Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da ...Resumo dos Empreendimentos Cadastrados Federação Fonte: EPE PRÓXIMO LEILÃO 2º LEILÃO DE ENERGIA DE RESERVA DE 2015 Relaização:

Amilcar Guerreiro Diretor de Estudos de Energia Elétrica

Empresa de Pesquisa Energética - EPE

Infraestrutura do Setor Elétrico:

O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro

Infraestrutura Sistema Elétrico Brasileiro | A. Guerreiro | Montes Claros, MG, set 2015

Infraestrutura do Setor Elétrico:

O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro

AGENDA

1 Considerações iniciais

2 Contexto socioeconômico e demográfico

3 Eficiência energética

4 Energias Renováveis

5 Considerações finais


Infraestrutura do Setor Elétrico: O Planejamento da Expansão do Sistema Brasileiro

1 Considerações iniciais

Infraestrutura Sistema Elétrico Brasileiro | A. Guerreiro | Montes Claros, MG, set 2015 4

SUSTENTABILIDADE SOCIOAMBIENTAL

Objetivos do planejamento da expansão


Oferta adequada

Baixa dependência energética

Minimização dos impactos ambientais

Preços e tarifas adequados


Controle de emissões de gases de efeito estufa



Fontes próprias de energia

Tempestividade da expansão

Aperfeiçoamento dos programas ambientais

Fontes mais competitivas


Prioridade para fontes não emissoras





Fontes renováveis e eficiência energética

atendem aos objetivos da política energética


Elementos básicos da estratégia da expansão da oferta de energia elétrica

Reciclagem e aproveitamento de resíduos

Energia nuclear

Energias renováveis

eólica solar biomassa uhe

Eficiência energética



2 Contexto socioeconômico e demográfico


Contexto socioeconômico e demográfico

CRESCIMENTO DEMOGRÁFICO

-0,4%

-0,2%

0,0%

0,2%

0,4%

0,6%

0,8%

1,0%

1,2%

1,4%

180

190

200

210

220

230

240

Milh

ares

População Taxa de crescimento

+ 20-25 milhões de pessoas

População da Austrália 22 milhões (2013)

(11.000 kWh/hab/ano)


Contexto socioeconômico e demográfico do PNE


CRESCIMENTO DA RENDA

10,8 13,5 19,2

26,5

35,9

Ch

ina

Me

xico

Bra

sil 2

01

2

Ve

nez

uel

a

Bra

sil 2

02

0

Ru

ssia

Ch

ile

Bra

sil 2

03

0

Ko

rea

Bra

sil 2

04

0

Spai

n

Bra

sil 2

05

0

Fran

ce

Ger

man

y

Jap

an

Un

ite

d S

tate

s

10,8 13,9 20,5

30,0

42,3

Ch

ina

Me

xico

Bra

sil 2

01

2

Ve

nez

uel

a

Ru

ssia

Bra

sil 2

02

0

Ch

ile

Bra

sil 2

03

0

Ko

rea

Spai

n

Bra

sil 2

04

0

Fran

ce

Ger

man

y

Bra

sil 2

05

0

Jap

an

Un

ite

d S

tate

s

Banda inferior Banda superior

Em 2050, renda per capita entre

US$ 36 mil e US$ 42 mil por ano [US$ 2012]

Renda per capita da Austrália US$ 36.000 (2012)


Contexto socioeconômico e demográfico do PNE


CRESCIMENTO DA DEMANDA DE ENERGIA

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000

Chile

Paraguai

Argentina

Portugal Espanha

Itália

União Europeia

Reino Unido

Alemanha

França

Estados Unidos

Brasil 2013

Brasil 2030

Brasil 2050

kWh/hab/ano

US$/hab/ano

CRESCIMENTO DA RENDA

Em 2050, consumo de eletricidade

comparável ao consumo atual de

países industrializados



3 Eficiência energética


tempo

consumo final

consumo final em to

Eficiência

energética

consumo final em t

to t

Crescimento vegetativo (crescimento demográfico;

acumulação de capital, etc.)

Efeito renda/estrutura

Eficiência energética e efeitos renda/estrutura


EVOLUÇÃO DA INTENSIDADE ENERGÉTICA E ELÉTRICA DA ECONOMIA



Energia conservada em 2050

Eficiência elétrica por setor

Indústria 160 TWh

Comercial/Público 113 TWh

Contribuição de cada setor

para o total conservado

44%

31%

2%

23% Residencial 84 TWh

Outros2 7 TWh

Obs.: (1) indústria inclui setor energético;

(2) energia conservada nos setores

agropecuário e transporte


0

250

500

750

1.000

1.250

1.500

1.750

2.000

2013 2030 2050

TWh

Consumo final de energia elétrica (CFE)

eficiência energética

2013/2050

PIB 3,6

CFE SEM EE 3,7

COM EE 3,2

0,889

PIB: Produto Interno Bruto CFE: Consumo Final de Energia Elétrica EE: Eficiência Energética

per capita 2013/2050

PIB 3,5

CFE SEM EE 3,4

COM EE 2,8

0,800


363,6 TWh (24,7% do aumento do CFE)

1,028

0,971


Eficiência energética em 2050

Emissões evitadas de gases de efeito estufa

Setor Base:

setor elétrico 2014 Base:

geração a gás

Industrial (1) 21,9 65,6

Comercial 15,5 46,3

Residencial 11,5 34,4

Outros (2) 1,0 2,9

TOTAL 49,9 149,2

(1)Inclui setor energético (2)Transportes e setores público e agropecuário

A avaliação das

emissões evitadas

depende da

composição da

oferta futura de

energia. Na medida

em que a geração

hidrelétrica perde

participação na

matriz elétrica, as

emissões de CO2

tendem a ser

maiores. (10 a 30% das emissões totais na produção e no consumo de

energia no país em 2014)



4 Energias renováveis


Matriz Elétrica Brasileira

¹ Inclui gás de coqueria

² Inclui importação

³ Inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras fontes primárias.

Carvão e Derivados ¹

3,2%

Hidráulica ²

65,2%Biomassa ³

7,4%

Eólica2,0%

Gás Natural13,0%

Derivados de

Petróleo6,8%

Nuclear2,5%

BRASIL (2014)

oferta hidráulica² em 2014: 407,2 TWh

oferta total² em 2014: 624,3 TWh oferta total² em 2013: 611,2 TWh

Carvão e Derivados ¹

2,6%

Hidráulica ²70,6%

Biomassa ³6,6%

Eólica1,1%

Gás Natural11,3%

Derivados de Petróleo

5,3% Nuclear2,5%

oferta hidráulica² em 2013: 431,3 TWh

BRASIL (2013)


Participação de renováveis na matriz elétrica

• Em 2014, a participação de renováveis na Matriz Elétrica Brasileira

caiu para 74,6% devido às condições hidrológicas desfavoráveis e ao aumento da

geração térmica.

Fonte: EPE; Agência Internacional de Energia. Elaboração: EPE

19,7%

21,2%

78,3%

74,6%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

OCDE (2012)

Mundo (2012)

Brasil (2013)

Brasil (2014)

Renováveis Não renováveis


Matriz elétrica mundial, 2010 Fonte: AIE, 2012

16,0 3,7

22,2

12,9

4,6

40,6 Hidráulica

Outras renováveis

Gás natural

Nuclear

Derivados de petróleo

Carvão e derivados (3)

Unidade

%

Renováveis: 19,7%


20,2 13,8

1,5 1,4

Hidro

Outras renováveis

Térmicas

Nuclear

36,9 GW

54,9%

3,8%

37,4%

3,9%

Renováveis: 92%

FONTE: EPE (PDE 2023)

Outras renováveis: eólicas, biomassa e PCH

82% EÓLICAS

Expansão já contratada da capacidade instalada do SIN


Fonte Projetos Oferta (MW)

Eólica 730 17.964

Fotovoltaica * 649 20.953

Resumo dos Empreendimentos Cadastrados

Fonte: EPE

PRÓXIMO LEILÃO 2º LEILÃO DE ENERGIA DE RESERVA DE 2015

Relaização: 13 de novembro de 2015 Entrada em operação comercial: novembro de 2018

Unidade da Federação

Projetos Oferta (MW)

BA 435 12.099

CE 129 3.324

GO 4 67

MA 25 730

MS 1 22

MG 61 1.974 PB 42 1.285

PE 59 1.939

PI 135 4.242

RN 281 7.648

RS 107 2.365

SC 5 137

SP 56 1.937

TO 39 1.148

1.379 projetos

38.917 MW

OBS.: A potência dos projetos fotovoltaicos é expressa em MWp, sendo a soma das potências nominais dos módulos fotovoltaicos em corrente contínua.



10,6

16,1

7,5 Hidro

Renováveis

Térmicas

31,1%

47,0%

21,9%

Renováveis: 78%

GW %

Expansão planejada da capacidade instalada do SIN

(horizonte decenal) 34,2 GW

55% EÓLICAS


116,9 47,2

28,2

3,4

Hidro

Outras renováveis

Térmicas

Nuclear

195,7 GW

59,8%

1,7%

24,1%

14,4%

Renováveis: 84%


Obs.: Hidro inclui importação (Itaipu)

Outras renováveis: eólicas, biomassa e PCH

Capacidade instalada no SIN, 2023

GW %


Perspectivas renováveis

EÓLICA

Expansão da biomassa da cana é

função do crescimento da produção do setor sucroalcooleiro

Potencial para triplicar a geração elétrica entregue à rede com aumento da produtividade e da oferta de biomassa

Competição com a produção de etanol de 2ª geração

Potencial de expansão de outras biomassas (madeira, resíduos etc.)

BIOMASSA

Vasto potencial Competitividade comprovada Mantem (20 mil MW em 10 anos) ou

aumenta ritmo de expansão da capacidade instalada



ENERGIA SOLAR

Expansão solar PV arbitrada em no mínimo 1.500 MW por quinquênio a partir de 2025

Custo de investimento, US$/kW

Heliotérmica

US$ 800/kW

US$ 1.750/kW

US$ 3.400/kW

US$ 6.200/kW

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

2020 2030 2040 2050

PV



GERAÇÃO DISTRIBUÍDA

0

25

50

75

100

2014

2016

2018

2020

2022

2024

2026

2028

2030

2032

2034

2036

2038

2040

2042

2044

2046

2048

2050

GW

GD resíduos GD Fotovoltaica

Capacidade Instalada Fotovoltaica Cap Instalada GD Res

78 GW

4,9 GW



5 Considerações finais


Questões chave


Preço da energia

Efeitos da inserção de renováveis no sistema

Expansão hidrelétrica

Mudanças climáticas (emissões CO2)

Sistema de transmissão


EXPANSÃO HIDRELÉTRICA(*)

86 GW 34%

38 GW

60 GW

25 GW

184 GW

149 GW

2013 PDE

75%

APROV.

124 GW 50%

(*) Inclui PCH Obs.: Potencial total: 250 GW, considerando apenas metade dos aproveitamentos binacionais e não considerando unidades de ponta (10 GW)

60%


173,2 171,0 168,6 165,8 164,8 163,9160,5 158,6 158,0 157,4 157,1 157,1

151,6 151,0144,8

103,4

126,6

156,8

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

200,0

Preço médio da energia nos leilões de expansão da oferta

Source: EPE Note: Values based on January 2011

R$/MWh


0

20

40

60

80

100

120

140

160

Hydro Wind Biomass(sugar cane)

Small hydro Biomass(wood)

Preço médio da energia nos leilões de 2013 Foram contratados 7.145 MW R$/MWh

ENERGIA SOLAR: preço médio no leilão de agosto de 2015, R$ 301/MWh Foram contratados 1.040 MWp


Total instalado em 2014 119.429 km Total previsto em 2024 195.154 km

Evolução Prevista de LT, em km, por nível de tensão

+75.725 km = +63,4%

EXPANSÃO DA TRANSMISSÃO EVOLUÇÃO FÍSICA DO SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL - SIN

Tensão ±800 kV 750 kV ±600 kV 500 kV 440 kV 345 kV 230 kV TOTAL

Existente em 2014*

2.683 6408 40.656 6.728 10.303 52.647 119.426

Evolução 2015-2024

10.055 42.783 353 1.666 20.870 75.728


2.140 25.755 196 885 9.352 38.328


7.915 17.028 157 782 11.518 37.400

Estimativa 2024

10.055 2.683 6.408 83.440 7.081 11.969 7.3518 195.154

* Dados do DMSE/MME


PROJETO PREVISÃO AUMENTO

CAPAC. MW

CAPAC. TOTAL

MW

Eixo 500 kV (Norte-Sul) 2016 1.000 4.000

1º bipolo Belo Monte 2018 4.000 8.000

2º bipolo Belo Monte 2019 4.000 12.000

N/NE – SE (exportação renováveis) 2020-2021 14.000 26.000

EXPANSÃO DAS INTERLIGAÇÕES INTERLIGAÇÃO NORTE-NORDESTE / SUDESTE


Arinos

Pirapora 2

Rio das Éguas B.J.da Lapa

Janauba 3

Presidente Juscelino

Mutum

Itabira 5

Poções II

Sapeaçu

Padre Paraíso 2

Gov. Valadares 6

Rio Novo do Sul Neves 1

Betim 6

Igaporã III

PRÓXIMOS LEILÕES DE TRANSMISSÃO

(1º TRIMESTRE DE 2016)

AMPLICAÇÃO INTERLIGAÇÃO NORDESTE-SUDETSE Escoamento de geração eólica e solar

~4.000 km LT em MG 5 novas SEs

http://www.mme.gov.br/



SISTEMA DE TRANSMISSÃO – ESTADO DE MINAS GERAIS

INSERÇÕES REGIONAIS E CONEXÃO UFVS

2º LER/15 – 1.500 MW – Usinas Fotovoltaicas cadastradas

Teixeira de Freitas (BA)

Teófilo Otoni(MG)

Norte ES

Futuras inserções regionais




SISTEMA DE TRANSMISSÃO – ESTADO DE MINAS GERAIS

COM EXPANSÃO PREVISTA

Novas SEs

Arinos

Janaúba

Padre Paraíso

Governador Valadares

Mutum

Pres.Juscelino

Varginha

Betim

Sarzedo

Itabira

Braunas

Timóteo e João Monlevade

LTs 500 kV

LTs 345 kV

LTs 230 kV




Expansão COM hidráulicas Expansão SEM hidráulicas

0

10

20

30

40

50

60

70

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

MtC

O2

Norte

NE

SE

Sul

0

10

20

30

40

50

60

70

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

MtC

O2

Norte

NE

SE

SUL

Hidráulicas x Emissões CO2

Emissões de CO2 emissions ao menos 50% mais altas somente na produção de eletricidade


1994 2000 2005 2014 2020

Intensidade de carbono na economia

kgCO2/103 R$ [2007]

Renováveis e metas brasileiras de emissões de CO2 (metas anunciadas na COP 15 e formalizadas no Decreto nº 7.390/10)

0

250

500

750

1.000

1994 2007 2020

biocombustíveis


Renováveis

Expansão hidráulica

em MtCO2


Variação anual da geração solar é menor do que a da geração eólica e do que a geração hidráulica

Produzido a partir de PVWatts (NREL)

0%

50%

100%

150%

200%

250%

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

%

Mês

N

NE

SE

0%

50%

100%

150%

200%

250%


%

Mês

CE

RS

BA

0%

50%

100%

150%

200%

250%


%

Mês

BA

CE

RJ

SC

FONTES RENOVÁVEIS Curva anual da geração esperada (média = 100%)


Características das fontes renováveis


Características das fontes renováveis

Geração solar em um dia típico (planta única e média de várias plantas em um mesmo sítio)


O fadding da geração fotovoltaica ...

Efeito sobre a curva de carga (Havaí)

Fonte: Hawaii Electric Co.

O pôr-do-sol resulta em rápido aumento da carga a ser suprida pelas fontes despacháveis.




CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO DOS RESERVATÓRIOS DO SIN

Energia Armazenável Máxima / Carga

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

jan

/10

mai/

10

set/

10

jan

/11

mai/

11

set/

11

jan

/12

mai/

12

set/

12

jan

/13

mai/

13

set/

13

jan

/14

mai/

14

set/

14

jan

/15

mai/

15

set/

15

jan

/16

mai/

16

set/

16

jan

/17

mai/

17

set/

17

jan

/18

mai/

18

set/

18

SUDESTE

SUL

NORDESTE

NORTE

ITAIPU

MADEIRA

MANAUS

B.MONTE

TAPAJOS

(em relação ao consumo)


ATENDIMENTO À CARGA

Variável Descrição

En. Fio d’água Energia Fio d’água Líquida, considerando um cenário de afluência baixa (5% dos piores cenários)

Geração OFR Expectativa de Geração no SIN de Outras Fontes Renováveis: eólica, solar, PCH e biomassa (considerada no PDE 2024)

Inflexibilidade Total de Geração Térmica Inflexível

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

70 000

80 000

90 000

100 000

110 000

jan

/15

jul/

15

jan

/16

jul/

16

jan

/17

jul/

17

jan

/18

jul/

18

jan

/19

jul/

19

jan

/20

jul/

20

jan

/21

jul/

21

jan

/22

jul/

22

jan

/23

jul/

23

jan

/24

jul/

24

MW

me

d

Mercado Líquido de Energia no SIN para Fontes Controláveis PDE 2024

En. Fio d'água Geração OFR Inflexibilidade Mercado Total Mercado - Geração OFR - En. Fio d'água - Inflexibilidade


75.000 MW hidroelétricos

Energia conservada equivalente

Eficiência energética em 2050

Energia elétrica 363,6 TWh

(24,7% do acréscimo do consumo)

(30% do potencial hidrelétrico nacional)


Haverá importante aumento da demanda por energia elétrica nos próximos 35 anos (aumento da população, acumulação de capital, aumento da renda)

O aumento da demanda ocorre mesmo considerando expressivos ganhos de eficiência energética

Eficiência energética e fontes renováveis são elementos fundamentais da estratégia para atendimento à expansão do sistema elétrico e para os compromissos nacionais relativos à questão global do clima

Algumas conclusões


O aproveitamento do potencial hidrelétrico é chave para a modicidade tarifária e para manter a participação de renováveis na matriz elétrica brasileira

O aumento da participação de fontes não controladas (como eólica ou solar) ou com despacho inflexível (por razões ambientais, operativas ou comerciais) é uma tendência que se impõe mas que leva a alterações importantes no arranjo do parque gerador e no sistema de transmissão

Deverá ser relevante a introdução de geração base em substituição à geração hidrelétrica: carvão ou nuclear ou gás, a depender dos avanços tecnológicos, das restrições ambientais e da competitividade

Algumas conclusões


EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE

Muito obrigado!

http://www.epe.gov.br Av. Rio Branco, 1 – 11o andar

20090-003 Rio de Janeiro RJ

Tel.: + 55 (21) 3512 - 3100

Fax: + 55 (21) 3512 - 3199

http://www.epe.gov.br/

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