Fundamentos Gerais do Setor Elétrico
Fernando Umbria
Maio de 2021
Agenda
• Conceitos básicos do setor elétrico brasileiro
• Características de mercados de eletricidade
• Produto e serviço
• Aspectos importantes sobre a expansão dos sistemas elétricos
• Bases para operação do sistema elétrico brasileiro
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Dimensões do Setor Elétrico Brasileiro (SEB)
Estrutura
Física
Marco Legal
Organização
Institucional
Modelo
Mercantil
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Estrutura básica do sistema elétrico
5.295 usinas (abr/21)
Capacidade Instalada: 175 GW
Rede Básica ≥ 230 kV
163 mil km em linhas
235 empresas (ONS)
Rede ≤ 138 kV
54 concessionárias (distribuidoras)
57 permissionárias (cooperativas)
87,1milhões de UC (fev/21)
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO Lei Nº 9.648/98 ASMAE e ONS – Contratos iniciais e Reestruturação
1988
...
Implantação
da ANEEL
1999
20002001
2002
Lei nº 10.433/02 MAE Lei Nº 9.427/96 ANEEL Constituição Federal (art. 175) Lei Nº 9.478/97 – CNPE e Políticas de Energia (Petróleo) Lei Nº8.631/93 Início da competiçãoLei nº 9.609/95 c/c 10.192/01
Plano Real
Lei nº 9.986/00 RH - Agências Lei Nº 9.074/95 Reestruturação da Eneriga Elétrica – PIE e CLivres1993
Lei nº8.987/95 Incremento da competiçãoLei nº 7.990/89 – 8.001/90 –
9.984/00 e 9.993/00
Compensação Financeira
2000
2003
2004
Lei nº 9.784/99 Proced. na Adm. Pública Lei nº 9.991/00 Efic. Energ. Lei nº 10.214/01 Câmaras Comercialização Lei nº 10.295/01 Política Cons. e Uso de Energia Lei nº 10.310/01 Bônus da GCE GCE MP nº 2.198/01 ago/01 a mar/02 Lei nº 10.438/02 Expansão da Oferta RTE e Leilões Lei nº 10.604/02Empréstimos Baixa Renda e comercialização Lei nº 10.762/03 Programa Emergencial de Apoio e Leilões Lei nº 10.833/03 CCC isol. 2009 Lei nº 10.847/04 EPE Lei nº 10.848/04 Novo Modelo Lei nº 10.871/04 RH - Agências Lei nº 11.079/04 PPPs
1995
1996
1997
1998
...
Lei nº 11.488 Criação do REIDI2007
...
Lei nº 11.943/09 Participação da União no FGEE2010
2013
Lei nº 12.783/13 Renov. de concessões, redução de encargos e Lei nº 12.111/09 Serviços de Energia Sistemas Isolados2009
Lei nº 12.212/10 Tarifa Social de Energia ElétricaMarco
Legal
do
Setor
Elétrico
2015
...
Lei nº 13.201/15 Repactuação do risco hidrológico e2016
Lei nº 13.280/16 Aplic. Efic. Energ. Leis nº 13.299/16 e nº 13.360/16 Lei nº 13.609/18 Alterações diversas2018
2019
Lei nº 13.848/19Gestão e outros atributos
...
...
2020
MP nº 950/20 Conta Covid
Lei nº 14.120/21 Recursos EE para CDE; extinção de descontos TUSD e TUST; Angra III;
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Modelo mercantil
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Segmentos do SEB
G
C
D
CL
CC
Competição
Competição
Monopólio
natural
Monopólio
natural
Geração
(ou produção)
Comercialização
Transmissão
(ou transporte)
Distribuição
Mercado das
distribuidoras
Consumidores
Cativos
Consumidores
Livres
Mercado livre
Muito regulado
Menos regulado
Parcela da geração no setor é regulada e não opera no mercado
(Itaipu, nucleares, Proinfa e hidrelétricas em regime de cotas)
G
G
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Geração – aspectos gerais
• Corresponde de 35 a 50% do custo total do sistema
• Geradores podem ser acionados por combustíveis diferentes. Há
diferença no preço do produto
• Não há diferença no produto
• A produção combina diferentes fontes e combustíveis (competição)
• Há quatro regimes de exploração: autoprodução, produção
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Geração – conceitos e noções úteis
• Geração (ou produção) é medida em Wh (watt-hora): a geração anual
brasileira está em torno de 626 TWh (2019)
• Potências de 10 que multiplicam grandezas:
k
kilo
10
3
1.000 x
M
Mega
10
6
1.000.000 x
G
Giga
10
9
1.000.000.000 x
T
Tera
10
12
1.000.000.000.000 x
• Capacidade instalada (ou parque gerador) é medida em W (watt)
▪ a capacidade própria instalada está hoje em 175 GW (+5,3 GW GD; +5,7 GW importações)
• Fator de capacidade é a relação entre a produção média de uma central
geradora e sua capacidade instalada em um mesmo período
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Geração – conceitos e noções úteis
• No Brasil, a comercialização de energia nova é feita através de certificados que
representam uma garantia de abastecimento.
• Consumidores precisam comprovar que contrataram “garantia física”
suficiente para atender suas cargas.
• Geradores precisam de um montante de “garantia física” que possa ser
vendido para lastrear o consumo.
• Portanto, o lastro caracterizado pela garantia física constitui a base para a
contratação de longo prazo.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Geração – conceitos e noções úteis
• Garantia física
• Energia secundária
• Energia firme
• Mecanismo de realocação de energia (MRE)
• Disponibilidade
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Garantia física
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Garantia física
A Lei nº 10.848/04, regulamentada pelo art. 2º do Decreto nº 5.163/04,
estabelece que “garantia física” é a quantidade máxima de energia elétrica
associada ao empreendimento, incluindo importação, que poderá ser
utilizada para comprovação de atendimento de carga ou comercialização por
meio de contratos.
A garantia física de um empreendimento de geração é uma parcela alocada
da garantia física do SIN, definida como aquela correspondente à máxima
quantidade de energia que este sistema pode suprir a um dado critério de
garantia de suprimento.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Garantia física do SIN (despacho centralizado)
Corresponde à máxima carga que pode ser
suprida com uma confiabilidade de 95%
(risco pré-fixado de 5% de ocorrência de
déficit), obtida a partir de simulações de
operação do SIN com a utilização de séries
sintéticas de energia afluente.
Esta energia é rateada entre todos os
empreendimentos de geração que
constituem o sistema, a fim de se obter
a garantia física dos empreendimentos
com vistas à comercialização de energia
via contratos.
UHE: o rateio é feito na
proporção da energia firme mais
BI (para UHE com reservatório).
UTE: a oferta de geração
térmica é definida por
UTE na simulação.
Energia firme: máxima
geração de uma UHE
no período crítico do
sistema (1948-1956)
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Energia secundária e disponibilidade
Energia Secundária = Diferença positiva entre a soma de toda a geração
produzida pelos geradores do MRE e a soma das suas energias asseguradas
(excedente de energia produzido)
Disponibilidade = Representa a potência média que uma usina é capaz de
fornecer ao sistema, descontadas as indisponibilidades forçadas (falhas) e
programadas (manutenções)
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Mecanismo de realocação de energia
Usina 1
Usina 2
Usina 3
Usina 4
Garantia
física
Garantia
física
Garantia
física
Garantia
física
MRE
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Geração – parcela regulada
Fontes por cotas
Potência
(MW)
Garantia física
(MWm)
Cotas em 2021
Montante
(TWh)
Valor
(R$ bilhões)
Tarifa
(R$/MWh)
Hidrelétricas em regime de cotas
22.225,72
11.739,61
92,6
9,06
114,74
Itaipu
10.802,00
6.618,42
58,0
18,75
323,30
Proinfa
2.975,10
1.278,77
11,2
4,04
361,07
Angra I e II
1.990,00
1.698,00
13,7
3,42
249,64
Total
37.992,82
21.334,80
175,5
35,27
201,54
Potência total das hidrelétricas em regime de cotas (71 UHE): 25.176,93 MW
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Transmissão – aspectos gerais
• Redes com tensão ≥ 230 kV
• Conexão da Geração com a Carga em alta tensão
• Corresponde a 5 a 15% do custo total
• Os sistemas, normalmente, são AC
• Sobrecarga pode provocar a saída de elementos
• Necessidade do Operador do Sistema
• Regime de serviço público de transmissão de energia
• RAP (Receita Anual Permitida) ciclo 2020/2021: R$ 28 bi
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Transmissão – aspectos gerais
G
C
D
CL
CC
T
Monopólio
natural
Transmissão
(ou transporte)
• Extensão total de 163 mil km
• Tensão ≥ 230 kV
• Não inclui as demais instalações da
transmissão listadas na Lei 9.074/95, art.17
Fonte: MME, jan/2021
8 transmissoras somam 80% da RB, em km: Cemig, CTEEP, CHESF, COPEL, Eletronorte,
Furnas, CEEE-GT e Eletrosul.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Distribuição – aspectos gerais
• Redes com tensão ≤ 138 kV
• Conexão entre a transmissão e o consumidor
• Corresponde a 30 a 50% dos custos
• Faz a medição e a cobrança
• Gestão da infraestrutura de atendimento bastante complexa
(necessidade de grandes redes e atendimento de consumidores
com características distintas)
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Distribuição – aspectos gerais
G
T
C
CL
D
CC
Monopólio
natural
Distribuição
Mercado das
distribuidoras
Consumidores
Cativos
Rede de Distribuição
Tensões nominais das Linhas de Distribuição:
138 kV – às vezes chamada de “subtransmissão”
69 kV; 34,5 kV
13,8 kV – rede urbana primária
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Comercialização e consumo livre
G
T
D
CC
C
CL
Competição
Comercialização Consumidores
Livres
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Comercialização, Consumidores Livres (CLs) e
Consumidores Cativos (CCs) - aspectos gerais
• Comercializadores: permitem ajuste dos portfólios de compra e venda
▪ Assumem o risco de crédito do consumidor e de performance do produtor
• Qualidade da energia e segurança de oferta: não há diferenças entre CLs e CCs
▪ CLs pagam às distribuidoras pelo acesso e uso das redes, em valores equivalentes aos CCs.
Diferença está na compra da energia
• CC: distribuidora é o fornecedor compulsório
▪ Tarifa regulada, isonômica para uma mesma classe
• CL: energia livremente negociada
▪ Obrigado a comprovar 100% de contratação, após a medição do montante consumido. O
valor da energia é resultante de opção individual de compra: contratos de diferentes
prazos, maior ou menor exposição ao preço de curto prazo (PLD: Preço de Liquidação de
Diferenças, resp. CCEE)
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Singularidades da eletricidade
Não pode ser
armazenada em
grande escala
Estoque: geração e
combustível (UTE),
água em
reservatórios (UHE)
Produto altamente
perecível: consumo
no mesmo instante
da produção
Difícil adicionar, de
forma rápida, nova
capacidade de
geração ao sistema
Redes de transmissão
e distribuição são os
“mercados físicos”
para transações
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Decorrências das singularidades
• Impossibilidade de armazenar eletricidade e de acrescentar
rapidamente nova geração são os fatores que criam as condições
para a elevação dos preços de curto prazo.
• Fisicamente, em uma rede elétrica, não é possível identificar a
ligação de um vendedor a qualquer comprador. Geradores injetam
energia na rede e consumidores retiram esta energia da rede.
• Na rede elétrica, a oferta e a demanda devem ser,
instantaneamente, balanceadas a fim de manter a frequência, a
tensão e a estabilidade do sistema.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Modelos de mercado de energia elétrica
• Monopólio
• Comprador único
• Competição no atacado
• Competição no varejo
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Monopólio
• Estrutura integrada verticalmente.
• A indústria de energia elétrica em todo mundo
era (até a década de 80) estruturada desta
forma.
• Não se admitia a possibilidade de concorrência
no setor.
• Não havia noção de preço, mas de custo.
• Monopólio (estatal ou privado) regulado (com
tarifa definida).
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Monopólio
Vantagens:
• Simples (baixo custo de transação).
• Não precisa dividir as empresas.
• Não há problemas de acesso.
• Fácil planejamento de expansão.
• Fácil implementação de subsídios.
• Clara definição de responsabilidades (G
atendem à expansão da carga; D
sinalizam expectativa de crescimento).
• Baixo risco reduz o custo do capital
aplicado.
• Faz parte da cultura do setor.
Desvantagens:
• Difícil incentivo à eficiência
econômica.
• Todos os riscos são repassados
para o consumidor (ou
contribuinte).
• Não necessita de formação de
preço, mas a análise do custo.
Assimetria de informação dificulta
a atuação do regulador.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Comprador único
• Monopsônio.
• Competição entre as usinas geradoras.
• Permite a entrada de novos agentes.
• Necessita de um agente comprador,
que precisa ser independente.
• A competição é estimulada e promove
a eficiência.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Comprador único
Vantagens:
• Aumento da eficiência traz ganhos
significativos para o setor.
• Possibilita a privatização de
empresas geradoras.
• Mantém as vantagens de
simplicidade de subsídio e de
planejamento do modelo de
monopólio.
• Livre acesso à transmissão
(desverticalização).
• Expansão garantida pelo governo.
Desvantagens:
• Maior custo de transação (PPAs).
• Contratos devem prever preço
para demanda e energia.
• PIEs sujeitos a multas por
indisponibilidade (atrasos).
• Quase todo o risco é repassado
ao consumidor.
• Aumento da eficiência limitado à
geração.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Competição no atacado
Grande
Consumidor
• Distribuidoras mantém
monopólio sobre consumidor.
• Obrigação de atender à carga é
da distribuidora.
• Requer regulação forte.
• Órgão regulador e operador
devem ser independentes.
• Necessidade de mercado de
ajustes.
• Livre acesso à transmissão e
distribuição.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Competição no atacado
Vantagens:
• Aumento da eficiência.
• Preço definido pelos grandes
consumidores.
• Atração de investimento privado.
• Fim do subsídio.
Desvantagens:
• Geradoras e distribuidoras podem
fazer contratos em prejuízo do
consumidor.
• Alto custo das transações.
• Definição da expansão.
• Definição da fronteira (quem é o
grande consumidor?)
• Impossibilidade de definir
subsídios.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Competição no varejo
• Qualquer consumidor
pode escolher seu
fornecedor.
• Todos têm livre acesso
ao sistema de
distribuição.
• É a estrutura de maior
competição entre os
fornecedores e maior
escolha aos
consumidores.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Competição no varejo
Vantagens:
• O preço da ineficiência é a saída
do mercado.
• Liberdade de compra e venda de
energia.
• Possibilidade de entrada de
novos agentes.
• A expansão é definida pelo
mercado.
Desvantagens:
• Aumenta a complexidade (e o
custo) dos contratos.
• Exige órgão regulador eficiente.
• Necessidade de consumidores
bem preparados.
• Precisa acreditar nas “forças” do
mercado.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Modelos de mercado - resumo
Característica
Monopólio
Comprador único
Competição no
atacado
Competição no
varejo
Competição na
geração
Não
Sim
Sim
Sim
Competição na
comercialização
Não
Não
Limitada
Sim
Escolha dos
consumidores
Não
Não
Limitada
Sim
Escolha das
distribuidoras
Não
Não
Sim
Sim
Obrigação do
suprimento
Monopolista
Agente
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Mercado de energia elétrica no Brasil
Característica
Modelo antigo, até
1995
mercado (1995 a 2003)
Modelo de livre
(2004 em diante)
Modelo vigente
Financiamento
Recursos públicos
Públicos e privados
Públicos e privados
Estrutura das empresas
Verticalizadas
G, T, D e C
G, T, D e C
Capital das empresas
Estatal
Estatal e privado
Estatal e privado
Competição
Inexistente
G e C
G e C
Consumidores
Cativos
Cativos e livres
Cativos e livres
Tarifas/preços
Somente tarifas
Preços na G e C
ACL: preços na G e C
ACR: licitação pelo menor preço
Mercado
Regulado
Livre
Regulado e livre
Planejamento
Determinativo
Indicativo
Centralizado
Contratação
100% do mercado
85% a 95% do mercado
100% do mercado
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Mercado de energia elétrica no Brasil
• Até 1995: Monopólio
• A reestruturação teve como objetivo (i) assegurar os
investimentos necessários para a expansão da oferta de energia
e (ii) assegurar que o setor fosse economicamente eficiente
• Entre 1995 e 2003: Competição no atacado
• A concepção do modelo tinha a perspectiva de privatização
generalizada da G e da D, separando as atividades empresariais
e atividades típicas de governo, de modo a igualar as condições
de atuação dos agentes no mercado competitivo. D foi
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Mercado de energia elétrica no Brasil
• A partir de 2004: ainda em 2003, iniciou-se um segundo
processo de reestruturação do SEB, com importantes
alterações: criação da EPE e da CCEE (substituindo o MAE).
A principal alteração foi no modelo de comercialização do
setor:
• ACR: Comprador único
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Produto e serviço
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Operação do sistema – aspectos gerais
• Sistema interligado de dimensão única.
• Complexo mecanismo contratual.
• Grande dispersão geográfica da produção e do consumo.
• Limites para a capacidade de geração e transporte.
• Variação no tempo da capacidade de produção e da demanda.
• Operação complexa submetida a condicionantes da física.
• Cada agente de produção ou consumo interfere no mercado.
• Critérios e decisões da operação do sistema produzem impactos econômicos nos
agentes.
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Operação do sistema – aspectos gerais
Operação Elétrica do Sistema
• Assegurar a entrega da energia com as
condições reais do sistema (geração e
transmissão)
• Leva em conta a manutenção de
equipamentos
• Leva em conta as contingências do
sistema
• Opera em tempo real
Operação Energética do Sistema
▪
Decide o combustível (água, gás,
petróleo, urânio, etc...)
▪
Qual usina hidráulica deve ser
despachada?
▪
Tem que garantir a operação atual e a
demanda futura
▪
Dilema: usa água hoje (mais barata) e,
se não chover, pode faltar energia
elétrica amanhã
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Despacho hidrotérmico
• O despacho hidrotérmico ótimo é o que minimiza a soma do custo total
= custo imediato + custo futuro (que depende da decisão do custo
imediato).
• A solução ótima não é gerar toda a disponibilidade hidrelétrica logo no
primeiro estágio, embora ela tenha custo operativo = zero. Por que?
▪ Porque a hidrelétrica pode transportar energia (armazenar água) de
um estágio para outro. Portanto, a geração hidro tem um custo de
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Otimização eletroenergética
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Otimização eletroenergética
Reservatório vazio ao final do estágio:
custo imediato baixo e custo futuro alto
Reservatório cheio ao final do estágio:
custo imediato alto e custo futuro baixo
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Otimização eletroenergética
Carga
50 MWh
UTE 1 - P = 30 MW
CVU = 10 R$/MWh
UTE 3 - P = 15 MW
CVU = 80 R$/MWh
UTE 2 - P = 10 MW
CVU = 15 R$/MWh
Intuitivamente
Custo total de operação:
30
x 10 +
10
x 15 +
10
x 80 = R$ 1250
E se a carga fosse 51 MWh? Qual seria o custo total?
30
x 10 +
10
x 15 +
11
x 80 = R$ 1330 ➔ CMO = 80 R$/MWh
▪
Qual é o despacho ótimo?
▪
Qual é o custo total de operação?
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Otimização eletroenergética
Carga
50 MWh
UTE 1 - P = 30 MW
CVU = 10 R$/MWh
UTE 3 - P = 15 MW
CVU = 80 R$/MWh
UTE 2 - P = 10 MW
CVU = 15 R$/MWh
UHE 1 – P = 15 MW
C Op = 0 R$/MWh
1º Estágio
2º Estágio
Afluência
1= 11
V
0
= 10
V
1
= ?
Afluência
2= 0
V
2
= ?
• Como seria a operação do sistema?
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Otimização eletroenergética
Exemplo de operação “míope”: gerar toda a água que chega
Custo total de operação:
Essa operação é ótima?
E se as possíveis políticas de operação fossem enumeradas?
1º Estágio
2º Estágio
GH = 15 MWh
GT1 = 30 MWh
GT2 = 5 MWh
GT3 = 0 MWh
GH = 6 MWh
GT1 = 30 MWh
GT2 = 10 MWh
GT3 = 4 MWh
C Total = 30
x 10 +
5
x 15
+ 30
x 10 +
10
x 15 +
4
x 80 = R$ 1.145
1º Estágio
2º Estágio
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Otimização eletroenergética
Impacto da decisão do 1º estágio no custo do 2º estágio
O objetivo é minimizar o custo total de operação
GH
GT1
GT2
GT3
Custo
Imediato
Volume
final
GH
GT1
GT2
GT3
Custo
Futuro
15
30
5
0
375
6
6
30
10
4
770
1145
14
30
6
0
390
7
7
30
10
3
690
1080
13
30
7
0
405
8
8
30
10
2
610
1015
12
30
8
0
420
9
9
30
10
1
530
950
11
30
9
0
435
10
10
30
10
0
450
885
10
30
10
0
450
11
11
30
9
0
435
885
9
30
10
1
530
12
12
30
8
0
420
950
8
30
10
2
610
13
13
30
7
0
405
1015
7
30
10
3
690
14
14
30
6
0
390
1080
6
30
10
4
770
15
15
30
5
0
375
1145
5
30
10
5
850
16
15
30
5
0
375
1225
Decisão - Primeiro Estágio
Decisão - Segundo Estágio
Custo
Total
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Otimização eletroenergética
Volume
(final do 1º estágio)
Custo
Imediato
Custo
Futuro
Custo
Total
6
375
770
1145
7
390
690
1080
8
405
610
1015
9
420
530
950
10
435
450
885
11
450
435
885
12
530
420
950
13
610
405
1015
14
690
390
1080
15
770
375
1145
16
850
375
1225
Reservatório vazio ao final do primeiro estágio:
custo imediato baixo e custo futuro alto
Reservatório cheio ao final do primeiro estágio:
custo imediato alto e custo futuro baixo
Hidro tem potência instalada de 15 MW. O
armazenamento superior a 15 esbarra no
limite de turbinamento do segundo estágio.
A FCF mostra que para um armazenamento
inferior a 10 é preciso acionar a térmica mais
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Matriz elétrica brasileira
• A Matriz Elétrica Brasileira é formada pelo conjunto de fontes
disponíveis para geração de energia elétrica
• Capacidade Instalada – soma da potência instalada de todas as fontes
• Geração Verificada – soma da energia elétrica gerada de todas as fontes
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Capacidade instalada (abril/2021)
Tipo
Nº de
usinas
Potência
inst. (MW)
%
Potência média
(MW)
Usina Hidrelétrica – UHE
219
103.027
58,8
470
Pequena Central Hidrelétrica – PCH
425
5.461
3,1
13
Central Geradora Hidrelétrica – CGH
740
827
0,5
1
Total hidrelétricas
1.384
109. 315
62,4
79
Gás
164
14.826
8,5
90
Biomassa
579
15.260
8,7
26
Petróleo
2305
8.899
5,1
4
Carvão Mineral
22
3.583
2,0
163
Outros
10
196
0,1
20
Total termelétricas
3.080
42.764
24,4
14
Usina Termonuclear – UTN
2
1.990
1,1
995
Usina Eólica – EOL
704
17.730
10,1
25
Usina Fotovoltaica – UFV
4.156
3.291
1,9
< 1
Undi-Elétrica – CGU
1
0,1
-
-TOTAL
9.327
175.090
100,0
19
Como oferta de energia
elétrica, há, ainda, as
importações:
Paraguai (5.650 MW) e
Venezuela (200 MW)
452 UFV = 3.287 MW (7 MW)
3.704 UFV = 3.794 kW (1 kW)
Prog. Luz para Todos na Celpa
5.295 usinas – 33 MW (Pot. Méd.)
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Capacidade instalada (abril/2021)
Hidrelétricas 62,4% Térmicas 24,4% Nucleares 1,1% Eólicas 10,1% Fotovoltaicas 1,9% UHE 58,8% PCH 3,1% CGH 0,5% Biomassa 8,7% Gás 8,5% Petróleo 5,1% Carvão 2,0% Outros 0,1% UTN 1,1% EOL 10,1% UFV 1,9%
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Evolução da capacidade instalada
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
Total
102.949 110.444 116.383 117.136 120.974 126.743 133.913 140.858 150.338 157.112 162.840 170.118 174.492
Usinas Hidrelétricas
74.901
76.781
78.610
78.347
79.956
81.132
84.095
86.366
91.499
94.662
98.287 102.999 103.027
Usinas Termelétricas
22.999
27.481
30.784
31.243
32.778
36.528
37.827
39.564
41.275
41.628
40.523
41.219
42.739
PCH
2.490
3.400
3.868
3.896
4.101
4.620
4.790
4.886
4.941
5.020
5.157
5.291
5.438
CGH
154
173
185
216
236
266
308
398
484
594
695
768
823
Usinas Nucleares
2.007
2.007
2.007
2.007
2.007
1.990
1.990
1.990
1.990
1.990
1.990
1.990
1.990
Usinas Eólicas
398
602
928
1.426
1.894
2.202
4.888
7.633
10.124
12.283
14.390
15.378
17.187
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Produção de energia elétrica no Brasil
18
,9
%
23
,9
%
30
,4
%
34
,7
%
34,4%
80,6%
5,8%
0,5%
75,2%
0,9%
1,2%
3,7%
2,1%
68,5%
63,2%
61,9%
65,8%
28
,4
%
62,9%
26
,5
%
7,2%
8,1%
8,9%
29
,6
%
26
,7
%
64,7%
63,5%
GWh
71,1%
18
,2
%
9,7%
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Produção de energia elétrica no Brasil
50%
55%
60%
65%
70%
75%
80%
85%
90%
95%
100%
jan
/00
r/
00
ju
l/
00
00
jan
/01
r/
01
ju
l/
01
01
jan
/02
r/
02
ju
l/
02
t/
02
jan
/03
r/
03
ju
l/
03
03
jan
/04
r/
04
ju
l/
04
04
jan
/05
r/
05
ju
l/
05
05
jan
/06
r/
06
ju
l/
06
06
jan
/07
r/
07
ju
l/
07
07
jan
/08
r/
08
ju
l/
08
08
jan
/09
r/
09
ju
l/
09
09
jan
/10
r/
10
ju
l/
10
10
jan
/11
r/
11
ju
l/
11
11
jan
/12
r/
12
ju
l/
12
12
jan
/13
r/
13
ju
l/
13
13
jan
/14
r/
14
ju
l/
14
t/
14
jan
/15
r/
15
ju
l/
15
15
jan
/16
r/
16
ju
l/
16
16
jan
/17
r/
17
ju
l/
17
17
jan
/18
r/
18
ju
l/
18
18
jan
/19
r/
19
ju
l/
19
19
jan
/20
r/
20
ju
l/
20
20
jan
/21
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO
Evolução da capacidade instalada (PDE 2030)
Projeção da capacidade
instalada da MMGD
FUNDAMENTOS GERAIS DO SETOR ELÉTRICO COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA MERCADO LIVRE REGRAS E PROCEDIMENTOS DE COMERCIALIZAÇÃO