Análise do Comportamento dos Preços do Mercado Ibérico no ano de 2018

(1)

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Análise do Comportamento dos Preços do Mercado

Ibérico no ano de 2018

Diana Beatriz Teixeira da Silva Pereira

VERSÃO FINAL

Dissertação realizada no âmbito do

Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Major Energia

Orientador: Professor Doutor João Paulo Tomé Saraiva

(2)

ii

(3)

iii

Resumo

No ano de 1973 sucedeu-se uma crise petrolífera, sendo que esta foi o impulso necessário para uma reorganização de múltiplos setores, abrangendo, também, o setor elétrico, visto que a atmosfera económica que se fazia viver nesse período passou por numerosas modificações, tornando-se, assim, muito débil. Assim, nesta conjuntura envolta em grandes alterações, sucedeu-se à renovação do setor elétrico, que se transpõe na sua liberalização e restruturação em diferentes países. Em 1973, o Chile foi o primeiro país a começar a reforma do seu setor elétrico, enquanto que nos outros países, essa renovação apenas aconteceu no final dos anos 80. No ano de 1990, o continente Europeu, a liberalização do setor elétrico iniciou-se na Inglaterra e País de Gales, sob o olhar atento de Marget Tatcher, sendo que movimento a alavanca necessária para os restantes países melhorarem os seus setores. Em 1996, a Noruega e a Suécia uniram-se e formaram o Nordpool, o primeiro mercado transnacional de eletricidade, sendo que a Finlândia e a Dinamarca aderiram ao mesmo passado alguns anos.

No decurso da gênese de mercados transnacionais, foi criado o MIBEL, Mercado Ibérico de Eletricidade, fundindo os setores elétricos de Portugal e Espanha, dando, assim, início as suas funções no dia 1 de julho de 2007. O MIBEL encontra-se organizado em dois mercados: Mercado Diário e Mercado Intradiário. No Mercado Diário são realizadas grande parte das transações de energia elétrica, enquanto que o Mercado Intradiário se baseia num mercado de ajustes das posições de venda e compra dos agentes relativamente ao Mercado Diário, em Mercado de Serviços de Sistema e num mercado a prazo.

Desde a sua criação, o MIBEL tem sofrido modificações relacionadas, em grande parte, ao aumento da produção aproveitando os recursos renováveis, ao aumento da capacidade das linhas de interligação entre os dois países e ainda devido às variações do consumo que acontecem em ambos os países.

Em suma, este trabalho visa avaliar a atividade do MIBEL, sendo, por isso, realizada uma análise profunda dos resultados do Mercado Diário e do Mercado Intradiário no ano de 2018, abrangendo valores da energia elétrica que é transacionada, preços da energia elétrica, volume económico que é transacionado, a ocorrência ou não de congestionamento nas interligações entre Portugal e Espanha e a resultante aplicação do mecanismo de separação de mercados, Market Splitting e o efeito das diversas tecnologias existentes na produção de energia elétrica. Esta análise

(4)

iv

será como referência o ano de 2018, tendo sido efetuado, posteriormente, uma comparação com os resultados obtidos nos anos de 2014, 2015, 2016 e 2017.

(5)

(6)

vi

Abstract

In 1973 an oil crisis ensued and this was the necessary impetus for a reorganization of multiple sectors, also covering the electric sector, since the economic atmosphere that was made to live in this period underwent many modifications, making and thus very weak. Thus, in this conjuncture involved in major changes, it happened to the renewal of the electric sector, which is transposed in its liberalization and restructuring in different countries. In 1973, Chile was the first country to begin reforming its electricity sector, while in other countries this renewal only occurred in the late 1980s. In the 1990s, the European continent, in England and Wales, under the watchful eye of Marget Tatcher, and that movement the necessary lever for the other countries to improve their sectors. In 1996, Norway and Sweden joined together and formed Nordpool, the first transnational electricity market, with Finland and Denmark joining the same past some years.

In the course of transnational markets MIBEL was created, the Iberian Electricity Market, merging the electric sectors of Portugal and Spain, thus starting its operations on July 1, 2007. MIBEL is organized in two markets: Daily Market and Intraday Market. In the Daily Market a large part of the electricity transactions is carried out, while in the Intraday Market is based on a market of adjustments of the sales and purchase positions of the agents in relation to the Daily Market, in System Services Market and in a futures market.

Since its inception MIBEL has undergone changes related in large part to increased production by taking advantage of renewable resources, increasing the capacity of the interconnection lines between the two countries and also due to variations in consumption occurring in both countries .

In short, this work aims to evaluate the activity of MIBEL and therefore an in-depth analysis of the results of the Daily Market and the Intraday Market was carried out in 2018, covering values of electric energy that is transacted, electricity prices, volume economic situation that is transacted, the occurrence or not of congestion in the interconnections between Portugal and Spain and the resulting application of the mechanism of separation of markets, Market Splitting and the effect of the various existing technologies in the production of electric energy. This analysis will be used as a reference for the year 2018, after which a comparison was made with the results obtained in the years 2014, 2015, 2016 and 2017.

(7)

(8)

viii

Agradecimentos

A concretização desta dissertação corresponde à finalização de um ciclo importante na minha formação académica e pessoal. Apesar de ser o fim de uma etapa, é o início de um novo percurso e este é o momento indicado para agradecer a todas as pessoas que contribuíram, de alguma forma, para o meu sucesso nesta jornada.

Ao meu orientador, Professor Doutor João Paulo Tomé Saraiva, pela sua orientação, tempo, dedicação e disponibilidade prestados ao longo de todo o semestre e pela prontidão, rapidez e eficácia no esclarecimento de dúvidas que foram surgindo ao longo de todo o processo.

À EDP – Gestão da Produção de Energia S.A., mais especificamente ao Engenheiro José Sousa, pela oportunidade, dedicação e disponibilidade prestada.

A toda a minha família e em particular aos meus pais, irmãos e namorado, pelo apoio incondicional, incentivo, confiança e compreensão prestados. Por me ajudarem a ter todas as condições necessárias para o triunfo, não apenas na realização desta dissertação, mas também durante toda a minha existência.

Por último, mas não menos importante, agradeço às amizades que realizei na faculdade pelas discussões saudáveis, apoio e companheirismo nas tantas horas de trabalho conjunto bem como nas horas de diversão e aos meus amigos fora de universidade que acompanharam, de perto, o meu percurso e que me irão acompanhar na próxima etapa.

(9)

(10)

x

Índice

Resumo ... iii Abstract ... vi Agradecimentos ... viii Índice ... x

Lista de figuras ... xiv

Lista de tabelas ... xxi

Abreviaturas e Símbolos ... xxiv

Capítulo 1 ... 1 Introdução ... 1 1.1 Enquadramento e objetivos ... 1 1.2 Estrutura do documento ... 2 Capítulo 2 ... 3 Mercados de Eletricidade ... 3 2.1 Contextualização histórica ... 3

2.2 Restruturação do setor elétrico ... 5

2.3 Novos Modelos ... 6

2.3.1 Aspetos gerais do modelo em Pool ... 8

2.3.2 Mercado em Pool Simétrico ... 9

2.3.3 Mercado em Pool Assimétrico ... 12

2.3.4 Modelos Voluntários e Obrigatórios ... 14

2.3.5 Contratos Bilaterais ... 14

(11)

xi

2.4 Serviços de Sistema ... 17

2.4.1 Generalidades ... 17

2.4.2 Controlo da Frequência e Reservas da Potência Ativa ... 18

2.4.3 Controlo da Tensão e da Potência Reativa ... 19

2.4.4 Blackstart ... 19

2.4.5 Diretivas Europeias ... 19

Capítulo 3 ... 22

Mercado Ibérico de Eletricidade ... 22

3.1 Setor Elétrico em Portugal ... 22

3.1.1Evolução Histórica ... 22

3.1.2Estrutura do Setor Elétrico Português ... 24

3.2 Setor Elétrico em Espanha ... 29

3.2.1 Evolução Histórica ... 29

3.2.2 Estrutura do setor elétrico espanhol ... 31

3.3 MIBEL : Mercado Ibérico de Eletricidade ... 32

3.3.1 Evolução Histórica ... 32

3.3.2 Estrutura e funcionamento do MIBEL ... 34

3.3.3 OMIP – Operador do Mercado Ibérico (Polo Português) ... 35

3.3.4 OMIE – Operador del Mercado Ibérico de Energía (Polo Espanhol) ... 37

3.3.4.1 Mercado Diário ... 37

3.3.4.2 Mercado Intradiário ... 39

3.3.5 Market Splitting ... 41

3.3.6 Serviços de Sistema ... 43

3.3.6.1 Controlo de frequência e reservas de potência ativa ... 43

3.3.6.2 Controlo da tensão e potência reativa ... 43

3.3.6.3 Blackstart ... 44

3.3.7 Interligações ... 44

Capítulo 4 ... 46

Análise dos Resultados do Mercado Diário Referentes ao ano de 2018 ... 46

4.1 Introdução ... 46

4.2 Análise de um mês de inverno – janeiro ... 46

4.2.1 Sessões do Mercado Diário ... 47

4.2.2 Energia Transacionada ... 50

4.2.3 Preços do Mercado Diário ... 55

4.2.4 Volume Económico Transacionado ... 59

(12)

xii

4.3 Análise de um mês de verão – agosto ... 76

4.3.1 Sessões do Mercado Diário ... 76

4.3.6 Influência das tecnologias ... 91

4.4 Análise geral do ano de 2018 e comparação com anos anteriores ... 102

4.4.5 Influência das Tecnologias ... 112

Capítulo 5 ... 117

Análise dos Resultados do Mercado Intradiário Referentes ao ano de 2018 ... 117

5.1 Introdução ... 117

5.2 Análise de um mês de inverno – janeiro ... 118

5.2.1 Resultados Diários do Mercado Intradiário ... 118

5.2.3 Preços do Mercado Transacionado ... 123

5.3 Análise de um mês de verão – agosto ... 128

5.3.1 Resultados Diários do Mercado Intradiário ... 128

5.3.3 Preços do Mercado Transacionado ... 132

5.4 Análise geral do ano de 2018 e comparação com anos anteriores ... 137

5.4.2 Preços do Mercado Intradiário ... 140

5.5 Comparação entre o Mercado Diário e o Mercado Intradiário ... 145

5.5.2 Preços médios mensais ... 147

Capítulo 6 ... 150

Conclusão ... 150

(13)

(14)

xiv

Lista de figuras

Figura 2.1 - Estrutura Verticalmente Integrada do Setor Elétrico [1]. ... 4

Figura 2.2 - Cronologia da Evolução dos Setores Elétricos de determinados países [1]. ... 6

Figura 2.3 - Modelo desagregado do setor elétrico [1]. ... 7

Figura 2.4 - Modelo de Exploração e Funcionamento do Setor Elétrico em Pool [1]. ... 9

Figura 2.5 - Funcionamento de um Pool Simétrico [7][9]. ... 10

Figura 2.6 - Funcionamento adequado de um mercado em Pool Simétrico [7]. ... 12

Figura 2.7 - Funcionamento não ideal do mercado em Pool Simétrico [7]. ... 12

Figura 2.8 - Funcionamento de um mercado em Pool Assimétrico [1] [9]. ... 13

Figura 2.9 - Representação gráfica do funcionamento de um Contrato às Diferenças [1]. ... 15

Figura 2.10 - Funcionamento do Modelo Misto de Exploração do setor elétrico [1] ... 16

Figura 2.11 - Mecanismo de ativação das reservas após a ocorrência de uma perturbação [6] ... 18

Figura 3.1 - Esquema da estrutura do Sistema Elétrico Português no ano de 1995 [21]. ... 25

Figura 3.2 - Modelo atual da estrutura do Setor Elétrico Português [22]. ... 26

Figura 3.3 – Constituição da Rede de Transporte em Portugal em dezembro de 2018 [23][41]. ... 28

Figura 3.4 - Estrutura Funcional do Setor Elétrico em Espanha [5][7]. ... 32

Figura 3.5 - Participações de cada sociedade no Operador do Mercado Ibérico [30]. ... 34

Figura 3.6 - Esquema Organizativo do Operador de Mercado [28]. ... 35

Figura 3.7 - Organização do mercado de contratação a prazo do MIBEL [32]. ... 36

Figura 3.8 - Curvas agregadas de compra e venda de energia elétrica no OMIE para a hora 18 do dia 17 de fevereiro de 2018 [37]. ... 38

(15)

xv

Figura 3.9 - Funcionamento do mecanismo Market Splitting [38]. ... 42 Figura 4.1 - Evolução dos valores de energia transacionada, em MWh, por dia durante o mês de

janeiro de 2018 no Mercado Diário em Espanha, Portugal e MIBEL [37]. ... 50 Figura 4.2 - Evolução dos valores máximos e mínimos horários de energia transacionada, em

MWh, por dia durante o mês de janeiro de 2018 no Mercado Diário em Espanha e em

Portugal [37]. ... 51 Figura 4.3 - Evolução dos valores de energia transacionada, em MWh, no Mercado Diário nos fins

de semana de janeiro de 2018, em Espanha e em Portugal [37]. ... 53 Figura 4.4 - Evolução dos valores de energia transacionada, em MWh, no Mercado Diário por dia

da semana de janeiro de 2018, em Espanha e em Portugal [37]. ... 54 Figura 4.5 - Valores de energia transacionada por dia, em MWh, e a evolução do seu preço

médio diário, em €/MWh, no Mercado Diário, em Espanha, no mês de janeiro de 2018 [37]. . 55 Figura 4.6 - Valores de energia transacionada por dia, em MWh, e evolução do seu preço médio

diário, em €/MWh, no Mercado Diário, em Portugal, no mês de janeiro de 2018 [37]. ... 56 Figura 4.7 - Evolução dos preços médios diários de energia elétrica, em €/MWh, durante o mês

de janeiro de 2018, no Mercado Diário em Espanha e Portugal [37]. ... 57

Figura 4.8 - Evolução dos preços máximos e mínimos horários de energia elétrica, em €/MWh,

por dia, durante o mês de janeiro de 2018, no Mercado Diário em Espanha e Portugal [37]. .. 58

Figura 4.9 - Volume Económico transacionado, em k€, para cada dia do mês de janeiro de 2018

em Espanha e Portugal [37]. ... 60

Figura 4.10 - Evolução dos preços horários de energia elétrica, em €/MWh, do Mercado Diário

para o mês de janeiro de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 61

Figura 4.11 - Evolução da diferença de preços horários da energia elétrica do Mercado Diário,

em €/MWh, entre Espanha e Portugal, para o mês de janeiro de 2018 [37]. ... 62

Figura 4.12 - Evolução da capacidade livre de exportação, capacidade de exportação e

ocupação das interligações de Espanha para Portugal, no mês de janeiro de 2018 [37]. ... 63 Figura 4.13 - Evolução da capacidade livre de importação, capacidade de importação e

ocupação das interligações de Portugal para Espanha, no mês de janeiro de 2018 [37]. ... 63 Figura 4.14 - Capacidade, ocupação e exportação após Mercado Diário nas interligações

existentes entre Portugal e Espanha no dia 2 de janeiro de 2018 [37]. ... 64 Figura 4.15 - Energia diária produzida por tecnologia, em Espanha, no mês de janeiro de 2018

[37]. ... 66 Figura 4.16 - Percentagem de cada tecnologia face à produção total de energia, em Espanha, no

mês de janeiro de 2018 [37]. ... 66 Figura 4.17 - Energia diária produzida por tecnologia, em Portugal, no mês de janeiro de 2018, e

percentagem de cada tecnologia face a produção total de energia [37]. ... 67 Figura 4.18 - Percentagem de cada tecnologia face à produção total de energia, em Portugal, no

(16)

xvi

Figura 4.19 - Número de horas por dia em que cada tecnologia marcou o preço de fecho do Mercado Diário e evolução do preço médio diário, em Espanha, ao longo do mês de janeiro de 2018 [37]. ... 70 Figura 4.20 - Número de horas por dia em que cada tecnologia marcou o preço de fecho do

Mercado Diário e evolução do preço médio diário, em Portugal, ao longo do mês de janeiro de 2018 [37]. ... 72 Figura 4.21 - Número de dias para cada hora em que cada tecnologia marcou o preço de fecho

do Mercado Diário e comportamento do preço médio horário, em Espanha, ao longo do mês de janeiro de 2018 [37]. ... 75 Figura 4.22 - Número de dias para cada hora em que cada tecnologia marcou o preço de fecho

do Mercado Diário e comportamento do preço médio horário, em Portugal, ao longo do mês de janeiro de 2018 [37]. ... 75 Figura 4.23 - Evolução dos valores de energia transacionada, em MWh, por dia ao longo do mês

de agosto de 2018 no Mercado Diário em Espanha, Portugal e MIBEL [37]. ... 79 Figura 4.24 - Evolução dos valores máximos e mínimos horários de energia transacionada, em

MWh, por dia durante o mês de agosto de 2018, no Mercado Diário em Espanha e Portugal [37]. ... 80 Figura 4.25 - Evolução dos valores de energia transacionada, em MWh, no Mercado Diário nos

fins de semana de agosto de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 81 Figura 4.26 - Evolução dos valores de energia transacionada, em MWh, no Mercado Diário por dia

da semana de agosto de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 82

Figura 4.27 - Valores de energia transacionada por dia, em MWh, e comportamento do seu

preço médio diário, em €/MWh, no Mercado Diário, em Espanha, ao longo do mês de

agosto de 2018 [37] ... 83 Figura 4.28 - Valores de energia transacionada por dia, em MWh, e comportamento do seu preço

médio diário, em €/MWh, no Mercado Diário, em Portugal, ao longo do mês de agosto de 2018 [37]. ... 83 Figura 4.29 - Evolução dos preços médios diários de energia elétrica, em €/MWh, ao longo do

mês de agosto de 2018 no Mercado Diário em Espanha e em Portugal [37]. ... 84 Figura 4.30 - Evolução dos preços máximos e mínimos horários de energia elétrica, em €/MWh,

por dia ao longo do mês de agosto de 2018 no Mercado Diário em Espanha e em Portugal [37]. ... 85 Figura 4.31 - Volume Económico transacionado, em k€, para cada dia do mês de agosto de 2018

em Espanha e em Portugal [37]. ... 87

Figura 4.32 - Evolução dos preços horários da energia elétrica, em €/MWh, do Mercado Diário

para o mês de agosto de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 88 Figura 4.33 - Evolução da diferença dos preços horários da energia elétrica do Mercado Diário,

em €/MWh, entre Espanha e Portugal, para o mês de agosto de 2018 [37]. ... 88

Figura 4.34 - Evolução da capacidade livre de exportação, capacidade de exportação e

ocupação das interligações entre Espanha e Portugal ao longo do mês de agosto de 2018

(17)

xvii

Figura 4.35 - Evolução da capacidade livre de importação, capacidade de importação e

ocupação das interligações de Portugal para Espanha durante o mês de agosto de 2018

[37]. ... 90 Figura 4.36 - Capacidade, ocupação e exportação após o Mercado Diário nas interligações entre

Portugal e Espanha no dia 6 de agosto de 2018 [37]. ... 90 Figura 4.37 - Energia diária produzida por tecnologia, em Espanha, durante o mês de agosto de

2018 [37]. ... 92 Figura 4.38 - Percentagem de cada tecnologia face à produção total de energia, em Espanha, no

mês de janeiro de 2018 [37]. ... 93 Figura 4.39 - Energia diária produzida por tecnologia, em Portugal, durante o mês de agosto de

2018 [37]. ... 93 Figura 4.40 - Percentagem de cada tecnologia face à produção total de energia, em Portugal, no

mês de agosto de 2018 [37]. ... 94 Figura 4.41 - Número de horas por dia em que cada tecnologia marcou o preço de fecho do

Mercado Diário e evolução do preço médio diário, em Espanha, ao longo do mês de agosto de 2018 [37]. ... 96 Figura 4.42 - Número de horas por dia em que cada tecnologia marcou o preço de fecho do

Mercado Diário e comportamento do preço médio diário, em Portugal, ao longo do mês de agosto de 2018 [37]. ... 98 Figura 4.43 - Número de dias para cada hora em que cada tecnologia marcou o preço de fecho

do Mercado Diário e comportamento do preço médio horário, em Espanha, ao longo do mês de agosto de 2018 [37]. ... 101 Figura 4.44 - Número de dias para cada hora em que cada tecnologia marcou o preço de fecho

do Mercado Diário e comportamento do preço médio horário, em Portugal, ao longo do mês de agosto de 2018 [37]. ... 101 Figura 4.45 - Evolução mensal da energia total transacionada no Mercado Diário do MIBEL, em

GWh, no ano de 2018, no MIBEL, Espanha e Portugal [37]. ... 102 Figura 4.46 - Energia total transacionada, em GWh, no Mercado Diário do MIBEL, nos anos 2014,

2015, 2016, 2017 e 2018 para o MIBEL, Espanha e Portugal [37]. ... 103 Figura 4.47 - Valores mensais de energia transacionada, em GWh, no Mercado Diário do MIBEL,

nos anos 2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 no MIBEL [37]. ... 104 Figura 4.48 - Valores de energia transacionada por mês, em GWh, e comportamento do preço

médio mensal, em €/MWh, no Mercado Diário no ano de 2018 em Espanha [37]. ... 105 Figura 4.49 - Valores de energia transacionada por mês, em GWh, e comportamento do preço

médio mensal, em €/MWh, no Mercado Diário no ano de 2018 em Portugal [37]. ... 105 Figura 4.50 - Evolução dos valores médios mensais do preço de energia elétrica, em €/MWh, no

Mercado Diário no ano de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 106 Figura 4.51 - Evolução dos valores máximos e mínimos horários do preço da energia elétrica, em

(18)

xviii

Figura 4.52 - Preço médio anual da energia elétrica transacionada no Mercado Diário do MIBEL, em €/MWh, nos anos 2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 108 Figura 4.53 - Evolução mensal do volume económico transacionado no Mercado Diário do MIBEL,

em M€, relativo ao ano de 2018, em Espanha e em Portugal [37]. ... 109 Figura 4.54 - Volume Económico transacionado, em M€, no Mercado Diário do MIBEL nos anos de

2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 em Portugal, Espanha e no MIBEL [37]. ... 110 Figura 4.55 - Evolução da diferença de preços horários, em €/MWh, entre Espanha e Portugal no

ano de 2018 [37]. ... 111 Figura 4.56 - Número de horas em que aconteceu Market Splitting por mês, com Portugal e

Espanha a importar energia, no decorrer do ano de 2018 [37]. ... 111 Figura 4.57 - Energia mensal produzida por tipo de tecnologia em Espanha, em GWh, ao longo

do ano de 2018 [37]. ... 113 Figura 4.58 - Percentagem de cada tecnologia face à produção total de energia, em Espanha, ao

longo do ano de 2018 [37]. ... 113 Figura 4.59 - Energia mensal produzida por tipo de tecnologia, em Portugal, em GWh, ao longo

do ano de 2018 [37]. ... 114 Figura 4.60 - Percentagem de cada tecnologia face à produção total de energia, em Portugal, ao

longo do ano de 2018 [37]. ... 114 Figura 4.61 - Valores de quantidade de energia produzida, em GWh, no MIBEL por tipo de

tecnologia, nos anos de 2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 [37]. ... 115 Figura 5.1 - Evolução dos valores de energia transacionada, em MWh, por dia durante o mês de

janeiro de 2018 no Mercado Intradiário em Espanha, Portugal e no MIBEL [37]. ... 121 Figura 5.2 - Valores de energia transacionada, em MWh, no Mercado Intradiário do MIBEL, por

sessão no decorrer do mês de janeiro de 2018, em Espanha e Portugal [37]. ... 122 Figura 5.3 - Valores de energia transacionada por dia, em MWh, e comportamento do seu preço

médio diário, em €/MWh, no Mercado Intradiário, em Espanha, no decorrer do mês de

janeiro de 2018 [37]. ... 123 Figura 5.4 - Valores de energia transacionada por dia, em MWh, e comportamento do seu preço

médio diário, em €/MWh, no Mercado Intradiário, em Portugal, no decorrer no mês de

janeiro de 2018 [37]. ... 124 Figura 5.5 - Comportamento dos preços médios diários de energia elétrica, em €/MWh, ao longo

do mês de janeiro de 2018 no Mercado Intradiário em Espanha e Portugal [37]. ... 125 Figura 5.6 - Evolução dos preços máximos e mínimos horários de energia elétrica, em €/MWh, de

cada dia ao longo do mês de janeiro de 2018 no Mercado Intradiário em Espanha e Portugal [37]. ... 126 Figura 5.7 - Preços médios de energia transacionada, em €/MWh, por sessão no Mercado

Intradiário, no mês de janeiro de 2018, em Espanha e em Portugal [37]. ... 126 Figura 5.8 - Volume Económico transacionado, em k€, no Mercado Intradiário, para cada dia do

(19)

xix

Figura 5.9 - Evolução dos valores de energia transacionada, em MWh, por dia ao longo do mês de agosto de 2018 no Mercado Intradiário e Espanha, Portugal e MIBEL [37]. ... 131 Figura 5.10 - Valores de energia transacionada, em MWh, no Mercado Intradiário do MIBEL, por

sessão no mês de agosto de 2018, em Espanha e Portugal [37]. ... 132 Figura 5.11 - Valores de energia transacionada por dia, em MWh, e comportamento do preço

médio diário, em €/MWh, no Mercado Intradiário, em Espanha, no decorrer do mês de

agosto de 2018 [37]. ... 133 Figura 5.12 - Valores de energia transacionada por dia, em MWh, e comportamento do preço

médio diário, em €/MWh, no Mercado Intradiário, em Portugal, no decorrer do mês de

agosto de 2018 [37]. ... 133 Figura 5.13 - Evolução dos preços médios diários de energia elétrica, em €/MWh, ao longo do

mês de agosto de 2018, no Mercado Intradiário em Espanha e Portugal [37]. ... 134 Figura 5.14 - Comportamento dos preços máximos e mínimos horários de energia elétrica, em

€/MWh, de cada dia ao longo do mês de agosto de 2018 no Mercado Intradiário em Espanha e Portugal [37]. ... 135 Figura 5.15 - Preços médios de energia transacionada, em €/MWh, por sessão no Mercado

Intradiário, no decorrer do mês de agosto de 2018, em Espanha e Portugal [37]. ... 135 Figura 5.16 - Volume económico transacionado, em k€, no Mercado Intradiário, ao longo do mês

de agosto de 2018, em Espanha e Portugal [37]. ... 136 Figura 5.17 - Evolução mensal da energia transacionada no Mercado Intradiário do MIBEL, em

GWh, ao longo do ano de 2018, em Espanha, Portugal e MIBEL [37]. ... 138 Figura 5.18 - Energia total transacionada, em GWh, no Mercado Intradiário do MIBEL nos anos de

2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 em Espanha, Portugal e MIBEL [37]. ... 139 Figura 5.19 - Valores mensais de energia transacionada, em GWh, no Mercado Intradiário do

MIBEL, para os anos de 2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 no MIBEL [37]. ... 140 Figura 5.20 - Valores de energia transacionada por mês, em GWh, e comportamento do preço

médio mensal, em €/MWh, no Mercado Intradiário, ao longo do ano de 2018, em Espanha [37]. ... 140 Figura 5.21 - Valores de energia transacionada por mês, em GWh, e comportamento do preço

médio mensal, em €/MWh, no Mercado Intradiário, ao longo do ano de 2018, em Portugal [37]. ... 141 Figura 5.22 - Comportamento dos preços médios mensais da energia elétrica, em €/MWh, no

Mercado Intradiário ao longo do ano de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 142 Figura 5.23 - Comportamento do preço máximo e mínimo horário da energia elétrica, em

€/MWh, no Mercado Intradiário, no decorrer do ano de 2018, em Espanha e Portugal [37]. .. 142 Figura 5.24 - Preço médio anual da energia transacionada no Mercado Intradiário do MIBEL, em

€/MWh, nos anos 2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 143 Figura 5.25 - Comportamento mensal do volume económico transacionado no Mercado

(20)

xx

Figura 5.26 - Volume Económico transacionado, em M€, no Mercado Intradiário do MIBEL, nos

anos de 2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 em Espanha, Portugal e no MIBEL [37]. ... 145 Figura 5.27 - Valores mensais de energia transacionada, em GWh, no Mercado Diário e no

Mercado Intradiário no ano de 2018 em Espanha [37]. ... 146 Figura 5.28 - Valores mensais de energia transacionada, em GWh, no Mercado Diário e no

Mercado Intradiário, no ano de 2018 em Portugal [37]. ... 146 Figura 5.29 - Comportamento do preço médio mensal da energia transacionada, em €/MWh, no

Mercado Diário e Intradiário, no decorrer do ano de 2018, em Espanha [37]. ... 147 Figura 5.30 - Comportamento do preço médio mensal de energia transacionada, em €/MWh, no

Mercado Diário e Intradiário, no decorrer do ano de 2018, em Portugal [37]. ... 147 Figura 5.31 - Valores mensais de volume económico transacionado, em M€, no Mercado Diário e

no Mercado Intradiário, ao longo do ano de 2018 em Espanha [37]. ... 148 Figura 5.32 - Valores mensais de volume económico transacionado, em M€, no Mercado Diário e

(21)

xxi

Lista de tabelas

Tabela 3.1 - Cronologia dos eventos mais importantes para a génese do MIBEL [6][7][27]. ... 33

Tabela 3.2 - Horário das sessões do Mercado Intradiário [39]. ... 40

Tabela 3.3 - Capacidade técnica das linhas de interligação em MAT [41]. ... 45

Tabela 4.1 - Sessões do Mercado Diário referentes a Espanha no mês de janeiro de 2018 [37]. ... 48

Tabela 4.2 - Sessões do Mercado Diário referentes a Portugal no mês de janeiro de 2018 [37]. ... 49

Tabela 4.3 - Valores diários mínimos e máximos de energia transacionada no Mercado Diário, em MWh, no mês de janeiro de 2018 em Espanha, Portugal e MIBEL [37]. ... 51

Tabela 4.4 - Valores horários máximos e mínimos de energia transacionada no Mercado Diário, em MWh, no mês de janeiro de 2018 em Espanha, em Portugal e no MIBEL [37]. ... 52

Tabela 4.5 - Valores diários mínimos e máximos do preço médio de energia elétrica no Mercado Diário, em €/MWh, no mês de janeiro de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 56

Tabela 4.6 - Valores horários mínimos e máximos do preço de energia elétrica no Mercado Diário, em €/MWh, no mês de janeiro de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 58

Tabela 4.7 - Valores diários mínimos e máximos de volume económico transacionado no Mercado Diário, em k€, no mês de janeiro de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 59

Tabela 4.8 - Energia produzida, em GWh, por tecnologia, durante o mês de janeiro de 2018 em Espanha e Portugal [43][44]. ... 65

Tabela 4.9 - Número de horas por dia em que cada tecnologia marcou o preço do Mercado Diário durante o mês de janeiro de 2018, em Espanha [37]. ... 69

Tabela 4.10 - Número de horas por dia em que cada tecnologia marcou o preço do Mercado Diário ao longo do mês de janeiro de 2018, em Portugal [37]. ... 71

Tabela 4.11 - Número de dias por cada hora em que cada tecnologia marcou o preço de fecho do Mercado Diário, em Espanha, ao longo do mês de janeiro de 2018 [37]. ... 73

(22)

xxii

Tabela 4.12 - Número de dias por casa hora em que cada tecnologia marcou o preço de fecho do Mercado Diário, em Portugal, ao longo do mês de janeiro de 2018 [37]. ... 74 Tabela 4.13 - Sessões do Mercado Diário referentes a Espanha no mês de agosto de 2018 [37]. ... 77 Tabela 4.14 - Sessões do Mercado Diário referentes a Portugal no mês de agosto de 2018 [37]. .... 78 Tabela 4.15 - Valores diários mínimos e máximos de energia transacionada no Mercado Diário,

em MWh, no mês de agosto de 2018 em Espanha, Portugal e MIBEL [37]. ... 79 Tabela 4.16 - Evolução dos valores máximos e mínimos horários de energia transacionada, em

MWh, por dia durante o mês de agosto de 2018, no Mercado Diário em Espanha e Portugal [37]. ... 81 Tabela 4.17 - Valores diários mínimos e máximos do preço médio de energia elétrica no Mercado

Diário, em €/MWh, no mês de agosto de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 84 Tabela 4.18 - Valores horários mínimos e máximos do preço de energia elétrica no Mercado

Diário, em €/MWh, ao longo do mês de agosto de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 86 Tabela 4.19 - Valores diários mínimos e máximos de volume económico transacionado no

Mercado Diário, em k€, ao longo do mês de agosto de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. . 86 Tabela 4.20 - Energia produzida, em GWh, por tecnologia, ao longo do mês de agosto de 2018

em Portugal e em Espanha [43][48]. ... 91 Tabela 4.21 - Número de horas por dia em que cada tecnologia marcou o preço de Mercado

Diário durante o mês de agosto de 2018, em Espanha [37]. ... 95 Tabela 4.22 - Número de horas por dia em que cada tecnologia marcou o preço de Mercado

Diário ao longo do mês de agosto de 2018, em Portugal [37]. ... 97 Tabela 4.23 - Número de dias por cada hora em que cada tecnologia marcou o preço de fecho

do Mercado Diário, em Espanha, ao longo do mês de agosto de 2018 [37]. ... 99 Tabela 4.24 - Número de dias por cada hora em que cada tecnologia marcou o preço de fecho

do Mercado Diário, em Portugal, ao longo do mês de agosto de 2018 [37]. ... 100 Tabela 4.25 - Valores mínimos e máximos de energia transacionada no Mercado Diário, em GWh,

no ano de 2018, no MIBEL, Espanha e em Portugal [37]. ... 103 Tabela 4.26 - Valores mensais mínimos e máximos do preço médio mensal no Mercado Diário,

em €/MWh, no ano de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 106 Tabela 4.27 - Valores horários mínimos e máximos do preço no Mercado Diário, em €/MWh, no

ano de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 107 Tabela 4.28 - Valores mensais máximos e mínimos do volume económico transacionado no

Mercado Diário, em M€, no decorrer do ano de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 109 Tabela 4.29 - Número de horas em que o mecanismo de Market Splitting foi ativado nos anos de

2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 [7][37]. ... 112 Tabela 5.1 - Valores diários de preço, energia transacionada e volume económico transacionado

(23)

xxiii

Tabela 5.2 - Valores diários de preço, energia transacionada e volume económico transacionado no Mercado Intradiário referentes a Portugal, no decorrer do mês de janeiro de 2018 [37]. . 120 Tabela 5.3 - Valores diários mínimos e máximos de energia transacionada no Mercado

Intradiário, em MWh, no mês de janeiro de 2018 em Espanha, em Portugal e no MIBEL [37]. 122 Tabela 5.4 - Valores diários mínimos e máximos do preço médio de energia elétrica no Mercado

Intradiário, em €/MWh, no decorrer do mês de janeiro de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 124 Tabela 5.5 - Valores diários mínimos e máximos de volume económico transacionado no Mercado

Intradiário, em k€, no decorrer do mês de janeiro de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 128 Tabela 5.6 - Valores diários de preço, energia transacionada e volume económico transacionado

no Mercado Intradiário referentes a Espanha no decorrer do mês de agosto de 2018 [37]. ... 129 Tabela 5.7 - Valores diários de preço, energia transacionada e volume económico transacionado

no Mercado Intradiário referentes a Portugal no decorrer do mês de agosto de 2018 [37]. ... 130 Tabela 5.8 - Valores diários mínimos e máximos de energia transacionada no Mercado

Intradiário, em MWh, no decorrer do mês de agosto de 2018 em Espanha, Portugal e no

MIBEL [37]. ... 131 Tabela 5.9 - Valores mínimos e máximos diários do preço médio de energia elétrica do Mercado

Intradiário, em €/MWh, no decorrer do mês de agosto de 2018 [37]. ... 134 Tabela 5.10 - Valores diários mínimos e máximos do volume económico transacionado no

Mercado Intradiário, em k€, no decorrer do mês de agosto de 2018 em Espanha e Portugal [37]. ... 137

Tabela 5.11 - Valores mínimos e máximos de energia transacionada no Mercado Intradiário, em

GWh, ao longo do ano de 2018 em Espanha, Portugal e MIBEL [37]. ... 138 Tabela 5.12 - Valores mensais mínimos e máximos do preço médio mensal no Mercado

Intradiário, em €/MWh, ao longo do ano de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 141 Tabela 5.13 - Valores horários mínimos e máximos do preço no Mercado Intradiário, em €/MWh,

no decorrer do ano de 2018 em Espanha e em Portugal [37]. ... 143 Tabela 5.14 - Valores mínimos e máximos mensais de volume económico transacionado no

(24)

xxiv

Abreviaturas e Símbolos

ACG Automatic Generation Control AT Alta Tensão

CNE Companhia Nacional de Eletricidade CNSE Comisión Nacional del Sistema Eléctrico CUR Comercializador de Último Recurso EDP Energias de Portugal

ENTSO-E European Network of Transmission System Operators of Electricity EPEX European Power Exchange

ERSE Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos ISO Independent System Operator

LOSEN Ley Orgánica del Sector Eléctrico Nacional MIBEL Mercado Ibérico de Eletricidade

MT Média Tensão

OLMC Operador Logístico de Mudança de Comercializador OMI Operador de Mercado Ibérico

OMIE Operador del Mercado Ibérico – Polo Espanhol OMIP Operador de Mercado Ibérico – Polo Português PRE Produção em Regime Especial

PRO Produção em Regime Ordinário REE Red Eléctrica de España REN Redes Energéticas Nacionais RND Rede Nacional de Distribuição

(25)

xxv

RNT Rede Nacional de Transporte SEI Sistema Elétrico Independente SEN Sistema Elétrico Nacional SENV Sistema Elétrico Não Vinculado SEP Sistema Elétrico de Serviço Público TSO Transmission System Operator TURD Tarifa de Uso da Rede de Distribuição

(26)

(27)

Capítulo 1

Introdução

1.1 Enquadramento e objetivos

O Mercado Ibérico de Eletricidade, MIBEL, começou, em 2006, a funcionar com o mercado a prazo, sendo que no dia 1 de julho de 2007 iniciou-se o mercado diário. Este resulta de um processo de cooperação dos governos de Portugal e Espanha tendo como principal objetivo a integração dos sistemas elétricos de ambos os países. Desde a sua génese, o MIBEL, tem sofrido modificações em grande parte devido ao aumento da produção recorrendo a fontes de energia renovável, ao fortalecimento da capacidade das linhas de interligação entre Portugal e Espanha e às variações no consumo de energia elétrica verificadas em ambos os países.

O objetivo principal deste trabalho foca-se na análise do impacto destas mudanças no funcionamento do MIBEL, tendo em consideração um estudo aprofundado dos resultados do Mercado Diário e do Mercado Intradiário relativos ao ano de 2018, particularmente no que se refere aos valores de energia elétrica que é transacionada, preços relativos à energia elétrica, volume económico transacionado, a ocorrência ou não de congestionamento nas linhas de interligação entre os dois países e resultante aplicação do Market Splitting, mecanismo de separação de mercados e o efeito de cada tecnologia na produção de energia elétrica. O estudo em causa foi realizado para um mês de inverno, janeiro, e para um mês de verão, agosto. Por último, foi efetuada uma análise geral relativa ao ano de 2018, bem como uma comparação com resultados verificados em anos anteriores.

Este trabalho foi realizado no contexto de uma parceria entre a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e a EDP – Gestão da Produção de Energia S.A. Pretende-se que esta mesma análise possa auxiliar em possíveis estratégias de ação no mercado, futuramente, parte da empresa em causa. Desta forma, agradece-se desde já à EDP- Gestão da Produção de Energia S.A. a colaboração e apoio que foram prestados ao longo da realização deste trabalho.

(28)

Introdução 2

1.2 Estrutura do documento

Este documento encontra-se organizado em seis capítulos. Este primeiro capítulo encontra-se estruturado em duas partes. A primeira parte diz respeito ao enquadramento do tema abordado e os objetivos do presente trabalho, enquanto que na segunda parte é apresentada a estrutura de todo o documento.

No Capítulo 2, Mercados de Eletricidade, é apresentada a evolução histórica e temporal referente aos mercados de eletricidade de diversos países, sendo abordadas as alterações sofridas pelos mesmos até à sua reestruturação. De seguida, são explicados e analisados os novos modelos organizacionais resultantes da reforma realizada, os serviços de sistema e, por fim, as Diretivas da Comissão Europeia. No Capítulo 3, Mercado Ibérico de Eletricidade, é apresentada a evolução histórica e a constituição do setor elétrico de Portugal e de Espanha. Posteriormente, é analisado o Mercado Ibérico de Eletricidade, MIBEL, recorrendo, para isso, à sua evolução histórica, à sua estrutura, organização e ação.

No Capítulo 4, Análise dos Resultados do Mercado Diário Referentes a 2018, são estudados os resultados do Mercado Diário para os meses de janeiro e de agosto e, por fim, é realizada uma análise geral do ano de 2018, realizando uma comparação com os resultados provenientes de anos anteriores. Esta análise incide nos valores de energia elétrica transacionada, preços de energia transacionada, volume económico transacionado, a ocorrência do mecanismo de separação de mercados, Market Splitting e o efeito de cada tecnologia na produção de energia elétrica.

No Capítulo 5, Análise dos Resultados do Mercado Intradiário Referentes a 2018, de forma similar à análise realizada para o Mercado Diário, são estudados os resultados do Mercado Intradiário para os meses de janeiro e de agosto e, por fim, é realizada uma análise geral sobre o ano de 2018 com uma comparação com os resultados provenientes de anos anteriores. Esta mesma análise vai incidir nos valores de energia elétrica transacionada, preços de energia transacionada e o volume económico transacionado. Na parte final deste capítulo é realizada uma comparação entre os resultados do Mercado Diário e do Mercado Intradiário.

No Capítulo 6, Conclusões, são apresentadas as conclusões mais relevantes da análise efetuada ao longo de todo o trabalho.

(29)

Capítulo 2

Mercados de Eletricidade

2.1 Contextualização histórica

As atividades de produção, transporte e distribuição de energia elétrica começaram no final do século XIX, sendo que, desde então têm sofrido inúmeras modificações até aos dias contemporâneos [1]. A primeira central elétrica entrou em operação no ano de 1882 e foi inaugurada por Thomas Edison, localizada em Pearl Street, Manhattan, Nova Iorque, tendo como objetivo primordial a alimentação de uma rede de iluminação pública [2].

Inicialmente, o setor elétrico era constituído por redes de baixa potência e reduzida extensão geográfica devido ao valor limitado da potência das cargas envolvidas e, também, ao fraco desenvolvimento tecnológico da época, visto que as primeiras centrais elétrica geravam corrente contínua recorrendo, para isso, a dínamos. Com a inovação tecnológica que se verificou ao longo dos anos bem como o aumento da potência das respetivas cargas, as redes elétricas sofreram de um grande avanço quer a nível da dimensão geográfica quer a nível da capacidade e exploração das mesmas, sendo que esta última passou a ser realizada em corrente alternada [1][2]. De certo modo, a corrente alternada impulsionou o transporte de energia elétrica a grandes distâncias, para níveis de tensão cada vez mais elevados o que, por sua vez, viabilizou o começo da exploração dos recursos hidroelétricos que, em grande parte, se encontravam disponíveis em pontos afastados dos locais de consumo. Este progresso provocou a evolução dos sistemas elétricos, passando de pequenos sistemas para sistemas de maior complexidade, de tal modo que as redes ocupavam, frequentemente, o território de um país, gerando, assim, a necessidade de se proceder a uma progressiva interligação dos sistemas elétricos nacionais, de maneira a assegurar uma segurança e estabilidade de exploração mais elevadas [2].

O setor elétrico dos diversos países, numa fase inicial, era, a nível estrutural, bastante diferente. Contudo, a destruição dos sistemas elétricos na Europa, provocada pela Segunda Guerra Mundial (1939-1945) propulsionou a recuperação das redes devastadas, contribuindo, assim, para a nacionalização do setor elétrico em certos países[1][2]. Nos Estados Unidos, na década de 70, cerca de 76% dos ativos do setor elétrico eram propriedade privada, sendo que a restante percentagem se

(30)

Mercados de Eletricidade 4

dividia em propriedade federal, serviços municipais e propriedade cooperativa. Em Portugal, até 1975, a organização do setor residia na atribuição de concessões a entidades privadas, sendo que foi nesse mesmo ano que ocorreu a nacionalização do setor elétrico com a criação da empresa EDP, inicialmente designada de Eletricidade de Portugal. Em contrapartida, na Alemanha e Espanha, o setor elétrico organizava-se em diversas empresas privadas responsáveis pela produção, transporte e distribuição de energia elétrica em áreas específicas. As empresas apresentavam uma estrutura verticalmente integrada, o que significa que incluíam toda a cadeia de valor da energia desde a produção até ao próprio consumidor, tal como se pode verificar na Figura 2.1. Assim, apesar de existirem várias empresas no mesmo país, não significa que havia competição entre as mesmas, visto que cada uma delas tinha um leque de clientes distintos e operavam numa área que lhe estava concessionada [1].

Recorrendo à observação da Figura 2.1 é possível verificar que este modelo de estruturação não permitia, de todo, que os consumidores finais tivessem qualquer possibilidade de escolha da entidade com a qual se pretendiam relacionar a nível comercial, estando limitados e vinculados ao preço do produto final que lhes era apresentando, não podendo procurar ofertas mais benéficas. As empresas, neste caso, apresentavam, nitidamente, uma posição central e dominante em todo o setor elétrico. O preço do produto final era definido por processos pouco claros de regulação tarifária, dado que a diferenciação entre a entidade alvo de regulação e a entidade administrativa que estabelecia as tarifas era pouco transparente, contribuindo, assim, para que o setor elétrico representasse, em algumas ocasiões, o papel de elemento amortecedor em tempos aonde se verificava uma maior crise económica. Este modelo de regulação tarifária implementado correspondia à Regulação por Custos de Serviço ou Taxa de Remuneração – Cost of Service/Rate of Return Regulation – denominação na literatura inglesa. Devido ao ambiente económico menos instável e de previsão fácil, os procedimentos de planeamento e expansão das redes eram realizados de forma centralizada. Esta atmosfera resultava, assim, das baixas taxas de juro e de inflação, custos de infraestruturas relativamente constantes, bem como os aumentos anuais de carga nos sistemas elétricos, geralmente seguindo uma tendência regular de 7% a 10% por ano [1].

Produção

Transporte

Distribuição

Serviços

Consumidores

Autoprodução

Produtores

Independentes

(31)

Restruturação do setor elétrico 5

2.2 Restruturação do setor elétrico

No ano de 1973, despoletou-se uma crise petrolífera que originou a destabilização da atmosfera económica que se vivia até então. Essa precariedade foi resultante do aumento significativo das taxas de inflação e juro, que anteriormente não se verificavam. Como consequência, o consumo de energia elétrica modificou-se profundamente, dificultando, por isso, a previsão da mesma [1].

No começo da década de 80, várias atividades de carácter social tais como a indústria aérea, as telecomunicações e a distribuição de gás iniciaram a sua reestruturação ou liberalização. Com esta alteração, apareceram, assim, novos agentes nestes setores fazendo com que os consumidores tivessem possibilidade de escolha da entidade fornecedora dos serviços, procurando-se obter um incremento da concorrência [1]. No ano de 1979, o Chile, governado, na época, por Augusto Pinochet, foi o primeiro país a iniciar a restruturação do setor elétrico. Na Europa, a liberalização iniciou-se na Inglaterra e no País de Gales sob a alçada de Margaret Tatcher, em 1990, sendo que este momento foi o impulsionador para que a Europa Ocidental e os EUA realizassem o desenvolvimento do processo de reestruturação. O desencadear do movimento de restruturação tornou-se cada vez mais iminente devido essencialmente: à adoção de novas políticas e de nova legislação, o que levou à separação das companhias verticalmente integradas e a ser benéfico para o consumidor uma atmosfera de concorrência que contribuía, de certo modo, para o aumento de ganhos; às inovações tecnológicas que permitiram um melhor planeamento e operação das redes elétricas, que se revelaram vitais nas questões relacionadas com a fiabilidade e segurança do setor elétrico, nomeadamente na disseminação de centrais a ciclo combinado a gás natural, bem como a utilização de recursos renováveis que possibilitaram o decréscimo da natureza intensiva de capital no setor em causa [1][2]. Assim, na Figura 2.2, é possível observar uma cronologia desde o começo da restruturação do setor elétrico em determinados países e o gradual desenvolvimento de mercados transnacionais até ao ano de 2000. No ano de 1996, os setores elétricos da Noruega e Suécia fundiram-se dando origem ao NordPool, sendo que a Finlândia e a Dinamarca se associaram uns anos mais tarde, constituindo, assim, o primeiro exemplo de mercado transnacional. A constituição em mercado de diversas atividades do setor elétrico era denominada por deregulation, na literatura inglesa, adaptando-se para português como desregulação ou desregulamentação. O processo de reorganização do setor elétrico, em Portugal, iniciou-se no ano de 1994 com a criação da empresa REN, designada, na época, por Rede Elétrica Nacional, sendo subsidiária da EDP, tendo a seu cargo a gestão da rede de transporte de energia elétrica [3]. No ano seguinte, foi publicado o pacote legislativo de 1995 que, em conjunto com a publicação da Diretiva 96/92/CE, a 19 de dezembro, impulsionaram a liberalização do setor elétrico, colaborando, assim, para a implementação de um novo modelo organizacional. No mesmo ano foi ainda criada a ERSE, inicialmente denominada de Entidade Reguladora do Setor Elétrico - atualmente designada por Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos – cujas funções essenciais se relacionavam com aspetos regulamentares, sancionatórios e administrativos [4]. Seguidamente, no ano de 2001, a 14 de novembro, foi assinado um protocolo de colaboração entre Portugal e Espanha para a criação do Mercado Ibérico de Eletricidade, MIBEL, sendo que o seu arranque efetivo apenas ocorreu em 2006 para o mercado a prazo [3][5][6][7][8].

(32)

2.3 Novos Modelos

O processo de reestruturação do setor elétrico é resultado de um conjunto de mudanças consideráveis no modelo dito tradicional, isto é, o modelo verticalmente integrado. A desverticalização, unbundling, denominação na literatura inglesa, ocasionou a formação de novas empresas, auxiliando, assim, um incremento da competividade dentro do setor elétrico. Uma outra alteração refere-se à criação de instrumentos de coordenação e de regulação independentes aparecendo assim os Operadores Independentes do Sistema – Independet System Operators (ISO), os Operadores de Mercado – Market Operators e as Agências Reguladoras [1].

Modernamente, em Portugal conjuntamente com Espanha, há um mercado liberalizado de eletricidade com diversas empresas nas áreas de produção e comercialização, apresentando, assim, bastante concorrência nessas mesmas áreas. Relativamente ao transporte e à distribuição, a liberalização já não ocorre porque isso iria implicar a duplicação das redes elétricas existentes, o que não é uma solução viável quer a nível económico quer a nível técnico e ambiental. Logo, estas duas áreas são desenvolvidas em regime monopólio regulado [6][7].

Assim, a estrutura do setor elétrico pode ser organizada da seguinte forma [1]:

§ Atividade de Produção: abarca a produção de energia elétrica em regime normal e em regime

especial, bem como o fornecimento de serviços auxiliares;

§ Atividades de Rede: abarca o planeamento dos investimentos, da expansão, da construção,

da manutenção e operação das redes. Esta organiza-se em: § Atividade de Rede de Transporte;

§ Atividade de Rede de Distribuição;

§ Atividades de Transação: a gestão do risco é o aspeto vital nesta atividade, proporcionando,

assim, o relacionamento entre produtores, consumidores elegíveis e comercializadores envolvendo os mercados centralizados e a realização de contratos bilaterais;

§ Atividades de Coordenação Técnica e de Regulação: são executadas por entidades

especificas tais como:

(33)

Novos Modelos 7

§ Operação do Sistema pelo ISO; § Regulação por Agências Reguladoras.

A organização do modelo desagregado do setor elétrico consequente da desverticalização do modelo tradicional encontra-se representada na Figura 2.3.

Recorrendo à análise da Figura 2.3, é possível verificar que nas extremidades se encontram as atividades fortemente competitivas do setor elétrico sendo estas: a Produção (P), Comercialização (C) e Intermediação Financeira (IF). A atividade da Rede de Distribuição (RD) é executada em regime de monopólio regulado. Na zona central estão representadas as atividades que estavam anteriormente englobadas no setor do transporte, incluindo o estabelecimento de Contratos Bilaterais (CB), os Mercados Centralizados (MC), o Independent System Operator (ISO), os Serviços de Sistemas (SS) e a Rede de Transporte (RT) [1].

Os Contratos Bilaterais (CB) podem ser físicos ou financeiros e correspondem ao relacionamento direto entre as entidades produtoras e comercializadores ou clientes elegíveis. Estes estabelecem acordos que abrangem o preço e a modulação da energia a produzir/absorver num intervalo de tempo, geralmente longo [1].

Os Mercados Centralizados (MC) recebem proposta de venda e compra de energia elétrica, tipicamente para cada hora ou meia hora do dia seguinte. Logo, de acordo com as propostas apresentadas é realizado um despacho puramente económico para cada intervalo de tempo do dia seguinte [1].

O Operador de Sistema (ISO) apresenta funções de coordenação técnica da exploração do sistema de transporte. Esta entidade recebe informação referente ao Contratos Bilaterais relativos ao nós da rede e das potências envolvidas e sobre os despachos económicos resultantes da atividade dos Mercados Centralizados. O Operador de Sistema deverá avaliar a viabilidade técnica do conjunto despachos/contratos para cada intervalo do dia seguinte. Caso a operação seja considerada viável e não ocorram congestionamento são contratados os Serviços de Sistema necessários. Nas situações em

P

IF

RD

C

CB

SS

MC

RT

ISO

(34)

que ocorre congestionamento, o despacho não é considerado viável e devem ser realizadas as alterações necessárias [1].

A Rede de Transporte (RT) é constituída por entidades que possuem ativos na atividade de transporte de energia elétrica e, devido a questões de carácter ambiental, técnico e económico, atuam em regime de monopólio natural. Estas entidades são remuneradas através da Tarifa de Uso da Rede de Transporte, refletindo, por isso, os ativos na atividade de rede de transporte que possuem. Em alguns países, como é o caso da Noruega e Suécia, no decorrer do Nordpool, as atividades de transporte e de coordenação técnica encontram-se agregadas numa única entidade designada de TSO – Transmission System Operator [1].

Os Serviços de Sistema representam as entidades que fornecem serviços auxiliares como a produção de potência reativa e controlo da tensão, a regulação de frequência/reservas e o blackstart de modo a assegurar, assim, os níveis mínimos de qualidade, segurança e fiabilidade do sistema [1]. Estes serviços irão ser posteriormente analisados de forma mais detalhada no presente capítulo.

2.3.1 Aspetos gerais do modelo em Pool

A reorganização do setor elétrico modificou a relação entre as entidades produtoras e os comercializadores e clientes elegíveis, apresentando, assim, os mecanismos de mercado no setor elétrico. De maneira a assegurar essa mesma relação foram criados os mercados spot centralizados, conhecidos como mercados em Pool, que integram mecanismos a curto prazo, com o objetivo principal de realizar o equilíbrio entre a produção e o consumo recorrendo, para isso, às propostas comunicadas pelas entidades produtoras, por um lado, e pelos comercializadores e clientes elegíveis, por outro. Na literatura inglesa são designados por Day-Ahead Markets, uma vez que o seu funcionamento ocorre, por norma, no dia anterior àquele em que o resultado das propostas de compra/venda que foram aceites serão implementadas [1].

Este tipo de mercados apresenta como objetivo primordial a otimização do funcionamento do sistema a curto prazo, visto que este mercado apresenta um horizonte temporal a curto prazo. Assim, as propostas de venda de energia elétrica tendem a ser estruturadas para que espelhem custos marginais de curto prazo. Uma vez que ocorrem variações diárias de carga e dado que as centrais elétrica possuem custos marginais diferentes, os mercados a curto prazo são organizados de modo a apropriarem as diferenças de custos de exploração das entidades produtoras e variações de carga. Por consequência, o intervalo de tempo de um dia, que está a ser alvo de negociações no dia anterior, é decomposto em 24 ou 48 intervalos de 1 hora ou de 30 minutos, respetivamente. Para cada um desses intervalos, os agentes que atuam no mercado deverão apresentar as correspondentes propostas de venda e compra de energia elétrica. As propostas de venda são apresentadas pelas unidades produtoras, nas quais são referidas a quantidade de energia a produzir, o preço mínimo de venda e o respetivo nó de injeção. Relativamente às propostas de compra, estas são apresentadas pelas empresas comercializadoras e consumidores elegíveis, indicando a quantidade de energia que se pretende obter, o preço máximo que estarão dispostos a pagar e o respetivo nó de absorção [1].

O Operador de Mercado, responsável pela gestão do mercado para o dia seguinte, recebe as propostas de ambos os lados para que estas sejam ordenadas de forma adequada e realiza o despacho para cada intervalo de tempo em que o dia seguinte se encontra discretizado. Os despachos puramente económicos são, de seguida, enviados ao Operador de Sistema. Este último vai analisar e

(35)

Novos Modelos 9

avaliar a viabilidade técnica dos despachos, tendo em consideração, por exemplo, os limites de capacidade dos equipamentos da rede. Caso as restrições em causa não sejam violadas, os despachos são considerados viáveis e serão postos em prática no dia seguinte. Portanto, o Operador de Sistema irá comunicar os valores obtidos às unidades produtoras envolvidas, contratando os serviços auxiliares necessários e transmite a informação relativa aos trânsitos de potência para cada intervalo de comercialização aos proprietários ou operadores das redes de transporte. Se, por outro lado, se verificar a ocorrência de congestionamentos, o Operador de Mercado e o Operador de Sistema deverão relacionar-se de modo a eliminar as violações identificadas. Pode, ainda, haver necessidade de se ativarem mercados de ajustes de potências produzidas ou de cargas destinadas a aliviar os congestionamentos. Porém, se os congestionamentos persistirem, o Operador de Sistema deverá possuir autoridade para impor alterações nos despachos iniciais.

Na Figura 2.4 encontra-se representado o modelo de exploração e funcionamento do setor elétrico em Pool.

As duas variantes do mercado em Pool, Pool Simétrico e Pool Assimétrico, respetivamente, serão analisadas nas secções seguintes.

2.3.2 Mercado em Pool Simétrico

O mercado em Pool mais usual corresponde a mecanismos simétricos e que se caracterizam por viabilizar a submissão de ofertas de compra e venda de energia elétrica. Como foi abordado anteriormente, as ofertas de compra são constituídas pelo respetivo nó de absorção, pela potência pretendida para cada intervalo e o preço máximo que se admite pagar no intervalo em causa. As ofertas de venda devem incluir o respetivo nó de injeção, a quantidade de energia a produzir para cada intervalo e o preço mínimo a receber por essa mesma quantidade [1].

O Operador de Mercado recebe as propostas de venda e de compra e organiza-as, procedendo, assim, à construção das curvas agregadas de ofertas de venda e de compra. As ofertas de venda são

(36)

ordenadas de forma crescente do preço, enquanto que as ofertas de compra são ordenadas por ordem decrescente de preço. O ponto de interseção das duas curvas corresponde ao Preço de Encontro do Mercado, Market Clearing Price, na literatura inglesa, sendo que a energia respetiva corresponde à Quantidade Negociada, Market Clearing Quantity, em literatura inglesa. Na Figura 2.5, são representadas as curvas em causa. O objetivo principal deste mercado prende-se com a determinação destes valores [1].

Figura 2.5 - Funcionamento de um Pool Simétrico [7][9].

Assim, as ofertas de venda e compra que se encontram à direita do ponto de interseção das curvas agregadas de compra e venda não serão aceites, visto que não existem ofertas de compra cujo preço seja superior ao das ofertas de venda ainda não despachadas [1]. Caso se verifique viabilidade técnica do despacho em causa, os agentes produtores receberão a remuneração e as cargas pagarão o Preço de Encontro do Mercado. As entidades produtoras que apresentam propostas com um preço inferior ao Preço de Encontro do Mercado serão remuneradas segundo esse valor de referência para uma quantidade de energia elétrica que se predispuseram a produzir no respetivo intervalo de tempo, traduzindo-se, assim, numa remuneração atrativa, já que à exceção do agente produtor responsável pela última proposta de venda a ser aceite, os custos marginais de produção são mais baixos que o Preço de Mercado [3].

As propostas de venda podem ser simples ou complexas. As propostas simples não possuem qualquer tipo de interação temporal entre as propostas emitidas por uma mesma entidade, ou seja, cada proposta é independente de outras propostas que sejam apresentadas para intervalos de tempo anteriores ou posteriores. Este tipo de propostas de fácil implementação, porém afastam-se um pouco da realidade devido à sua independência temporal. Por outro lado, as propostas complexas abrangem novas condições particulares que estão relacionadas com a operação de grupos geradores tais como a existência de valores mínimos de produção, rampas de subida e descida e o requisito de remuneração mínima de forma a refletirem os custos de arranque e paragem, por exemplo, dos geradores térmicos.

(37)

Novos Modelos 11

A consideração destas condições resulta, assim, de um acoplamento dos problemas horários ao longo do um dia de negociação, traduzindo-se, assim, numa formulação mais próxima da realidade do setor. Logo, a resolução do problema torna-se mais complexa, sendo, por isso, utilizados algoritmos de resolução de problemas de Programação Inteira Mista ou Meta heurísticas [10].

O mercado em Pool possuí como objetivo principal a maximização da Função de Benefício Social, Social Welfare Function, designação na literatura inglesa. Este benefício relaciona-se com as ofertas de compra apresentadas no mercado que traduzem, de certo modo, a avaliação que os consumidores realizam em relação ao benéfico que decorre do uso da energia. Logo, até a um determinado preço, o benefício associado à utilização de energia é superior ao preço que irão pagar por ela. Após esse valor, a compra é considerada economicamente inexequível, originando, assim, que o consumidor não obtenha qualquer benefício decorrente da compra e uso de energia. Em contrapartida, os geradores recebem, de forma igual, o Preço de Encontro de mercado ocorrendo, por norma, um excesso relativamente aos preços oferecidos [1].

A formulação matemática do mercado em Pool Simétrico recorrendo as propostas simples é dada por (2.1) a (2.4): max 𝑍 = ' 𝐶_)*+, -_. */0 × 𝑃)*− ' 𝐶45+, -₆ 5/0 × 𝑃45 (2.1) Sujeito a ≤ 𝑃)*≤ 𝑃)*+, (2.2) 0 ≤ 𝑃45≤ 𝑃45 +, (2.3) ' 𝑃)* -. */0 = ' 𝑃45 -6 5/0 (2.4)

Nesta formulação temos:

• 𝑁: – número de propostas de compra;

• 𝑁; – número de propostas de venda;

• 𝑖 – índice das propostas de compra de energia; • 𝑗 – índice das propostas de venda de energia;

• 𝐶_)*+,_{– preço que a carga 𝑖 está disposta a pagar pelo consumo de energia;}

• 𝐶₄₅+,_{– preço que a produção 𝑗 pretende receber pela produção de energia;}

• 𝑃)* – potência despachada relativa à carga 𝑖;

• 𝑃45 – potência despachada relativa à produção j;

• 𝑃_)*+,_{– potência da proposta de compra relativa à carga 𝑖;}

• 𝑃₄₅+,_{- potência da proposta de venda relativa à produção j.}

Este tipo de mercado é mais eficiente quanto maior o for o número de agentes que operarem nos seções de compra e venda e quanto menor concentração houver na preparação das respetivas

(38)

propostas. Assim, as curvas de ofertas de compra e de venda apresentarão menores descontinuidades, dificultando a existência de posições de domínio do mercado por parte de determinados agentes. Na Figura 2.6 verifica-se o correto funcionamento de um Pool Simétrico. Por outro lado, na Figura 2.7 encontra-se representado um exemplo em que ocorre domínio de uma agente produtor relativamente aos restantes agentes do mercado.

Figura 2.6 - Funcionamento adequado de um mercado em Pool Simétrico [7].

Figura 2.7 - Funcionamento não ideal do mercado em Pool Simétrico [7].

2.3.3 Mercado em Pool Assimétrico

O Pool Assimétrico admite apenas propostas de venda de energia elétrica, enquanto que os comercializadores e consumidores elegíveis comunicam as previsões de carga para cada intervalo de tempo de negociação. Este modelo admite que a carga é completamente inelástica, isto é, que existe disponibilidade da carga para pagar qualquer preço resultante do funcionamento do mercado.

Quantidade (MW) Pr eç o (€ /M W h) Preço de Mercado Propostas de Venda Propostas de Compra Legenda: Preço de Mercado Propostas de Venda Propostas de Compra Quantidade (MW) Pr eç o (€ /M W h) Legenda: