT melhora significativamente.

São questões-chave, para o desenvolvimento do projeto, disponibilidade de local e dados meteorológicos de alta qualidade, podendo ambos ser abordados, em certa medida, por ins-tituições governamentais. Os dados meteorológicos para o local incluem especial atenção à medição de DNI, bem como à temperatura e pressão ambiente, umidade, velocidade e dire-ção do vento etc. Além disso, são de grande interesse os dados sobre material particulado em suspensão e, especialmente para as plantas de torre solar, sobre a extinção (atenuação atmosférica da radiação refletida para o topo da torre).

▶ Dados meteorológicos ▷ Medição de radiação direta normal (DNI, do inglês direct normal irradiance) ▷ Temperatura ambiente, umidade, velocidade e direção do vento etc. ▷ Material particulado em suspensão ▷ Para plantas de torre solar, também é interessante a extinção (atenuação atmosféri-

ca da radiação refletida para o topo da torre)

Outra tarefa importante que pode ser feita por uma instituição governamental é a provisão de local, incluindo a infraestrutura, com cumprimento das normas legais. A infraestrutura inclui o acesso à rede de eletricidade e gás natural, bem como meios de transporte, como estradas e ferrovias. A hidrologia do local deve ser analisada e a disponibilidade de água deve ser es-pecificada. Além disso, pode-se esclarecer a rede de alimentação e a gestão de resíduos e, se necessário, organizar e expandir a eliminação de resíduos.

▶ Local ▶ Acesso à rede

▷ Eletricidade ▷ Gás natural (quando houver)

▶ Transportes, estradas, ferrovias ▶ Hidrologia, disponibilidade de água ▶ Fornecimento e descarte

▷ Descarte de resíduos


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Outros aspectos que devem ser analisados nos locais e que podem ser preparados por insti-tuições governamentais são topografia, em termos de terra disponível, forma de terra, com suas fronteiras e seu declive, vegetação, áreas de proteção e exclusão ambiental etc. Para o processo de identificação de locais adequados em áreas mais extensas, como estados fede-rais, sistemas de informação geográfica (SIGs) são úteis, pois permitem combinar diferentes informações, como mapas de DNI, redes elétricas, mapas topográficos etc. A seguir, estão listados fatores que devem ser examinados durante a execução do projeto e que podem ser preparados por instituições governamentais:

▶ Áreas protegidas ▷ Reservas naturais, áreas de proteção etc.

▶ Centros de treinamento militar/bases militares, inclusive áreas de segurança aeronáutica ▶ Segurança aeronáutica ▶ Circunstâncias geográficas

▷ Declives ▷ Elevações circundantes

■ Sombreamento do campo concentrador em determinados momentos ▶ Geologia (terremotos, condição do solo) — relatório de levantamento do solo ▶ Arqueologia ▶ Paleontologia ▶ Direitos e interesses indígenas ▶ Riscos naturais (inundações etc.) ▶ Biologia

Além disso, durante o desenvolvimento do projeto, deve ser conduzida uma avaliação de impacto ambiental, para a qual as instituições governamentais podem ou preparar tarefas individuais, ou esclarecer e especificar regulamentos e requisitos para tecnologias HLT. Pode-se esclarecer ou especificar, por exemplo, que meios usar e em que quantidade. Na Itália, por exemplo, o uso de óleo térmico não é permitido, salvo estritas restrições. Outro esclarecimen-to que se pode fazer é a respeito do impacto ambiental de instalações vizinhas ao local, por exemplo, maior risco de corrosão devido a emissões de vapor/gases de combustão com alto teor de sal. Ainda em relação a instalações vizinhas, o impacto visual da planta CSP, devido ao seu tamanho e à reflexão da luz solar, tem de ser investigado.

▶ Avaliação de Impacto Ambiental ▷ Esclarecimento de quais meios e em que quantidades podem ser utilizados ▷ Especificação de quais meios têm uso permitido

■ Por exemplo, na Itália não é permitido o uso de óleo térmico ▷ Esclarecimento do impacto ambiental de instalações vizinhas

■ Por exemplo, maior risco de corrosão devido à emissão de vapor/gases de com-bustão com alto teor de sal

▶ Impacto visual


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A minimização de riscos e a melhoria das garantias podem ser outras questões que ajudarão a atrair a indústria HLT. Se o período de execução puder ser detalhado pelo desenvolvedor do projeto, os riscos poderão ser mitigados. Nesse sentido, as instituições governamentais e o pessoal devem ter qualificação ou adquirir as competências necessárias, por meio de educa-ção e treinamento financiados pelo Estado, para administrar as solicitações. Dessa forma, ga-rante-se que as solicitações sejam tratadas a tempo e que o executor e o investidor do projeto obtenham todas as autorizações necessárias (quando as solicitações são enviadas a tempo e concluídas pelo executor ou investidor do projeto).

▶ Período de realização ▷ Obtenção em tempo hábil de todas as autorizações (quando as solicitações são en-

viadas a tempo e concluídas pelo executor do projeto/investidor) ▷ As solicitações têm de ser administradas

■ A equipe tem de ter qualificação ou adquirir as habilidades necessárias por meio de educação e treinamento financiados pelo Estado

▷ Os riscos podem ser minimizados

Se o volume de energia movimentado na usina é garantido e a energia gerada pode ser ali-mentada na rede, outros riscos são minimizados para o investidor. Caso necessário, a geração futura de energia deverá ser prevista nos planos de expansão da rede, e a própria expansão, incluindo seus custos e riscos, pode ser assumida por instituições governamentais.

▶ Volume de energia movimentado ▷ Expansão da rede, se necessário, incluindo custos e riscos ▷ A energia a ser gerada deverá ser prevista nos planos de expansão da rede

▶ O volume garantido deve ser gerido

Em relação a uma possível estipulação de conteúdo local, os limites devem ser especificados, e a base de avaliação deve ser esclarecida, isto é, quais componentes, materiais ou serviços devem ser fornecidos, em que medida ou sob quais restrições. Além disso, se os componen-tes tecnológicos especializados tiverem que ser adquiridos localmente, é necessário garantir as capacidades planejadas para a planta nos próximos anos. Em relação ao conteúdo local, as taxas de importação podem ser modificadas para apoiar o desenvolvimento HLT. Certos componentes tecnológicos especializados podem ter suas taxas de importação reduzidas ou isentas, desde que não seja possível sua produção alternativa local ou nacional.

Pode-se acelerar o desenvolvimento do projeto e o processo de licitação por meio da criação de um contrato PPA padronizado, que é acordado com as principais partes interessadas e resulta em uma espécie de PPA lucrativo e segurável.


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▶ Conteúdo local ▷ Base de avaliação ▷ Especificação ▷ Se os componentes de tecnologia especializada tiverem de ser adquiridos localmen-

te, é necessário garantir as capacidades planejadas da planta nos próximos anos ▶ Taxas de importação

▷ Reduzir ou isentar certos componentes de tecnologia especializada ▶ Contrato PPA padronizado

▷ Acordado com as principais partes interessadas ▷ PPA lucrativo e segurável ▷ Aceleração do processo

Conforme descrito na seção anterior, o Estado ou outras instituições financeiras podem apoiar os investidores diminuindo os riscos do projeto e os custos de financiamento por meio de em-préstimos a juros atrativos, garantias bancárias ou cauções. No entanto, a responsabilidade principal e a negociação com bancos e instituições de financiamento cabem ao investidor ou executor do projeto.

▶ Financiamento ▷ Alternativas em que o Estado ou outras instituições podem sustentar o financiamento

■ Empréstimos a juros atrativos em relação aos de mercado ■ Garantias bancárias ■ Cauções

2.3. ESTRUTURAS ORGANIZACIONAIS PARA APOIAR O DESENVOLVIMENTO DE PROJETOS HELIOTÉRMICOS

Além do apoio governamental, o desenvolvimento de projetos heliotérmicos é favorecido por três tipos de estrutura organizacional: as redes de relacionamento, as redes de relacionamento gerenciadas e as agências heliotérmicas. A Figura 5 esquematiza o funcionamento de cada uma.

Figura 5 — Estruturas organizacionais de apoio a projetos heliotérmicos

Organização1

Organização1

Organização2

Organização4

Organizaçãogestora

Organização3

Agência HLT

Organização3

Organização2

Organização4

Unidadesda agência

Universidades CompanhiasOrganizações

(autoridades, etc)


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2.3.1. REDES DE RELACIONAMENTO

As redes de relacionamento propiciam o intercâmbio de informações relacionadas com ques-tões da implantação de heliotérmicas, além do lobby político. Essas redes são geradas conec-tando as partes interessadas dos projetos, que podem ser, por exemplo, universidades e ins-titutos de pesquisa e desenvolvimento, representantes estaduais e regionais, ou companhias com competências e capacidades para trabalhos relevantes na cadeia de valor agregado.

As redes de relacionamento permitem o intercâmbio de informações específicas de custo--benefício para as heliotérmicas. Além disso, promovem um entendimento comum sobre os padrões de qualidade, bem como uma identificação conjunta dos problemas e sua priorida-de para o ramo. Exemplos dessas redes são SolarPACES, Estela, Deutsche CSP (Alemanha), Protermosolar (Espanha), ANEST (Itália) e SER-CSP (França).

Atualmente, tais redes de relacionamento não se dedicam a projetos heliotérmicos específi-cos, pois, embora integrem as partes interessadas, as informações intercambiadas não são detalhadas o suficiente para implementar um projeto. Além disso, essas redes de relaciona-mento não suportam riscos comerciais para alcançar retornos financeiros em projetos, por isso não têm a missão de investir em recursos para o desenvolvimento de projetos, como terrenos, estações de medição etc.

Do ponto de vista estatal, as redes de relacionamento são necessárias para que as partes in-teressadas em HLT se identifiquem mutuamente, troquem informações e partilhem um en-tendimento sobre padrões, bem como projeções futuras de forma rentável. Essas redes de relacionamento podem apoiar eficientemente, mas não efetivamente, a atração de serviços de cadeia de valor agregado de HLT — isso porque ainda é preciso maior profundidade das informações para desenvolver projetos específicos ou um plano de execução do projeto que permita aos provedores de serviços investir em escritórios locais e instalações de produção.

2.3.2. REDES DE RELACIONAMENTO GERENCIADAS

Nas redes de relacionamento gerenciadas, as partes são geridas por um conselho que alinha os interesses de cada uma ao longo da cadeia de valor agregado para viabilizar a instauração e implementação dos projetos HLT. Um exemplo de rede gerenciada é a Desertec Industrial Initiative (Dii) — GmbH, na Alemanha.

Para atrair provedores de serviços de cadeia de valor agregado, são necessários projetos e um plano de execução a fim de justificar qualquer investimento pelas empresas antes de lucrar com seus serviços. Para desenvolver tais projetos, é necessário que as informações intercam-biadas pelas partes estejam suficientemente aprofundadas. Isto, por sua vez, requer uma ges-tão competente, cujo perfil é o de executores de projeto em empresas privadas.


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Tal competência gestora aliada a uma rede profissional que integra as partes interessadas pode resultar na criação de um plano de execução de projeto, atraindo para o estado provedo-res de serviços HLT de cadeia de valor agregado. No entanto, pode ser crucial a habilidade da rede de assumir alguns riscos financeiros adicionais enquanto investe na geração de informa-ções primárias para desenvolver um plano de execução — por exemplo, para adquirir estudos de projeto ou dados de medição de DNI a fim de avaliar o potencial dos locais. Esses riscos financeiros podem, ainda, ser apoiados por entidades públicas ou público-privadas.

2.3.3. AGÊNCIA HLT

Em contraste com a rede gerenciada, a agência HLT é uma organização própria com o objetivo comercial de atrair investimentos para atingir uma determinada capacidade HLT instalada em um período definido, com bom custo-benefício.

A agência estrutura e organiza o desenvolvimento do empreendimento HLT e das instalações de plantas de energia, assumindo tarefas preliminares que não precisarão ser executadas no-vamente a cada projeto. O estabelecimento de uma agência que faça uma boa intermediação com os empreendimentos HLT e desenvolva as estruturas organizacionais necessárias para a concretização dos projetos ajuda a acelerar o alcance da primeira capacidade HLT em cerca de três a cinco anos (espera-se, em uma primeira etapa, uma capacidade total de 1 GW, divi-dida em quatro plantas de 250 MW). As capacidades seguintes também serão aceleradas com estruturas bem estabelecidas.

Outra vantagem das agências HLT é que elas devem ser supervisionadas, o que leva à influên-cia do ministro de estado no processo. Efeitos positivos indiretos da fixação de um empreen-dimento HLT em certas regiões são maior renda tributária, menor desemprego e, por conse-quência, maiores benefícios sociais. Assim, beneficiam-se as comunidades, mas também os políticos e o governo.

Uma agência HLT pode ter financiamento comercial, isto é, com fins lucrativos, ou estatal, sem fins lucrativos. No primeiro caso, a agência pode ter o risco de conflito de interesses pelo financiamento do setor privado. No segundo caso, há o risco de a agência não funcionar ade-quada ou efetivamente, a depender da estrutura organizacional. Ela deve estar vinculada a um ministério, como o de energia, que fique responsável pela supervisão de todo o processo. Essa opção pode ser apropriada para os estados brasileiros.

A agência MASEN, do Marrocos, é uma companhia limitada com financiamento público. Outra possibilidade é a Masdar, que fica em Abu Dhabi, nos Emirados Árabes Unidos. Essa é uma empresa estatal dedicada a investir em energias renováveis e tecnologias limpas tanto em Abu Dhabi como no mundo, visando a retornos financeiros e sociais. A empresa investe em projetos de plantas de energia, inclusive HLT, executando-os e operando-os também.


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Em agências como a MASEN, há um processo de licitação para as instalações HLT. A prepara-ção e condução do processo licitatório, bem como das tarefas de execução do projeto (por exemplo, a identificação de locais adequados), devem ser financiadas por receitas que, em HLT, podem advir de dois modelos. No primeiro, que é implementado na China, por exemplo, o investidor tem de pagar uma taxa para se candidatar à licitação. Além disso, 50% dos gastos despendidos pelo Estado nas tarefas de execução do projeto têm de ser pagos quando o con-trato PPA é concedido, e mais 50% têm de ser pagos no início da construção.

No segundo modelo, a agência vende resultados; por exemplo, os custos divididos para 1.000 ha. Para vender os resultados, o fator de marketing aplicado é irrelevante. Além disso, ou em alternativa a isso, as receitas podem ser geradas por pré-qualificação com taxa de entrada. Uma pequena parcela dos custos totais da agência é financiada na entrada, e o restante fica por conta do vencedor da licitação. Valores ilustrativos são apresentados no relatório Current status and lessons learnt: experiences with the permission procedures of concentrated solar power plants for Spain (EU) and California (USA) (IA Tech, 2015).

A seguir, é apresentado um exemplo de financiamento e modelo de receitas para uma agência HLT responsável por um processo licitatório que inclui as tarefas de execução do projeto e os custos para uma capacidade de 1 GW ao longo de sete anos. A Figura 6 sugere um cronograma, e a Figura 7 exemplifica as despesas e as receitas.

Figura 6 — Cronograma do projeto e das fases licitatórias de uma agência heliotérmica


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Figura 7 — Receitas e despesas de uma licitação em agência heliotérmica

As tarefas de execução do projeto assumidas pela agência pressupõem a análise de um local onde, em princípio, se pode atingir 1 GW diretamente. Dois ou três locais passam por uma análise de viabilidade. Essa análise inclui várias medições de DNI, avaliação de dados e prepa-ração de requisitos, e implica um custo total de cerca de R$ 3,24 milhões. Os custos posteriores de execução do projeto somam cerca de R$ 32,4 milhões para 1 GW no Brasil durante aproxi-madamente três anos (equivalentes a cerca de 9 milhões de euros; nos Estados Unidos, cerca de 10 milhões de dólares foram necessários para 500 MW).

A agência deve estar estabelecida em dois anos, o que inclui a capacitação de recursos hu-manos. Os custos anuais com uma equipe de dez pessoas são previstos em R$ 360 mil, tota-lizando R$ 25,2 milhões ao longo de sete anos. Além disso, devem ser considerados os custos com equipamentos e materiais, que podem ficar em torno de R$ 1 milhão por ano. Para o pagamento adiantado, calculam-se, neste exemplo, juros de R$ 810 mil ao ano.

Para custear as despesas, há um modelo de receita sugerido. Primeiro, os licitantes têm de pagar uma taxa de pré-qualificação. Assumindo que haja 10 (até 20) licitantes pagando cerca de R$ 90 mil cada, somam-se R$ 900 mil para a primeira proposta de 250 MW. O vencedor ou executor da proposta tem de pagar uma taxa adicional de cerca de R$ 72 mil/MW, o que equi-vale a R$ 18 milhões. No total, incluindo a segunda, a terceira e a quarta pré-qualificações de cada fase licitatória, são quatro vezes R$ 18,9 milhões, ou seja, R$ 75,6 milhões.

Outras rendas para o Estado federal advirão de impostos, menor desemprego, benefícios so-ciais etc. Um maior desenvolvimento e uma expansão mais rápida do empreendimento HLT


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podem ser apoiados iniciando a execução de projetos de dois a três locais em paralelo e repe-tindo o processo licitatório para 1 GW adicional com um ano de compensação.

A implementação operacional da agência inclui aspectos administrativos e técnicos. A parte técnica conclui as medições meteorológicas, a localização e o processo de aprovação — para a identificação de locais adequados, devem ser examinadas propriedades estatais (state--owned) ou, pelo menos, parcialmente estatais (half state-owned), em vez de propriedades privadas com um contrato de opção. As ações necessárias, bem como outras possíveis ativi-dades a ser executadas pelas agências, são descritas no próximo capítulo.

O Quadro 4 faz uma comparação das três estruturas organizacionais em termos de seus obje-tivos, suas características, suas vantagens e desvantagens.

Quadro 4 — Avaliação das estruturas organizacionais para promover e atrair o desenvolvimento de projetos heliotérmicos no nível estatal

Tipo de estrutura organizacional

Rede de relacionamento Rede de relacionamento gerenciada

Agência HLT

Objetivo Valor agregado por fases iniciais do projeto ou por contratos IPP (independent power producer) bilaterais

Valor agregado na fase de apresentação para propostas vinculativas em regime de leilão

Características-chave A informação será oferecida por uma grande variedade de partes interessadas. Os líderes da rede serão envolvidos no nível administrativo (1–2 pessoas)

• A informação será oferecida por uma grande variedade de partes interessadas. Os líderes da rede serão envolvidos no nível administrativo (2–4 pessoas)

• Essa organização é responsável por adquirir, processar e apresentar dados essenciais ao desenvolvimento do projeto aos executores (8–12 pessoas)

Vantagens • Tempo de execução curto

• Orçamento de execução baixo

• Implementação e operação simples, se as partes interessadas estiverem comprometidas com o objetivo de localização da HLT

• Possibilidade de sincronizar vários serviços

• Aceleração do desenvolvimento local se o trabalho for coordenado

• Alto nível de sincronização de serviços, local e tempo

• Possibilidade de criar uma contrapartida valiosa entre os objetivos de desenvolvimento econômico do estado e os objetivos do executor do projeto

• Número pequeno de técnicos em HLT altamente especializados

• Alta probabilidade de amortizar gastos ex ante devido ao valor agregado por necessidades menores de financiamento e mitigação de riscos para os executores de projetos

• Habilitação do acesso também para companhias de médio porte

• Período de implementação curto das HLTs


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Tipo de estrutura organizacional

Rede de relacionamento Rede de relacionamento gerenciada

Agência HLT

Desvantagens • Sincronização pequena de dados fundamentais de execução de projetos

• Vários dados podem estar em níveis profissionais diferentes (precisão, responsabilidade, confiabilidade) devido à falta de requisitos desconhecidos em vários geradores de dados

• Baixa demanda esperada pelos executores de projetos privados devido à discrepância entre serviços, local e tempo

• Amortização incerta de gastos ex ante devido à discrepância entre serviços, local e tempo

• Demanda de tempo e dinheiro para a educação iterativa do grande número de partes interessadas

• Período de implementação longo das HLTs

• Possibilidade de a discriminação positiva ou negativa de parceiros de rede específicos (preço, precisão, confiabilidade) causar problemas de responsabilidade

• Caso criar um mandato da agência seja muito burocrático, um tempo de implementação longo pode ser uma questão

• Orçamento inicial alto a ser financiado (e amortizado posteriormente)

Argumento único de venda (unique selling proposition) estatal para atrair HLTs

Baixo Médio Alto


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3. AÇÕES NECESSÁRIAS

A implementação de plantas heliotérmicas requer uma série de ações para ser bem-sucedida. É imprescindível a avaliação do potencial solar e da infraestrutura local, além da obtenção do licenciamento ambiental. O processo de avaliação desses requisitos é feito em etapas e segue os critérios apresentados a seguir.

3.1. AVALIAÇÃO DO POTENCIAL SOLAR

A tecnologia HLT e sua viabilidade econômica dependem da DNI do local. O potencial solar é o fator-chave para o desenvolvimento do projeto e deve ficar acima de 1.900 kWh/m2a para a HLT. A precisão desse valor é essencial, dado que a DNI influencia fortemente a viabilidade do projeto. Assim, a imprecisão dos valores deve ser minimizada da fase de pré-viabilidade para as fases de viabilidade e aprovação.

Os dados sobre DNI podem ser obtidos via satélite, estações de medição próximas ou medi-ções diretas no local. Geralmente, os primeiros dados são extraídos de softwares que usam modelos para calcular dados de um local específico com base em dados de satélite e estações de medição próximas. No entanto, estes valores podem ter uma imprecisão alta, de até 10%. A fim de alcançar maior precisão, a medição no local é necessária por pelo menos três meses, sendo que dados referentes a um ano dão resultados melhores.

Para uma avaliação anual do local, são feitas simulações. Os dados medidos e dados de longo prazo obtidos de satélites são usados para criar um ano meteorológico típico (TMY, do inglês typical meteorological year) que calcula a média das diferenças de ano para ano (variabilida-de interanual). Os resultados obtidos pelas simulações de rendimento anual dependem não apenas da precisão dos valores absolutos, mas também da resolução temporal. Resoluções temporais de 1 hora são um requisito mínimo para a pré-viabilidade, mas resoluções tempo-rais melhores, como de 10 minutos, são recomendadas.

Outros dados meteorológicos, como temperatura ambiente, velocidade e direção do vento, umidade relativa, temperatura do bulbo úmido e pressão ambiente, também são introduzidos em simulações de rendimento anual e estão sujeitos a exigências semelhantes.

3.1.1. REQUISITOS

Para identificar um local adequado, a DNI deve ser classificada como boa ou muito boa. Dependendo da tecnologia HLT, são necessários dados meteorológicos adicionais, como temperatura do ar ambiente, umidade do ar, velocidade e direção do vento, e pressão do ar ambiente. Dados ainda mais detalhados são úteis para determinar o rendimento anual e o


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desempenho da futura planta energética. Esses dados são, em sua maioria, específicos da tecnologia HLT, mas podem oferecer valor agregado.

Para uma compreensão ainda melhor da qualidade do potencial solar no local, a medida de-nominada distribuição radial (sunshape) ou radiação circunsolar (CSR, do inglês circum solar radiation) é vantajosa, mas ainda não está padronizada. As medidas de concentração de po-eira ou material particulado em suspensão, de chuvas, de neve (se necessário) e de formação de orvalho, bem como os testes de corrosão quando o local fica perto do mar ou de indústrias que emitem materiais corrosivos para as estruturas de aço, fornecem indicadores adicionais do potencial local. Já o chamado coeficiente de extinção ou a visibilidade atmosférica próxi-ma do solo (medida por um sensor de visibilidade) permitem estimar a atenuação do feixe ao longo do percurso entre os helióstatos e o receptor das plantas de torre solar.

Os requisitos para medir a DNI, operar os dispositivos de medição e avaliar os dados são de-finidos em padrões, em diretrizes e na literatura, a exemplo de documentos emitidos pela Organização Meteorológica Mundial (OMM), pelo centro de pesquisas espaciais e aeronáuticas da Alemanha, a DLR (Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt), pelo NREL e pela GIZ. Alguns deles são:

▶ SolarPACES Guideline for Bankable STE Yield Assessment e seus documentos anexos (SolarPACES, 2017);

▶ Manual para tratamento de dados solarimétricos (parte I): controle de qualidade e pre-enchimento de lacunas, do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e da GIZ (2016b);

▶ Manual para tratamento de dados solarimétricos (Parte II): criação de um ano meteoroló-gico típico (TMY) usando dados medidos no solo e dados derivados de satélites, do MCTI e da GIZ (2016c);

▶ Guide to climatological practices, da OMM (WMO, 2011).

Devem ser adotados métodos de medição reconhecidos, com técnicas apropriadas para DNI de acordo com a OMM. Recomenda-se, para a medição, usar um pireliômetro montado em um rastreador solar. O dispositivo deve ser instalado e avaliado por pessoal especializado e checado em um intervalo de manutenção regular — no mínimo uma recalibragem a cada dois anos, além de constantes verificações de qualidade e limpeza das peças ópticas. Para um pire-liômetro, a limpeza deve ser feita pelo menos uma vez a cada três dias. Estas recomendações e requisitos mínimos, além de outros aspectos, são abordados no SolarPACES Guideline for Bankable STE Yield Assessment.

Recomenda-se, ainda, registrar os dados primários durante pelo menos um ano com uma reso-lução temporal, em todos os dispositivos, acima de 10 minutos — preferencialmente, de pelo menos 1 minuto. O ponto de medição no local planejado deve ser escolhido cuidadosamente.


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Deve haver pelo menos um ponto ou mais de medição; o uso de mais pontos, em locais mais extensos, também aumenta a redundância.

Para as avaliações de viabilidade, não só os dados primários medidos no local são relevantes, mas também dados de satélite, que fornecem uma base de longa data. Esses dados de saté-lites possibilitam criar um TMY, que mede a variabilidade interanual. A média de DNI fornece uma boa estimativa do valor médio a longo prazo. Trata-se de uma estimativa porque os da-dos utilizados são históricos; os valores futuros podem ser diferentes devido a eventos mete-orológicos (uma erupção vulcânica, por exemplo) e à influência das mudanças climáticas. Por causa da maior imprecisão dos dados de satélite, em razão da resolução temporal e espacial, os dados medidos são usados para ajustar os dados de satélite de longa data de acordo com o local (também há imprecisão, mas menor, na medição em uma estação terrestre). Para fazer isso e para reduzir a imprecisão dos dados de satélite e de medição, recomenda-se que a cobertura temporal seja igual ou superior a 10 anos (de preferência 30 anos), que a resolução temporal seja igual ou inferior a 60 minutos (de preferência 15 minutos) e que a resolução espacial seja igual ou inferior a 10 km ou 0,1°. Outras recomendações podem ser encontradas nos documentos mencionados acima.

Um TMY tem de ser gerado com métodos de interpretação reconhecidos (por exemplo, pela DLR ou pelo NREL). É essencial que a validade dos dados primários seja comprovada e, se ne-cessário, correções têm de ser feitas. Deve-se seguir a Especificação Técnica Internacional para a criação de conjuntos de dados de TMY específicos para a energia termossolar (IEC TS62862-1-2: 2016). Um dos formatos de dados mais comuns é o TMY3 (Wilcox; Marion, 2008), apenas utilizável para resolução de hora em hora. A IEA Task-SHC-Task 46/SolarPACES Task V aprovou um novo formato, o MESoR versão 2 (Hoyer-Klick; Meyer; Wilbert, 2016), cuja publicação está prevista também como documento de especificação técnica (TS 62862-1-3 da IEC TC 117) para plantas termossolares.

Para a avaliação do risco financeiro, é necessário considerar as imprecisões para que pelo menos uma análise adicional seja conduzida para obter o chamado valor P90, que indica o rendimento anual esperado com uma probabilidade de 90%. Portanto, é necessário criar, com base nos dados primários, um valor médio P90 de DNI de longo prazo. Dados secundários derivados podem ser úteis e necessários (por exemplo, uma probabilidade para as variações interanuais que não esteja incluída no valor P90). Para mais informações sobre isso, ver o SolarPACES Guideline for Bankable STE Yield Assessment.

3.1.2. PROCESSO OPERACIONAL

O processo operacional pode ser implementado de duas maneiras. Na primeira, chamada de transparência para a iniciação, todos os dados gerados durante a fase de desenvolvimento do projeto serão transformadas em domínio público pelo setor público envolvido — por isso se trata de uma abordagem pública e transparente.


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Na segunda, chamada de projetos comerciais de bases de dados, todos os dados durante a fase de desenvolvimento do projeto são gerados dentro de contratos comerciais, de modo que permanecem confidenciais para evitar a perda de seus valores agregados. Esses dados podem ser vendidos pela agência aos executores do projeto.

No caso da transparência para a iniciação, uma agência responsável, por exemplo, um ministé-rio tem que inaugurar e organizar o processo a nível estadual. Dependendo da estrutura orga-nizacional e do orçamento, isso leva de 12 a 24 meses. Em seguida, o Ministério da Ciência, por exemplo, solicita uma proposta para projetos de pesquisa e desenvolvimento com fundos que, assim como a qualidade dos resultados, têm que ser pré-definidos. Após a avaliação das pro-postas, a organização (por exemplo, uma universidade) conduz o projeto em cerca de 33 meses, conforme detalhado na Figura 8. O resultado são know-how e três conjuntos de dados de TMY.

Figura 8 — Esquema do processo operacional de transparência para a iniciação

Processo OperacionalTempo

aproximado(meses)

Tem

po a

prox

imad

o (m

eses

)

Transparência e abordagens iniciais em HLT (universidades, prestação de trabalho, transferência de know-how etc.)

Agência responsável-------------------------------------------------------------------------◆ Atração de proprietário HLT no nível ministerial

0

12-24

Ministro da Ciência e Tecnologia fica responsável por identificar um proprietário de projeto operacional para atrair HLT------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Orçamento alocado e liberado◆ Especificação de prazos e cronograma◆ Definição da qualidade mínima de execução do projeto◆ Ciência vs. orientação para a aplicação

0

3

9

15

33

01620202032333333

Avaliação

Supervisão de contrato de pesquisa e desenvolvimento----------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Baseado em metas de tempo, qualidade e orçamento

Contratação de pesquisa e desenvolvimento----------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Assinatura de contrato◆ Especificação

Pedido de proposta, fundos para pesquisa e desenvolvimento------------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Universidades◆ Institutos de pesquisa e desenvolvimento◆ Etc. (pequenas companhias de engenharia)

Definição de Termo de Referência---------------------------------------------------------Recomendável: uso de know-how externo

Subcontratado (universidade)1: equipamento contratado2: equipamento recebido3: Local qualificado4: Início das mensurações5: Término das mensurações6: Interpretação7: Geração de TMY8: Rel.do projeto/ apres. dos dados

Recebimento do TMY

O orçamento previsto para o projeto de pesquisa e desenvolvimento será de R$ 2.142.000, conforme demonstrado no Quadro 5:


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Quadro 5 – Orçamento para o projeto de pesquisa e desenvolvimento

Duas estações por local (mínimo) R$ 144.000 (40 mil euros)

Dados de satélite R$ 288.000 (80 mil euros)

Interpretação + preparação de TMY R$ 90.000 (25 mil euros)

Total por local R$ 522.000 (145 mil euros)

Total por três locais R$ 1.566.000 (435 mil euros)

Gastos com pessoal e material R$ 576.000 (160 mil euros)

Total R$ 2.142.000 (595 mil euros)

No caso dos projetos comerciais de bases de dados, a agência responsável (por exemplo, o ministério) solicita propostas para especialistas em meteorologia que supervisionam e condu-zem o processo para a licitação de estações meteorológicas e a avaliação dos dados, incluindo a geração do TMY. Esse processo operacional não cria um conhecimento razoável a nível local, mas funciona bem em termos de tempo e orçamento. Devido a seu perfil comercial, é espe-rado que a aceitação pelos bancos ou pelos executores de projetos seja melhor do que a dos processos de transparência para a iniciação.

Figura 9 — Esquema do processo operacional dos projetos comerciais de bases de dados

Processo Operacional

Tempoaproximado

(meses)Projetos comerciais de banco de dados (lucrativos)

Agência responsável

◆ Orçamento alocado e liberado◆ Especificação de prazos e cronograma◆ Definição da qualidade mínima de execução do projeto◆ Ciência vs. orientação para a aplicação

0

5

3

1

7

7

7

24

Avaliação e contratação de especialista em meteorologia

Solicitação de proposta (internacional) de estação meteorológica e avaliação----------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Empresas especializadas◆ Etc.

Contratação------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Assinatura de contrato◆ Especificação

Solicitação de especialista em meteorologia-----------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Solicitação de proposta◆ Avaliação◆ Contratação◆ Supervisão técnica e contratual

Definição de Termo de Referência---------------------------------------------------------Recomendável: ◆ Uso de know-how externo◆ Solicitação técnica de proposta◆ Avaliação◆ Supervisão técnica e contratual

Avaliação

Supervisão do contrato por especialista + ministério------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Baseado em metas de tempo, qualidade e orçamento

Recebimento do TMY


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O Quadro 6 oferece uma comparação das duas abordagens.

Quadro 6 — Comparação das duas abordagens de processo operacional

Transparência para a iniciação

Projetos comerciais de bases de dados

Know-how (temporário) em nível local (Estado federal) +++ +

Uso de padrões estabelecidos, implementação mais rápida, melhor aceitação +++ ++

Qualidade/aceitação por bancos e executor do projeto (+)* +++

Orçamento ++ +++

Necessidade de tempo/aderência a cronogramas 0 +++

* Dependendo da qualidade, é possível chegar a: 0 satisfatório; + bom; ++ muito bom; +++ excelente.

3.2. IDENTIFICAÇÃO DE LOCAIS ADEQUADOS

Os locais adequados para as usinas HLT dependem não apenas do potencial solar disponível em forma de DNI anual, mas também de infraestrutura, especialmente acesso à rede, topogra-fia (terreno disponível, sua forma, suas fronteiras e declives), vegetação, proteção ambiental/áreas de exclusão, hidrologia etc. Para o processo de identificação de locais adequados em áreas maiores, como estados federais, os sistemas de informação geográfica (SIGs) são úteis, pois permitem combinar diferentes informações, como mapas de DNI, redes elétricas, mapas topográficos etc. Os locais selecionados devem ser analisados mais detidamente, utilizando estações locais de medição meteorológica.

3.2.1. REQUISITOS

Para a identificação de locais adequados, devem ser seguidos critérios rigorosos que podem ser encontrados na literatura ou com o apoio de consultorias especializadas. Além disso, há modelos de SIG desenvolvidos com dados e mapas disponíveis para o Brasil. Os seguintes relatórios contêm tais critérios e modelos:

▶ Site selection for large power plants (SolEngCo, 2015) ▶ Modelo preliminar: método de análise SIG para identificação de potenciais locais com o

objetivo de implantar tecnologia de concentração solar de geração elétrica – ou geração heliotérmica (HLT) (TerraGIS, 2016)

No Modelo preliminar, são apresentados os fatores e critérios sintetizados no Quadro 7, a seguir.

Quadro 7 – Fatores e critérios para o modelo SIG

Fator Critério

Radiação solar direta normal Superior a 2.000 kWh/m2, ano.

Declividade do terreno Até 3%.

Unidades de conservação (UCs) Excluídas

Terras indígenas Excluídas

Áreas urbanas Excluídas


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Fator Critério

Corpos d’águaExclusão das áreas onde os corpos d’água são classificados como permanentes ou intermitentes

Subestações Distância máxima de 40 km

Áreas de servidão de linhas de transmissão Exclusão das áreas dentro dos limites da faixa de servidão (200m)

Rodovias Distância máxima de 10 km

Uso do solo Somente áreas de pastagens foram incluídas

Requerimento de áreaVaria conforme tecnologia adotada e capacidade esperada de produção de energia

Reservatórios de usinas elétricas Excluídos

Disponibilidade hídrica Identificação da região hidrográfica sem exclusão de áreas

Fonte: TerraGIS (2016)

Para esse processo, não se costuma exigir pesquisa e desenvolvimento, a menos que seja ne-cessário para gerar dados e mapas.


O processo operacional para a identificação de locais adequados é similar ao processo para avaliação do potencial solar, mas aqui apenas projetos comerciais de bases de dados se apli-cam. Há dois pacotes de serviços para a identificação de locais adequados, apresentados na Figura 10, sendo o pacote II mais valoroso e atrativo para o executor do projeto que o pacote I.

Figura 10 — Esquema do processo operacional para a identificação de locais adequados

Tempoaproximado

(meses)Pacote de serviços I

Agência responsável

0

5

3

14

12

10

24

Potencialmente sem custos

Reduzir a 3–5 áreas-alvo(≥ 1.000–2.000 ha)sem SIG-------------------------------------------------------------------------------------------------◆ DNI◆ Rede◆ Topografia◆ Vegetação◆ Proteção ambiental/Áreas de exclusão◆ Hidrologia◆ Etc.

Obter a informação detalhada de acordo com a SolEngCo para a área-alvo-------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Por departamento ou agência relevante

Pacote de serviços II

Potencialmente com custos

Cálculo do orçamento por alocação pelo ministério-------------------------------------------------------------------------------------------------◆ Realização◆ Atualização◆ Digitalização◆ Transmissão em um formato/processo comum ao SIG

Solicitação de proposta a escritório de engenharia externo

Avaliação e contratação

Supervisão técnica e contratual

Mapa–SIG da região-alvo


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3.3. LICENCIAMENTO AMBIENTAL

O desenvolvimento da HLT no Brasil passa pelas mesmas fases de qualquer empreendimento do setor elétrico, que resultam de atividades comuns envolvendo obras civis e causam impac-tos diferenciados a depender da tecnologia.

Tendo como premissas a sustentabilidade do uso da fonte solar e a adoção de estratégias pré-vias para a seleção do sítio, a atenção pode ser direcionada para aqueles impactos negativos realmente preocupantes. Esses impactos, quando submetidos aos critérios qualificativos pre-vistos na Resolução do Conama 1, de 23 de janeiro de 1986, podem e devem ser ponderados a fim de propiciar um processo simplificado de licenciamento. Assim, a avaliação de impacto ambiental de uma HLT tende a ser mais simples e rápida que a de plantas que utilizam com-bustíveis fósseis, como as termoelétricas.

3.3.1. REQUISITOS

Para a obtenção do licenciamento ambiental, são necessárias a aprovação padrão, conforme a lista de requisitos específicos para heliotérmicas autorizadas ex ante, e a análise de impacto da re-gião-alvo. Cabe listar os quesitos que mais chamam a atenção quando se fala das heliotérmicas:2

▶ foco: sistemas com focos pontuais atingem temperaturas mais elevadas, podendo pro-vocar maiores impactos sobre as condições microclimáticas e consequências de difícil mitigação para a fauna alada e para o conforto ambiental local;

▶ requerimento de área: há uma relação boa entre dimensão e energia gerada (a maioria das hidrelétricas instaladas no Brasil apresentam relações bem maiores que 10 ha/MW), especialmente em se tratando de áreas que têm potencial solarimétrico interessante e menor potencial de aproveitamento produtivo do solo;

▶ hibridização: arranjo no qual, em vez de um sistema de armazenamento de calor, há uma caldeira auxiliar para complementar o calor gerado nos coletores. A caldeira ge-ralmente utiliza combustível fóssil (gás natural é o mais frequente), o que pode ser um componente importante da avaliação de impactos da planta heliotérmica;

▶ declividade máxima do campo solar: para atender a esse critério, são necessárias ações para a reconformação topográfica, a exemplo de cortes e aterros, com seus consequen-tes impactos ambientais;

▶ consumo de água: as áreas com melhor potencial para a implantação de heliotérmicas são aquelas que apresentam menor disponibilidade hídrica, o que pode ser um compli-cador para a seleção do sistema de resfriamento da planta;

2 Mais informações sobre impacto e licenciamento ambiental podem ser encontradas no documento Licenciamento am-biental de heliotérmicas: subsídios para a avaliação de impacto ambiental, publicado pelo MCTI e pela GIZ (2016a). Neste documento, são fornecidos subsídios para conferir segurança e agilidade aos procedimentos de análise técnica, ampliar a transparência das informações e orientar a elaboração dos estudos de licenciamento ambiental federal de heliotérmicas no território brasileiro.


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▶ aptidão para o resfriamento a seco: pela mesma razão que o item anterior, esta opção implica menor pressão sobre os recursos hídricos escassos nas regiões atrativas para a heliotermia;

▶ armazenamento térmico com sais fundidos: apesar de não implicar grandes riscos em condições normais de temperatura e pressão, a natureza química desses sais fundidos pode representar atenção redobrada quanto à saúde ocupacional durante a operação e manutenção dos sistemas. Ao mesmo tempo, pode ser positiva para a confiabilidade na despachabilidade da usina.


O processo operacional de licenciamento ambiental pode ser feito nas etapas descritas na Figura 11, para o licenciamento padrão, ou na Figura 12, para a análise de impacto da região--alvo. Cabe ao órgão competente definir qual o caminho a ser seguido.

Figura 11 – Licenciamento ambiental padrão

Cada órgão ambiental possui formulários

específicos

Solicitação da licença prévia (LP)

Identificação do órgão ambiental

competente

Deferimento da LP

Deferido

Indeferido

Vistoria do local Emissão de termo de referência (TR)

Análise dos estudos

ambientais

Emissão de parecer técnico

Elaboração dos estudos

ambientais

Publicação no diário oficial

regional

Elaboração do projeto básico

Solicitação da licença de

instalação (LI)

Solicitação da licença de

instalação (LI)

Por empresa especializada

contratada

Detalhamento do projeto e de partes de

interesse ambiental

Comprovação do cumprimento das

condicionantes da LP

Execução de cronograma financeiro do projeto de compensação ambiental

Comprovação do cumprimento das

condicionantes da LI

Apresentação de planose programas ambientais

detalhados com cronograma

Definição dascondicionantespara operação

(monitoramento ambiental)

Realização de audiência pública, quando necessário

Definição das ações mitigadoras e

condicionantes

Documentos básicos sobre o

empreendimento e localização

Definição dos estudos ambientais e

documentos necessários

Lice

ncia

men

to A

mbi

enta

l

Empr

eend

edor

Órg

ão a

mbi

enta

l

Deferimento da LI

Deferido

Indeferido

Análise técnica dos documentos

apresentados

Análise técnica dos documentos

apresentados

Emissão de parecer técnico

Definição de condicionantes

Vistoria no local,se necessário

Emissão da LO

Publicação no diário oficial

regional

Figura 12 – Licenciamento ambiental simplificado

Cada órgão ambiental possui formulários, procedimentos e nomenclaturas específicas

Documentos básicos sobre o

empreendimento

Identificação do órgão ambiental

competente

Solicitação da autorização ambiental

Atividade a ser desenvolvida;Caracterização do

empreendimento (porte, cercanias, atividade,

potenciais fontes de poluição);

Localização (geologia, geomorfologia, pedologia,

hidrogeologia, clima, aspectos fisiográficos).

Análise dos documentos

Deferimentoda AA

Indeferido

DeferidoLice

ncia

men

to A

mbi

enta

l Am

bien

tal

Empr

eend

edor

Órg

ão a

mbi

enta

l


38

3.4. MEDIDAS ADICIONAIS

Além da avaliação do potencial solar e da infraestrutura local, bem como da obtenção do licen-ciamento ambiental, outras medidas são necessárias para a implementação de heliotérmicas.

Para minimizar os riscos do desenvolvimento do projeto, um fator-chave é o cuidado com o cronograma. Assim, é essencial obter em tempo hábil de todas as autorizações (quando as solicitações são enviadas a tempo e concluídas pelo executor do projeto ou investidor). A sen-sibilização dos ministérios e as medidas de acompanhamento também melhoram o processo de aprovação. Uma possibilidade para simplificar o processo de aprovação seria ter uma única entidade que ficasse responsável e intermediasse o contato com a indústria (one-stop shop).

Além disso, tanto a equipe tem de ser qualificada para o processo de aprovação como também os trabalhadores e pessoal devem receber educação e capacitação para a concepção, constru-ção, operação e manutenção de plantas HLT. O Estado pode estabelecer e coordenar estudos ou outros programas de educação e qualificação.

Outro risco a ser minimizado para o investidor é a provisão de terra com bom custo-benefício ou com garantias para o empréstimo de terras por um longo período. Além disso, a provisão, a preparação ou a expansão da infraestrutura melhorará a realização do projeto, especialmente quando a infraestrutura oferecida é econômica. O Estado deve apoiar, se necessário, a expan-são da rede, inclusive os custos e riscos, ou prever que a capacidade gerada seja incluída nos planos de expansão. Outra medida é dar garantias pelo volume de energia elétrica gerada e movimentada pela planta HLT.

O desenvolvimento e a execução do projeto também podem ser melhorados e acelerados por contratos PPA padronizados — portanto lucrativos e seguráveis — quando acordado com as principais partes interessadas.

Outra medida para apoiar a execução do projeto é reduzir ou isentar as taxas de importação de certos componentes de tecnologia especializada que não podem ser manufaturados na fase inicial do desenvolvimento HLT no país. Por outro lado, o Estado pode determinar fatias de conteúdo local que devem ser mantidas para os projetos HLT. Portanto, deve ser definida a base de avaliação e especificação de materiais, componentes e serviços. Em uma implantação contínua de projetos HLT, componentes de tecnologia especializada também têm de ser ob-tidos localmente. Para esses componentes, é necessário garantir as capacidades planejadas das plantas para os anos seguintes, reduzindo os riscos econômicos para os investidores.

Por fim, medidas específicas referentes ao calor do processo, como estudos de aprovação, para o subsídio ou desenvolvimento de soluções termossolares atrairão empreendimentos HLT.


39

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Nos últimos anos, ficou claro que, devido às secas, a capacidade das usinas hidrelétricas de gerar energia despachável é limitada. Isso é especialmente verdadeiro da perspectiva da se-gurança do abastecimento em curto, mas também em médio e longo prazos. Para compensar tais lacunas na segurança do abastecimento, aumentaram as instalações de plantas térmicas que usam combustíveis à base de carvão. No entanto, a médio e longo prazos, e diante de um quadro de proteção ambiental, segurança do abastecimento e economia da energia, novas tecnologias são necessárias.

Nos primeiros mercados — nos Estados Unidos e na Espanha —, a tecnologia HLT demonstrou sua capacidade de substituir as usinas termelétricas movidas a carvão e, ao mesmo tempo, manter um nível de segurança no abastecimento conhecido apenas por usinas que usam com-bustíveis fósseis. A HLT, com sua capacidade de fornecer energia despachável por meio do armazenamento de energia térmica, permite

▶ entrega pontual de eletricidade; ▶ serviços auxiliares para controle de frequência; e ▶ carga média ou mesmo carga de base de abastecimento representada em fatores de

capacidade de até 80%.

Essas características tecnológicas únicas da HLT podem agregar valor significativo à matriz energética brasileira, de um lado; e, de outro, criar demanda por conteúdo local, emprego e inovação, por meio de pesquisa e desenvolvimento.

No entanto, esta tecnologia ainda é incipiente em escala global em comparação com as tecno-logias renováveis convencionais, como a eólica ou a fotovoltaica. Assim, são necessárias regu-lamentações para constituir uma base sólida para os modelos de receita dos investidores em projetos HLT. Embora este guia tenha mostrado regulações alternativas para promover a tecno-logia HLT, o Brasil já possui uma vasta experiência na introdução e integração de novas tecno-logias de energia renovável em sua matriz energética por meio de leilões. Esse procedimento pode ser muito bem implementado para a tecnologia HLT, assim como iniciar leilões regionais e nacionais. Especialmente os estados do Nordeste, como Ceará, Pernambuco e Bahia, bem como o estado de Goiás, no Centro-Oeste, estão muito interessados em atrair proativamente o desenvolvimento de HLT para a geração de eletricidade e calor de processo em seus territórios. Por isso, este guia apresentou diversas ações recomendadas para os governos estaduais a fim de viabilizar projetos de HLT de investidores privados e reduzir as barreiras de mercado.


40

Para os investidores, o risco de perder seus investimentos ex ante, na fase de desenvolvimento do projeto, é crucial. Toda contribuição para reduzir esses riscos aumenta a atratividade de potenciais locais de interesse dos investidores. Os principais riscos estão relacionados a:

▶ disponibilidade de dados de irradiação solar direta, com base em medições confiáveis; ▶ disponibilidade de locais que possam ser segurados ao menos pelo tempo de constru-

ção e operação da planta HLT; ▶ alta probabilidade de aprovação do orçamento e cronograma planejados, permitin-

do aos investidores submeter propostas vinculativas para vender a energia produzida futuramente.

Se um desses riscos exceder o valor esperado de um investidor de projeto, ele mudará a área ou cancelará seu investimento.

Portanto, este guia mostrou como tais riscos podem ser minimizados, evidenciando pontos--chave que precisam ser respeitados. Além disso, foi feita uma análise de como se pode cons-truir uma estrutura organizacional, mostrando alternativas, como redes de relacionamento abertas, redes de relacionamento gerenciadas e agências. As redes oferecem uma grande oportunidade para estabelecer uma plataforma onde as partes interessadas no projeto HLT possam se encontrar, compartilhar suas necessidades e discutir soluções. Essas redes não costumam ser dedicadas a projetos específicos, mas às preocupações do ramo em geral.

Em contraste com as redes abertas, existem redes gerenciadas, que agregam principalmente fornecedores. Essas redes também não são dedicadas a projetos, mas a tarefas mais especí-ficas relacionadas a mercado, tecnologia e lobby. As redes requerem poucos recursos finan-ceiros para seu estabelecimento e funcionamento. No entanto, em geral não podem fornecer garantias sobre seus serviços, por isso não são capazes de suportar riscos comerciais, isto é, não são capazes de reduzir os riscos relacionados com o projeto mencionados acima.

Uma abordagem já validada é a instauração e o funcionamento de uma agência com a missão de apoiar os processos de desenvolvimento do projeto em nome de instituições públicas. Em contraste com as redes, a agência é, muitas vezes, mais focada e mais bem coordenada em fornecer qualidade crítica em momentos críticos, com base em garantias em cada etapa de desenvolvimento do projeto. A razão é, principalmente, os investimentos iniciais mais altos, permitindo a aquisição de recursos humanos profissionais, estudos detalhados e avaliações de risco abrangentes. Além disso, por ter acionistas públicos, a agência permite uma seleção e determinação equilibrada dos locais e preserva o interesse público ao longo de todo o pro-cesso de desenvolvimento e licenciamento do projeto.


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Locais já desenvolvidos e autorizados permitem que mais empresas participem dos leilões para aquisição de energia renovável no Brasil, devido à solidez das informações dos locais e seus requisitos, definidos pelas licenças, que devem ser respeitados.

Essa forma de exteriorizar os riscos do projeto para atrair investimentos em HLT para a região e na matriz energética foi demonstrada com sucesso pela agência MASEN, no Marrocos. Essa agência atraiu investimentos em tecnologia HLT da capacidade de 550 MW em menos de 8 anos.

Com base nessa abordagem, chega-se a uma necessidade de investimento total da ordem de R$ 73,5 milhões a fim de ter um retorno em aproximadamente 7 anos, em que a agência é insta-lada e começa a operar. Depois desse período, o custo inicial da agência estará pago, e a opera-ção será autossustentável. Com um plano de negócios autossustentável, a agência não requer qualquer tipo de doação por instituições públicas. No entanto, poderá obter adiantamentos por meio de empréstimos de bancos comerciais ou instituições financeiras governamentais.

Neste caso, a agência terá conseguido adquirir pelo menos 1 GW de instalações HLT em um volume de investimento de R$ 13 a R$ 16 bilhões, estando em total operação comercial em aproximadamente 9 a 10 anos. No limite, quanto mais adiantado é o investimento para a agência, mais rápida será a realização e maior será o volume da capacidade instalada, com base no cenário aqui descrito.

A exteriorização dos riscos de desenvolvimento do projeto por uma agência pública ou pú-blico-privada pode ser o fator-chave para a atração e integração de uma cadeia HLT de valor agregado no Brasil, ao mesmo tempo que se mantêm elevados padrões ambientais e legais em geral.


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5. REFERÊNCIAS

Hoyer-Klick, C.; Meyer, R.; Wilbert, S. Data format for meteorological data sets. No prelo 2016.

Report of IEA - SHC - Task 46/SolarPACES Task V, International Energy Agency (IEC) Solar Heating & Cooling (SHC) Task 46/SolarPACES Task V.

IA Tech. Current status and lessons learnt: experiences with the permission procedures of concentrated solar power plants for Spain (EU) and California (USA). Local, 2014.

International Renewable Energy Agency (IRENA). Concentrating solar power. IRENA Working Paper, n. 2/5, 2012. (Renewable Energy Technologies: Cost Analysis Series, v. 1). Disponível em: <http://www.irena.org/documentdownloads/publications/re_technologies_cost_analy-sis-csp.pdf>. Acesso em: 25 nov. 2016.

Konstantin, Panos; Kretschmann, Johannes. Assessment of technology options for deve-lopment of concentrating solar power in South Africa for the World Bank. Johannesburg, 2010. Disponível em: <https://www-cif.climateinvestmentfunds.org/sites/default/files/Presentation%20-%20WB%20(Eskom)%20Project%20-%202010_12_07%20.pdf>. Acesso em: 25 nov. 2016.

McArthur, L. J. B. Baseline surface radiation network: operation manual. Geneva: WMO/BSRN, 2005.

Garcia, Maria Angelica; Ramos, Frederico Araujo; Castro, Tarcisio Luiz Coelho de. Licenciamento ambiental de heliotérmicas: subsídios para a Avaliação de Impacto Ambiental. Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ): Brasília, 2016a. Disponível em: < http://energiaheliotermica.gov.br/ >.

Röttinger, Nicolaj. Manual para tratamento de dados solarimétricos (parte I): controle de qualidade e preenchimento de lacunas. Schollenhaldenstr: Brasília, 2016b. Disponível em: < http://energiaheliotermica.gov.br/ >.

Röttinger, Nicolaj. Manual para tratamento de dados solarimétricos (parte II): criação de um ano meteorológico típico (TMY) usando dados medidos no solo e dados derivado de saté-lites. Schollenhaldenstr: Brasília, 2016c. Disponível em: < http://energiaheliotermica.gov.br/ >.

National Renewable Energy Laboratory (NREL). Concentrating solar power projects. United States: U.S. Department of Energy, s.d. Disponível em: <https://www.nrel.gov/csp/solarpaces/index.cfm>. Acesso em: 15 nov. 2016.


43

Ong, Sean et al. Land-use requirements for solar power plants in the United States. Golden: NREL, 2013. Disponível em: <http://www.nrel.gov/docs/fy13osti/56290.pdf>. Acesso em: 25 nov. 2016.

Pitz-Paal, Robert. Parabolic trough, linear Fresnel, power tower: a technology comparison. [s.l.: s.d.]. Disponível em: <http://www.iass-potsdam.de/sites/default/files/files/12.5-iass_pit-z-paal.pdf>. Acesso em: 25 nov. 2016.

SolarPACES. SolarPACES guideline for bankable STE yield. Tabernas, Spain, 2017. Disponível em: <http://solarpaces.org/tasks/task-i-solar-thermal-electric-systems/modeling-guidelines>. Acesso em: 27 mar. 2017.

Wilcox, S.; Marion, W. User’s manual for TMY3 data sets: innovation for our energy future. Golden, Colorado: NREL, 2008.

World Meteorological Organization (WMO). Guide to climatological practices. Geneva, 2011. Disponível em: <http://www.wmo.int/pages/prog/wcp/ccl/guide/guide_climat_practices.php>. Acesso em: 27 mar. 2017.

World Meteorological Organization (WMO). The CIMO Guide. Geneva, 2012.


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6. GLOSSÁRIO

Absorvedor — Ver receptor.

Armazenamento térmico — Sistema de armazenamento do calor excedente da usina heliotér-mica para que seja aproveitado futuramente. O calor armazenado é utilizado para estabilizar e possibilitar a geração de eletricidade durante a noite e em dias nublados, assim como aumen-tar a geração de energia em horários de pico. Diversos materiais podem ser empregados para o armazenamento de calor, dentre eles estão: óleos, sais fundidos, materiais cerâmicos e o ar.

Calor de processo — Alguns processos industriais requerem eletricidade e calor — por exem-plo, para processos de lavagem na indústria têxtil. Um meio comumente utilizado para ofe-recer calor é água quente ou vapor. Uma maneira de fornecer calor do processo é usando a tecnologia de energia termossolar.

Ciclo Brayton — Ciclo termodinâmico usado em turbinas a gás. Há quatro etapas do processo: compressão do ar ambiente; adição de calor, em que se queima gás em uma câmara de com-bustão; expansão dos gases de combustão em uma turbina para conduzir um gerador elétrico; e rejeição de calor, em que os gases de combustão são enviados para a atmosfera.

Ciclo Rankine — Ciclo termodinâmico encontrado na maioria das usinas termelétricas, como as que usam carvão, fissão nuclear, óleo e gás (sem turbina a gás). Os principais componentes desse ciclo são gerador de calor (caldeira), turbina a vapor, condensador e bomba.

Concentrador de focalização em linha — Concentrador que focaliza a dni (ver radiação direta normal) em uma linha. A calha parabólica e o linear Fresnel usam esse tipo de concentrador, que tem um eixo apenas e costuma seguir o movimento horizontal do sol.

Concentrador de focalização pontual — Concentrador que focaliza a dni (ver radiação direta normal) em um ponto. Torres solares usam esse tipo de concentrador, que segue os movimen-tos vertical e horizontal do sol.

Concentrating solar power (CSP) — Ver energia heliotérmica.

Energia despachável — Energia cuja geração pode ser controlada para alcançar o resultado esperado de acordo com a demanda de clientes ou do operador da rede. As plantas que ge-ram energia despachável são as de carvão, gás natural e fissão nuclear etc., mas também as hidrelétricas, de biomassa/biogás, de energia oceânica e termossolares com armazenamento térmico. Contrastam com essas plantas os chamados geradores de energia intermitente, como eólica e fotovoltaica. Essas tecnologias podem ser parcialmente transformadas em geradores de energia despachável quando combinadas com baterias.


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Energia eólica — Energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como na utilização de aerogeradores para produzir eletricidade, moinhos de vento para pro-duzir energia mecânica ou velas para impulsionar veleiros.

Energia fotovoltaica — Energia obtida por meio de um painel composto de células solares que convertem a luz em eletricidade utilizando materiais semicondutores. As instalações fo-tovoltaicas podem ser montadas no solo, no telhado ou na parede. Sob um sistema fixo mon-tado, um rastreador pode ser aplicado para seguir o sol e aumentar a geração elétrica.

Energia heliotérmica (HLT) — Consiste no sistema de geração de energia que reflete a luz solar para um único ponto e utiliza o calor acumulado para gerar energia. Em língua inglesa, é conhecida por concentrating solar power (CSP).

Fator de capacidade — Índice que aponta a relação, no mesmo período, entre a produção efetiva de energia elétrica por uma usina e a capacidade total máxima de geração de energia elétrica. O fator de capacidade descreve as horas de carga máxima possível do gerador de ele-tricidade em relação às horas anuais (8.760 horas). As horas de carga total equivalem à energia gerada anualmente para a carga nominal do gerador (isto é, uma usina que gera 1000 MWh e tem uma carga nominal de 1 MW tem 1.000 horas de carga completa e, portanto, um fator de capacidade de 1.000 h/8.760 h = 0,11).

Fluido de transferência de calor (HTF) — Fluido cujas características físico-químicas permi-tem o transporte e armazenamento da energia térmica obtida da radiação solar, possibilitan-do a produção de eletricidade durante a noite ou em dias nublados. HTFs comuns são água/vapor, ar, óleos e sais fundidos.

Heliotermia — Ver energia heliotérmica (HLT).

Hibridização — Arranjo no qual, em vez de um sistema de armazenamento de calor, há uma caldeira auxiliar para complementar o calor gerado nos coletores. Na caldeira, geralmente se utiliza combustível fóssil (gás natural é o mais frequente).

Matriz energética — Totalidade da energia disponibilizada em um país ou uma região para ser distribuída e consumida cotidianamente pelas pessoas e pelos processos produtivos. A matriz energética engloba todos os usos de energia, inclusive os não elétricos, como aquela produzida pelo óleo diesel, gás natural e etanol, e reúne as atividades ligadas à produção, ao transporte, à inovação, ao manejo e à venda de produtos energéticos.

Potencial solar — Capacidade de aproveitamento da radiação solar para geração de energia.


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Radiação direta normal (DNI) — Quantidade de radiação solar recebida diretamente do sol por unidade de área por uma superfície.

Receptor — Componente da usina heliotérmica que recebe a radiação solar concentrada e a transforma em calor. Geralmente é constituído de um ou vários tubos, revestidos com uma tinta que aumenta a absorção de radiação e reduz as perdas de calor. Por dentro desses tubos o fluido térmico é bombeado e aquecido, podendo ultrapassar temperaturas de 500°C.

Sistema Interligado Nacional (SIN) — Conjunto de instalações para a geração e transmissão de energia elétrica formado pelas empresas das regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e parte da região Norte. A coordenação da operação das usinas é feita pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS).


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Documents

COMO ATRAIR INVESTIMENTOS EM ENERGIA HELIOTÉRMICA · A calha parabólica é a tecnologia heliotérmica mais difundida no mundo. Segundo levanta-mentos do Solar PACES, do National