Workshop Infraestrutura - Energia Desafios para a expansão ...€¦ · Geração Distribuída Residencial no Longo Prazo Fotovoltaica Residencial 3,7% 7,3% 11,3% 14,6% 18,3% Projeção

Desafios para a expansão

solar fotovoltaica no Brasil

Amilcar Guerreiro Director de Estudios de Energía Eléctrica

Empresa de Pesquisa Energética - EPE

São Paulo, SP

24 de Agosto de 2016

Workshop Infraestrutura - Energia

Desafios da Geração Fotovoltaica | Wshop Infraestrutura-Energia | Guerreiro | São Paulo, SP | Agosto 2016 2

AGENDA

1 Potencial

2 Projeções

3 Desafios

Desafios para a expansão fotovoltaica no Brasil

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Potencial

1


Dryland Systems


Global Horizontal Irradiance


Brasil: Irradiação Global


Potencial Técnico Fotovoltaico Residencial

Potencial Técnico de geração fotovoltaica em telhados residenciais por UF

Obs: Elaboração própria, com dados de Lange, 2012.

Potencial Técnico de geração fotovoltaica em telhados residenciais por município


Potencial Técnico Fotovoltaico Residencial

Potencial nas residências

pode chegar a 164 GWp

Estados com menor irradiação podem ter seu potencial compensado pelo maior número de domicílios.

Em todo país, o potencial (287 TWh/ano) é superior ao o consumo do setor (130 TWh em 2015).

Fonte: Elaboração própria, com dados de Lange, 2012. Contratação interna: EPE/GIZ. Dados de consumo: EPE.

Potencial Fotovoltaico/Consumo Residencial (Ano Base 2013) por UF


Projeções

2


Perspectivas de custo da energia solar

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


Paridade Tarifária e Viabilização de Mercado (setor residencial)

1. Estimativa com base no custo nivelado da fonte (Fontes: EPE e IEA)

2. Tributação sobre energia bruta, assumindo injeção de 64% da energia total produzida (Fonte: Zilles et al. (2012))

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

R$

/M

Wh

Custo Nivelado Médio (Com Convênio ICMS 6)

Tarifa Real Média (Base 2013)

Tarifa Real Média (Com Aumento)


-

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

Base Sem Convênio ICMS 6

Com Desconto no IR Incentivos Acumulados

Fonte: EPE, elaboração própria

1,6 GWp

0,8 GWp

1,3 GWp

1,4 GWp

Projeção da geração fotovoltaica

distribuída residencial no Brasil


-

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050

Ge

raçã

o (

MW

mé

d)

Geração Distribuída Residencial no Longo Prazo

Fotovoltaica Residencial

3,7%

7,3%

11,3%

14,6%

18,3%

Projeção da geração distribuída residencial no Brasil

Nota: Considera domicílios que consomem mais de 100 kWh, sem restrições técnicas para aproveitamento.

Essa condição é atendida no caso da existência de net metering. Fonte: Fraunhofer ISE

• Até 2050 poderão devem ser instalados mais de 33 GWp ou 13% da energia

residencial (cerca de 15 milhões de domicílios ou 18% do potencial)

Alemanha (2013)¹ –

5,7% do consumo foi

atendido por

fotovoltaica.


Perspectivas da penetração da energia solar

(geração distribuída) no Brasil (não só residencial)

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


Desafios

3


Questões chave

Geração em larga escala • Expansão do sistema de transmissão

• Impacto no sistema elétrico

• Financiamento

Geração distribuída • Modelo de negócios

• Liberalização da comercialização

• Superação de restrições regulatórias

• Estrutura tarifária (o consumidor responde)

• Financiamento


Evolução da curva de carga diária no SIN

Fonte: EPE/GIZ, NT 01/2015

O sistema elétrico brasileiro já convive hoje com GD!


National grid expansion

≥ 500 kV + 60,035 km

≤ 440 kV + 20,150 km

TOTAL + 80,185 km

HYDRO

HYDRO

WIND

WIND/PV

WIND

Transmission system expansion

NIG extension in 2025 209,442 km


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

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


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

Características das fontes renováveis


0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0

Dia 02/10/2015, base 10 min

25% 1,080 MW

2 h 2 ½h

≈40% 1,700 MW

Simulation of operation Nortneast wind farms considering real conditions

(4.336 MW, 167 wind farms)

Date: 2015, October 2nd

Sources:

Renewables impact on the power system

http://sistemas.epe.gov.br/ama


“Fading” of photovoltaic generation ...

Fonte: CAISO – California Independent System Operator

Renewables impact on the power system

Effect on daily load curve in California

In the sunset, there is a fast load increasing. That difference must be attended by dispatchable sources

Germany’s push toward renewable energy is causing so many drops and surges from wind and solar power that more utilities than ever are

receiving money from the grids to help stabilize the country’s electricity network. Bloomberg News, Jul 30, 2014

Small inertia (frequency stability)

No short-circuit power (voltage stability)

Speed of power change (ramp up/ramp down)

Power variability (fuel consumption)

No power control (reliability)

Intermittency (back up reserve)

More visible impacts:

Impacts on power system

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

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


Additional Power or Energy Storage capacity to be contracted

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%D

ec-1

5

Jun

-16

De

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De

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Jun

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De

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-19

De

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-20

De

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Jun

-21

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1

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-24

De

c-2

4

Jun

-25

De

c-2

5

Pro

ba

bil

ida

de

de

Oco

rrê

ncia

(%

)

Possible additional power to be contracted, MW (depends on the risk to be assumed)

2023 2024 2025 TOTAL

0-500 2,000-3,500 1,500-2,500 4,500-5,500

Source: PDE 2025, EPE

Impacts on the power system


Fonte: Copper Development Association Inc.

Alternatives for additional power or energy storage capacity

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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