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Energia Solar Fotovoltaica:Panorama, Oportunidades e Desafios
Dr. Rodrigo Lopes SauaiaPresidente Executivo
1º Workshop de Energia Solar FotovoltaicaOperador Nacional do Sistema Elétrico – ONS
Rio de Janeiro (RJ) – 11/06/2018
2
1. Representar e promover o setor solar fotovoltaico no país e no exterior
• Governo, empresas, mídia, ONGs, sociedade civil, entre outros.
2. Acompanhar o avanço do mercado solar fotovoltaico no Brasil
• Relatórios sobre capacidade instalada.
• Informações sobre oportunidades de negócios (editais, projetos, leilões, entre outros).
• Divulgação de atividades e eventos relevantes ao setor.
3. Servir de ponto de encontro e debate para o setor
• Assembleias periódicas.
• Grupos de Trabalho estratégicos.
• Reuniões com autoridades e especialistas convidados.
Venha somar forças conosco! Seja um associado ABSOLAR!
www.absolar.org.br/processo-associativo.html
[email protected] | +55 11 3197 4560
Nosso Trabalho
9
O Mercado Fotovoltaico no Mundo• Capacidade instalada acumulada total: 402,5 GW (+98 GW em 2017).• Explosão de investimentos em solar fotovoltaica no mundo.• Interesse do mercado e poder de escolha direta dos consumidores.
Evolução da Capacidade Instalada no Mundo
Fonte: Snapshot of Global PV Markets, IEA PVPS, 2018.
Evolução do Preço no Mundo
10
Fonte: Snapshot of Global PV Markets, IEA PVPS, 2018.
O Mercado Fotovoltaico no Mundo• Brasil ingressou no ranking mundial de potência instalada solar
fotovoltaica adicionada em 2017!
A capacidade instalada total no Brasil foi de 1,1 GW em 2017
11
Benefícios da Solar FV para o BrasilEsfera Socioeconômica• Redução dos gastos com energia elétrica pela população e empresas.• Atração de novos investimentos privados de bilhões de reais.• Geração de empregos locais de qualidade.• Desenvolvimento de uma nova cadeia produtiva no país.• Aquecimento das economias locais, regionais e nacional.
Esfera Ambiental• Geração de energia limpa, renovável e sustentável.• Contribui para as metas de redução de emissões do país (NDC).• Não emite gases, líquidos ou sólidos durante a operação.• Não gera ruídos, não possui partes móveis.
Esfera Estratégica• Diversificação da matriz elétrica brasileira.• Ampliação do uso de energias renováveis no país.• Redução de perdas por transmissão e distribuição.
Biomassa
14.621 MW
8,7% Eólica
12.894 MW
7,7%
Carvão mineral
3.718 MW
2,2%
Gás Natural
12.995 MW
7,8%
Outros Fósseis
147 MW
0,1%
Petróleo
9.899 MW
5,9%Hídrica
101.492 MW
60,7%
Solar
Fotovoltaica
1.306 MW
0,8%
Undi-elétrica
0,05 MW
0,00003%
Nuclear
1.990 MW
Importação
8.170 MW
4,9%
Matriz Elétrica Brasileira: Potência Instalada em Operação (MW)
12
Fonte: ANEEL/ABSOLAR, 2018. Última atualização 04/06/2018.
Matriz Elétrica Brasileira
13
Fonte: ANEEL/ABSOLAR, 2018. Última atualização 04/06/2018.
Evolução do Mercado – 2018
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Geração Distribuída Solar FV (MW) 0,4 1,8 4,2 13,7 62,0 181,8 331,8
Geração Centralizada Solar FV (MW) 6,7 6,7 15,4 26,3 27,8 965,3 2.065,3
Total (Distribuída + Centralizada) 7,2 8,6 19,6 40,0 89,8 1.147,2 2.397,2
7,2 8,6 19,6 40,0 89,8
1.147,2
2.397,2
0,0
500,0
1.000,0
1.500,0
2.000,0
2.500,0
3.000,0
Po
tên
cia
In
sta
lad
a (
MW
)
Potência Instalada Acumulada (MW) da Fonte Solar Fotovoltaica no Brasil e Projeção
para 2018
14
Habitação de interesse social: Programa Minha Casa Minha Vida, Juazeiro (BA).
Edifício residencial: domicílio, São Gabriel do Oeste (MS).
Edifício público: Palácio dos Bandeirantes, São Paulo (SP).
Edifício comercial ou industrial: data center, Uberlândia (MG).
Usina solar fotovoltaica: Fernando de Noronha (PE).
Geração Distribuída Solar FV
2012 2013 2014 2015 2016 2017 05/2018
Potência Instalada no Ano (MW) 0,4 1,4 2,4 9,5 48,3 119,8 89,1
Potência Instalada Acumulada (MW) 0,0 0,4 1,8 4,2 13,8 62,0 181,8
Total 0,4 1,8 4,2 13,8 62,0 181,8 270,9
0,4 1,8 4,213,8
62,0
181,8
270,9
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
Po
tên
cia
In
sta
lad
a (
MW
)
Potência Instalada (MW) de Geração Distribuída Solar Fotovoltaica no Brasil
15
Geração Distribuída Solar FV
Fonte: ANEEL/ABSOLAR, 2018. Última atualização 04/06/2018.
0,02%
16,0%2,4%
0,9%
77,2%
3,3% 0,1%
Número de Sistemas
Iluminação pública Comercial e Serviços Industrial Poder Público
Residencial Rural Serviço Público
0,03% 0,6% 3,6%
5,6%
8,2%
38,7%
43,3%
Potência Instalada
16
Geração Distribuída Solar FV
Fonte: ANEEL/ABSOLAR, 2018. Última atualização 04/06/2018.
Geração Distribuída Solar Fotovoltaica no Brasil por Classe de Consumo
California ISO
Fonte: CAISO , 2018.
17
• Comprovou uma economia aos consumidores californianos de US$ 2,6 bilhões em investimentos na transmissão (20 projetos cancelados e 21 revisados), beneficiando os consumidores que não investiram diretamente em GDFV (geração distribuída subsidiando os consumidores tradicionais).
• Em 01/09/2017, o pico de carga da rede foi reduzido em quase 3 GW!
Geração Distribuída Solar FV
California ISO (CAISO)Propostas da CAISO para otimizar o aproveitamento da fonte solar FV:• Tarifação horária para incentivar alinhamento entre oferta e demanda.• Geração auxiliar de resposta rápida, para apoiar as variações entre oferta e
demanda (exemplo: renováveis complementares).• Armazenamento de energia elétrica.• Estações de carregamento para veículos elétricos, auxiliando a mudança
no perfil de consumo.
Fonte: CAISO , 2018.
Geração Distribuída Solar FV
19
Sinergias com Outras TecnologiasGeração Distribuída Solar FV, Smart Grids e Armazenamento:• Tendências internacionais:
– Energia solar fotovoltaica junto a edificações públicas e privadas.– Tecnologias de armazenamento de energia elétrica começam a ser
massificadas e aplicadas em sistemas conectados à rede elétrica.– Armazenamento estacionário na Rede Básica.– Serviços ancilares.– Gerenciamento da demanda elétrica.
• Geração distribuída solar fotovoltaica com armazenamento:– Aumento da taxa de autoconsumo.– Resiliência às flutuações da rede elétrica.– Autonomia diante da interrupção do fornecimento de energia elétrica.– Sistemas avançados de controle e gerenciamento:
• Realizam, de forma inteligente, a geração, o armazenamento e ogerenciamento do consumo de energia (conceito de “Microgrid On-Site”).
20
UFV de 150 MWp em Bom Jesus da Lapa (BA).
UFV de 185 MWp em Pirapora (MG).
UFV de 86 MWp em Areia Branca (RN).
UFV de 225 MWp em Ituverava (BA).
Geração Centralizada Solar FV
21
Fonte: CCEE/ABSOLAR, 2018. Última atualização: 04/06/2018
LER 2014 1º LER 2015 2º LER 2015 LEN A-4 2017 LEN A-4 2018
Contratação (MW) 554,0 826,5 921,1 574,0 806,6
Contratação Acumulada (MW) 564,0 1.390,5 2.311,6 2.885,6 3.692,2
Preço-Médio (US$/MWh) 88,0 85,0 78,0 44,3 35,2
554,0
826,5 921,1
574,0
806,6
564,0
1.390,5
2.311,6
2.885,6
3.692,2
88,0 85,0
78,0
44,3
35,2
0,0
60,0
120,0
180,0
0,0
500,0
1.000,0
1.500,0
2.000,0
2.500,0
3.000,0
3.500,0
4.000,0
Pre
ço-M
éd
io (
US
$/M
Wh
)
Co
ntr
ata
ção
(M
W)
Evolução da Geração Centralizada Solar Fotovoltaica no Brasil
Geração Centralizada Solar FV
LER 2014 1º LER 2015 2º LER 2015 LEN A-4 2017 LEN A-4 2018
Eólica 142,30 - 203,50 108,00 67,60
Solar FV 215,10 301,80 297,70 145,68 118,07
Hídrica - - - 181,63 198,12
Biomassa - - - 234,92 198,94
215,10
301,80 297,70
145,68
118,07
0
100
200
300
400
Pre
ço M
éd
io (
R$
/MW
h)
Histórico dos Preços Médios de Venda de Energia por Fonte Geradora
22
Fonte: CCEE/ABSOLAR, 2018. Última atualização: 04/04/2018
Preço médio de venda da solar FV inferior ao preço praticado
pelas fontes biomassa e hídrica!
Geração Centralizada Solar FV
BA PI MG SP PE CE RN PB TO GO
Aguardando Homologação - 179,9 169,9 - 66,9 390,0 - - - -
Operação 423,9 270,0 231,0 120,0 10,0 - 116,0 - - -
Em Construção 108,2 - 210,0 30,0 - 132,0 - 108,0 - -
Construção Não Iniciada 262,0 240,0 62,0 170,0 252,0 - - 27,0 89,1 10,0
Total Geral 794,1 689,9 672,9 320,0 328,9 522,0 116,0 135,0 89,1 10,0
794,1
689,9 672,9
320,0 …
522,0
116,0 135,0
89,1 10,0
-
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
700,0
800,0
900,0
1.000,0
Po
tên
cia
In
sta
lad
a (
MW
)Potência Instalada (MW) e Status da Geração Centralizada Solar Fotovoltaica por
Estado
23
Fonte: CCEE/ABSOLAR, 2018. Última atualização: 03/05/2018
Geração Centralizada Solar FV
10,0 0
1.380,5
921,1
0 0
574,0
806,6
0 00
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024
Po
tên
cia
Co
ntr
ata
da
(M
W)
Ano Contratual de Início do Suprimento dos Projetos
Potência Contratada (MW) em Leilões da Fonte Solar Fotovoltaica no Brasil
LEN A-
6/2017
24
Planejando Hoje o Futuro
Fontes Solar
I e II
(LE PE 2013)
LER 2014 e
1º LER 2015
2º LER 2015
LEN A-4 2017
LEN A-
6/2018
?
Descontinuidade:
Insegurança e Risco
ao Setor
A Fonte Solar
Fotovoltaica foi
Impedida de
Participar do
LEN A-6/2017 e 2018!
Fonte: CCEE/ABSOLAR, 2018. Última atualização: 04/06/2018
?
LEN A-4 2018
Propostas Prioritárias da ABSOLAR para Geração Centralizada• Continuidade de Contratação e Demanda Adequada:
– Realização de leilões para a fonte solar fotovoltaica, corrigindo as lacunas identificadas em 2019/2020 e 2023/2024, em alinhamento ao PDE2026.
– Inclusão da fonte solar fotovoltaica nos leilões do MME (inclusive nos A-6), em conformidade os princípios de isonomia, transparência, coerência, previsibilidade e conformidade pregados pelo próprio MME.
• Planejamento de Curto, Médio e Longo Prazos:– Atualização do PDE em alinhamento ao cenário de “baixo custo para a fonte
solar fotovoltaica”, incorporando leilões anuais para a fonte solar fotovoltaica, com contratação de ao menos 2 GW (500 MWmédios) por ano.
– Participação da fonte solar fotovoltaica no ACL.
• Contratos do ACR com prazos de 25 anos, contribuindo para:– Melhorar o aproveitamento dos equipamentos solares fotovoltaicos.– Ampliar o prazo de amortização no financiamento dos projetos.– Reduzir o preço médio e aumentar a competitividade da fonte solar
fotovoltaica no Brasil.
Geração Centralizada
25
26
Projeção da BNEF para a Matriz Elétrica Brasileira em 2040
Matriz Elétrica Brasileira
Fonte: SEBRAE, 2017.
27
Ampliando as Renováveis na Matriz1. Previsão dos Recursos Renováveis (sol, vento, água etc.)• Combinação entre: análises de séries históricas, medições em tempo real e
modelos computacionais.
2. Efeitos Portfólio (no mesmo local ou em locais diferentes)• Entre Fontes Complementares: valorizar a complementariedade sinérgica
entre as fontes renováveis, incentivando portfólios híbridos de projetos de geração (solar + eólica, hídrica, biomassa, térmicas).
• Intra-Fontes: valorizar a robustez da dispersão geográfica de projetos.
3. Intercâmbio Elétrico• Aproveitar os benefícios do Sistema Interligado Nacional brasileiro.• Fortalecimento da transmissão + aprimoramentos na operação, para
otimizar o intercâmbio entre as diferentes regiões elétricas do SIN.
4. Suporte Flexível• Baseado em hidrelétricas + outras fontes + armazenamento.
32
Complementariedade de Fontes Renováveis
Fonte: Engenho Consultoria, 2017.
Um portfólio de fontes renováveis com suporte de hidrelétricas
alia competitividade, sustentabilidade e flexibilidade operativa
Fat
or d
e Cap
acid
ade M
édio
(%)
• A fonte solar fotovoltaica possui a menor variabilidade mensal e anual dentre todas as fontes renováveis do Brasil.
• Fontes renováveis não-hídricas (solar, eólica e biomassa) aliviam a pressão sobre recursos hídricos e preservam os reservatórios de água do país.
• Armazenamento e flexibilidade operativa das hidrelétricas contribuem para a ampliação de fontes renováveis não-hídricas na matriz elétrica.
33
Complementariedade Solar FV - EólicaEfeito Portfólio de Projetos Híbridos
Complementariedade Diária
Fonte: Engenho Consultoria, 2017.
34Fonte: ONS, 2018.
• No dia 23/02/2018 a geração solar fotovoltaica foi superior à geração eólica do SIN no período entre 09:00 e 11:00.
• A máxima diferença instantânea foi de 249 MW e ocorreu às 11:05.• Isto se deveu ao alto fator de capacidade da fonte solar fotovoltaica e baixo fator
de capacidade da geração eólica nesta faixa horária, com valor mínimo de 4% para a fonte eólica às 10:46.
Geração Centralizada Solar FV
35
Robustez na Dispersão Geográfica FV
Efeito Portfólio Locacional Intra-Fonte
Fonte: LEW et al., 2013.
36
Geração Renovável Firme e Despachável• Flexibilidade e Despachabilidade: solar e eólica com armazenamento estão
se tornando competitivas nestes atributos! Ex.: X-Cel Energy, CO, USA.• “The plunging cost of storage, along with that of wind and solar power,
appears to have crossed a new threshold after a tender conducted by a major US energy utility suggests “firm and dispatchable” renewables are now cheaper than existing coal plants.”
Fonte: https://reneweconomy.com.au/plunging-costs-make-solar-wind-and-battery-storage-cheaper-than-coal-83151/, acessado em 25/05/2018.
Fonte: ONS, 2018.
No dia 9 de março de 2018, um novo recorde na geração solar fotovoltaica foi registrado, equivalente a 605 MW às 13:18 no subsistema Nordeste, com um Fator
de Capacidade (FC) de 82%. Capacidade Instalada no Nordeste = 741 MW.
37
Recorde de Geração Solar Fotovoltaica
38
Fonte: Engenho Consultoria, 2017. Baseado em dados oficiais do ONS.
Situação do Nordeste
• Geração hidrelétrica em declínio.• Eólicas aumentam a participação.• Alto despacho termelétrico complementar.
39
Fonte: Engenho Consultoria, 2017. Baseado em dados oficiais do ONS.
Situação do Nordeste
Fonte: ONS, JAN/2017
A energia eólica não pode, sozinha, garantir o suprimento:• É necessária uma complementação – neste momento,
ocorrendo por meio de termelétricas a combustíveis fósseis.
• O Modelo Newave não contempla esta variação – GFOM.
40
Fonte: Engenho Consultoria, 2017. Baseado em dados oficiais do ONS.
Situação do Setor Elétrico
300
41
Fonte: Engenho Consultoria, 2017.
CASO EXEMPLO
Estado Implatanção UFV
Capacidade Instalada (MWp) 4,000
Geração Média (MWm) 795
CUSTOS
Bahia
R$200-320/MWh
Simulação da operaçãoconsiderando a inserção da fontesolar fotovoltaica – Com base emDados do PMO do ONS de Jan/2013 a Mai/2017.
O Caso do Nordeste: Crise Hídrica
42
Fonte: Engenho Consultoria, 2017.
ESTIMANDO BENEFÍCIOS MÚLTIPLOS PARA A SOCIEDADE
Preço Corte
(R$/MWh)200 220 240 260 280 300 320
2013 2,117 1,981 1,845 1,708 1,482 1,346 834
2014 2,608 2,473 2,338 2,202 2,060 1,924 1,708
2015 2,193 2,050 1,907 1,765 1,605 1,457 1,202
2016 793 650 508 365 53 -97 -716
2017 272 231 191 150 64 21 -157
TOTAL 7,981 7,384 6,788 6,191 5,263 4,651 2,870
Economia Esperada pela Substituição das Térmicas pelo Fotovoltaico - (R$ milhões)
• Economia de R$ 2,87 a 7,91 bilhões em quatro anos.• Custo dos incentivos: R$ 2 bilhões.• Economia líquida à sociedade em todos os cenários!
Custos com Incentivos
(Regra pós-2018)
Desc Ger 1.020,00
Desc Cons 990,32
TOTAL 2.010,32
DESCONTOS (R$mm)
O Caso do Nordeste: Crise Hídrica
43
Fonte: Engenho Consultoria, 2017.
GANHOS VIA REDUÇÃO DE EMISSÕES DE GEEs
Preço Corte
(R$/MWh)200 220 240 260 280 300 320
2013 4.1 4.1 4.1 4.1 4.0 4.0 3.4
2014 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.3
2015 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.5
2016 3.5 3.5 3.5 3.5 3.2 3.2 2.5
2017 1.0 1.0 1.0 1.0 0.9 0.9 0.7
TOTAL 17.9 17.9 17.9 17.9 17.3 17.3 15.4
Emissões Evitadas (MtCO2)
Economia de 17.9 MtCO2 em quatro anos:• Reflorestamento amazônico equivalente a 33% da área da cidade
de São Paulo!
O Caso do Nordeste: Crise Hídrica
44
Pontos para Debate com o ONS• Boletim mensal para geração fotovoltaica.• Revisão da metodologia de cálculo de margem de escoamento:
– Procedimento para usinas integrantes do ACL.– Interesse do setor em análises e estudos sobre o escoamento da energia solar
fotovoltaica, com o objetivo de propor medidas e reforços para maior integração de projetos em localidades onde há grande número de projetos cadastrados.
• Medição e previsão do recurso solar.• Serviços ancilares:
– Inversores podem operar como STATCOM em períodos noturnos.– Filtros de energia em UFV’s disponíveis e ociosos.
• Estudos a respeito de distorção harmônica por inversores solares fotovoltaicos e seus impactos no SIN.
• UFVs com armazenamento e projetos híbridos. • UFVs como suporte ao ONS para a operação do sistema.• Medidas para adequação no perfil de consumo, de modo a ampliar
renováveis sem prejuízo ao SIN.
46
• Definição de Performance Ratio:
PR = RENDIMENTO REALRENDIMENTO ESPERADO
• Razão entre a produção efetivamente verificada e a potencia nominal.
• Definição de Yield/Produtividade:
YIELD = E (c.a.) kWhPnom kWp
• A razão entre a produção verificada e a potência instalada em módulos fotovoltaicos (kWp)– A potência instalada na ANEEL é definida como a menor potência entre os módulos e inversores.– O Yield por definição é calculado de forma anual, entretanto devido a algumas usinas não terem
um ano de operação, poderia ser adotado um valor mensal.
Boletim Mensal de Geração Solar FV
47
Principais Desafios do Setor
• Cálculo da Margem de Escoamento no ACL– Outorga.– Parecer de acesso.– Assinatura do CUST.– Consideração no cálculo da margem de escoamento.
* A antecedência mínima da solicitação em relação a entrada em operação pode chegar três anos.
Fonte: ONS, Acesso ao Sistema de Transmissão em 10 passos
Fonte: GTM, CAISO, FIRST SOLAR
Serviços Ancilares
• Em estudo da CAISO com UFV, foi constatada a eficiência dosinversores solares no auxilio ao sistema elétrico.
• Fator de potência dinâmico.• Controle de frequência tão eficiente quando de turbinas a gás.• Capacidade de absorção de reativos.
Muito obrigado pela atenção!
Agradecimentos especiais ao ONS pelo convite e parceria!
Dr. Rodrigo Lopes Sauaia
Presidente Executivo+55 11 3197 4560
50