NECESSIDADE DA PERMANÊNCIA DAS USINAS TÉRMICAS … · são de máquinas alugadas. Na Tabela 3-1, ... ONS NT-0011/2015- NECESSIDADE DA PERMANÊNCIA DAS USINAS TÉRMICAS DE MANAUS

^ ^ Operador NacionalI do Sistenna Elétrico

NECESSIDADE DA PERMANÊNCIA DAS USINAS TÉRM ICAS DE MANAUS EM 2015

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O N S N T -0011/2015

NECESSIDADE DA PERMANÊNCIA DAS USINAS TÉRMICAS DE MANAUS EM 2015

JANEIRO DE 2015

ONS NT-0011/2015 - NECESSIDADE DA PERMANÊNCIA DAS USINAS TÉRMICAS DE MANAUS EM 2015 2 / 20

Sumário

1 Introdução e objetivo 4

2 Conclusões e Recomendações 6

2.1 Conclusões 6

2.2 Recomendações 8

3 Parque Gerador de Manaus e Carga Prevista no Horizonte 2014 a 20169

3.1 Parque gerador do sistema Manaus 9

3.2 Previsão de carga para Manaus em 2015 e 2016 12

4 Benefícios da Permanência do Parque Termoelétrico Alugado pela

Amazonas Energia sob o enfoque do atendimento energético 13

4.1 Cenário de Referência 13

4.2 Cenário de Sensibilidade 17

Lista de figuras e tabelas 20


1 In tro d u ç ão e ob je tivo

O estado do Amazonas foi integrado ao Sistema Interligado Nacional - SIN em julho de 2013, através da interligação Tucuruí - Macapá - Manaus (TMM), composta de circuitos duplos de mesma torre em 500 kV. Entretanto, o sistema vem operando em uma configuração diferente da planejada (configuração estrutural), em virtude do atraso das obras dos setores de 230 kV e 138 kV no sistema receptor de Manaus, o que limita, até o momento, a plena utilização desta interligação segundo os critérios de segurança operativa do SIN.

Destaca-se, no entanto, que até o final de fevereiro de 2015 está prevista a conclusão das obras que melhoram o desempenho do sistema e garantem a integração do sistema Manaus sob o aspecto comercial, conforme disposto na Resolução Normativa ANEEL ns 586, de 19 de novembro de 2013. Ressalta-se, no entanto, que a configuração do sistema receptor impacta diretam ente o dimensionamento da necessidade de geração térm ica por razões elétricas, em função de restrições ainda existentes, conforme analisado pelo G rupo de Trabalho de Atendimento a Manaus, coordenado pelo MME, que indicou soluções provisórias para eliminar sobrecargas em regime normal de operação nos transformadores de fronteira. Estes estudos estão consolidados na Nota Técn ica ONS 0169/2014 - Atendimento à Região Metropolitana de Manaus no Horizonte 2015 a 2018, encaminhada em 27/11/2014 ao MME através da correspondência ONS 0364/300/2015.

Vale também destacar que o parque térm ico existente em Manaus (1.551 MW) é composto por 773 MW de usinas térm icas movidas a óleo combustível, dos quais 470 MW são de usinas alugadas pela Amazonas Energia, e de outras recentemente convertidas para gás natural, num montante de 778 MW de potência instalada (produtores independentes e EAME). Ressalta-se que desse montante, a potência efetivamente disponível para a operação é de cerca de 560 MW a gás e 525 MW a óleo (total efetivo de 1.085 MW, sendo que desse montante de óleo, 181 MW são de propriedade da EAME e 440 MWmed efetivos são de máquinas alugadas.

Na Tabela 3-1, detalhada no Item 3, é apresentado um resumo do parque térm ico existente em Manaus.

É importante observar que, em função das condições hidroenergéticas vigentes, após o final da estação chuvosa de 2015 poderá ser necessária a maxim ização do uso de todos os recursos energéticos existentes no SIN, de forma a se preservar os níveis de armazenamentos de segurança dos principais reservatórios de cabeceira ao final da estação seca de 2015, para a garantia do atendimento eletroenergético do SIN. Nesse contexto, qualquer redução de


geração térm ica em Manaus implicaria em aumento de importação do restante do SIN, debitando-se das demais regiões recursos passíveis de serem armazenados e/ou gerados, principalmente nos subsistemas Sudeste/Centro-

Oeste e Nordeste.

Além disso, na estação chuvosa de 2015 haverá, assim como em 2014, a necessidade da maximização da exportação de energia da Região Norte para as regiões Nordeste e Sudeste/Centro-Oeste, visando o pleno aprove itamento dos

excedentes energéticos existentes nessa região para a recuperação dos armazenamentos dos reservatórios situados nas Regiões Nordeste e Sudeste/Centro-Oeste. Essa maxim ização atualmente é feita pela usina de Tucuruí e, após o término dos seus vertimentos turbináveis, definida a estação seca nas regiões Norte, Nordeste e Sudeste, a partir do final de abril de 2015, poderá ser necessária a manutenção de ações operativas no SIN que busquem a preservação dos armazenamentos dos reservatórios de cabeceira das Regiões Sudeste/C. O este e Nordeste, tal como ao longo da estação seca de 2014.

Nesse contexto, o objetivo desta Nota Técnica consiste em apresentar os estudos que avaliam a necessidade de se manter todo ou parte do parque

térm ico existente de Manaus, inclusive as térmicas alugadas movidas a óleo combustível, apresentando assim os benefícios trazidos à segurança energética

provenientes da sua operação.


2 C onclusõ es e R ecom end ações

2.1 Conclusões

a) A análise sob o enfoque energético mostra que, mesmo em se mantendo em operação o parque térmico atual de usinas a óleo e gás natural, excluindo-se as usinas alugadas, o sistema Manaus será importador de energia e lé trica no período anterior à entrada em operação da UTE Mauá 3 (prevista para setembro de 2015), atingindo o montante máximo de 188 MWmed (43% da disponibilidade máxima do parque termoelétrico alugado). Esse montante pode chegar a valores da ordem de 385 MWmed (88% da disponib ilidade máxima do parque termoelétrico alugado), quando se considera a entrada em operação da UTE Mauá 3 no final de dezembro de 2015.

b) Dessa forma, considerando os montantes de geração térmica alugadas da ordem de 470 MW, para que o sistema de Manaus atenda a sua carga com recursos próprios, seria necessária a manutenção do parque termoelétrico alugado em quase sua totalidade até a entrada em operação da UTE Mauá 3.

c) Cabe salientar que, em função das atuais condições hidroenergéticas do SIN, será de fundamental importância a garantia de uma maior transferência de

energia da região Norte para o Sudeste/Centro-Oeste e Nordeste. Nesse contexto, após o término dos vertimentos turbináveis da UHE Tucuruí e definida a estação seca nas regiões Norte, Nordeste e Sudeste/Centro-Oeste a partir do final de abril de 2015, poderá ser necessária a transferência de energia da região de Manaus, de modo a contribu ir para a preservação dos armazenamentos dos reservatórios estratégicos das regiões Sudeste/Centro- Oeste e Nordeste.

d) É importante destacar que a adoção dessa operação, apesar de viabilizar o aumento de transferência de energia para às regiões Sudeste e Centro-Oeste na estação seca de 2015, somente será possível considerando o despacho de

geração nas usinas térmicas a óleo e nas usinas alugadas em Manaus.

e) Vale destacar, conforme NT ONS 0169/2014 - Atendimento à Região Metropolitana de Manaus no Horizonte 2015 a 2018, que para atender o crité rio N-1 nos transformadores de fronteira e o critério N nos transformadores de distribuição é necessário geração térmica de 610 MW em 2015, distribuídos em 337 MW para a Ilha Mauá e 273 MW para a Ilha Manaus. Para atendimento a esse requisito de geração será necessário utilizar toda geração térm ica inflexível (255 MW), a geração a gás e a óleo (332 MW), complementado com as usinas térm ica alugadas de Flores e Iranduba, que totalizam uma disponibilidade liquida de 23 MW. A necessidade

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global de geração térmica, ou seja, para atender tam bém a perda dup la da interligação Tucuruí - Macapá - Manaus é de 680 MW para o ano de 2015.


2.2 Recomendações

Recomenda-se a permanência do parque térmico existente do sistema de Manaus no ano de 2015, de modo a contribuir com uma eventual fonte adicional para operação em condições conjunturais desfavoráveis na estação seca de 2015, aumentando assim a garantia do atendimento eletroenergético do Sistema Interligado Nacional - SIN, podendo inclusive contribuir para a

recuperação/preservação dos níveis seguros de armazenamentos dos reservatórios dos subsistemas Sudeste/Centro-Oeste e Nordeste.

Todos os esforços devem ser envidados para a antecipação/manutenção dos cronogramas da UTE Mauá 3, o que perm itiria aumentar a capacidade de transferência de energia de Manaus para o restante do SIN na estação seca de 2015.


3 Parqu e G erad or de M anaus e C arga P rev is ta no H o rizo n te 2 0 1 4 a 2 0 1 6

3.1 Parque gerador do sistema Manaus

O parque térm ico existente em Manaus é composto por usinas térm icas movidas a óleo combustível, com cerca de 770 MW, dos quais 470 MW são de unidades geradoras alugadas pela Eletrobras Amazonas Energia, e de outras usinas recentemente convertidas para gás natural, num montante de cerca de 780 MW de potência instalada, com inflexibilidade atualmente de 560 MW.

Essas UTEs estão conectadas no sistema de 69 kV de Manaus, com exceção da UTE Cristiano Rocha, que está conectada no 230 kV da SE C. Rocha, que secciona um dos circu itos da LT 230 kV Manaus - Balbina. A Tabela 3-1, a

seguir, apresenta em detalhes este parque térmico existente.

Tabela 3-1: Parque Térmico Atual de Manaus

[GÁS NATURAL1!Potência Potência (MW)

UTEsAlugadas

Instalada(MW)

UTE AgenteInstalada | Disponível Inflexibilidade

Flores 80 Mauá BI 3 120 | 90 90

Iranduba 50 Aparecida BI 1 E AM E O 130.5 I 72 72

Mauá BI 5 60 Aparecida BI 2 121 l 78 78

Mauá BI 6 140 TambaqutBreitener

75,48 j 63 63

Mauá BI 7 30 Jaraqui 75,48 | 63 63

Cidade Nova 20 Ponta Negra Gera 85,4 | 64 64

São José 50 Manauara Manauara 85,4 j 65 65

D istrito 40 Cristiano Rocha Raesa 85,4 | 65 65

Subtotal 470 TOTAL GÁS 778 I 560 560

EAMEPotência

(MW)

Mauá BI 4 150

Mauá BI 1 72

Mauá Electron (OCTE)

45 Total Óleo e Gás: Inflexibilidade: 773 * 560 = 1.333 MW

Aparecida BM (OCTE)

36

Subtotal 303

TOTAL ÓLEO 773

( ') Inflexíveis até a entrada da UTE Mauá 3

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A partir de 01 de setembro de 2015 há previsão de expansão do parque gerador térm ico de Manaus, com a entrada em da UTE Mauá 3, primeiramente em ciclo

aberto de operação, com duas unidades a gás de 189,55 MW cada, totalizando uma geração de 379,10 MW.

A partir de maio de 2016, esta nova UTE operará em ciclo combinado pleno, com entrada em operação no final do mês de abril da terceira unidade a vapor de 211,65 MW, disponibilizando 590,75 MW.

A inflexibilidade da UTE Mauá 3 é de 264 MWmed, o que torna essa usina 45% inflexível.

A Tabela 3-2, a seguir, apresenta os valores de Custo Variável Unitário (CVU) do parque térm ico de Manaus considerados no Programa Mensal de Operação (PMO) de outubro de 2014.

Tabeia 3-2: CVU das UTEs de Manaus (R$/MWh)

APARECIDA 3 0 2 ,1 9 MA NAUARA (*) 0 ,0 0

APARECIDA OC 9 2 6 ,8 2 M AU A 3 (* ) 0 ,0 0

C. ROCHA (* ) 0 ,0 0 M A U A B I 8 4 4 ,7 2

CIDADE NOVA 6 5 4 ,6 3 M A U A B3 4 1 1 ,9 2

DISTRITO A 6 1 1 ,1 4 M A U A B4 4 4 9 ,9 8

DISTRITO B 6 2 2 ,6 0 M A U A B5A 6 1 6 ,4 2

ELECTRON 1 1 6 5 ,1 2 M A U A B5B 5 9 0 ,4 2

FLORES 1 6 1 8 ,8 1 M AU A B6 6 5 7 ,0 5

FLORES 2 6 3 6 ,8 2 M AU A B7 6 5 9 ,1 0

FLORES 3 6 3 1 ,8 2 PONTA NEGRA (* ) 0 ,0 0

FLORES 4 6 3 9 ,7 9 SAO JOSE 1 6 6 0 ,3 5

IRANDUBA 6 5 4 ,5 6 SAOJOSE 2 6 6 0 ,3 5

JARAQUI ( * ) 0 ,0 0 TAM BA QU I (* ) 0 ,0 0

O Usinas to ta lm enie inflexíveis, sendo modeladas sem CVU, de acordo com o O fício 231/2012 - SRG /A NEE L e declaração do Agente.

Cabe destacar que o parque gerador de Manaus conta também com a geração hidráulica de 250 MW da UHE Balbina, que é composta de 5 unidades geradoras de 50 MW.

A operação desta usina hidroelétrica, cujo reservatório apresenta regularização mensal, está localizada na área Centro - Norte do Amazonas e é caracterizada por elevadas afluências no primeiro semestre do ano, estendendo-se até meados


de ju lho e por reduzidas afluências no segundo semestre, até meados de dezembro, quando inicia a estação chuvosa seguinte.

A geração hidráulica da UHE Balbina utilizada para os balanços de energia levou em conta o histórico de afluências no período 1931-2012 e foi separada por

cond ição de carga e ano, conforme a Tabela 3-3, a seguir.

Tabela 3-3: Geração da UHE Balbina - MWmed e MW por condição de carga - 2015 a 2016

I MWmed

[Media

MWmed

[Media

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3.2 Previsão de carga para Manaus em 2015 e 2016

A Figura 3-1, a seguir, apresenta a evolução mensal da maior carga prevista por patamar para os anos de 2015 a 2016.

Figura 3-1: Curva de carga do sistema Manaus 2015/2016 - (MW)

Demandas & !áximâsÊrri ManausÍMC: j.

1-7 00

1SQ0

| 1JW05-Ü50

I•t-JOO I

1-IW j

u m hJan ÍJ M t « b r rn a t ju o f N I « e t Q t it O0V d e i

« “ * “ 2 0 1 5 ! 1 5 1 2 1 3 3 5 1 3 8 2 1 3 8 3 1 4 0 0 1 4 » ) f 1 4 6 0 1 5 4 0 1 5 8 1 1 5 8 7 1 6 0 3 1 5 3 4

----------2 0 1 $ | Í3 4 S 1 44 2 1 4 4 3 1 4 6 7 1 4 8 1 í 15 2 4 1 6 0 7 1 6 4 9 1 6 5 5 1 6 7 2 t& 3 0 :

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4 B en efíc ios da P erm a n ên c ia do Parque T e rm o e lé tric o A lu gadop ela A m azo nas E nerg ia sob o en foq u e do a te n d im e n toe n e rg é tic o

4.1 Cenário de Referência

A importância da permanência do parque termoelétrico existente em Manaus até a entrada em operação da UTE Mauá 3, prevista a partir de setembro de 2015, pode ser inicialmente analisada com o balanço estático apresentado na Figura 4-1, a seguir, onde se compara a previsão de carga mensal entre janeiro e dezembro de 2015 com a disponibilidade mensal de geração do sistema Manaus, sem as UTEs alugadas, determ inando-se assim a necessidade de

importação do SIN ou a disponibilidade para exportação.

Esse critério pressupõe que durante esse horizonte toda a geração local não alugada estará à disposição do sistema em decorrência da situação

hidroenergética atual que remete a uma forte dependência da próxima estação chuvosa para a garantia de atendimento em 2015.

Os recursos energéticos consideram a geração média mensal da usina hidroelé trica de Balbina (MLT), obtida de simulação com o modelo SUISHI com as séries históricas de vazões afluentes e as d ispon ib ilidades máximas declaradas das usinas termoelétricas (Aparecida, Aparecida OC, Cristiano Rocha, E lectron, Jaraqui, Manauara, Mauá B I, Mauá B3, Mauá B4, Ponta Negra e Tambaqui), abatidos os respectivos índices de ind isponibilidades programada e forçada, não sendo consideradas, portanto, as usinas termoelétricas alugadas pela EAME (Cidade Nova, Distrito A e B, Flores 1, 2, 3 e 4, Iranduba, Mauá B5A, B5B, 6 e 7 e São José 1 e 2).


Figura 4-1: Atendimento energético do sistema Manaus - balanço estático (MWmed)

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CvfscloO - ít j lS t i a , f IS dei/lS!Í;'1S

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Os resultados do balanço mostram o que o sistema Manaus, em média, seria importador de energia elétrica no período anterior à entrada em operação da

UTE Mauá 3, isto é, entre novembro de 2014 e junho de 2015, atingindo o montante máximo de 140 MWmed em junho de 2015. Destaca-se, mais uma vez, que a disponibilidade das usinas termoelétricas alugadas, valor da ordem de 440 MWmed não está computada neste balanço, mostrando, dessa forma, a importância da permanência de pelo menos parte dessas usinas para o atendimento à carga do sistema Manaus, principalmente quando do térm ino do período de vertimentos turbináveis da UHE Tucuruí. Caso seja considerada toda a disponibilidade das usinas alugadas (470 MW), o sistema Manaus poderia ser exportador de energia antes da entrada em operação da UTE Mauá 3, auxiliando a recuperação dos armazenamentos dos principais reservatórios do SIN após o térm ino dos vertimentos de Tucuruí em 2015.

Adicionalmente, a Figura 4-2, a seguir, apresenta o balanço estático de energia, considerando não apenas a geração média da UHE Balbina, mas a geração obtida em cada série histórica de vazões afluentes simuladas (1931/2012). Cada linha do gráfico corresponde à necessidade de importação ou disponibilidade de exportação por parte do sistema Manaus em cada série hidrológica verificada no


passado, contemplando assim, possíveis situações h idroenergéticas também

desfavoráveis no Sistema Manaus.

No mês de junho de 2015, por exemplo, findo o período de vertim entos da UHE Tucuruí, a importação do Sistema Manaus atingiria o montante máximo de 188 MWmed, o que corresponde a 43% da d ispon ibilidade máxima do parque termoelétrico alugado. Dessa forma, ratifica-se que a contribu ição das usinas term oelé tricas alugadas assume maior relevância para a segurança da operação energética do SIN, quando de condições hidroenergéticas desfavoráve is,

principalmente antes da entrada em operação da UTE Mauá 3.

Figura 4-2: Importação mensal de energia pelo sistema Manaus sem UTEs a lugadas- MWmed

ICO

Ciporlaçàa Manaus

O bserva-se na Figura 4-2, anterior, que a partir de julho de 2015, com a entrada da UTE Mauá 3, o sistema Manaus poderia ser exportador de energia, atingindo valores da ordem de 300 MWmed em dezembro de 2015, o que, em tese, perm itiria a liberação de todo o parque térm ico alugado, uma vez que, sob o ponto de vista da operação elétrica, o parque térm ico remanescente seria su fic iente para enfrentar situações de contingência dupla na interligação com corte de carga de até 50% (atuação do ERAC).

Cabe salientar, no entanto, com já mencionado anteriormente, que em função das atuais condições h idroenergéticas do SIN, é de fundamental importância a garantia de uma maior transferência de energia da região Norte para o


Sudeste/Centro-Oeste e Nordeste. Nesse contexto, após o térm ino dos vertimentos turbináveis da UHE Tucuruí e definida a estação seca nas regiões Norte, Nordeste e Sudeste/Centro-Oeste a partir do final de abril de 2015, poderá ser necessária a transferência de energia da região de Manaus, de modo a contribuir para a recuperação dos armazenamentos dos principais reservatórios das regiões Sudeste/Centro-Oeste e Nordeste.

A Figura 4-3, a seguir, apresenta os resultados anteriores na forma de curva de permanência de importação/exportação na estação seca de 2015.

Figura 4-3: Curva de permanência do intercâmbio do sistema Manaus - mai/dez de 2015 - Cenário de Referência - MWmed

100

Importação Manaus

70% 90%

Exportação Manaus

-200

Observa-se que em pelo menos 25% das séries históricas o sistema Manaus será importador de energia na estação seca de 2015, atingindo valor máximo de 173 MWmed (39% do parque térmico alugado), debitando essas necessidades dos demais subsistemas do SIN.


4.2 Cenário de Sensibilidade

Este cenário adm ite a hipótese de um eventual atraso da UTE Mauá 3, iniciando sua entrada em operação apenas no final de dezembro de 2015.

A Figura 4-4, a seguir, compara a previsão de carga mensal entre novembro de 2014 e dezembro de 2015 com a dispon ibilidade mensal de geração do sistema Manaus para o Cenário de Sensibilidade (sem as UTEs alugadas), de term inando-se a necessidade de importação do SIN.

Figura 4-4: Atendimento energético do sistema Manaus - balanço estático (MWmed)__________

27 1 M W m ed

jtf/IS aiF».'lS « i / E asl/'A r w / j sjaitf.is i& fn mw/35 aíif/as mw/is fjy'.

Os resultados do balanço ratificam que o sistema Manaus será importador de energia e létrica no período anterior à entrada em operação da UTE Mauá 3, isto é, entre novembro de 2014 e dezembro de 2015, atingindo o montante máximo de 271 MWmed em novembro de 2015. Vale lembrar que a disponibilidade das

usinas term oelétricas alugadas, valor da ordem de 440 MWmed, não está computada neste balanço.

A Figura 4-5, a seguir, apresenta o balanço estático de energia, considerando a geração da UHE Balbina obtida em cada série histórica de vazões afluentes sim uiada (1931/2012). Da mesma forma, cada linha do gráfico corresponde à

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necessidade de importação ou exportação por parte do sistema Manaus em cada série hidrológica.

No mês de novembro de 2015, por exemplo, a importação do sistema Manaus atingiria o montante máximo de 385 MWmed, o que corresponde a 88% da disponibilidade máxima do parque termoelétrico alugado (da ordem de 440 MWmed).

Figura 4-5: Importação mensal de energia pelo sistema Manaus sem UTEs alugadas e UTE Mauá 3 a partir de dezembro de 2015 - MWmed

na

£mc<t»yão Manauí

•OC

Pode-se concluir que para o sistema Manaus atender a sua carga com recursos próprios, para o Cenário de Sensibilidade, em sua pior série, seria necessária a manutenção do parque termoelétrico alugado em sua totalidade (da ordem de 440 MWmed), evitando-se assim debitar esse montante de geração importada dos demais subsistemas do SIN.

Analogamente ao Cenário de Referência, a Figura 4-6, a seguir, apresenta a curva de permanência para a estação seca de 2015.


Figura 4-6: Curva de permanência do intercâmbio do sistema Manaus - mai/dez de 2015 - Cenário de Sensibilidade - MWmed

400

3S0

Importação Manaus

—

Exportação Manaus

60H

Observa-se que em praticamente 100% das séries o sistema Manaus é importador de energia, atingindo valor máximo de 385 MWmed (88% do parque térm ico alugado).

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Lista de figuras e tabelas

Figuras

Figura 3-1: Curva de carga do sistema Manaus 2015/2016- (MW)


Figura 4-2: Importação mensal de energia pelo sistema Manaus sem UTEs alugadas- MWmed

Figura 4-3: Curva de permanência do intercâmbio do sistema Manaus - mai/dez de 2015 - Cenário de Referência - MWmed


Figura 4-5: Importação mensal de energia pelo sistema Manaus sem UTEs alugadas e UTE Mauá 3 a partir de dezembro de 2015 - MWmed

Figura 4-6: Curva de permanência do intercâmbio do sistemaManaus - mai/dez de 2015 - Cenário de Sensibilidade • MWmed

Tabelas

Tabela 3-1: Parque Térmico Atual de Manaus

Tabela 3-2: CVU das UTEs de Manaus (R$/MWh)

Tabela 3-3: Geração da UHE Balbina - MWmed e MW por condição de carga - 2015 a 2016

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