Workshop Infraestrutura - Energia. Desafios para a expansão solar fotovoltaica no Brasil

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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

(2)

AGENDA

1 Potencial

2 Projeções

Desafios para a

expansão fotovoltaica no Brasil

(3)

Potencial

(4)

(5)

(6)

(7)

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

(8)

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

(9)

Projeções

(10)

 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

PV

(11)

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$

/MWh

Custo Nivelado Médio (Com Convênio ICMS 6)

Tarifa Real Média (Base 2013)

(12)

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

1,6

GWp

0,8

GWp

1,3

GWp

1,4

GWp

 Projeção da geração fotovoltaica

(13)

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 Ger ação (M Wm éd )

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

(14)

 Perspectivas da penetração da energia solar

(geração distribuída) no Brasil (não só residencial)

0

25

50

75

100

20

14

20

16

20

18

20

22

20

24

20

26

20

28

20

30

20

32

20

34

20

36

20

38

20

40

20

42

20

44

20

46

20

48

20

50 GW

78 GW

4,9 GW

(15)

Desafios

(16)

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)

(17)

Evolução da curva de carga diária no SIN

Fonte: EPE/GIZ, NT 01/2015

(18)

National grid expansion

≥ 500 kV

+ 60,035 km

≤ 440 kV

+ 20,150 km

TOTAL

+ 80,185 km

HYDRO

WIND

/PV

(19)



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

% 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

(20)

(21)

Geração solar em um dia típico

(planta única e média de várias plantas em um mesmo sítio)

(22)

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

≈40%

1,700 MW

Simulation of operation Nortneast wind farms

considering real conditions

(4.336 MW, 167 wind farms)

Date: 2015, October 2

nd

(23)

“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.

(24)



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:

(25)

 Additional Power or Energy Storage capacity to be contracted

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

De c-15 Ju n-16 De c-16 Ju n-17 De c-17 Ju n-18 De c-18 Ju n-19 De c-19 Ju n-20 De c-20 Ju n-21 De c-21 Ju n-22 De c-22 Ju n-23 De c-23 Ju n-24 De c-24 Ju n-25 De c-25 Pr ob abil id ade d e Oc orr ê n cia ( %)