XX SNPTEE SEMINÁRIO NACIONAL DE PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA GRUPO DE ESTUDO DE PLANEJAMENTO DE SISTEMAS ELÉTRICOS - GPL

(*)Avenida Rio Branco,1 - 11º andar - CEP 20090-003 – Rio de Janeiro – RJ – BRASIL Tel.:(021)3512-3322 – Fax: (021)3512-3198 – e-mail: dourival.carvalho@epe.gov.br GRUPO VII

GRUPO DE ESTUDO DE PLANEJAMENTO DE SISTEMAS ELÉTRICOS - GPL O PLANEJAMENTO DA TRANSMISSÃO COMO INDUTOR DE NOVAS TECNOLOGIAS Dourival de Souza Carvalho Jr. * Paulo Cesar Vaz Esmeraldo

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE RESUMO

O artigo faz uma reflexão sobre o papel do planejamento da transmissão como indutor do uso de novas tecnologias na expansão do Sistema Interligado Nacional - SIN, ressalta a importância de alguns dos atores envolvidos nesse processo, ilustra com exemplos práticos recentes os efeitos conseqüentes desse papel e apresenta sugestões para incentivar o desenvolvimento e o uso de novas tecnologias que venham a contribuir para o aperfeiçoamento da rede de transmissão.

PALAVRAS-CHAVE

Planejamento da transmissão, novas tecnologias de transmissão, desenvolvedores de tecnologias, incentivos a novas tecnologias.

1.0 INTRODUÇÃO

No modelo regulatório do setor elétrico brasileiro é prerrogativa do planejamento da transmissão propor soluções para a contínua expansão da rede, em horizonte de longo prazo, considerando condicionantes e preocupações diversas, dentre elas, as tecnologias a serem utilizadas, em particular, as novas tecnologias, com vistas ao aperfeiçoamento do Sistema Interligado Nacional - SIN.

Entretanto, para que uma tecnologia possa ser considerada pelo planejamento como alternativa a ser indicada e efetivamente implantada na prática, é fundamental também que seja atraente para os licitantes às novas concessões de obras de transmissão, pois são esses os que efetivamente vão viabilizá-las.

Assim, a ampliação do leque de alternativas tecnológicas disponíveis para consideração do planejamento e que ao mesmo tempo sejam atraentes para os agentes de transmissão aumenta as possibilidades de soluções mais adequadas ao aperfeiçoamento do sistema. Isto faz com que os desenvolvedores de tecnologia exerçam um papel importante na ampliação de opções e, assim, precisam ser estimulados para obtenção de resultados. Mas o planejamento, com sua responsabilidade de efetivamente indicar as soluções, acaba exercendo uma grande influência, tornando-se um indutor ao uso das tecnologias empregadas na expansão da rede de transmissão, seja pela escolha de novas soluções tecnológicas ou pela repetição de soluções em uso corrente. Isto, não apenas no uso pontual de soluções em empreendimentos específicos, mas também na disseminação mais ampla através de uma cadeia de agentes do setor elétrico.

Este artigo faz uma reflexão sobre a atuação do planejamento no que se refere às suas possibilidades como indutor do uso de novas tecnologias na transmissão, sobre a importância de alguns dos atores envolvidos nesse processo e apresenta sugestões para incentivar o desenvolvimento e o uso de novas tecnologias que venham a contribuir para o aperfeiçoamento da rede do SIN.

Novas tecnologias que produzam benefícios efetivos ao sistema, em consonância com as políticas públicas e a regulamentação vigente, que possam ser medidos por indicadores objetivos, dentre os quais se destacam a redução de perdas, a mitigação de impactos ambientais, o aumento da confiabilidade, dentre outros.

(*)Avenida Rio Branco,1 - 11º andar - CEP 20090-003 – Rio de Janeiro – RJ – BRASIL Tel.:(021)3512-3322 – Fax: (021)3512-3198 – e-mail: dourival.carvalho@epe.gov.br

O planejamento do setor energético no Brasil é de responsabilidade do Ministério das Minas e Energia – MME, que tem o apoio da Empresa de Pesquisa Energética – EPE, criada com a finalidade de prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar esse planejamento. Na sua ação, a EPE, sob orientação do MME, coordena o processo, dele participa efetivamente e com frequência conta com o suporte das principais empresas do setor elétrico brasileiro.

O planejamento da transmissão tem como objetivo permanente propor soluções para a expansão da rede integrante do Sistema Interligado Nacional, em horizonte de longo prazo, para atender com qualidade, confiabilidade e modicidade tarifária a demanda por energia elétrica no país, respeitando a regulação vigente, prazos, características e demais condicionantes do setor.

Dentre essas características destacam-se as enormes dimensões territoriais e a matriz energética predominantemente hídrica, ainda com grande potencial de recursos a explorar, situados a distâncias cada vez maiores dos grandes centros consumidores. Atualmente, por exemplo, propor soluções para interligar plenamente a região Amazônica, com suas dificuldades geográficas naturais é um grande desafio.

Quanto aos demais condicionantes para expansão da transmissão, além dos tradicionalmente presentes, tais como custos, tecnologias empregadas e impactos ambientais e sociais, somam-se novos desafios decorrentes de demandas e preocupações mais recentes que repercutem no planejamento, dentre os quais, a necessidade crescente de incorporação de novas fontes de geração, notadamente as renováveis e distribuídas (eólica, bio massa, PCH, solar).

É oportuno citar que a Inter Academy Council – IAC, em seu relatório, Lighting the way [ 1 ], põe em destaque o papel da transmissão de energia como instrumento para redução do aquecimento global, concluindo que aprimoramentos na capacidade de transmissão de longa distância muito pode ser feito pela expansão da base de recursos (fontes) e pela redução dos custos associados com o desenvolvimento da energia renovável. Outra responsabilidade do planejamento, de vital importância para o SIN, é o de minimizar as perdas de transmissão nos novos empreendimentos. Com esse objetivo dedica grande esforço na fase de concepção dos novos empreendimentos, procurando sempre apresentar soluções que tragam os maiores benefícios ao sistema. Isto porque, uma vez implantado o empreendimento, a regulação atual do setor elétrico brasileiro não estimula o agente de transmissão a reduzir suas perdas a níveis inferiores aos estipulados no contrato de concessão. As perdas de transmissão são pagas pelos geradores e pelas cargas. Cabe, portanto, ao planejamento, zelar pela minimização das perdas referentes aos novos empreendimentos de transmissão.

Diante desses condicionantes, o planejamento precisa propor soluções factíveis, para a contínua expansão da transmissão, que possam ser aplicadas em prazos aceitáveis.

3.0 SOLUÇÕES ATRAENTES PARA OS AGENTES DE TRANSMISSÃO

Na concessão de novos empreendimentos de transmissão no Brasil, desde quando regulada através de processo licitatório inverso, que premia o licitante de menor receita anual garantida, foi estabelecido um ambiente de extrema competição entre os potenciais agentes de novos empreendimentos, com gradual redução de custos, refletido nos deságios.

A perda de receita anual em decorrência de desempenho abaixo do fixado em contrato (Parcela Variável), segundo regras bem estabelecidas, é outro fator restritivo que tem exigido grande atenção dos agentes.

Nesse ambiente, e em função das demais dificuldades que percebem, os agentes ajustam suas estratégias. Os prazos para implantação não permitem folga considerável aos empreendedores, que mesmo assim, procuram antecipá-los, com vistas à obtenção de ganhos financeiros adicionais.

Assim, as soluções indicadas para leilão precisam ser atraentes em termos de retorno econômico e baixo risco tecnológico, tornando pràticamente inviável a adoção de soluções completamente novas ou pelo menos não testadas em aspectos fundamentais, sob risco de não haver competição, ou mesmo de não haver pretendentes nos leilões.

4.0 AMPLIAÇÃO DO LEQUE DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS

Diante do desafio de contínuo aperfeiçoamento, de procurar soluções cada vez melhores para problemas conhecidos, ou do desafio de novos problemas, reveste-se de importância a ampliação do leque de alternativas tecnológicas disponíveis para consideração do planejamento. Pois, como já comentado, o planejador só deve lançar mão de soluções que, na sua avaliação, possam efetivamente ser implantadas.

Dessa forma, na seleção de novas tecnologias devem ser considerados, dentre outros aspectos:

• O estado da arte da tecnologia, incluindo as experiências ou eventuais tentativas de aplicação em outros países.

• Potenciais aplicações no Brasil, no curto e longo prazo, como parte de uma solução sistêmica.

• Uma análise técnico-econômica que justifique a inserção da tecnologia em situação selecionada da Rede Básica.

• Os equipamentos necessários para implantação, incluindo eventuais alterações em equipamentos da rede existente.

• Os fabricantes locais e internacionais com capacidade de fornecimento em prazos desejáveis. • Uma avaliação de prazo factível para implantação.

• Uma avaliação favorável dos condicionantes para implantação, operação e manutenção.

E, fundamentalmente, que exista receptividade por parte dos agentes de transmissão quanto à sua viabilidade, sem os quais não será possível seu uso.

Por conseguinte, reveste-se de extrema importância, na ampliação do leque de alternativas tecnológicas postas à disposição do planejamento, que fabricantes, pesquisadores, projetistas, construtoras, empreendedores, e agentes de transmissão, de modo geral, tornem público suas inovações e correspondentes aplicações.

5.0 NOVAS TECNOLOGIAS E O PAPEL ESTRATÉGICO DOS DESENVOLVEDORES

A experiência leva o planejamento a desenvolver uma percepção quanto ao potencial uso de certas tecnologias, tornando-se por esta razão, um importante selecionador de sugestões para análise. Dentre as tecnologias com potencial de análise e eventual uso, desde que atendam aos principais requisitos de seleção do planejamento, podem ser citadas no momento:

• Transmissão em + 800 kV CC • Transmissão em CC multiterminal. • Transmissão em 1000 kV CA • Novas alternativas em LPNE • Transmissão em meia onda.

• Transmissão em 765 kV CA com alta capacidade. • Diferentes formas de FACTs

Mas, não apenas o planejamento tem a experiência em propor novas tecnologias ou novos usos de tecnologias conhecidas. Os centros de pesquisa, as universidades, as associações profissionais e os demais desenvolvedores, constituem algumas das referências importantes para adoção de novas tecnologias, sem esquecer, naturalmente, dos fabricantes. Todos devem procurar sugerir para o aperfeiçoamento do planejamento. Assim, renova-se o papel estratégico dos desenvolvedores de tecnologias, que precisam ser incentivados.

temático sugerido pela Aneel, o que pode resultar ao final da pesquisa, em potencial valiosa contribuição para o desenvolvimento de novas tecnologias. Mas essa pesquisa, muitas vezes, em função de carregar o viés do interesse pontual da empresa de transmissão e desta dependerem a divulgação dos resultados, corre o risco de permanecer no restrito universo dos que a desenvolveram. Assim, quando isso ocorre, não é disseminada para os demais agentes, sequer para o planejamento.

Para que esse esforço de pesquisa e desenvolvimento como previsto na legislação, seja relevante para o aprimoramento da expansão da rede de transmissão é necessário que a escolha dos temas e objetivos estejam em sintonia com a visão do planejamento e os resultados disponibilizados para todos os agentes de transmissão. Os desenvolvedores, por sua vez, no papel fundamental que exercem, precisam interagir permanentemente com o planejamento e com os demais agentes, sendo de igual importância sua percepção quanto às pesquisas a serem desenvolvidas, considerando além das necessidades percebíveis do setor, as tendências futuras e demais aspectos, tais como os recursos necessários, aplicabilidade e prazos para obtenção de resultados. Novas tecnologias que tragam benefícios palpáveis para o SIN e que possam ser consideradas como alternativa real pelo planejamento.

6.0 INDICAÇÃO DE SOLUÇÕES CONHECIDAS

Nas soluções tradicionais do planejamento, por premência para indicação de soluções em prazos apertados diante das urgências de expansão, ou mesmo, na falta de alternativas elegíveis, comumente lança-se mão de alternativas tecnológicas conhecidas e já implantadas. Esse tem sido o procedimento que remonta aos grupos de estudos do antigo Comitê Coordenador do Planejamento da Expansão dos Sistemas Elétricos – CCPE [ 2 ], que difere usualmente do procedimento utilizado em estudos especiais de expansão, tais como os da transmissão de Itaipu ou, mais recentemente, do Madeira.

Mas essa expansão gradual e mais tradicional do sistema de transmissão tem impacto importante na sua conformação e desempenho, merecendo igualmente atenção. Para uma nova linha de transmissão, por exemplo, identificada como necessária nas etapas iniciais do planejamento admite-se, quase sempre, que terá parâmetros iguais aos de linha de transmissão de mesma categoria já implantada na região, considerada como solução de referência. Esse procedimento pode levar à reprodução de boas soluções, mas, também, a de soluções que já deveriam ter sido melhoradas ou mesmo abandonadas.

No sentido de procurar aperfeiçoar soluções é oportuno que se estabeleçam procedimentos para divulgação pública e sistemática de indicadores de desempenho das linhas de transmissão e dos principais elementos integrantes do SIN. Essas informações poderão contribuir para uma melhor escolha de alternativas, ou mesmo de subsídios para aperfeiçoamentos e para novos desenvolvimentos tecnológicos.

7.0 O PLANEJAMENTO COMO INDUTOR DE INOVAÇÕES

A indicação de soluções que utilizem nova tecnologia contribui para sua disseminação no setor elétrico, em intensidade tanto maior quanto maior a quantidade de diferentes agentes de transmissão envolvidos. Alguns exemplos são ilustrativos desse movimento, como comentado a seguir.

Um deles, bastante relevante e atual é o do sistema de transmissão de integração das usinas do Madeira, cuja solução inédita foi planejada com dois back-to-back de 400 MW para atendimento local à Porto Velho (RO) e dois elos de corrente contínua com linhas de transmissão com cerca de 2375 km de extensão cada, em paralelo, ligando Porto Velho (RO) a Araraquara (SP). Cada elo com capacidade de transmitir 3150 MW, em + 600 kV, 4 condutores de 2312 MCM por pólo, como ilustrado na Figura 1. O ineditismo maior dessa solução está na extensão das linhas de transmissão, mas outras tecnologias novas serão incorporadas, tais como as utilizadas nas pontes conversoras e nos controles.

Itá Manaus S. Antônio Abunã Jirau Rio Branco Santarém S.Maria V.Conde Altamira

Itaituba Tucuruí São Luiz Marabá Colinas MiracemaSobradinho Irecê Sinop Ji -Paraná Colorado Jauru Cuiabá Gurupi S.Mesa Rianópolis Marimbondo C.Alta Gov.Mang Vitória Itaipu Candiota Porto Alegre Curitiba Blumenau Garabi C.Novos Fortaleza Natal Açu Salvador Maceió Xingo Aracaju BH Recife P.Dutra S.J.Piaui Imperatriz Teresina Sec MG Sec SP Itá Manaus Madeira Abunã Rio Branco Santarém S.Maria V.Conde Altamira

Itaituba Tucuruí São Luiz Marabá Colinas MiracemaSobradinho Irecê Sinop Ji -Paraná Colorado Jauru Cuiabá Gurupi S.Mesa Rianópolis Gov.Mang Vitória Terminal SP (Araraquara) Itaipu Candiota Porto Alegre Curitiba Blumenau Garabi C.Novos Fortaleza Natal Açu Salvador Maceió Xingo Aracaju

Terminal RJ (Nova Iguaçu)

BH Recife P.Dutra S.J.Piaui Imperatriz Teresina Ribeirãozinho

Terminal Centro (Emborcação)

2 bipolos CC 3150 MW, + 600 kV

~2₄₀ 0 k_m

Figura 1 - Sistema de transmissão de integração do Madeira

Além disso, o resultado do leilão de concessão do sistema de transmissão, dada a constituição dos consórcios e dos lotes arrematados, deverá contribuir fortemente para a disseminação da tecnologia, por envolver alguns dos principais agentes de transmissão do país, de diferentes regiões, como sumarizado na Tabela 1. Antes da concepção do sistema de transmissão de integração do Madeira apenas Furnas detinha a experiência de transmissão CC em longa distância.

Tabela 1 – Agentes com experiência em CC após implantação da transmissão do Madeira Região do país Agentes de Transmissão

Norte Eletronorte

Nordeste Chesf

Sudeste e Centro Oeste Furnas, Cemig, Cteep, Abengoa Brasil

Sul Eletrosul

Desta forma, com a implantação do sistema de transmissão de integração do Madeira o conhecimento da transmissão em corrente contínua estará difundido para um maior número de profissionais do setor, em todas as regiões do país, com os conseqüentes benefícios para a sociedade. A corrente contínua no Brasil não mais será uma tecnologia restrita e regional.

Ainda com relação ao sistema de transmissão do Madeira deve ser destacada a implantação do primeiro

back-to-back inteiramente brasileiro no SIN, tecnologia largamente utilizada em sistemas de grande porte, como nos

Figura 2 - Disposição dos condutores na torre da LT 500 kV - Alternativa Híbrida do Madeira Dado o ineditismo da linha, a exemplo do emprego de feixe com 6 subcondutores por fase, caso a Alternativa Híbrida tivesse saído vencedora do leilão de concessão do sistema de transmissão do Madeira, haveria a necessidade de estudos detalhados, inclusive com ensaios de laboratório na fase de projeto.

Outras tecnologias, embora já utilizadas no país, mas ainda com uso limitado, poderão ser mais difundidas, na medida em que as soluções do planejamento passem a considerá-las como alternativas correntes, a exemplo do uso de condutores termo resistentes. Em travessia de larga distância na região Amazônica, com cerca de 1,5 km, foi estudada a alternativa de se utilizar esse tipo de solução, descartada posteriormente em função de dificuldades de implantação no local.

O planejamento também pode desenvolver políticas inovadoras na aplicação de tecnologias, induzindo de forma mais direcionada seu uso. O National Grid da Grã-Bretanha, por exemplo, com o objetivo de aumentar a capacidade de transmissão da rede britânica, há alguns anos abandonou a utilização de condutores tipo CAA (condutor de alumínio com alma de aço) e passou a adotar como padrão para novas linhas e reformas de linhas o condutor tipo AAAC (all-aluminum alloy conductor), por suas vantagens tecnológicas, a despeito de custos ligeiramente mais elevados [ 5 ]. Assim, tem conseguido aumentos de até 50% na capacidade de algumas linhas.

8.0 SUGESTÕES PARA INCENTIVOS AO DESENVOLVIMENTO E USO DE NOVAS TECNOLOGIAS 8.1 Fortalecimento dos desenvolvedores

Para ampliar o leque de possibilidades é importante que os agentes desenvolvedores, além de participarem intensamente do processo, sugerindo novas tecnologias, tenham o seu papel reconhecido e fortalecido. Nesse sentido, algumas estratégias podem ser consideradas, como, a título de sugestão aqui posta, uma compensação financeira, dentro de certos limites, pelos custos incorridos no desenvolvimento tecnológico efetivamente empregado em novos empreendimentos de transmissão da rede básica. Isto poderia ser feito, por exemplo, nos moldes que são atualmente ressarcidos pela Aneel, os agentes que participam dos estudos de planejamento para subsidiar os leilões de transmissão. Para os desenvolvimentos decorrentes dos programas de P&D regulados pela Aneel, o ressarcimento às empresas de transmissão poderia ser condicionado à alavancagem de novos desenvolvimentos nesses programas.

Cuidados, naturalmente, deverão ser tomados na regulamentação do incentivo para não permitir desvios, como os de pleitos para recuperação de capital investido no desenvolvimento de tecnologia que resulte em produtos com canais usuais de comercialização ou que não represente benefícios adicionais palpáveis ao sistema de transmissão.

8.2 Contrapartida aos investidores em tecnologia

Essas melhorias deverão ser aferidas através de indicadores claros, regulados, em consonância com os objetivos do planejamento, tais como a redução de perdas, o aumento da capacidade de transmissão, a mitigação de impactos ambientais, o aumento da confiabilidade, dentre outros.

Mas a implantação de uma nova tecnologia, nas condições impostas pelos leilões de concessão da transmissão, representa muitas vezes um risco maior ou mesmo não tolerável para os empreendedores. Isto porque, em decorrência do ineditismo, uma nova tecnologia pode apresentar dificuldades temporárias, na fase inicial de implantação que demande ajustes ou correções e que tenham conseqüências na operação ou desempenho. Sendo assim, nessa fase e apenas durante esse período, haveria uma tolerância diferenciada com relação ao desempenho especificado (tolerância na PV). Essa tolerância inicial poderá representar na percepção do agente de transmissão uma redução de risco a níveis toleráveis que o estimule a participar de um novo empreendimento que utilize a nova tecnologia.

Alguns exemplos notáveis podem ser citados que reforçam a dificuldade que determinadas tecnologias quando novas enfrentaram nos seus primeiros tempos de aplicação. As primeiras conversoras de corrente contínua em extra alta tensão com tiristores, como a de Itaipu, levaram certo tempo para ajustes e correções de equipamentos importantes para se tornarem sistemas de alta confiabilidade. Os primeiros compensadores estáticos também passaram por dificuldades semelhantes.

9.0 CONCLUSÕES

As reflexões apresentados neste artigo evidenciam o papel do planejamento da transmissão como indutor do uso de novas tecnologias na expansão da rede do SIN e na disseminação conseqüente dessas tecnologias no setor elétrico.

Alguns exemplos ilustrativos desse papel foram apontados, com destaque para a solução indicada pelo planejamento para o sistema de transmissão de integração do Madeira, que provocou a retomada da tecnologia de transmissão em corrente contínua em longa distância (HVDC) e a introdução da tecnologia de back-to-back no Brasil.

A tecnologia de transmissão em HVDC, a despeito das nossas distâncias continentais, não estava sendo aplicada em novos projetos no país, desde o uso pioneiro por Furnas, nos anos 70, na transmissão de Itaipu. O projeto de transmissão de integração do Madeira, por suas características, permitirá que essa tecnologia e seus avanços possam ser absorvidas por agentes de transmissão de todas as regiões do país, disseminando o conhecimento e potencializando novas aplicações.

Este papel do planejamento de indutor de novas tecnologias é renovado diante dos desafios atuais, dentre os quais, o de perseguir a modicidade tarifária, a minimização das perdas de transmissão e os aprimoramentos na capacidade de transmissão de longa distância, para proporcionar a expansão da base de recursos (fontes) e da redução dos custos associados com o desenvolvimento da energia renovável.

Mas as soluções indicadas pelo planejamento, para serem levadas aos leilões de transmissão precisam ser factíveis na avaliação dos agentes de transmissão que irão implantá-las, tornando pràticamente inviável soluções não testadas em aspectos fundamentais, sob risco de não haver competição, ou mesmo de não haver candidatos nos leilões.

A despeito da experiência do planejamento na identificação do potencial de certas tecnologias novas, a ampliação desse leque exige a participação de fabricantes, pesquisadores, projetistas, empreendedores, e agentes de transmissão, de modo geral, que precisam ser incentivados. Nesse sentido, a título de sugestão, com o objetivo de ampliar as possibilidades do uso de novas tecnologias no planejamento, foram feitas as seguintes recomendações:

• escolha dos temas e objetivos dos programas de P&D da Aneel quando voltados para o planejamento em sintonia com a visão do planejamento e os resultados disponibilizados para todos os agentes de transmissão.

• divulgação pública e sistemática de indicadores de desempenho das linhas de transmissão e dos principais elementos integrantes do SIN.

• compensação financeira aos desenvolvedores de novas tecnologias, regulada, dentro de certos limites, pelos custos incorridos no desenvolvimento efetivamente empregado em novos empreendimentos de transmissão da rede básica.

responsabilidade de sugerir alternativas para um maior engajamento dos demais agentes nesse processo, com destaque para os desenvolvedores de tecnologias e os empreendedores de novos obras de transmissão.

10.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[ 1 ] Lighting the way, The InterAcademy Council - IAC Report, 2007.

[ 2 ] Portaria no 150 do Ministério de Minas e Energia, 16 de dezembro de 1999.

[ 3 ] Bahrman, Michael P.; Johnson, Brian k.; The ABCs of HVDC Transmission Technologies, IEEE Power and Energy Magazine, pp 32-44, march/april 2007.

[ 4 ] Estudo de Alternativas para Linhas de Transmissão Integrando o Complexo Hidroelétrico do Rio Madeira ao Sistema Interligado Nacional, relatório Cepel DIE-29414/07 de outubro de 2007.