Plano Preferencial dos Recursos Energéticos da Região Administrativa de Araçatuba

Planejamento Integrado de Recursos Planejamento Integrado de Recursos Energéticos no Oeste do Estado de São Energéticos no Oeste do Estado de São

PauloPaulo

Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável

FAPESP _ 03/06441-7

Plano Preferencial dos Recursos Energéticos da Região

Administrativa de Araçatuba

Mário Fernandes Biague [email protected] Edgar Morales Udaeta


11ªª CONFERÊNCIA SOBRE CONFERÊNCIA SOBRE PLANEJAMENTO PLANEJAMENTO INTEGRADO DE INTEGRADO DE

RECURSOS RECURSOS ENERGENERGÉÉTICOS TICOS

REGIONALREGIONAL


Diagrama Geral do PIR


4

OBJETIVOS DO PP

A construção do Plano Preferencial no processo do PIR é um dos resultados buscados em Planejamento Integrado dos Recursos Energéticos (PIR) para isso precisa;Integrar os recursos no horizonte de planejamento;Construir as carteriras dos recursos como resultado de integração.


Informações prévias

Inventário Ambiental

Meio Aquático

Meio Aéreo

Meio Terrestre

Meio Antrópico

Listagem e Seleção de Recursos

Recursos Energéticos do Lado da Oferta

Recursos Energéticos do Lado da Demanda

Identificação dos En-In

Atores da Região

Prefeituras

Ongs

Sociedade em geral

Especialistas

Informações Prévias


Caracterização dos Recursos Energéticos

Valoração

Dimensão Ambiental

Dimensão Social

Dimensão Política

Dimensão Tecnico-

Econômica

RELOs

RELDs

Caracterização de Recursos Energéticos

Tecnologia de aproveitamento

Fontes energéticas

Potencial Teórico


ELEMENTOS DO PLANO PREFERENCIAL

Caracterização Regional: Atual Infraestrutura nos Municípios; Hidrografia; Aspectos Demográficos; Atual Panorama Econômico; Perspectiva Agropecuária; Indústria Regional: Distribuição e Cursos de

Água; Atual Ofertas de Energia e Energéticos na

Região:Hidreletricidade, Termeletricidade, outros Energéticos;

Atual Consumo de Energia e Energéticos; Recursos Energéticos Disponíveis: Oferta e

Demanda.


Computo e Valoração dos Recursos Energéticos

É feito nas seguintes dimensões do PIR: Dimensão Técnico-Econômico; Dimensão Ambiental; Dimensão Política; Dimensão Social; Volume de Energia: MWh/Ano


Ranqueamento: Uso de ACC

9

ACC Determinística: Rdeterm.; ACC Holística: RHol; ACC Final: Ranking Final dos Recursos. São 21 recursos do ranking final aqui considerados.


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Previsões do consumo e Demanda

Demanda no Cenário Tendencial (considerado nesta análise);Demanda no Cenário Sustentável;Demanda no Cenário Sustentável Primoroso;Demanda no Cenário Otimista;Obs: Período considerado é 30 anos


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Cenário Tendencial

• Baseia-se na política energética vigente• Parâmetros base nos setores• Tendências de crescimento versus projeção

histórica• Acesso universal à energia em 5 anos• Crescimento populacional de 1,35%• Alteração na distribuição de renda• Crescimento setorial conservador• Exportação de energia estável


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Previsões do consumo e DemandaCenário Tendencial

ResidencialIndustrialPublicoComércioAgrícola

Demand Results: Energy demand final units

2009 2010 2012 2014 2019 2024 2029 2034 2039

Thousa

nd M

egaw

att-H

ours

3.000

2.800

2.600

2.400

2.200

2.000

1.800

1.600

1.400

1.200

1.000

800

600

400

200

0


13

Do Inventário ao Mapeamento Energoambiental

Meio Aéreo;Meio Aquático;Meio Antro pico;Meio Terrestre.


14

Emissões por Fonte na RAAEMISSÕES DE CO2 POR FONTE Unidade: Gg CO2

Fontes 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Álcool Anidro 31,16 30,73 26,34 26,60 25,29 25,13 27,08 28,11 29,24

Álcool Hidratado 26,95 19,71 30,98 34,38 64,32 62,41 80,56 138,73 176,28

Asfalto 52,43 49,00 47,38 37,61 45,66 43,20 46,57 43,61 60,91

Carvão Vegetal 9,28 8,50 7,87 5,97 6,98 6,94 6,40 6,67 7,52

Lenha 29,36 26,91 24,92 18,94 22,12 21,98 20,27 21,13 23,82

Coque e Carvão Mineral 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Gasolina 158,36 156,09 134,01 135,10 128,42 127,94 137,66 142,98 148,48

Gasolina Aviação 1,56 1,70 1,08 0,72 0,79 1,02 1,05 0,64 0,64

GLP 65,46 68,87 78,00 74,37 74,77 73,51 80,78 90,88 86,24

Óleo Combustível 380,75 340,28 259,98 198,80 163,10 127,71 87,19 80,63 69,21

Óleo Diesel 506,95 554,56 564,61 553,42 631,46 668,26 686,76 687,03 926,38

Querosene Aviação 1,63 1,88 1,65 1,56 1,62 1,71 1,63 1,75 1,89

Querosene Iluminação 1,13 1,90 2,25 2,15 0,96 0,24 0,15 0,11 0,10

Gás Natural 0,00 0,00 0,00 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,03

Prod álc. Anidro -258,31 -382,87 -408,87 -573,09 -516,09 -517,57 -478,89 -478,89 -391,05

Prod álc. Hidratado -326,42 -274,37 -331,58 -342,54 -473,36 -451,01 -710,97 -1159,11 -1919,98

TOTAL CO2 sem prod. Álcool 1265,02 1260,12 1179,07 1089,65 1165,52 1160,08 1176,13 1242,31 1530,74

TOTAL CO2 com prod. Álcool 680,29 602,88 438,63 174,01 176,07 191,50 -13,73 -395,69 -780,29


15

Emissões por fonte na RAA


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Resultados de Valoração dos Recursos Energeticos do Lado da Oferta e do Lado da Demanda da RAA


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Recursos Energéticos do Lado da Oferta e do Lado da Demanda Disponíveis na RAA

Recursos Indices de Ranqueamento Pot. Realiz.

MW

Coletores Solares 0,69 156,0

Gás Natural (Cogeração) 0,45 22,5

Eólica 0,58 82,7

Bagaço de Cana (Cogeração) 0,51 3.958,0

UHEG 0,58 6.000,0

UHEPICO 0,62 50,0

UHEPCH 0,59 400,0

Substituição de Lampadas 0,61 39,4

Arquitetura Bioclimatica 0,60 33,6

Medidas de Infor./Educação 0,64 22,5

Termo-acumulação 0,61 82,7

Biodiesel Motor Com. Intern. 0,64 300,0

Gasolina Motor Comb. Interna 0,41 200,0

Alcool Motor comb. Interna 0,49 1000,0

carvão para termicas 0,39 6.000,0

Biogás Para Geração 0,52 7.049,4

Gás natural (Motor comb. Int.) 0,44 3.727,5

Nuclear 0,46 4.000,0

Diesel Para Motor Comb. Int. 0,42 100,0

Celulas Combustiveis 0,55 5.000,0

Geotermica 0,49 4.000,0

Total 42.224,3


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Passos para Integração dos Recursos

Atendimento à Previsão de Demanda; Revisão da Demanda;Consideração dos vigilantes;Consideração do Recurso Energético.


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Modelo de Integração

Variáveis: Investimento; Tempo de Implementação; Tempo de Vida Útil; Potenciais Realizáveis; Ranking dos Recursos; Custo especifico; Fator de Emissões; Demandas; Horizonte de 30 anos;


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Demandas:• DT = DL + DEXP, [MW] • Onde:• DT – Demanda total em energia, [MW];• DL – Demanda Local em energia para o consumo da Região,

[MW];• DEXP – Demanda em energia para Exportação, [MW].

• DL = Dind. + Dresid. + Dagric. +Dcomer.+ Dserv.pub.

Onde

• Dind. – Demanda em energia do setor industrial, [MW];

• Dresid. – Demanda em energia do setor residencial, [MW];

• Dagric.- Demanda em energia do setor agrícola, [MW];

• Dcomerc.- Demanda em energia do setor comercial, [MW];

• Dserv.pub. – Demanda em energia do serviço público, [MW].

• Obs: Tratado na Previsão de Demandas pelo Jonathas nos cenários definidos.


21

Definição da Função Objetivo


O modelo proposto é equacionado através de uma programação linear, implementado no aplicativo EXCEL, onde se utiliza o programa suplemento WB7 do Excel para resolvê-loObjetivo: Maximizar (FO) para t=1,...n.

Variáveis de Decisão: Vt

Restrições:0 ≤ Vt ≤ PRt, para todo t;Vt ≥ D, para t = 1,…,n;IT ≤ It, para t = 1,...n.

i

n

iiee VRVRFO **

1

22


22

Como a região administrativa de Araçatuba é exportadora de energia criou-se um ranking para o recurso de exportação.O ranking do recurso exportação é calculado da seguinte forma: Re = (Pexp*Ve -Ve*Pe)/ PExpVe = Vt – D

Onde,Rt = Ranking do recurso t;Re = Ranking do “recurso” exportação;Vt = Capacidade instalada a implementar do recurso t, [MW];Ve = Capacidade instalada a implementar para exportação, [MW];PRt = Potencial Realizável do Recurso t, [MW];D = Demanda de Expansão da Capacidade instalada da Região, [MW];IT = Montante de capital disponível para investir no período, [R$];It = Montante de capital a investir no recurso t, [R$]; It = Ct*Vt, [R$]Pe = Preço mínimo da energia gerada pelo recurso t, assumindo TIR = 0, [R$];Pexp = Preço da energia para exportar (preço de referência pode ser a média dos preços dos leilões de energia nova), [R$].


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Restrições em relação à Potência Realizável e Demanda; Restrições em relação ao tempo de implementação; Restrições em relação à Vida Útil do Recurso Restrições em relação à faixa da Potência das Tecnologias

Restrições Consideradas no Modelo


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Carteiras dos Recursos Energéticos Resultantes do

Processo de Integração para o Plano Preferencial


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Investimento DisponívelDemanda MWPreço da Energia Exportação R$/MWh

TecnologiaPotencial Realizável

RankingCusto da Energia

[R$/kW]Preço da Energia

[R$/MWh]Investimento em

Volume [MW]Investimento

Financeiro [R$]Objetivo

Coletores Solares 41,0 0,81 2.000,00 70,00 0,0 0,00 0Informação e Educação 8,1 0,79 1.000,00 50,00 8,1 8.123.460,07 502Termo-Acumulação 18,0 0,77 1.000,00 80,00 18,0 17.973.288,07 1058Substituição de Lâmpadas 12,4 0,70 1.100,00 80,00 12,4 13.641.746,89 614Hidrogeração (pico geração) 50,0 0,69 4.200,00 134,76 0,0 - 0Arquitetura Bio-climática 8,9 0,67 5.000,00 120,00 0,0 - 0Biogás para Cogeração 7.453,4 0,62 1.500,00 80,00 404,0 606.070.065,44 15675Hidrogeração (PCH’s e Mini) 400,0 0,57 3.100,00 105,93 0,0 - 0Hidrogeração (Hidrelétrica Gde) 0,0 0,57 1.250,00 79,03 0,0 - 0Célula Combustível 5.000,0 0,56 5.000,00 200,00 0,0 - 0Eólica 4.000,0 0,55 1.800,00 150,00 0,0 - 0Bagaço de Cana 3.958,0 0,50 1.500,00 60,00 0,0 - 0Nuclear 4.000,0 0,43 4.000,00 110,00 0,0 - 0Gás Natural para Cogeração 4.000,0 0,41 1.300,00 130,00 272,5 354.191.439,53 4521Geo-térmica 4.000,0 0,36 3.000,00 200,00 0,0 - 0Carvão Mineral para Térmicas 6.000,0 0,20 2.600,00 160,00 0,0 - 0Exportação 100.000,0 0,24 (274.083,32) 31,29 0,0 - 0

98,71 715,0 1.000.000.000,00 22370Total

Planejamento dos Investimentos na Carteira PIR 2010 - 2020

Período 1

1.000.000.000,00R$ 715,0

130,00

Composição da Carteira para o 1º Período, 2010-2020


26







Informação e Educação 8,1 0,79 1.000,00 50,00 8,1 8.123.460,07 507Termo-Acumulação 18,0 0,77 1.000,00 80,00 18,0 17.973.288,07 1066Substituição de Lâmpadas 12,4 0,70 1.100,00 80,00 12,4 13.641.746,89 608Biogás para Cogeração 7.453,4 0,62 1.500,00 80,00 404,0 606.070.065,44 15532Gás Natural para Cogeração 4.000,0 0,41 1.300,00 130,00 272,5 354.191.439,53 4580Exportação 100.000,0 0,24 864.716,68 (98,71) 715,0 618.272.424,32

98,71 715,0 1.000.000.000,00 22292Total

Carteira Ótima dos Recursos do Primeiro Período, 2010-2020


27



RankingCusto da

Energia[R$/MW]Preço da Energia




Coletores Solares 1.000,0 0,81 2.000,00 70,00 400,0 800.000,00 25953Informação e Educação 500,0 0,79 1.000,00 50,00 500,0 500.000,00 30879Termo-Acumulação 100,0 0,77 1.000,00 80,00 0,0 - 0Substituição de Lâmpadas 500,0 0,70 1.100,00 80,00 0,0 - 0Hidrogeração (pico geração) 50,0 0,69 4.200,00 134,76 0,0 - 0Arquitetura Bio-climática 1.000,0 0,67 5.000,00 120,00 0,0 - 0Biogás para Cogeração 7.453,4 0,62 2.000,00 80,00 0,0 - 0Hidrogeração (PCH’s e Mini) 400,0 0,57 3.100,00 105,93 0,0 - 0Hidrogeração (Hidrelétrica Gde) 0,0 0,57 1.250,00 79,03 0,0 - 0Célula Combustível 5.000,0 0,56 5.000,00 200,00 0,0 - 0Eólica 4.000,0 0,55 1.360,00 210,00 0,0 - 0Bagaço de Cana 3.958,0 0,50 1.500,00 150,00 0,0 - 0Nuclear 4.000,0 0,43 2.500,00 150,00 0,0 - 0Gás Natural para Cogeração 4.000,0 0,41 1.121,00 180,00 0,0 - 0Geo-térmica 4.000,0 0,36 4.000,00 200,00 0,0 - 0Carvão Mineral para Térmicas 6.000,0 0,20 1.500,00 160,00 0,0 - 0Exportação 100.000,0 0,55 (622.933,33) 71,11 300,0 (186.880.000,00) 8977

35,19 900,0 1.300.000,00 65809Total

Planejamento dos Investimentos na Carteira PIR

Período 2

1.300.000,00R$ 900,0

130,00

Investimento Disponível 1.300.000,00R$ Demanda 900,0 MWPreço da Energia Exportação 130,00 R$/MWh Período 2Tecnologia Potencial Realizável Ranking Custo da Energia[R$/MW] Preço da Energia [R$/MWh] Investimento em Volume [MW] Investimento Financeiro [R$] ObjetivoColetores Solares 1.000,0 0,81 2.000,00 70,00 400,0 800.000,00 25953Informação e Educação 500,0 0,79 1.000,00 50,00 500,0 500.000,00 30879Exportação 100.000,0 0,55 (622.933,33) 71,11 300,0 (186.880.000,00) 8977Total 35,19 900,0 1.300.000,00 65809

Carteira Ótima dos Recursos do Segundo Período, 2020-2030


28

Carteira Ótima dos Recursos do Segundo Período, 2030-2040








Coletores Solares 604,0 0,81 2.000,00 70,00 604,0 1.208.000.000,00 39189Informação e Educação 126,7 0,79 1.000,00 50,00 126,7 126.723.460,07 7826Termo-Acumulação 480,9 0,77 1.000,00 80,00 480,9 480.923.288,07 28318Substituição de Lâmpadas 224,5 0,70 1.100,00 80,00 224,5 246.918.746,89 11107Hidrogeração (pico geração) 50,0 0,69 4.200,00 134,76 0,0 - 0Arquitetura Bio-climática 164,2 0,67 5.000,00 120,00 0,0 - 0Biogás para Cogeração 6.023,1 0,62 1.500,00 80,00 1.958,3 2.937.434.504,97 75971Hidrogeração (PCH’s e Mini) 400,0 0,57 3.100,00 105,93 0,0 - 0Hidrogeração (Hidrelétrica Gde) 0,0 0,57 1.250,00 79,03 0,0 - 0Célula Combustível 5.000,0 0,56 5.000,00 200,00 0,0 - 0Eólica 4.000,0 0,55 1.800,00 150,00 0,0 - 0Bagaço de Cana 3.958,0 0,50 1.500,00 60,00 0,0 - 0Nuclear 4.000,0 0,43 4.000,00 110,00 0,0 - 0Gás Natural para Cogeração 3.727,5 0,41 1.300,00 130,00 0,0 - 0Geo-térmica 4.000,0 0,36 3.000,00 200,00 0,0 - 0Carvão Mineral para Térmicas 6.000,0 0,20 2.600,00 160,00 0,0 - 0Exportação 100.000,0 0,55 (813.798,63) 92,90 248,4 (202.154.096,03) 7418

64,66 3.394,4 5.000.000.000,00 169830Total

Planejamento dos Investimentos na Carteira PIR 2030 - 2040

Período 3

5.000.000.000,00R$ 3.146,0

170,00

Investimento Disponível 5.000.000.000,00R$ Demanda 3.146,0 MWPreço da Energia Exportação 170,00 R$/MWh Período 3Tecnologia Potencial Realizável Ranking Custo da Energia [R$/kW] Preço da Energia [R$/MWh] Investimento em Volume [MW] Investimento Financeiro [R$] ObjetivoColetores Solares 604,0 0,81 2.000,00 70,00 604,0 1.208.000.000,00 39189Informação e Educação 126,7 0,79 1.000,00 50,00 126,7 126.723.460,07 7826Termo-Acumulação 480,9 0,77 1.000,00 80,00 480,9 480.923.288,07 28318Substituição de Lâmpadas 224,5 0,70 1.100,00 80,00 224,5 246.918.746,89 11107Biogás para Cogeração 6.023,1 0,62 1.500,00 80,00 1.958,3 2.937.434.504,97 75971Exportação 100.000,0 0,55 (813.798,63) 92,90 248,4 (202.154.096,03) 7418Total 64,66 3.394,4 5.000.000.000,00 169830


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Horizonte do Planejamento (30 anos) 2010-2020 2020-2030 2030-2040

Residencial Total [MWh/ano] 533.084,5 687.831,9 887.500,3 Cenário Rural Total [MWh/ano] 128.967,8 166.405,4 214.710,7

Tedencial: Crescimento dos Comercial Total [MWh/ano]

644.116,8 1.709.033,6 4.534.575,0 Setores Industrial Total [MWh/ano] 363.061,7 425.108,7 497.759,6

Coletores Solares Total [MWh/ano] 0,0 156,0 604,0 Recursos do

Informação e Educação Total [MWh/ano] 8,1 22,5 126,7

Plano Termo-Acumulação Total [MWh/ano]

18,0 82,7 480,9 Preferencial Substituição de

LâmpadasTotal [MWh/ano]

12,4 39,4 224,5

Biogás para Cogeração Total [MWh/ano] 404,0 1.026,3 1.958,3

Gás Natural para Cogeração

Total [MWh/ano] 272,5 - -

Exportação Total [MWh/ano] - 7,9 248,4

Consumo EE Cenário Tendencial

[GWh/ano]

1.669,2 2.988,4 6.134,5

Volume dos Investimentos

x106 , [R$]1.000,00 1,30 5.000,00

Resultados da Otimização da Carteira para o Horizonte de Estudo


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Avaliação da Carteira Otimizada

Riscos e Incertezas;Preços de exercício no mercado;Revisão das variáveis ambientais;Investimento e preço de venda de energia da Carteira;Satisfazendo a demanda, condições do mercado e as restrições ambientais a carteira entra naquele período, senão, faz-se a nova integração.


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Recursos da Carteira Análise dos Riscos da carteira

Medidas de Performance

Riscos toleraveisFuturas

Carteiras

Variabilidade Incertezas

Cargas RecursosPreços de

CombustiveisPreços do Mercado

CO2 CargasPreços de

combustiveisPreços do Mercado

Categorias de Recursos

Carteira Otimizada


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ConclusõesA metodologia aplicada permite reduzir as incertezas e riscos;O levantamento dos recursos mostra que a região ainda reserva um grande potencial energético, que pode apoiar no seu desenvolvimento sustentável a longo prazo, se utilizado racionalmente e com a coordenação de vários setores das atividades econômicas;Até o periodo considerado neste estudo a região continuará sendo exportadora de energia e até poderá aumentar esta parcela, assim aumentando o seu valor adicionado;No futuro pode se transformar num polo de produção de biodiesel, ou seja, produtora de energia limpa;


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Obrigado!

Documents

Plano Preferencial dos Recursos Energéticos da Região Administrativa de Araçatuba