Novos Modelos de Negócio no Mercado da Eletricidade
por
Albino Costa da Silva
Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Economia e Gestão do
Ambiente pela Faculdade de Economia da Universidade do Porto
Orientada por:
Professora Doutora Maria Isabel Rebelo Teixeira Soares
Nota biográfica
Albino Costa da Silva nasceu a 25 de janeiro de 1962 em Vila Nova de Famalicão. É Bacharel, Licenciado e Mestre em Engenharia Eletrotécnica – Sistemas Elétricos de Energia pelo Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), Instituto Politécnico do Porto (IPP).
É Mestre em Gestão de Serviços pela Faculdade de Economia da Universidade do Porto. Concluiu o Curso de Mestrado em Economia e Gestão do Ambiente da Faculdade de Economia da Universidade do Porto.
Tem o curso de Pós-Graduação em Organização e Gestão de Empresas da Universidade Católica Portuguesa (Porto, 1992) e o curso (5º ano incompleto) da Licenciatura em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores – Sistemas de Telecomunicações (ISEP-PP). Iniciou a sua atividade profissional em maio de 1981 na empresa Correios e
Telecomunicações de Portugal/Telefones de Lisboa e Porto (CTT/TLP) e, desde essa data até finais do ano 2015, a sua atividade esteve sempre ligada a empresas construtoras das infraestruturas e da prestação de serviços nos setores das Telecomunicações, Redes Elétricas de Energia, Redes de Gás e das Tecnologias de Informação e Comunicações. Nesse percurso profissional acumula mais de 30 anos no exercício de cargos de direção nomeadamente, na direção técnica, direção de infraestruturas e direção de operações em empresas com mais de 400 colaboradores, empresas cuja atividade principal era a prestação de serviços às maiores operadoras de utilities como os Serviços de Telecomunicações e Redes Elétricas de Energia.
Esteve também ligado aos maiores Projetos de Redes de Telecomunicações realizados nos últimos anos em Portugal, Angola e Moçambique, quer como Responsável de Operações quer como Técnico Responsável.
Atualmente exerce a atividade de Engenheiro Eletrotécnico como profissional liberal, nas áreas das Telecomunicações e das Energias Elétricas sendo responsável pelo projeto a nível nacional “Phase Out da Rede Exterior de Telecomunicações” do Operador incumbente de Telecomunicações português.
É Membro Efetivo (E2) da Ordem dos Engenheiros (Colégio Eletrotécnica), Membro Efetivo Sénior da Ordem dos Engenheiros Técnicos (Sistemas de Potência) e Engenheiro Técnico Especialista em Telecomunicações.
Agradecimentos
A todos os colegas de mestrado pelos dois anos de convívio e partilha de conhecimentos, e a todos os professores pelos ensinamentos proporcionados.
Um agradecimento à Professora Doutora Isabel Soares, pelos ensinamentos sobre energia, muito particularmente sobre a eletricidade, num contexto onde não se fala do multiplicador de Lagrange, da matriz Jacobiano ou da matriz de Impedâncias
Nodais, entre outras. Um muito obrigado, pela sua disponibilidade e ajuda, na conclusão desta dissertação.
Resumo
Nos últimos anos, tem-se assistido a um crescimento acelerado nos consumos de energia, particularmente da energia elétrica. Esse crescimento deve-se ao crescimento acentuado da população a nível global e a uma maior eletrificação da economia, nomeadamente na indústria, serviços, transportes, edificado e outras utilizações domésticas. Contudo, continua a haver milhões de pessoas em situação de pobreza energética. A eletricidade representava, em 2018, 19% do consumo final total de energia; o Cenário de Novas Políticas energéticas, traçado pela AIE para os próximos 25 anos, estima que em 2040 a eletricidade represente 24% do consumo final total de energia total (IEA, 2019). Este crescimento, a que também está associado uma maior intensidade energética, coloca desafios permanentes aos operadores da indústria, qualquer que seja a sua posição na cadeia de valor – produção, transporte, distribuição e comercialização –, bem como às autoridades reguladoras. Todavia, o maior desafio que a comunidade científica terá de resolver, está relacionado com os impactes ambientais negativos que toda esta cadeia de valor provoca nos ecossistemas.
Perante a realidade de excesso de poluição e de escassez na oferta de energia, têm sido procuradas novas formas produção de eletricidade e de operação dos sistemas elétricos de energia. Do lado do consumo procuram-se soluções que reduzam a intensidade energética e melhorem a gestão da procura, como as relacionadas com a eficiência energética e o armazenamento (storage). Do lado da produção procuram-se soluções focadas no desenvolvimento e aperfeiçoamento de sistemas de geração distribuída, baseados em fontes de origem renovável; o foco desta tese será na energia fotovoltaica. Apoiados na inovação e no envolvimento dos consumidores estas soluções potenciam o aparecimento de Novos Modelos de Negócio que combinam a viabilidade económica com os benefícios ambientais e sociais. O presente estudo pretende enquadrar a situação atual da indústria da eletricidade e perceber as oportunidades de negócio que podem ser exploradas em Portugal no setor solar fotovoltaico.
Abstract
In recent years, there has been an increase in the consumption of energy, particularly electrical energy. This increase is due to accentuated growth of the world’s population and a greater electrification of the economy, especially in industry, services,
transportation, buildings and other domestic utilizations. However, there are still millions of people living in a situation considered as energetic poverty. Electricity represented in 2018, in terms of energy consumption, 19% of that total; as per the “New Energy Policy Scenario”, brought forward by the AIE for the next 25 years, it is
estimated that in 2040, electricity will represent up to 24% of the total energy
consumption (AIE 2019). This growth in consumption, also associated with a greater energetic intensity, poses permanent challenges to industry operators, independent of their position in the value chain – production, transport, distribution and
commercialization – as well the regulatory authorities. Albeit, the greatest challenge that the scientific community must try to resolve, is regarding the negative
environmental impact that the entire value chain causes to ecosystems.
In the face of such scenarios, excess pollution and scarcity of energy resources and supply, new ways of producing electricity are being procured as well as operating the electrical energy systems. On a consumption level, they are looking for solutions that reduce energetic intensity and improve supply management, especially those related to energetic efficiency and storage. On the production side, solutions are being developed that focus on the development and improvement of systems that distribute the energy generated, based on renewable power supplies; the focus of this thesis will be
photovoltaic solar energy. Supported by innovation and consumer involvement, these solutions boost the emergence of New Business Models that combine economic viability with environmental and social benefits. This study aims to define and frame the current situation of the electrical industry and to understand the business
opportunities that can be explored, in Portugal, within the photovoltaic solar energy sector.
Índice
1 INTRODUÇÃO...1
1.1 OBJETIVOERELEVÂNCIADOESTUDO... 4
1.2 ESTRUTURADA DISSERTAÇÃO... 5
2 ENQUADRAMENTO...6
2.1 ASNECESSIDADESCRESCENTESDEENERGIAELÉTRICA...6
2.2 FUNDAMENTOSDA PROCURADE ELETRICIDADE...8
2.3 ASCONSEQUÊNCIASAMBIENTAISDOAUMENTOGLOBALDAPROCURADEELETRICIDADE...9
2.3.1 A relevância das energias renováveis na gestão da procura da eletricidade...16
3 REVISÃO DA LITERATURA: NOVOS MODELOS DE NEGÓCIOS...22
3.1 O QUESÃO MODELOSDE NEGÓCIO... 22
3.1.1 Os Modelos de Negócio e a Inovação...27
3.1.2 Os Modelos de Negócio e o Desenvolvimento Sustentável...31
3.1.3 Os Modelos de Negócio e a Regulação...35
3.1.4 Os Modelos de Negócio na indústria da energia elétrica...36
3.1.5 Novos modelos de negócio na indústria da eletricidade...39
3.1.6 Novos modelos de negócio de produtos inovadores...43
4 METODOLOGIA DE INVESTIGAÇÃO...46
4.1 QUESTÃOPRINCIPALEHIPÓTESESDEINVESTIGAÇÃO...47
4.1.1. METODOLOGIADEANÁLISE...48
4.2. RECOLHAEANÁLISEDESCRITIVADOSDADOS...49
4.2.1. ABUNDÂNCIADEENERGIAPRIMÁRIA...49
4.2.2. EVOLUÇÃOTECNOLÓGICA...51
4.2.3. CUSTOSDEINSTALAÇÃO...56
4.2.4. CAPACIDADEDEINSTALAÇÃODASUNIDADESDEPRODUÇÃO: LOCAISPARAA INSTALAÇÃOELICENÇASPARAINJEÇÃONAREDE...57
4.2.5. RECURSOSHUMANOSECRIAÇÃODEEMPREGO...64
4.2.7. CUSTOSDECONTEXTO: INSTALAÇÃOEMANUTENÇÃO, FINANCIAMENTOEFONTES
PRIMÁRIAS... 69
4.2.8. PREÇOSDE VENDANUMCONTEXTODEMERCADOLIVRE...73
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS...78
6 CONCLUSÃO...81
6.1 CONTRIBUTOSPARAA ECONOMIAE GESTÃODO AMBIENTE...84
6.2 LIMITAÇÕESDOESTUDO... 84
6.3 RECOMENDAÇÕESDE PESQUISAS FUTURAS...85
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...86
7.1 BIBLIOGRAFIA... 86
7.2 LISTADESÍTIOSCONSULTADOS... 91
8 ANEXO I...101
CARATERÍSTICASDEUM SISTEMA ELÉTRICODE ENERGIA (SEE): OCASOPORTUGUÊS...101
8.1.1 Produção... 102 8.1.2 Transporte... 105 8.1.3 Distribuição... 108 8.1.4 Mercados... 111 8.1.5 Comercialização e Consumo...113 8.1.6 Gestão de Sistema... 116
8.2 O PAPELDO REGULADORNUM SEE LIBERALIZADO...117
9 ANEXO II...117
9.1 FIGURAS... 117
Índice de Figuras
FIGURA 13: CRESCIMENTO/DIMINUIÇÃOANUALDACAPACIDADELÍQUIDAINSTALADADEGERAÇÃODEELETRICIDADE NA ALEMANHA. FONTE: (ISE, 2019 B)... 61
FIGURA 14: INFLUÊNCIADASPOLÍTICASPÚBLICASNAEVOLUÇÃOANUALDACAPACIDADEINSTALADAPARAASVÁRIAS TECNOLOGIASRENOVÁVEISCOMDESTAQUEPARAAFOTOVOLTAICA (2001 E 2021). FONTE: (IEA, 2016).68
FIGURA 1: DISTRIBUIÇÃODAENERGIAPROVENIENTEDEFONTESRENOVÁVEISEMPERCENTAGEMDOCONSUMO BRUTOFINALDEENERGIANOSDIVERSOSESTADOS MEMBROSDAUNIÃOEUROPEIA. FONTE: EUROSTAT (2019
NRG_IND_REN)...117
FIGURA 2: ENERGIAELÉTRICAPRODUZIDA, EM 2017, NOMUNDODISCRIMINADAPORFONTEPRIMÁRIA. FONTE:
IEA, 2019...118
FIGURA 3: TOTALDEEMISSÕESDE CO2 DA EU DISCRIMINADOPOR ESTADO-MEMBRO, REFERENTESA 2015.
FONTE: AGÊNCIA EUROPEIADO AMBIENTE; EUROSTAT...118
FIGURA 4: EVOLUÇÃODEEMISSÕESDE CO2 NA EU ESTIMATIVASPARAOSANOS 2020 E 2030. FONTE: AGÊNCIA
EUROPEIADO AMBIENTE...119
FIGURA 5: EVOLUÇÃODAINTENSIDADE. FONTE: IEA, (2019 D)...119
FIGURA 6: EVOLUÇÃODOCRESCIMENTOGLOBALDOCONSUMODEENERGIA, DASEMISSÕESDE CO2 EDO PIB. FONTE: IEA, (2019C)...120
FIGURA 7: EVOLUÇÃODAPRODUÇÃODEENERGIAELÉTRICAEM PORTUGALNOPERÍODO 2000 A 2018,
DISCRIMINADOPORFONTEPRIMÁRIA. FONTE: APREN, (2019)...120
FIGURA 9: MAPASDAIRRADIAÇÃONORMALDIRETA (KWH/M2) DE PORTUGAL ALEMANHA (MÉDIADOSANOS 1994 A 2016). FONTE: SOLARGIS (2019 A, B)... 121
FIGURA 10: MAPASDAIRRADIAÇÃOGLOBALNUMPLANOHORIZONTAL (KWH/M2) DE PORTUGAL ALEMANHA
(MÉDIADOSANOS 1994 A 2016). FONTE: SOLARGIS (2019 A, B)...121
FIGURA 11: MAPASDO “POTENCIAL” DA POTÊNCIA FOTOVOLTAICA (KWH/KWP) DE PORTUGAL ALEMANHA
(MÉDIADOSANOS 1994 A 2016). FONTE: SOLARGIS (2019 A, B)...122
FIGURA 12: EVOLUÇÃODOCRESCIMENTODASVÁRIASTECNOLOGIASFOTOVOLTAICASEPREVISÕESPARA 2 CENÁRIOS DECRESCIMENTO; MANTENDOASPOLÍTICASATUAISOUREORIENTANDO-AS. FONTE: EPIA, IHS SOLARAND
SNE RESEARCH (2017)...122
FIGURA 15: EVOLUÇÃOCUSTOSMÉDIOSPONDERADOSDEGERAÇÃODEENERGIASOLAREEÓLICA. FONTE: (IEA,
2016 B)...123
FIGURA 16: EVOLUÇÃODOSPREÇOSDEENERGIAFOTOVOLTAICANA ALEMANHA, TARIFAS FEED IN (FIT). FONTE:
(ISE, 2019 C)...123
FIGURA 17: EVOLUÇÃODASTARIFASREFERÊNCIASAOLONGODOSANOS, DAMICROEMINIPRODUÇÃO. FONTE:
Índice de tabelas
TABELA 3: VALORESDASGRANDEZASUTILIZADASNAAVALIAÇÃODORECURSOSOLARREFERENTESA PORTUGALE
ALEMANHA. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: SOLARGIS (2019 A, B)...51
TABELA 21: SÍNTESEDOSRESULTADOSDASITUAÇÃOATUALDAINDÚSTRIAFOTOVOLTAICAEM PORTUGALE
ALEMANHA. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: IRENA (2019)...79
TABELA 1: PRODUÇÃOTOTALDEENERGIAELÉTRICANOSPAÍSESDA OCDE NOANO 2017, DISCRIMINADOPOR FONTEDEENERGIAPRIMÁRIA. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: IEA, 2018...125 TABELA 2: ENERGIAPROVENIENTEDEFONTESRENOVÁVEIS (% DOCONSUMOFINALBRUTODEENERGIA)
ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: EUROSTAT, (2018)...126
TABELA 4: RESULTADOSDEVÁRIOSPARÂMETROSRELATIVOSÀEFICIÊNCIA (PORCÉLULAEMÓDULO), PARAAS VÁRIASTECNOLOGIAS. PRODUÇÃOPRÓPRIA. ADAPTADODE ITTEN, R., E STUCKI, M. (2017)...127
TABELA 5: PREVISÕESDASQUOTASDEMERCADOPARAOSVÁRIOSTIPOSDEPAINÉISFOTOVOLTAICOPARAOSANOS
2014, 2020 E 2030. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE IRENA AND IEA-PVPS (2016)...127
TABELA 6: RANKINGDOSFABRICANTESDEPAINÉISMAISEFICIENTES. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: ENERGYSAGE,
(2019)...128
TABELA 7: RANKINGDOSFABRICANTESDEPAINÉISFINANCEIRAMENTEMAISEFICIENTES. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: (BLOOMBERG, 2019)...128
TABELA 8: TABELACOMPARATIVADEEMPRESASDEDICADASAOCOMÉRCIODEEQUIPAMENTOSFOTOVOLTAICOS. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: ENFSOLAR (2019)...128
TABELA 9: UNIDADESDEPRODUÇÃOFOTOVOLTAICAQUEENTRARAMEMEXPLORAÇÃOEM 2018. ELABORAÇÃO PRÓPRIA. FONTE: DGEG (2019 A)... 129
TABELA 10: POTÊNCIAINSTALADAEENERGIAPRODUZIDAEM UNIDADESDE PRODUÇÃO UPP E UPAC.
ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: DGEG (2019 B)...129
TABELA 11: POTÊNCIAINSTALADAEENERGIAPRODUZIDAEM UNIDADESDEMICROEMINIPRODUÇÃO
FOTOVOLTAICA. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: DGEG (2019 B)...130
TABELA 12: REGISTODEPOTÊNCIAINSTALADAEMUNIDADESDEMICROEMINIPRODUÇÃOFOTOVOLTAICA, POR CATEGORIA. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: DGEG (2019 C)...130 TABELA 13: UNIDADESDE PRODUÇÃOFOTOVOLTAICAQUEENTRARAMEMEXPLORAÇÃOENTRE 2000 E 2017.
ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: (ISE, 2019 A)...131
TABELA 14: UNIDADESDEPRODUÇÃOFOTOVOLTAICADISTRIBUÍDOSPORPOTÊNCIADEINSTALAÇÃOEMCAPACIDADE INSTALADAEQUANTIDADE (2017). ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: (ISE, 2019 A)...131
TABELA 15: EMPREGONASENERGIASRENOVÁVEISEMTODOOMUNDOPORTECNOLOGIA. ELABORAÇÃOPRÓPRIA.
FONTE: IRENA, (2019 C)...131
TABELA 16: DISPOSIÇÕESMAISRELEVANTESRELACIONADASCOMOSASPETOS LEGISLATIVOSE NORMATIVOSE LEGISLAÇÃORELACIONADACOMPRODUÇÃOFOTOVOLTAICA. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: DGEG, (2019 A)... 133
TABELA 17: DISPOSIÇÕESMAISRELEVANTESRELACIONADASCOMOSASPETOS LEGISLATIVOSE NORMATIVOSEA PRINCIPALLEGISLAÇÃORELACIONADACOMPRODUÇÃOFOTOVOLTAICA. ELABORAÇÃOPRÓPRIA. FONTE: (IEA,
2019 G)... 135
TABELA 18: SÍNTESEDASITUAÇÃOATUALDAINDÚSTRIADAELETRICIDADE, ASOPORTUNIDADESEOFOCODOS POTENCIAISNOVOSMODELOSDENEGÓCIO. ELABORAÇÃOPRÓPRIA...136
TABELA 19: SÍNTESEDOSPRESSUPOSTOSEDASOPORTUNIDADESDAELETRICIDADESOLARFOTOVOLTAICA.
ELABORAÇÃOPRÓPRIA...136
TABELA 20: SÍNTESEDAANÁLISECOMPARATIVADOCONJUNTODEHIPÓTESESCONSIDERADAS. ELABORAÇÃO PRÓPRIA...138
Quadro de Abreviaturas e Siglas
AC Corrente Alternada
ADENE Agência para a Energia
AEA Agência Europeia do Ambiente
APREN Associação Portuguesa de Energias Renováveis
BTN Baixa Tensão Normal
CAE Custos de Aquisição de Energia CAPEX Capital Expenditure
CE Comissão Europeia
CO2 Dióxido de Carbono
COP 21 Conferência do Clima de Paris; 21ª Conferência das Partes COP 23 Conferência das Nações Unidas sobre Alterações Climáticas
CRM Customer Relationship Management
DC Corrente Contínua
DGEG Direção Geral de Energia e Geologia
EE Eficiência Energética
ER Energias Renováveis
ENF SOLAR Plataforma de Comércio empresas da indústria de Energia Solar
EPIA European Photovoltaic Industry Association
ERP Enterprise Resource Planning
ERSE Entidade Reguladora dos Sistemas Energéticos
ESCO Energy Service Companies
ESMC European Solar Manufacturing
floatvoltaics Unidades de Produção Solar Fotovoltaica Flutuante GCCSI Global Carbon Capture and Storage Institute
GDP Gross Domestic Product per capita
GEE Gases com efeito de estufa
Gt Giga toneladas
I&D Investigação e Desenvolvimento
IEA International Energy Agency
IPES Instituto Português de Energia Solar
IRENA Agência Internacional das Energias Renováveis ISE Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems
kTe kilo Tonelada equivalente
kWp kilo Watt pico
LCOE Levelized Cost of Eletricity
MIBEL Mercado Ibérico da Eletricidade
MLP Multi Level Perspective
MOE Merit Order Effect
Mt Milhões de toneladas
Mtoe Mega Toneladas equivalente
NPS New Policies Scenario
OCDE Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico OLMC Operador Logístico de Mudança de Comercializador de Energia ONU Organização das Nações Unidas
OPEX Operational Expenditure
ORD Operador de Rede de Distribuição ORD Operadores da Rede de Distribuição ORT Operador de Rede de Transporte
OS Operador do Sistema
PIB Produto Interno Bruto
PV Energia Fotovoltaica
PWC PricewaterhouseCoopers
RD Rede de Distribuição
REN Redes Energéticas Nacionais REN Redes Energéticas Nacionais RESP Rede Elétrica de Serviço Público RND Rede Nacional de Distribuição RNT Rede Nacional de Transporte
RP Resposta à Procura
RT Rede de Transporte
SDS Sustainable Development Scenario
SEE Sistema Elétrico de Energia SEN Sistema Elétrico Nacional SEN Sistema Elétrico Nacional
SEP Sistema Eletroprodutor Português
SERUP Sistemas de Registos de Unidades de Produção
STC Standard Test Conditions
TWh Tera Watt hora
UE União Europeia
UPAC Unidades de Produção para Auto Consumo UPP Unidades de Pequena Produção
USA Estados Unidos da América
VE Veículos Elétricos
1 Introdução
As necessidades de energia elétrica não param de crescer. Por um lado, estamos a viver um período de transição energética que tem incrementado a eletrificação da economia; nas economias mais desenvolvidas este processo já se encontra numa fase bastante acelerada. Por outro lado, nas economias emergentes, os consumos per capita de energia apresentam crescimentos acentuados e, na maior parte dos casos, não
consideram como prioridade critérios de eficiência energética. Mas, sobretudo, porque a população mundial continua a aumentar e está cada vez mais dependente da energia elétrica para satisfazer as suas necessidades mais básicas.
Todavia, ainda há muitos milhões de cidadãos do mundo a viver em pobreza energética. O Primeiro-ministro da Índia referiu, na última Cimeira sobre o Clima que decorreu em Paris (COP 21), que no seu país ainda existem mais de 300 milhões de pessoas que sofrem os efeitos da pobreza energética.
Par além da dificuldade em conseguir energia em quantidades suficientes para suprir a procura crescente, há a necessidade de garantir que a energia seja fornecida a preços acessíveis à maioria das populações, e que nos seus processos de produção1 e consumo,
não esgote os recursos energéticos primários e respeite o equilíbrio dos ecossistemas. Este desafio de equilíbrio deverá ser conseguido, prioritariamente, através da geração de energia elétrica que priorize a utilização de fontes renováveis, por forma a não passar para as gerações futuras, os custos – principalmente as externalidades – de suprir as necessidades presentes.
Num contexto de dar satisfação ao aumento da procura de energia, sobretudo da elétrica, mas, também, de reduzir as Emissões de Gases com Efeito de Estufa (GEE), é necessário, senão mesmo indispensável, privilegiar a utilização de fontes primárias renováveis para a geração da eletricidade.
Contudo, estas fontes de energia primária, apesar de apresentarem elevados benefícios ambientais, apresentam ainda custos de produção elevados e caraterísticas técnicas de engenharia que têm de ser consideradas por quem tem a responsabilidade da Gestão de um Sistema Elétrico Nacional (SEN). Uma gestão que tem a responsabilidade de, entre 1 Fisicamente, a energia não se produz nem se consome, apenas se transforma de uma forma noutra forma; no entanto, por simplificação, ao longo desta tese, vamos adotar os termos produção/geração quando nos referimos à transformação de energia de uma fonte (primária) noutra forma de energia; designamos por consumo quando nos referimos à utilização final da energia.
outras, garantir o equilíbrio entre a oferta e a procura e a segurança do fornecimento – em quantidade e qualidade. Essa garantia é tanto mais difícil de assegurar quanto mais se utiliza na sua geração, fontes de energia primária caraterizadas por fatores aleatórios intermitentes como é o caso do sol e do vento.
Um Sistema Elétrico de Energia (SEE) só funciona, como um todo, quando são
garantidas duas condições essenciais: a segurança energética – do sistema e das pessoas que o operam – e a fiabilidade. Em cada momento, é necessário garantir o equilíbrio entre a produção – conjunto de todas as unidades de produção ligadas ao sistema – e consumo – conjunto de todas as cargas ligadas ao sistema.
Num SEE em que o peso da produção de energia com origem em fontes primárias renováveis no mix de energia elétrica é cada vez maior, as suas caraterísticas de
previsibilidade e de intermitência, pouco controláveis, são um desafio permanente para o Gestor do Sistema.
Contudo, o equilíbrio, embora difícil de obter, é não só desejável, mas indispensável, e deve ser conseguido atuando não apenas no lado da oferta, mas, sobretudo, no lado da procura.
Para Behrangrad, M. (2015) a forma de gerir os Sistemas Elétricos de Energia (SEE) baseada apenas no lado da oferta – geração/produção – não é considerado a forma mais desejável; por um lado, devido às limitações económicas e, por outro, por razões de insustentabilidade ambiental. Para este autor, a forma mais adequada para fazer a gestão dos novos SEE deverá ser pelo lado da procura – lado das cargas –, considerando-a como uma forma alternativa complementar para gerir o sistema, não só apelativa como também promissora.
Mas não nos devemos concentrar apenas em ter um SEE que responda eficazmente do ponto de vista técnico e económico, a resposta deve ter em consideração a
responsabilidade ambiental. Para Moura, P. S. et al (2013) há três estratégias
complementares para promover o desenvolvimento sustentável a nível energético: (i) intensificação da eficiência energética; (ii) fixação do Dióxido de Carbono (CO2); e (iii),
aumento das energias renováveis. O aumento da produção baseado em energias
esta última estratégia que no iremos debruçar ao longo desta tese, obviamente, não desvalorizando a importância das outras.
Nas últimas décadas temos assistido a alterações significativas ao nível da regulação na indústria da energia elétrica que, complementadas por novos desenvolvimentos
tecnológicos, têm permitido e potenciado o desenvolvimento de novos modelos de negócio no setor da energia elétrica, nomeadamente do lado da procura.
Behrangrad, M. (2015) refere que estes modelos – Demand Side Management (DSM) –, foram iniciados pela primeira vez no início dos anos 1980s pelo Instituto de Pesquisa de Energia Elétrica nos Estados Unidos da América (EUA) – Electric Power Research
Institute (EPRI).
Inicialmente estes modelos de negócio focaram-se em dois vetores fundamentais, a saber: (1) a Eficiência Energética (EE), que se apoia em metodologias e práticas que pretendem reduzir a quantidade de energia necessária quando se produz um
determinado produto ou presta um serviço; (2) Resposta à Procura (RP) [Demand
Response (DR)], que se foca na mudança de hábitos e dos padrões de consumo dos
consumidores finais de energia, como uma reação (resposta) à variação do preço ao longo de determinado período de tempo. Esta variação pode ser sazonal (interdiário), diário ou, até mesmo, intradiário.
A mudança de hábitos de consumo pode ser conseguida, entre outras formas, pelo uso menos intensivo dos equipamentos consumidores de energia. Já a mudança dos padrões de consumo pode ser conseguida induzindo os consumidores a, sempre que possível, transferir os seus consumos dos períodos de ponta para os períodos de vazio. Esta mudança de padrão de consumo pode traduzir-se em grandes ganhos, não só de
eficiência e confiabilidade de todo o sistema elétrico, mas, sobretudo, económicos. Esta análise será feita ao longo desta dissertação.
Os Novos Modelos de Negócio baseados na Gestão da Procura poderão ser determinantes em SEE assentes em fontes primárias de produção com uma forte predominância renovável como é o caso do Sistema Eletroprodutor Português (SEP).
Com este estudo pretende-se fazer uma revisão da literatura sobre os Novos Modelos de Negócio no Mercado de Eletricidade num Sistema Elétrico de Energia (SEE)
caraterizado por uma forte predominância de origem renovável no seu mix de produção; estudaremos em particular a Energia Solar Fotovoltaica (PV) comparando a situação portuguesa com a alemã para perceber, porque é que a Alemanha continua a liderar a indústria PV na Europa, embora o seu recurso solar apresente potencialidades
claramente desfavoráveis, relativamente a Portugal.
Faz-se o enquadramento do aumento das necessidades de energia e as suas
consequências nos SEE e no ambiente. Analisa-se a evolução dos consumos da energia elétrica em Portugal e um pouco pelo resto do mundo, e a necessidade de aumentar o peso da energia de origem renovável no seu mix para que seja garantida a
sustentabilidade ambiental. Dá-se ênfase à transição energética que se verifica na economia – crescimento contínuo e intensificado da eletrificação. Faz-se a caraterização e descrição do funcionamento de um Sistema Elétrico de Energia (SEE) e as
consequências – vantagens vs. desvantagens – da incorporação de energias de origem renovável no seu mix eletroprodutor. Aborda-se o papel do Regulador num setor
exposto a mudanças tecnológicas significativas, como sejam a bidirecionalidade da rede e os sistemas de contagem inteligente, e de mercado como sejam o unbundling e
mercado ibérico.
Apresenta-se a revisão da literatura sobre os novos modelos de negócios no setor da eletricidade. Apoiados nessa revisão de literatura, começa-se por analisar o que são genericamente os conceitos dos novos modelos de negócios, dando, contudo, mais destaque aos que têm na sua génese, a inovação tecnológica e preocupações de
responsabilidade ambiental enquadrada nos princípios de desenvolvimento sustentável. Procura-se compreender quais são os novos modelos de negócios do mercado de eletricidade que se relacionam com a gestão da procura, nomeadamente com: a (i) gestão do consumo das cargas – equipamentos e utilizações mais eficientes (e.g., tempo e período de utilização em tarifas diferenciadas; (ii) a gestão da procura, como forma de redução dos custos mas também como forma de melhorar a operacionalidade do
sistema; e, (iii) a eficiência energética, relacionada com a eficiência da operação do sistema tanto na vertente da utilização das capacidades da infraestrutura instalada e do
desempenho do mercado como na vertente da produção – produção centralizada vs distribuída.
1.2 Estrutura da Dissertação
A dissertação está dividida em vários capítulos. Neste faz-se a introdução e traçam-se os objetivos a atingir. No segundo faz-se um enquadramento da situação atual da indústria da eletricidade com enfâse particular à transição energética em curso. No terceiro procede-se a uma revisão de literatura fazendo o enquadramento teórico aos Novos Modelos de Negócios. No quarto capítulo descreve-se a metodologia da investigação, recolhem-se os dados e faz-se uma análise descritiva dos mesmos. No quinto discutem-se os resultados enquanto na discutem-sexta discutem-se aprediscutem-sentam as conclusões. No anexo I, aprediscutem-senta- apresenta-se uma descrição detalhada do funcionamento de um Sistema Elétrico de Energia num mercado liberalizado, destinado aos leitores menos conhecedores da indústria da eletricidade e no anexo II apresentam-se alguns quadros e tabelas com informação que complementam o texto desta dissertação.
2 Enquadramento
Nesta secção faz-se referência às necessidades crescentes de energia elétrica, carateriza-se o funcionamento de um Sistema Elétrico de Energia e o papel do Regulador nescarateriza-se mesmo SEE. Analisa-se a procura da eletricidade e a relevância das energias de origem renovável na satisfação dessa procura.
2.1 As necessidades crescentes de energia elétrica
O acentuado crescimento da população mundial verificado após a II Guerra Mundial – a população mundial era no ano 1950 de 2 525 milhões habitantes e, em 2015, de 7 349 milhões ONU (2016) –, conjugado com o acentuado aumento da esperança de vida – no ano 2000 eram 607,1 milhões as pessoas com mais de 65 anos de idade e, em 2015, esse valor era de 900,9 milhões ONU (2016b) –, e o aumento do poder de compra da
generalidade dos habitantes do planeta – o Produto Interno Bruto (PIB) per capita a preços constantes ($USD, 2010), em 2018, foi de 10 882 $USD, enquanto em 1960 esse valor correspondia a 3 758 $USD (Banco Mundial, 2019) –, tiveram, como
consequência, um aumento do consumo de recursos naturais para níveis que colocam em perigo a sustentabilidade do planeta que habitamos.
Em Portugal, o cenário não é muito diferente. Em 1960 a população portuguesa era de 8,865 milhões de pessoas e em 2017 de 10,303 milhões. A população com 65 anos ou mais era em 1981 de 1,133 milhões e em 2014 de 2,088 milhões (Pordata, 2019). O PIB,
per capita a preços constantes ($USD, 2010), em 2018, foi de 23 737 $USD enquanto
em 1960 esse valor correspondia a 4 506 $USD (Banco Mundial, 2019).
A par deste crescimento e uma cada vez maior eletrificação da economia mundial, os consumos de energia não param de crescer, em particular os que se referem à energia elétrica. Todavia ainda continua a haver milhões de cidadãos em todo o mundo que vivem em situação de pobreza energética. A Coligação Europeia pelo Direito à Energia (Right To Energy Coalition) no seu último relatório (REC, 2019) refere que a maioria dos países da União Europeia ainda apresenta níveis elevados de pobreza energética, sobretudo em agregados familiares de baixos rendimentos.
Para atender às necessidades energéticas, a procura mundial de energia elétrica cresceu, em 2017, 3,1% (IEA, 2017), mais do que o aumento procura global de energia. Este crescimento, por estar fortemente associado ao aumento da produção económica, é
maior nas economias emergentes como a China e Índia. Na China, o crescimento da procura de energia elétrica foi, em 2017, de 6% enquanto na Índia esse crescimento foi superior a 12% (IEA, 2017).
Apesar desse crescimento, no ano 2000, apenas 43% da população da Índia tinha acesso a energia elétrica. No entanto, desde essa data até ao ano 2017, mais de 500 milhões de habitantes garantiram o acesso a eletricidade. Todavia, em 2017, apenas 82% da população tinha acesso a energia elétrica.
Em países desenvolvidos o crescimento da procura da energia elétrica está mais alinhado com o crescimento da economia. Na União Europeia (UE), em 2017, esse crescimento foi de 2,3%, o mesmo valor de crescimento médio do Produto Interno Bruto (PIB) dos seus Estados-Membros.
Este crescimento da procura de energia ainda é satisfeito utilizando recursos de origem fóssil não renováveis. No entanto, se por um lado ainda se continua a discutir os riscos de esgotar esses recursos nas próximas gerações, por outro, já são indiscutíveis os efeitos nefastos que a sua utilização causa no meio ambiente. Esses efeitos nefastos colocarão em causa a qualidade de vida das próximas gerações. Para reverter este cenário de destruição dos ecossistemas, por um lado, são necessárias medidas que acelerem a redução dos consumos per capita e que promova formas de utilização (consumos) mais otimizadas e, por outro, que a energia tenha como origem fontes renováveis, como é o caso de uma boa parte da eletricidade.
Vasconcelos, J., (2019, p11) argumenta que a descarbonização da economia planetária implica uma profunda transformação da nossa relação com a energia – isto é, da escolha das fontes de energia primária que se exploram, do modo como se transforma,
armazena, transporta, comercializa, partilha e utiliza.
Na Europa, a UE tem adotado algumas políticas de transição energética; em consequência, em 2017, a produção de energia elétrica com origem em fontes renováveis, representou quase metade do aumento global de geração. A produção de energia elétrica com recurso a fontes de energia primária renovável ocupou o segundo lugar logo a seguir à produção com origem nas centrais a carvão. Na EU-28 o
crescimento das renováveis foi, entre 2007 e 2017, de 64%, equivalente a um crescimento médio anual no período de 5,1% (CE, 2019).
Na figura 1 (Anexo II), pode ver-se a distribuição da energia proveniente de fontes renováveis em percentagem do consumo bruto final de energia nos diversos Estados-Membros da União Europeia.
2.2 Fundamentos da Procura de Eletricidade
Apesar das políticas energéticas adotadas recentemente, a Agência Internacional da Energia (IEA) prevê que as necessidades energéticas mundiais continuarão a aumentar. Para o período entre 2018 e 2040, prevê uma taxa de crescimento aproximada de 30%, que equivale a adicionar à procura global de hoje, os consumos atuais da China e Índia (IEA, 2018).
Para alterar esta nova realidade no panorama mundial de energia, esta agência
recomenda desenvolvimentos de novas políticas e tecnologias que vão de encontro às mudanças que estão a ocorrer no setor. Por um lado, verifica-se que as barreiras tradicionais que existiam entre produtores e consumidores de energia estão cada vez mais esbatidas – ou simplesmente não existem – e, por outro, um novo grupo de grandes países em desenvolvimento, liderado pela Índia, têm-se tornado nos principais atores (players) do mercado. Para a IEA, são necessárias mudanças em grande escala no sistema energético a nível global, e destacam: (i) uma mais rápida implementação de
energias limpas, aproveitando a diminuição dos custos das tecnologias a ela associados;
(ii) um crescimento na eletrificação da energia; (iii) uma transição da economia mais orientada para os serviços e um peso maior das energias limpas no mix energético. Na figura 2 (Anexo II) são apresentados os últimos dados divulgados pela Agência Internacional de Energia (IEA, 2019) sobre a energia elétrica produzida a nível mundial referentes a 2017.
O relatório refere, que o valor total de eletricidade produzida (exclui bombagem), em 1973 foi de 6 131 Tera Watt hora2 (TWh) e subiu, em 2016, para 25 570 TWh. Destes,
apenas 25% têm como origem fontes primárias renováveis, ou seja, cerca de 75% da energia elétrica que foi produzida em 2017 teve origem em fontes primárias não 2A Energia Elétrica é medida no Sistema Internacional por Joule (J), todavia a unidade mais utilizada nos SEE é o
renováveis. Por sua vez, a procura (consumo) de eletricidade mundial aumentou 3,1%, um valor que é significativamente maior do que o aumento geral da procura de energia. Juntos, a China e a Índia foram responsáveis por 70% desse crescimento.
Na tabela 1 (Anexo II) pode ver-se a produção total de energia elétrica nos países da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico (OCDE) no ano 2017, discriminado por fonte de energia primária.
2.3 As consequências ambientais do aumento global da procura de eletricidade O consumo de energia tem um impacto ambiental significativo e é um dos principais motivos para o aumento das emissões de Gases de Efeito de Estufa, (Khripko, D. et al., 2017). Existem evidências de que as emissões de Gases de Efeito de Estufa (GEE) têm como consequência alterações climáticas de origem antropogénica responsáveis pelo aumento da temperatura (CE, 2019c).
No seu último relatório publicado, a AIE (IEA, 2018b) refere o valor de 15 460 milhões de toneladas (Mt) para o total de emissões de Dióxido de Carbono (CO2) no ano de
1973. Passados apenas cerca de 40 anos, no ano em 2016, esse valor subiu
assustadoramente para o valor de 32 316 Mt, ou seja, mais que duplicou. Segundo a mesma fonte, para esse aumento, muito contribuíram as economias emergentes, como a China e os países da Ásia não OCDE. Em 2016 a China representava 28,2% do total das emissões CO2, contra 5,7% em 1973 enquanto os países não OCDE, no mesmo ano de
2016, representavam o valor de 12,3% do total das emissões CO2, contra 2,5% em 1973.
Em 2016, as principais fontes destas emissões foram o carvão, responsável por 44,1% do total das emissões, logo seguido pelo petróleo (crude) com 34,8% e do gás natural que foi responsável por 20,4%.
Relativamente à energia consumida no ano 2017, a mesma agência refere um o crescimento global que se situou nos 2,1%, ao que correspondeu um crescimento de emissões GEE equivalente a colocar 170 milhões de novos automóveis em circulação. Como fatores-chave para esse crescimento, referem o abaixamento dos preços dos combustíveis fósseis verificado ao longo desse ano, e o abrandamento nos esforços para melhorar a eficiência energética. Em consequência, a eficiência energética global melhorou apenas 1,7% (2017), em comparação com a média de 2,3% verificada nos três
anos anteriores. Na mesma linha de desempenho esteve a intensidade energética3 que
decresceu 1,7% (2017), um valor significativamente pior que a taxa de redução de 2% verificada nos 3 anos anteriores.
Todavia, foi maior a taxa de crescimento da produção de energia elétrica, que registou o valor de 3,1% (780 TWh), comparativamente ao crescimento da procura global de energia, o que pressupõe uma aposta dos agentes económicos na oferta da eletricidade como forma de satisfazer o aumento da procura.
Por sua vez, as emissões globais de CO2 relacionadas com a energia, no ano de 2017,
aumentaram 1,4% – um aumento de 460 milhões de toneladas (Mt) – atingindo um máximo histórico de 32,5 Giga toneladas (Gt)4. Este desempenho contrasta com a
redução acentuada que é necessária para cumprir as metas do Acordo de Paris sobre mudanças climáticas.
Contudo, essa tendência do crescimento das emissões GEE, não foi generalizada em todo o mundo. Embora a maioria das grandes economias apresentassem taxas de crescimento, países como os Estados Unidos da América (USA), Reino Unido, México e Japão apresentaram reduções nas suas taxas de emissões. Por exemplo, os USA apresentaram uma redução de 0,5%, (ou 25 Mt) e, pelo terceiro ano consecutivo, apresentam uma redução das emissões GEE.
A queda das taxas de emissões nestes países, em anos anteriores, é o resultado da troca de carvão por gás na produção da eletricidade; no entanto, em 2017, essa queda é resultado de uma maior incorporação de energia de origem renovável no mix de produção total de eletricidade, e ainda, da redução verificada na procura de energia elétrica. Como exemplo, refere-se o caso dos USA, onde a queda na procura de eletricidade foi de 2,3% (80 TWh) em comparação com 2016.
Em contraponto está a UE, onde o crescimento de energia elétrica foi de 2,3% (75 TWh), e o Japão onde esse crescimento foi de 15 TWh.
Se nos países desenvolvidos o foco é controlar os consumos de energia, quer seja via intensidade energética, eficiência energética, entre outras formas, todavia, em países onde a pobreza energética ainda é uma realidade para milhões de pessoas, como é o 3 Energia consumida por unidade de produção económica
caso da Índia, a questão-chave, ainda é, o acesso das populações a este bem de primeira necessidade.
Para inverter esta realidade, o governo deste país tem feito esforços significativos. No ano 2000, apenas 43% da população indiana tinha acesso a eletricidade, em 2017, essa taxa de acesso passou para 82%; ou seja, cerca de 500 milhões de pessoas garantiram, nesse período, o acesso a este bem de primeira necessidade.
Não será de estranhar que o crescimento da procura de eletricidade verificado em 2017 se tenha situado nos 12% (180 TWh), um pouco acima da sua taxa de crescimento económico que se situou nos 7%. Um dado relevante a considerar quando se aborda o crescimento mundial da energia, é o facto de, em 2017, a China e a Índia representarem juntos, 70% do crescimento total de eletricidade em todo o mundo.
Na figura 3 (Anexo II) pode ver-se a contribuição de cada um dos Estados-Membros para esse montante.
Na União Europeia, segundo dados da Agência Europeia do Ambiente (AEA, 2018) o total das emissões de CO2 foi, em 2015, de 4 451 831 kTe.
Apesar dessas emissões terem uma tendência de decrescimento desde 1990, a UE estima que sejam reduzidas em 23% até 2020 em comparação com os níveis de 1990, se forem aplicadas as suas políticas de transição energética; para 2030, as projeções apontam para uma redução de 40% relativamente ao mesmo ano base (1990). Esses valores podem ser observados na figura 4 (Anexo II).
Como referido anteriormente, o consumo da energia elétrica (na verdade também a sua produção) é um dos responsáveis pela emissão de CO2 e, genericamente, pelas emissões
GEE e consequentes alterações climáticas. Para ultrapassar este cenário de alterações climáticas de origem antropogénica, são necessárias políticas que estimulem uma transição energética que faça baixar a intensidade carbónica da economia.
Com o intuito de alterar o cenário insustentável das emissões GEE, a IEA traçou dois cenários que pretende colocar em prática até 2040 (IEA, 2018), a saber: (i) New
Policies Scenario (NPS) que incorpora as políticas energéticas existentes, bem como
políticas anunciadas; e, (ii) Sustainable Development Scenario (SDS5) que faz uma
abordagem integrada para atingir os objetivos acordados internacionalmente sobre as mudanças climáticas, qualidade do ar e acesso universal à energia moderna.
Para o primeiro cenário, são traçadas projeções que apontam para que no ano de 2040 o total de emissões CO2 seja de 35 692 Mt; já para o segundo cenário é estimado o valor
bastante inferior de 18 310 Mt de CO2. Não deixa de ser relevante o facto de neste
segundo cenário, o valor de emissões GEE previsto para 2040, ser um valor inferior ao registado em 2016. Para cumprir essas metas, a AIE, recomenda a necessidade urgente de substituir e reduzir a dependência de combustíveis fósseis.
Na UE, onde os seus Estados-Membros são, na sua maior parte, parcos em recursos energéticos endógenos, essa prioridade é ainda maior. Para fazer face a esta realidade e, consequentemente, aos recentes acordos internacionais, nomeadamente o de Paris e Quioto, a UE considerou ser necessário fazer a transição dos sistemas de energia para um novo sistema de energia mais sustentável e neutro para o clima, e que seja capaz de cumprir as metas de emissões de CO2 acordados quer pela UE quer pela IEA.
Todavia, as preocupações não poderão centrar-se apenas na forma como produzimos a energia elétrica, mas, também, ou sobretudo, na forma como a utilizamos. A intensidade de energia que necessitamos para produzir um determinado bem ou serviço –
intensidade energética –, e a forma (mais ou menos eficiente) como utilizamos essa energia – eficiência energética –, são fatores-chave na economia e engenharia da energia.
Um dos conceitos importantes a considerar, quando falamos de consumo de energia, é conceito de Intensidade Energética. Por definição, a Intensidade Energética de uma economia é o cociente entre o seu consumo de energia (entenda-se o somatório de toda a energia primária) e o Produto Interno Bruto (PIB). Se se mantiverem as condições de tecnologia, a um aumento do crescimento económico corresponderá um aumento do consumo de energia e, consequentemente, a um aumento de emissões de GEE.
Para que a emissão dos GEE não continue a crescer ao ritmo do crescimento económico (ou mais) mas, ao invés, decresça, é necessário que se verifique uma dissociação (decoupling) entre o crescimento do consumo de energia e o crescimento económico. 5 SDS = Cenário de Desenvolvimento Sustentável.
Para analisar esta dissociação, recorre-se ao cálculo da intensidade carbónica da economia, medindo a emissão de GEE, comparando-a com o crescimento económico. Quantos mais díspares os valores, maior é a dissociação. Esta dissociação só será possível se se proceder a uma transição energética. Transição essa que poderá ter por base mudanças tecnológicas, e/ou comportamentais. Para além dos aspetos
comportamentais – a energia mais eficiente é aquela que não se consome –, os fatores que mais influenciam esta dissociação são, por um lado, a eficiência energética e, por outro, a substituição dos combustíveis fósseis como fontes primárias de energias por fontes de origem renovável.
Normalmente a dissociação divide-se em relativa e absoluta: a (i) relativa é aquela que ocorre quando o aumento do consumo de energia é mais lento que o crescimento do PIB, enquanto a (ii) absoluta é aquela que ocorre quando o consumo de energia
estabiliza ou diminui enquanto o PIB continua a crescer. Neste último caso temos uma natural redução dos impactes negativos sobre o ambiente.
A intensidade energética global, está há duas décadas a diminuir, mas diminuiu menos no último ano de 2017 (último ano em que são conhecidos dados). Nesse ano, a intensidade energética global apenas caiu 1,7%, menos que os 2,3% registados nos 3 últimos anos anteriores e metade no necessário para cumprir o acordo de Paris (IEA, 2019 c).
A Intensidade Energética6 é um dos dois impulsionadores das emissões de carbono, o
outro é a Intensidade de Carbono. Esta é definida como o CO2 que é emitido por
unidade de energia consumida.
Embora a intensidade global de carbono em 2017 tenha diminuído menos do que em 2016, a sua taxa de crescimento (negativo) permanece semelhante à taxa média referente ao período entre 2014 e 2016. A IEA (IEA, 2019 c)atribui esse resultado, ainda que parcialmente, à crescente expansão das energias renováveis.
Na figura 5 (Anexo II) pode ver-se a evolução da intensidade energética ao longo dos últimos anos.
6 A intensidade energética é medida por unidade de produção económica em termos de paridade do poder de compra.
Apesar do crescimento mais lento da intensidade energética, este não foi suficiente para compensar o crescimento global dos consumos de energia e, consequentemente, fez crescer as emissões globais de carbono no ano 2017. É, por isso, cada vez mais importante, compreender as razões da desaceleração na melhoria (redução) da intensidade energética que, a par da melhoria da eficiência energética, poderão contribuir para a redução das emissões globais de dióxido de carbono.
Contudo, apesar da eficiência energética ser um tema presente nas agendas das
organizações internacionais do setor das energias, e das políticas energéticas de um cada vez maior número de países, o seu resultado global – eficiência energética global – desacelerou drasticamente em 2017 (IEA, 2018). A IEA atribui a esta quebra recente na melhoria da eficiência energética, um aparente enfraquecimento da cobertura e rigor da política de eficiência, e um menor preço da energia.
Nos últimos anos, o consumo global (mundial) final de energia esteve sujeito a políticas obrigatórias de eficiência energética. Segundo a IEA, (IEA, 2019), no ano de 2016 a obrigatoriedade dessas políticas (de eficiência energética) tiveram uma taxa de
cobertura de 31,5% do consumo global final de energia; em 2000 essa taxa de cobertura foi de apenas 14%. Contudo, desacelerou em 2016 e as perspetivas é que tenham continuado a desacelerar em 2017, referem.
Um dado importante sobre este assunto que é referido pela IEA, é o facto de nos últimos anos (2 anos) não terem sido propostas/aprovadas novas políticas nem em novos setores de atividade económica nem em novos países. Seria de esperar, por um lado, novas e mais ambiciosas metas e, por outro, incluir novos países que anteriormente não tenham aderido a políticas de EE.
Perante esta realidade, os países necessitam urgentemente de adotarem nas suas estratégias energéticas, políticas efetivas e rigorosas com preocupações de eficiência energética, colocando-as nos seus planos-base de transição energética de longo prazo, numa abordagem equilibrada de políticas, normas e regulamentos baseadas no mercado. Na figura 6 (Anexo II) pode ver-se a evolução do crescimento global do consumo de energia e das emissões de CO2 e do PIB.
Para Wainstein, M. E., e Bumpus, A. G. (2016), o sistema [elétrico] de energia tem um papel crítico na mitigação das mudanças climáticas e no cumprimento das metas de
emissões de gases de efeito de estufa. Argumentam os autores que os desenvolvimentos tecnológicos recentes têm ajudado a mudar o atual paradigma de produção centralizado para uma produção integrada e distribuída que utiliza energias limpas.
Por sua vez, Kriegler et al., (2014) e Rogelj et al., (2015) argumentam que é necessária uma transformação que considere viáveis, novas formas de energia limpa, uma redução significativa da intensidade energética (isto é, eficiência), uma eletrificação radical do sistema energético e uma rápida descarbonização do setor elétrico.
A energia elétrica produzida com base em fontes de energia origem renovável pode dar um contributo significativo, não só na resposta ao aumento da procura de energia mas, também, na redução das emissões GEE. Por isso, abordaremos a temática nas próximas seções.
2.3.1 A relevância das energias renováveis na gestão da procura da eletricidade
Para a Agência Internacional das Energias Renováveis (IRENA), a União Europeia (UE) esteve durante as últimas décadas na vanguarda das energias de origem renovável (IRENA, 2018). Como consequência das medidas políticas de apoio tomadas, e das metas adotadas para o longo prazo, a componente das energias renováveis no mix energético relativo ao consumo final bruto, passou, de 9% em 2005, para 16,7% em 2015.
Esta Agência Intergovernamental, no estudo que desenvolveu para a União Europeia (REmap_EU, 2018), identificou potenciais aproveitamentos de energia renovável que podem impulsionar a descarbonização da energia, com benefícios substanciais
socioeconómicos e ambientais para toda a UE, em concordância com as metas estabelecidas no Acordo de Paris (COP 23).
Defendem a implementação de mais centros produtores de origem renovável que atualmente podem ser instalados de forma mais rápida e mais económica, aproveitando os avanços tecnológicos que algumas dessas energias conseguiram nos últimos anos, como é o caso das energias fotovoltaicas. Nesse sentido, estabeleceram um plano prático para duplicar as energias renováveis no mix de energia global até ao ano 2030,
ou seja, propõem que o peso das renováveis no mix energético da UE passe dos 17% verificados em 2015 para 34% em 2030.
Para isso, sugerem:
a) Do lado da produção (geração):
i. As energias renováveis são vitais para a descarbonização a longo prazo do sistema energético da UE;
ii. Todos os Países-Membros têm potencial económico para utilizar mais fontes renováveis na produção de energia elétrica;
iii. O setor elétrico europeu ainda pode acomodar grandes quantidades de energia de geração solar fotovoltaica (PV) e eólica; e,
iv. A biomassa continuará a ser uma fonte-chave de energia renovável para além de 2030.
b) Do lado do consumo (cargas):
i. Novas soluções de aquecimento e refrigeração, uma vez, que
representam mais de um terço do potencial de energia renovável que ainda está por explorar na UE;
ii. Novas opções de transporte que incluam veículos elétricos e
biocombustíveis, necessárias para atingir os objetivos de longo prazo da descarbonização da UE.
No mesmo sentido apontam as medidas aprovadas pelos líderes da União Europeia (EU, 2018b)que, em outubro de 2014, adotaram um quadro de ação que vincula os Estados-Membros a reduzirem no seu território, até 2030, pelo menos 40% das suas emissões de Gases de Efeito de Estufa (GEE), relativamente às emissões de 1990.
Para conseguir atingir essas metas, a UE elaborou um pacote ambicioso de legislação que aponta para uma política de energia que assenta em:
a) Aumentar a sua quota de energia renovável produzida e a possibilidade dos seus cidadãos consumidores poderem, eles próprios, serem produtores da sua própria energia (prosumers) limpa; e,
Posteriormente, em 2016, a Comissão Europeia, apresentou um conjunto de medidas que visam:
a) Acelerar a transição para as energias limpas como forma de combater as alterações climáticas;
b) Reduzir a dependência da UE de importações de combustíveis fósseis; e, c) Ajudar os agregados familiares a gerarem a sua própria energia renovável. Esse pacote legislativo é composto por três propostas de medidas: (1) dedicada às energias renováveis; (2) dedicada à eficiência energética; e (3) dedicada a um mecanismo de controlo do progresso realizado.
Em junho de 2018, o Conselho Europeu (CE, 2018 b) chegou a acordo sobre a legislação final que aponta para que:
a) Em 2030, a percentagem de energia consumida na UE seja 27% proveniente de fontes renováveis, sendo os seus cidadãos incentivados a exercer o direito de eles próprios produzirem, armazenarem e consumirem a sua própria energia proveniente de fontes renováveis sem terem de pagar qualquer taxa;
b) Até 3030, a energia consumida na UE seja reduzida em 32,5%; e,
c) Promover ações de eficiência nos sistemas de aquecimento e refrigeração dos edifícios – estes são responsáveis por 40% de toda a energia consumida na EU – bem como, globalmente, estratégias nacionais de longo-prazo para apoiar a renovação de edifícios residenciais e não-residenciais – atualmente, 75% do total desses edifícios não são eficientes do ponto de vista energético.
Na tabela 2 (Anexo II) pode ver-se os valores assumidos pelos vários Estados-Membros para incorporarem energias provenientes de fontes renováveis, em percentagem do consumo final bruto de energia.
Genericamente, todas as energias de origem renovável contribuem para a redução das emissões GEE; em países sem recursos endógenos de origem fóssil – carvão, crude ou gás – como é o caso de Portugal e da Alemanha, essas energias renováveis são
essenciais não só para a redução de GEE como para a sua independência energética. Apesar de muito dependente do grau de hidraulicidade anual, é a energia hidroelétrica que ainda continua a ter o maior peso no mix das energias renováveis. Contudo,
continua a verificar-se um crescimento significativo na energia de origem eólica mas, recentemente, tem-se destacado a produção de origem fotovoltaica, quer em Portugal quer na Alemanha e um pouco por todo o mundo.
Mas, se por um lado, a incorporação de mais energias renováveis no mix das energias ajuda a resolver o problema do lado da produção – lado da oferta – ou seja, contribui para a redução da pobreza energética, da escassez de energia e dos problemas
ambientais associados, por outro, continuarão a persistir os problemas associados ao lado da procura se não alterarmos a forma como consumimos a energia.
É por isso fundamental que, do lado da procura, a par da incorporação no consumo de eletricidade a que é produzida com recurso a energias renováveis, sejam também encontradas novas soluções de mercado e de eficiência energética. Para isso, deverão ser exploradas novas soluções que devidamente enquadradas em Novos Modelos de Negócio se transformem em boas oportunidades de negócio.
A temática da eficiência energética já tinha sido abordada pela UE em 2009. Este organismo europeu, na sua terceira diretiva (Diretiva 2009/72 publicada a 13 de julho de 2009) ao abordar a Eficiência energética/gestão da procura referia, no seu ponto 29 que, “ a abordagem global ou integrada destinada a influenciar a quantidade e os
períodos horários do consumo de electricidade por forma a reduzir o consumo de energia primária e os picos de carga, dando prioridade aos investimentos em medidas de eficiência energética ou outras – como contratos de fornecimento interruptível – sobre os investimentos no aumento da capacidade de produção, caso os primeiros constituam a opção mais eficaz e económica, tendo em conta o impacto ambiental positivo da redução do consumo de energia e os aspectos da segurança do
fornecimento e dos custos de distribuição associados;” (UE, 2009). Este tema será abordado ao longo desta dissertação.
A par de novas soluções de mercado, a intensificação da incorporação de energia fotovoltaica associada a novas tecnologias de armazenamento e de eficiência energética, será, porventura, um dos caminhos – provavelmente o mais acertado – para aproveitar as oportunidades de negócio que a transição energética em curso proporcionará. Na verdade, a produção de energia elétrica de origem fotovoltaica será a que mais se adequa a uma verdadeira produção distribuída – energia gerada em unidades mais
próximo do consumo e, por vezes, em unidades de baixa potência –, bem como aquela cujo diagrama de produção mais se encaixa no diagrama de cargas. Aliada a novas soluções de armazenamento, será porventura, aquela que melhores perspetivas apresentará para a criação de novos modelos de negócios na indústria da eletricidade que serão analisados ao longo da presente dissertação.
2.3.1.1 A relevância das energias renováveis na procura da eletricidade em Portugal
Segundo a empresa Redes Energéticas Nacionais (REN), a entidade que em Portugal é responsável pela Gestão do Sistema [Elétrico], em 2017, a eletricidade produzida com recurso a fontes primárias de origem renovável abasteceu 40% do consumo nacional, a que acrescenta o saldo exportador (REN, 2019 b). A mesma fonte destaca a produção da energia elétrica com origem hidráulica que deu resposta a 10,5% do consumo, num ano de condições climatéricas muito desfavoráveis onde o índice de produtibilidade destas centrais se situou no valor de 0,47. A produção de origem eólica deu resposta a 23% apresentando um índice de produtibilidade de 0,97. Outras energias de fontes de origem renovável como a biomassa e a fotovoltaica foram responsáveis por satisfazer 5% e 1,6% do consumo, respetivamente. Já a produção de energia elétrica de fontes de origem não renovável, como o carvão e o gás natural, responderam por 26% e 34% respetivamente. Este último valor inclui a produção em centrais de ciclo combinado e de cogeração (produção de eletricidade e calor). Relativamente a 2018 (REN, 2019c), é referido que a produção renovável abasteceu 52% do consumo nacional, mais saldo exportador.
Por seu lado, a Associação Portuguesa de Energias Renováveis (APREN, 2019), refere que no primeiro mês de 2019, a produção de eletricidade de origem renovável em Portugal Continental centrou-se nos 54,4% (2 619 GWh). Refere esta fonte que, desta forma, é dado um contributo importante para uma maior utilização dos recursos endógenos e renováveis portugueses na produção de eletricidade. Consequentemente têm-se verificado uma alteração significativa da composição do mix de produção de eletricidade em Portugal, onde as energias com origem em fontes renováveis
O gestor do SEE (REN, 2019 d), divulgou que em 23 de janeiro de 2019 foi
estabelecido novo máximo de produção nacional de energia elétrica com origem eólica, ao obter-se um valor de 101,9 GWh, a que corresponde 61% do consumo nacional (167 GWh). Nesse dia, Portugal foi o país europeu em que a produção eólica teve maior peso no mix da energia elétrica produzida
Na figura 7 (Anexo II) é apresentada a evolução da produção de energia elétrica em Portugal no período 2000 a 2018, discriminado por fonte primária.
Por sua vez, a Agência Europeia do Ambiente (AEA) no seu último relatório sobre as Energias Renováveis na Europa (AEA, 2019) refere que em Portugal, no ano 2017, o peso das energias renováveis no mix das energias consumidas reduziu relativamente ao ano de 2016, situando-se no valor de 28,1%. Este valor está abaixo dos 31%
estabelecidos como meta nacional, ainda que acima da média da UE que verificou no mesmo período o valor de 17,5%.
Para Soares, I. (2019), uma transição energética assente numa maior eletrificação, pode contribuir para a redução das emissões de GEE de três formas: (i) utilizando como fontes primárias, energias de origem renovável (e.g. solar fotovoltaica, eólica,
hidroelétrica e, eventualmente, termonuclear) como alternativa às fontes baseadas em combustíveis fósseis; (ii) diminuindo a procura total de energia como resultado duma maior eficiência das soluções elétricas – são as soluções elétricas que mais contribuem para o uso final de energia (e.g. luz, calor, frio, força motriz); e, (iii) na utilização da energia elétrica para produzir outras formas de energia (e.g. pilhas de combustível como o hidrogénio ou, super condensadores) que poderão ser usadas em utilizações de uso final onde a eletricidade não é se apresenta como a forma mais adequada (e.g. transporte marítimo, aviação ou alguns processos industriais específicos).
3 Revisão da literatura: Novos Modelos de Negócios
Nesta secção será feita uma revisão da literatura sobre os novos modelos de negócio com enfoque nos modelos relacionados com a indústria da eletricidade; será dividida em quatro partes. A primeira parte aborda a literatura publicada sobre os modelos de negócios e analisa as suas fundamentações teóricas em várias perspetivas. Na segunda parte são abordados os modelos de negócios que assentam na inovação tecnológica dando-se ênfase aos que propõem modelos sustentáveis, como as propostas de transição assentes em maior responsabilidade ambiental e social. Na terceira parte procura-se analisar a literatura sobre os modelos de negócio que nos conduzem à transição para uma maior eletrificação da economia, em particular os que se focam na energia elétrica com origem em fontes renováveis e de produção distribuída. Por fim revemos aliteratura sobre as soluções inovadoras de gestão do lado da procura.
3.1 O que são Modelos de Negócio
Existem quase tantas definições de modelo de negócio quanto os modelos de negócios (Teece, D. J., 2018). Embora estejam presentes na atividade económica e sejam parte integrante dessa atividade desde que há negócios (Wainstein, M. E., e Bumpus, A. G., 2016), só recentemente começaram a ser considerados como uma unidade emergente de análise e tema de muitos estudos académicos (Chesbrough, H., e Rosenbloom, R. S., 2002).
Wirtz, B. W., et al (2016), definem modelo de negócio como uma estrutura concetual que organiza a criação de valor de uma empresa e garante a sua lucratividade. Esse modelo deve considerar organizados, de forma holística, tanto os fatores internos como os externos. Para além das condições genéricas da estratégia corporativa da empresa, os clientes e o mercado – fatores externos –, por um lado e, por outro, as condições de prestação de serviços/criação de valor – fatores internos –, devem ser tidos em conta. Ritter, T., e Lettl, C., (2018) referem que um modelo de negócio explica como um agente do mercado se posiciona dentro de uma cadeia de valor ou rede de fornecedores, e como esse agente (empresa) transforma inputs em produtos ou serviços, enquanto cumpre a sua missão.
Contudo, o conceito de modelo de negócio continua ambíguo sendo, ainda, necessário muita investigação para o seu desenvolvimento teórico, nomeadamente, estudos que permitam clarificar e esclarecer as suas relações e conexões com a literatura sobre a gestão estratégica.
Todavia, autores como Wirtz, B. W., et al (2016), consideram que a estratégia tem uma influência essencial no desenvolvimento de um modelo de negócios e pode ser
entendida como espécie de guia.
Já para Teece, D. J., (2018) um modelo de negócio descreve o design ou a arquitetura de criação de valor, a entrega desse valor e os mecanismos utilizados pela empresa na sua captura; argumentam que a essência de um modelo de negócio está em definir a forma como a empresa entrega valor aos seus clientes e faz com que esses clientes paguem pela entrega desse valor, convertendo esses pagamentos em lucro. Por outras palavras, identifica as necessidades não satisfeitas dos clientes, especifica a organização e as tecnologias necessárias para a satisfação dessas necessidades, e, por último, mas não menos importante, captura o valor dessas atividades.
Osterwalder, A., e Pigneur, Y., (2010), referem que um modelo de negócios descreve a lógica de como uma organização cria, entrega e captura valor. Já Schön (2012) propõe uma lista compacta, mas bastante abrangente, das três componentes principais de um modelo de negócio: (i) proposta de valor – produto e serviço, necessidades dos
consumidores e geografia; (ii) modelo de receitas – lógica de preços, canais e interação com consumidor; e, (iii) modelo de custos – ativos principais, atividades nucleares e rede de parcerias. Estes componentes do modelo de negócio não são perfeitamente modulares porque, uma mudança num dos componentes implicará, geralmente, mudanças em um ou mais dos outros componentes.
De uma forma concisa poderá afirmar-se que o modelo de negócios delineia a lógica pela qual são atendidas as necessidades dos clientes e como a satisfação dessas necessidades se transforma em dinheiro (Teece, D. J., 2018).
Os modelos de negócio podem ser analisados numa lógica heurística, podendo os seus elementos abrangentes ser divididos em: (i) proposta de valor; (ii) criação de valor; e, (iii) captura de valor. Com a proposta de valor pretende-se descrever qual o valor do produto ou serviço oferecido pela empresa ao consumidor. A criação de valor é o valor
que efetivamente é desenvolvido e entregue pela empresa e percebido pelo consumidor. Já o valor capturado é o apuramento financeiro que resulta da transformação do valor em resultado económico (Osterwalder, A., 2004).
Ritter, T., e Lettl, C., (2018), identificaram cinco perspetivas diferentes para o termo “Modelo de Negócios”, a saber: (1) atividades de modelos de negócio; (2) lógicas de modelos de negócio; (3) protótipo de modelos de negócios; (4) elementos do modelo de negócio; e, (5) alinhamento do modelo de negócios. Sugerem que as cinco perspetivas podem coexistir, pois complementam-se. Para os autores o modelo de negócio de uma empresa é um sistema de atividades interdependentes que transcende o foco da empresa e se expande além-fronteiras. Também pode ser visto como um fluxo que resume a lógica do negócio, ou seja, um fluxo que se concentra em certas atividades que fazem sentido em termos de uma lógica de criação de valor introduzidas por essas próprias atividades. Para os autores, os protótipos descrevem genericamente as lógicas de como as empresas fazem negócios, ou seja, os protótipos dos modelos de negócio são lógicas de modelo de negócios bem conhecidas, de criação e captura de valor que transcendem as fronteiras da própria indústria. Dão como exemplo o modelo de negócios da
plataforma bilateral (e.g., Uber), onde estão presentes dois grupos de utilizadores onde, tipicamente, um dos grupos tem necessidades que os elementos do outro grupo podem satisfazer. Na perspetiva dos elementos de negócios, os autores propõem modelos de negócio estruturantes baseados nos elementos essenciais com o objetivo de capturar as partes importantes do negócio, dando como exemplo os nove elementos sugeridos por (Osterwalder, A., e Pigneur, Y. (2010). Já quanto aos elementos do negócio, referem, citando Magretta (2002), que um modelo de negócio descreve a forma como as várias peças de um negócio se encaixam. Concluem que as cinco perspetivas são
complementares e, juntas, oferecem uma estrutura abrangente para entender as organizações e as suas opções estratégicas; todas oferecem informações específicas sobre modelos de negócios e todas as perspetivas são necessárias para a compreensão de um modelo de negócios.
Um modelo de negócio é importante para a empresa na medida em que deve permitir uma clareza de ideias, nomeadamente em relação a: (i) quem são os seus potenciais clientes – quem são e o que precisam; (ii) o que é que a empresa pode oferecer ao mercado – qual a diferenciação da proposta de valor; (iii) qual a infraestrutura e meios
necessários para fazer a entrega dessa oferta – recursos, atividades e parceiros. Além disso, deve desenvolver a estrutura de custos e proveitos, e apresentar as ferramentas necessárias para uma organização forte e sustentável.
Para Wirtz, B. W., et al (2016) um modelo de negócios pode ser entendido como um elo de ligação entre a estratégia – planeamento futuro – e a implementação operacional – gestão de processos. Consideram estes autores que, no entanto, devido ao uso
inconsistente do termo business model na literatura, ainda não há uma definição do conceito genericamente aceite, destacando que o modelo de negócios também pode ser definido como, o propósito principal de uma empresa ou a sua lógica central, para a prestação de um serviço que satisfaz as necessidades do cliente.
Um dos modelos mais conhecido é proposto por Osterwalder, A., e Pigneur, Y., (2010) e decompõe o modelo de negócios em 9 blocos. Os autores apresentam uma ferramenta (frame work), designada por CANVAS, que permite descrever, analisar e projetar modelos de negócios. Os autores pretenderam interligar todos os conceitos, técnicas e ferramentas no modelo de negócios.
Os nove blocos são:
1. Segmentação de clientes: descreve os diferentes grupos de pessoas ou organizações que a empresa pretende alcançar e atender;
2. Proposta de valor: descreve um conjunto de produtos e serviços que criam valor para um segmento específico de clientes;
3. Canais: descreve como a empresa comunica e atinge os seus segmentos de clientes para entregar a proposta de valor, nomeadamente como fornece e distribui os produtos e serviços, mas, também, como comunica com os seus clientes;
4. Relações com o consumidor: descreve o tipo de relacionamento que a empresa estabelece com segmentos específicos de clientes, nomeadamente o Processo de Relacionamento com o Cliente (CRM);
5. Fluxos de proveitos: representa as receitas que a empresa gera no segmento de clientes;
