Tarifas dinâmicas

Devido às constantes variações do preço da electricidade (tanto no preço de mercado, como nos custos de produção e de ajustes do sistema), é comum as tarifas apresentarem um preço único ao longo de todo o dia, são chamadas de tarifas simples. Estas tarifas estão agora a ser substituídas por tarifas do tipo dinâmico.

A tarifa dinâmica permitir reflectir nos preços finais as flutuações do mercado grossista aos utilizadores. Isto permite em primeiro lugar pagar o que a energia eléctrica vale nas diferentes horas do dia e encorajar a redução de consumo nas horas de maior afluência ou deslocar os picos de carga para horas onde o consumo de energia eléctrica seja menor. A redução do pico de consumo pode fazer com que a curto prazo, o preço do mercado grossista

reduza enquanto a longo prazo, pode adiar ou mesmo eliminar a necessidade de reforço de geração [Strengers Y., 2012].

Com a actual situação de elevada penetração de produção imprevisível, as horas mais problemáticas e com custos de gestão mais elevados, estão também relacionadas com o nível de produção renovável podendo mesmo ser mais importante que o nível de carga. As tarifas dinâmicas são uma estratégia de preço em que determinadas variáveis, tais como o preço e tempo de aplicação, variam de forma mais frequente do que nas tarifas tradicionais. Esta vertente tarifária surge numa tentativa de reflectir de forma mais realista o custo de uma

commodity que apresenta grandes volatilidades, tal como é o caso da energia eléctrica.

2.4.1. Tipos de Tarifas Dinâmicas

Embora sejam tarifas com variação temporal, as tarifas dinâmicas podem apresentar diferentes conceitos e aplicações [ERSE, 2014]. Apresentam-se seguidamente os tipos de tarifas consideradas pela literatura como dinâmicas.

2.4.1.1. Tarifa ToU - Time-of-Use

Na tarifa ToU o dia é dividido em blocos de horas onde os preços variam entre blocos, mas não dentro de cada um deles [Newsham G. and Bowker B., 2010]. Os preços desses blocos são normalmente pré-definidos para períodos anuais. Este tipo de tarifas pode contemplar não só a diferenciação de preços intradiária e semanal (dependente da hora do dia e do dia da semana) mas também sazonal. Aqui o preço é mais elevado durante as horas, os dias ou as estações previstas de ponta, sendo o seu valor e os períodos do dia de cada um dos preços previsíveis. No entanto, os ajustes dos blocos temporais destas tarifas são pouco usuais, fazem- se duas ou três vezes por ano, fazendo com que o sinal de preço enviado seja o mesmo numa tarde extremamente quente de verão, onde a procura pode apresentar o seu pico anual e numa tarde de primavera, onde a procura é muito mais reduzida.

Em [AL-Rubaye S., et al, 2018] é proposta uma abordagem que utiliza as tarifas ToU para mitigar a pressão que os fornecedores de energia sofrem quer em situação de sobrecarga ou escassez, aplicando assim uma tarifa de preços dinâmica para impor preços mais altos do que os preços estatísticos pré-estimados para motivar os consumidores a reduzir seu consumo de energia. Aqui é proposta uma abordagem de tempo de uso, para regular as variações de preço considerando a procura de energia. Nesse mecanismo, os consumidores entregam as suas necessidades de consumo ao agregador, que cria um perfil de carga por hora para cada consumidor, ao analisar as solicitações individuais em quadros de curto e longo prazo. A

sinalização de controlo prevista e o arranjo prévio de serviços permitem que os fornecedores de energia avaliem o estado da procura do mercado atacadista e atribuam preços considerando mudanças dinâmicas na procura de electricidade.

As várias aplicações mundiais deste tipo de tarifas podem ser vistas em empresas como: a empresa Norte-Americana Pacific Gas and Electric Company [PG&E], da Electricité de

France (EDF) com a opção heures pleines/heures creuses [EDF] e o caso de Portugal, onde as

tarifas de acesso às redes são do tipo ToU, contemplando dois a quatro períodos distintos por dia, caso não sejam tarifas simples [EDP].

2.4.1.2. Tarifas CPP - Critical Peak Pricing

Na tarifa CPP os operadores criam eventos críticos que se estendem por um determinado período de tempo. Estes podem ter origem numa antecipação de levados preços de mercado ou picos de consumo devido a um dia extremamente quente ou frio ou ainda devido a situações de emergência da rede. Estes eventos podem-se estender por um determinado período de tempo fixo pré-definido, onde o preço é também pré-definido, apresentam um aumento significativo face aos eventos normais, tal como explicado em [VaasaETT, 2011]. Este aumento tem como intuito a apresentação de um sinal aos consumidores que leve à redução do consumo de energia durante esses eventos. Para compensar esse aumento, os preços nas restantes horas do ano podem ser mais baixos. Apesar dos preços a aplicar e da duração dos eventos críticos estarem pré-definidos, esta tarifa é considerada dinâmica uma vez que, ao contrário do que acontece nas

ToU, os momentos de aplicação dos mesmos não estão totalmente definidos à partida, sendo os

clientes notificados de um evento, normalmente com um dia de antecedência. Por forma a reduzir o risco do cliente, é comum definirem-se regras à partida, tais como [EDP]: limitação do número de eventos, do número total de horas (tipicamente os programas estão limitados de 50 a 100 horas), dias de aplicação, entre outros. Este tipo de tarifas é amplamente utilizado nos Estados Unidos, sendo exemplo disso as tarifas disponíveis na Califórnia pelas empresas

Southern California Edison [Southern California Edison, 2012] e San Diego Gas & Electric

[San Diego Gas & Electric]. Existe também uma variante das tarifas CPP denominada de CPP- Variável (CPPV) que se diferencia devido à duração do período crítico não ser fixa, sendo que as horas durante as quais existirá um período crítico são comunicadas ao cliente em simultâneo com a comunicação da sua ocorrência. Um exemplo de aplicação deste tipo de tarifas está no Estado de Connecticut, nos Estados Unidos, onde a empresa Connecticut Light & Power disponibiliza os preços pré-definidos para as horas críticas e não críticas. Nesta variante podem ainda existir diferenciações do preço a cobrar durante um evento crítico.

Como exemplo das diversas implementações das tarifas, temos a empresa EverSource dos Estados Unidos, que fornece uma plataforma com os preços pré-definidos com a indicação das horas críticas e não críticas [Eversource].

Em [Huang L. et al, 2016], é utilizada a CPP como um mecanismo eficaz na redução efectiva de picos de carga na rede eléctrica, a análise foi feita associada a um modelo de decisão optimizado e dinâmico de edifícios públicos, envolvendo produção distribuída e armazenamento. Verificou-se que o modelo levou a poupanças significativas para os consumidores finais, atenuando picos de consumo.

2.4.1.3. Tarifas CPR - Critical Peak Rebates

Estas tarifas são semelhantes às CPP, uma vez que existem eventos críticos desencadeados pelas mesmas razões, oferecendo ao cliente sinais no preço que incentivem à redução do seu consumo durante as horas dos eventos. Ao contrário da CPP, em que o preço sofre um aumento de tarifa, na CPR é utilizada uma estratégia de bonificação para os clientes: o preço não se altera nos eventos críticos mas, caso os clientes reduzam o seu consumo face ao que era previsto eles consumirem, recebem um desconto pré-definido na sua tarifa [Newsham G. and Bowker B., 2010].

Embora esta solução proteja os clientes uma vez que não apresenta riscos adicionais, o grande problema deste tipo de tarifas prende-se com a implementação e cálculo de consumos de referência dos consumidores, levando a que os CPR sejam por vezes considerados como uma opção transitória ao invés de uma solução que poderia ser utilizada a longo prazo [EDP]. Ao contrário das tarifas anteriormente mencionadas, as CPR devido a se tratar de uma nova forma de implementação, não são ainda utilizadas num largo número de projectos-piloto [VaasaETT, 2011]. No entanto já estão disponíveis por exemplo, na companhia Pacific Gas

and Electric Company [PG&E].

2.4.1.4. Tarifas RTP - Real Time Pricing

As tarifas RTP são a forma mais complexa de tarifas dinâmicas e são por isso as mais caras e mais difíceis de implementar. Nas tarifas RTP os preços variam de hora a hora ou em intervalos mais curtos, normalmente associados a variações nos preços de mercado de ajustes ou de energia grossista. Aqui os clientes são avisados sobre os preços de cada hora, com um dia (day-ahead prices) ou com algumas horas de antecedência [EDP]. Assim não existem dois dias com a mesma estrutura tarifária e podem existir extremos bastante mais elevados entre os preços

das horas de ponta e as horas fora de ponta, quando comparado com as tarifas CPP [Newsham G. and Bowker B., 2010].

Sem tecnologias de automação é difícil para os clientes responder de forma dinâmica às mudanças de preço numa base horária. No entanto, são estas tarifas que apresentam maior precisão na forma como os preços reflectem os custos e o sinal dinâmico do preço respondem de forma correta às mudanças das condições de mercado.

Exemplo deste tipo de tarifa é aplicado no estado de Illinois, nos Estados Unidos da América, pela empresa Commonwealth Edison vulgo ComEd, que apresenta no seu website um gráfico com os preços horários da energia para cada dia [ComEd]. Outro exemplo é o "Precio

Voluntario para el Pequeño Consumidor” (PVPC), em Espanha, estando em vigor desde abril

de 2014, segundo o Real Decreto 216/2014 [Real Decreto 216/2014]. Aqui os preços da energia são apresentados numa base horária e os clientes têm acesso aos valores que serão praticados no dia seguinte pelas 24 horas do dia anterior, através do website de informação espanhol (E- sios), disponível em [S. Red Electrica de España]. Estes preços variam conforme o preço horário de produção de energia que engloba o preço do mercado diário e da primeira sessão do mercado intradiário do MIBEL, os mercados de ajuste do sistema e as perdas de transmissão da energia. Os preços são determinados, mediante os custos de cada componente que são afectados à procura em cada hora do dia. Esta tarifa veio substituir em Espanha, a tarifa do comercializador de último recurso e, para fins de facturação, é ainda acrescida do valor dos impostos aplicáveis, tal como é enunciado no Artigo 17.5 da Lei 24/2013 [Ley 24/2013].

Vários trabalhos têm sido publicados neste âmbito, em [Pecoraro G., et al., 2015] é desenvolvido um algoritmo para simular o comportamento do consumidor final de um mercado de RTP. Os clientes de electricidade podem modificar seu comportamento por meio da resposta à procura, ou seja, por meio de estratégias de preços que suportam uma mudança nos hábitos dos consumidores finais. Isso pode ser feito por meio de um agregador de cargas (VPP), sendo este um terceiro que colecta as solicitações e os sinais para os serviços baseados na procura provenientes dos mercados e dos diferentes atores do mercado de energia. Este artigo descreve uma estrutura de simulação para gerar o comportamento óptimo simulado dos players. Com base em determinadas curvas de RTP, o simulador avalia o consumo de energia hora a hora, se o usuário se comportar de acordo com a curva de preços e, portanto, com o que o agregador de cargas sugere.

Em [Uehara T., et al, 2015] é descrita uma técnica para controlo de tensão e frequência usando demand response. Esta é executada correspondendo à flutuação no preço de energia eléctrica utilizada em RTP.

2.4.2. Tarifas Dinâmicas na Europa

Até ao momento, as tarifas dinâmicas são uma minoria das tarifas aplicadas pelos países pertencentes à União Europeia, sendo que as tarifas do tipo ToU não são consideradas tarifas do tipo dinâmicas. As tarifas dinâmicas ainda se encontram numa fase inicial, havendo vários estudos piloto com o intuito de estas poderem passar a ser uma mais-valia num futuro muito próximo. Poucas empresas a nível mundial têm implementado estas tarifas no seu sector, no entanto a nível europeu, já são diversos os projectos-piloto com vários estudos acerca deste tema.

2.4.2.1. Exemplos de Aplicação

Com o intuito de aperfeiçoar a estrutura tarifária e introduzir tarifas dinâmicas, a ERSE iniciou a 6 de março de 2017, uma consulta pública para a implementação de projectos-piloto onde se inclui o Projecto-piloto 2, Introdução de uma Tarifa Dinâmica no Acesso às Redes em Portugal Continental, procurando assim recolher comentários e sugestões ao nível dos temas apresentados [Portal ERSE-59]. Em resposta a esta publicação a EDP Distribuição já apresentou a sua proposta que resulta de um estudo efetuado no âmbito de um contrato de consultoria com o INESC TEC e datado em julho de 2016, sobre o “Plano de Implementação dos projectos-piloto de tarifas dinâmicas de acesso às redes de MT, AT e MAT” [EDP Distribuição]. Apesar das tarifas dinâmicas ainda não estarem completamente desenvolvidas nos respectivos países, estes começam a dar largos passos na evolução tecnológica através da restruturação e inovação da rede de distribuição, instalação de contadores digitais inteligentes, com a possibilidade de enviar sinais aos consumidores, contudo e até ao momento apenas servem para melhorar e economizar o processo de leituras e monitorização dos consumos, podendo contribuir como um ponto de partida para no futuro serem aplicadas as tarifas dinâmicas.

Um exemplo real de tarifas dinâmicas é aplicado em Espanha, onde se usa um tipo de tarifas RTP, chamado de "Precio Voluntario para el Pequeño Consumidor (PVPC)", estando em vigor desde abril de 2014 como já foi referido no ponto anterior.

Outro exemplo de tarifas dinâmicas na Europa é a EDF Tempo, em França [EDF]. Tal como explicado em [Crossley D., 2011],trata-se de uma opção tarifária que combina o tipo de

tarifas ToU, dividido em horas de pico e horas de vazio, com o tipo CPP. Nesta tarifa a energia é paga mediante 6 índices de preços de electricidade conforme o clima real e o consumo em cada dia. Apesar de poder ser considerado um modelo de tarifas dinâmicas, este não é o modelo ideal, uma vez que não acompanha as variações de consumo e de clima ao longo do dia e somente tem em consideração o dia como um todo.

No geral, os países europeus estão mais focados na instalação massiva de contadores inteligentes. Na maior parte dos casos a instalação destes equipamentos é realizada somente para substituir os contadores manuais, com o intuito de reduzir os custos e não para enviar sinais de preços [Warren P., 2014].

2.4.2.2. Directiva para a Eficiência Energética

Em novembro de 2013 o Parlamento e o Conselho Europeu aprovaram a Directiva 2012/27/EU [Directiva 2012/27/EU], referente à eficiência energética. Esta vem alterar as Directivas 2009/125/CE e 2010/30/UE e revoga as Directivas 2004/8/CE e 2006/32/CE. No artigo 15º estão estipulados os objectivos a serem alcançados com esta directiva, apelando à alteração de comportamentos no consumo de energia por parte dos consumidores, para que seja possível evoluir para produtos, edifícios e serviços mais eficientes. Aqui é dito no ponto 1 que os Estados-Membros devem assegurar que as autoridades reguladoras nacionais da energia tenham devidamente em conta a eficiência energética ao exercerem as respectivas funções reguladoras, nomeadamente, devem incitar, "mediante o estabelecimento de tarifas de rede e

regulamentação da rede, no quadro da Directiva 2009/72/CE, e tendo em conta os custos e benefícios de cada medida, os operadores a disponibilizar aos utilizadores da rede serviços que lhes permitam pôr em prática medidas de melhoria da eficiência energética no contexto do desenvolvimento continuado de redes inteligentes." Neste documento são apresentados os

“Critérios de eficiência energética aplicáveis à regulação da rede de energia e às tarifas da rede eléctrica”. Estes podem ser a razão do incentivo de Portugal à implementação de tarifas dinâmicas para a tarifa de acesso às redes, tais como: “As tarifas de rede ou de retalho podem apoiar uma tarifação dinâmica das medidas de resposta à procura pelos consumidores finais, tais como: Tarifação em função do tempo de utilização; Tarifação em horas de ponta críticas; Tarifação em tempo real; Tarifação reduzida em horas de ponta.”.

Para além disso o objectivo da União Europeia é ter um plano de implementação de contadores inteligentes em 80% dos 500 milhões de cidadãos europeus, no ano de 2020 [Martins F., 2014]. É provavelmente a pensar nestas metas que a ERSE está a incentivar o uso de tarifas dinâmicas nas tarifas de acesso às redes.