Alternativas para o Atendimento
à Demanda de Ponta do
Sistema Interligado Nacional
Rafael Ferreira José Rosenblatt Luiz Barroso
Mario Pereira Jorge Trinkenreich Bernardo Bezerra
PSR
Temário
• Contexto regulatório
• Mais que apenas capacidade instalada
• Alternativas tecnológicas
• Aprimoramentos a sistema de incentivos
Contexto regulatório
• Decreto 5.163/2004: obrigação de contratação de energia e potência
• Adiamento da verificação da regra para consumidores:
• Inicialmente para 2010, depois para 2015 (Dec. 7.317/2010)
• Postergação inicial
condições distintas em relação à energia:
•
Inexperiência com contratação de potência por consumidores, falta de clara
definição de montantes a contratar em vários contratos, algumas usinas não tinham
valor definido para sua garantia física de potência
• Regras para aferição e penalização existentes:
• Para segmento consumo, “déficit = 0” até setembro de 2015
• Aproximações na definição da potencia associada em CCEAR
• Soluções “emergenciais” cogitadas no passado (lado da oferta):
• AP 18/2012: Instalação de potência adicional nas hidrelétricas.
Temário
• Contexto regulatório
• Mais que apenas capacidade instalada
• Alternativas tecnológicas
• Aprimoramentos a sistema de incentivos
Um “histórico”: percepção do problema
• Mai/2009:
• NT ONS 064/2009, menção em NT 026/2011-SRG/ANEEL (AP 18/2012):
• Geração térmica no SE/CO acionada para “garantir a disponibilidade horária
de potência na região SE/CO para o suprimento à região Sul”.
• “O acionamento de termelétrica pelo ONS não foi resultado [...] de otimização
[...] para definição da política de operação do SIN, ou por segurança
energética. Foi pela falta de unidades geradoras disponíveis nas usinas
hidráulicas para atendimento do consumo em um determinado instante”.
Um “histórico”: percepção do problema
• Nov/2010:
Fonte: NT 026/2011-SRG/ANEEL (gráficos de NT ONS 160/2010)
Um “histórico”: percepção do problema
• Q1/2012:
• Jan/2014:
Geração de Energia no Horário de Ponta em MW
(Fonte: ONS, Boletim Diário da Operação
Submercado
SE/CO
S
NE
N
SIN
Geração
Disponível Geração
Sincroni- Verificada
zada
45,937
14,637
9,696
8,922
79,192
45,602
14,647
7,629
10,656
78,533
Reserva
Girante
Reserva de
Potência
Recomendada
335
**
2,068
**
658
1,529
402
356
272
2,559
** Dados reportados como em análise
• Futuro próximo:
• Maior penetração de geração
eólica, solar.
Fonte: ANEEL.
Atendimento confiável a requisitos de potência
• Busca de solução ótima do ponto de vista econômico para atendimento
confiável a requisitos de potência do SIN, levando em conta impactos
de fenômenos em diferentes escalas de tempo.
Escala
Exemplos de fenômenos relevantes
Dimensão
Longo prazo
• Condições hidrológicas severas:
Deplecionamento de reservatórios: impacta capacidade efetiva de hidros
Acionamento frequente de térmicas: impacta manutenção de térmicas
• Viabilidade de escoamento de potência a centros de carga
Adequação
Médio prazo
• Efeitos sazonais sobre demanda e disponibilidade de recursos renováveis
• Cronogramas de manutenção de geradores e outros ativos
Firmeza
Curto prazo
• Indisponibilidade de equipamentos e recursos energéticos primários
Segurança
• Uma parcela da capacidade requerida destina-se a cobrir requisitos de
reserva (resposta a oscilações rápidas de oferta e demanda):
• Esta parcela deve ter a flexibilidade operativa requerida para tal.
Atendimento confiável a requisitos de potência
• Perguntas relevantes:
• Diferentes recursos terão características distintas quanto aos
fenômenos indicados. Qual o mix ótimo de soluções tecnológicas?
• Como obter o mix em contexto de expansão competitiva da geração?
Temário
• Contexto regulatório
• Mais que apenas capacidade instalada
• Alternativas tecnológicas
• Aprimoramentos a sistema de incentivos
Termelétricas
• Não sujeitas a fenômenos climáticos, certa flexibilidade na localização
• Diferenças de custo e flexibilidade entre tecnologias de geração térmica:
• Tecnologias mais flexíveis no curtíssimo prazo com custos operativos
variáveis superiores (ex.: planta a gás em ciclo aberto)
• Mesmo tecnologias menos flexíveis no curto prazo têm papel importante
em suprir demanda instantânea:
•
Para suprir “apenas” capacidade, sem grandes restrições.
•
Para flexibilidade: coordenação de despacho de curto prazo (antecedência
mínima de ordem de despacho, tempos mínimos) e a cobertura de custos de
ciclagem (start-up, shut-down)
importante para correta remuneração do agente.
• Gás: maior aderência entre requisitos para contratação (inflexibilidade,
CVU) para compatibilização com GSA para maior inserção na matriz?
Hidrelétricas
• Sujeitas a efeitos de fenômenos climáticos, mas possuem positivas
características do ponto confiável de capacidade e flexibilidade:
• Projeto ótimo de ponto de vista “energético” leva a folga de potência instalada
sob hidrologias típicas
importante para hidrelétricas com reservatórios.
• Hidros com reservatórios (mesmo com regularização diária)
competitiva para prover flexibilidade.
• Valorar tais atributos
racionalização de
discussão sobre exploração de recursos
com capacidade de regularização.
• Especialmente considerando necessidades
impostas por maior participação eólica/solar.
solução
Fonte: EPE, "Identificação e Classificação de
Potenciais Reservatórios de Regularização“. 2015.
Soluções pelo lado da demanda
• Sinais fracos para resposta a variações de preços no curto prazo:
• No atacado: precificação por patamares semanais
•
incentivos fracos
Em Out/2015 começam a valer as penalidades de potencia para consumo
• No varejo: experiências incipientes (ex.: Tarifa Branca), mas sinais fracos
• Outras avenidas pouco exploradas no Brasil
• Existe exemplo de rejeição de carga no âmbito do ERAC, mas:
•
Esquema funcionalmente limitado a proteção de sub-frequência
•
Remuneração limitada a recuperação de investimentos e O&M de sistemas de
controle, não captura custos de oportunidade, não reflete valor para sistema
• Consumidores já manifestaram interesse em maior participação:
• Ex.: CP 08/2014:
•
ABRACE “suger[iu] à Aneel que estude [...] mecanismos de reação da demanda
baseados em incentivos e cujo foco esteja nos serviços ancilares”.
Demais tecnologias renováveis
• Avaliações de capacidade entregue de maneira confiável por portfolio:
• Não deve ser sobre-valorada. Mas ignorar o efeito portfolio é solução subótima, especialmente sob complementaridades climáticas com geração hidro.
• Há naturalmente limitações à entrega de flexibilidade operativa caso
inexista armazenamento associado:
• Importante: explorar a flexibilidade existente. Ex.: redução de geração pode ser
importante para garantir níveis mínimos de geração despachável sincronizada.
Armazenamento
• Expectativa de redução de custos
• Diferentes tecnologias e aplicações
• Alta flexibilidade na localização e mesmo
modularidade
possibilidade de otimização
Fonte: Carnegie et al. 2013
Temário
• Contexto regulatório
• Mais que apenas capacidade instalada
• Alternativas tecnológicas
• Aprimoramentos a sistema de incentivos
Operacionalização de produtos
capacidade e flexibilidade (lado da oferta)
• Necessário definir e valorar produtos que se deseja que mercado entregue
• Princípios básicos:
Observabilidade
Controlabilidade e viabilidade de entrega
Mensuração
Valoração econômica
Reforço de responsabilidade (liability)
• Princípios atendidos atualmente (do lado da oferta)?
• Operação física
algumas classes de recursos observados e controláveis
• Aproximações limitadas p/ definição de potência associada (em CCEARs)
• Limitações à mensuração e valoração de capacidade e flexibilidade
Alguns itens pontuais para aprimoramentos
• Definição de lastro de potência e consideração em seleção de projetos:
• Definição: potência entregável de maneira confiável, sob estresse do SIN
e sob fenômenos relevantes (não é caso das aproximações dos CCEAR)
• Condições hidrológicas severas; • Viabilidade de escoamento de potência a centros de carga
• Efeitos sazonais sobre demanda e disponibilidade de recursos renováveis; • Cronogramas de manutenção
• Indisponibilidade de equipamentos e recursos energéticos primários
• Valoração: handicap p/ seleção de projetos em leilões seria viável sem grandes
mudanças estruturais no quadro regulatório. Outras avenidas possíveis...
• Aprimoramento de esquemas de remuneração e contratação
de serviços ancilares (particularmente reservas operativas):
• Aprimoramento de mecanismo de remuneração. Positivo para flexibilidade.
• Processos competitivos para aquisição (ex.: leilões).
• Ampliação da oferta qualificada (incluindo soluções do lado da demanda).
Alguns itens pontuais para aprimoramentos
• Tratamento de custos de committment de térmicas submetidas à
ciclagem para atendimento à ponta:
• Algumas tecnologias de plantas térmicas podem incorrer custos relevantes
se submetidas à ciclagem no curto prazo para atendimento à ponta.
• Permitir que tais agentes recuperem estes custos remove um desincentivo à
utilização destes recursos para o suprimento à demanda de potência.
• Há exemplos “próximos” de sistemas com elevada penetração hidrelétrica e
com despacho por custos (ex.: Panamá).
• Introduzir este aprimoramento no quadro regulatório atual começa a trazer
complexidades (homologar custos de ciclagem, alocar custos, etc.).
Alternativas de aprimoramentos abrangentes
• Reformulação de aplicação de regras de contratação de potência
e lastro para contratos, com valoração adequada nos leilões:
• Algumas modificações requeridas
1. Revisão de definição de lastro para oferta (similar a aprimoramento pontual) +
2. Definição de requisito de contratação por demanda nos leilões +
3. Valoração de capacidade e flexibilidade como atributos nos leilões.
• Alternativa: adoção de encargo de capacidade
• Aprimoramento de esquema de formação de preços de curto prazo:
• Incluindo precificação com maior resolução temporal.
• Eventualmente: co-otimização energia/serviços ancilares (captura
completa de valor de flexibilidade, custos de oportunidade, etc.).
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