Desenhos de mercados de energia
com alta participação de renováveis
Rio 07/07/11
Nivalde José de Castro
Roberto Brandão
Simona Marcu
Sumário
• Comportamento dos preços spot com o
aumento da participação de renováveis.
• Comercialização de energia baseada em
mercados de dia seguinte.
• Microeconomia de indústrias com custos
marginais muito baixos.
• O Mercado Ibérico.
• Modelo brasileiro: mercado liberalizado
sem um mercado de dia seguinte.
Aumento da participação de renováveis
no mercado ibérico
• No ano de 2010, os preços spot da energia
foram baixos e voláteis.
• A maior participação de renováveis é em
parte responsável pelos baixos preços spot.
• O perfil das renováveis ibéricas (eólica e
presença de hídricas a fio d’água) aumentam
a volatilidade dos preços.
• Uma maior participação renováveis tornará
os preços spot cada vez mais problemáticos.
Preços no Omel
(média diária na Espanha)
90,00
Preço médio diário em €/MWh
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
2008
2009
2010
2011
55,00
90,0%
50,00
80,0%
45,00
70,0%
40,00
60,0%
35,00
50,0%
30,00
40,0%
25,00
30,0%
20,00
20,0%
15,00
10,0%
2009
Preço médio mensal
Fontes: Omel, REE.
2010
Geração com custos marginais baixos
Geração com baixos custos marginais
como % da geração total
Preço médio mensal em €/MWh
Alta participação de renováveis está
associada a baixos preços
Preços no Omel
(média diária na Espanha)
Preço médio diário em €/MWh
40
35
30
25
20
15
10
5
0
fev/2010
mar/2010
abr/2010
Participação da geração com baixos
custos marginais no total
Geração com baixos custos marginais
como % da geração total
72%
70%
68%
66%
64%
62%
60%
58%
56%
54%
52%
50%
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Preços de combustíveis e preços no
mercado diário
250
Jul.2007 = 100
200
150
100
50
0
Pr.ES
Petróleo (Brent)
Carvão (API2)
Pr.PT
Gás natural (Zeebrugge)
Comercialização da energia baseada em
mercado de dia seguinte
• Preço spot deve dar sinal econômico para:
• Investimentos em novos projetos de geração:
geradores mais eficientes auferem lucros
extraordinários e isto leva a investimentos em
plantas eficientes;
• Desinvestimentos: centrais menos eficientes
operam com prejuízo e são levadas a fechar;
• Intercâmbios de energia, inclusive
internacionais;
• Contratos bilaterais.
Comercialização da energia baseada em
mercado de dia seguinte
• O modelo de comercialização centrado em
um mercado spot de dia seguinte pode
funcionar bem em sistemas térmicos
movidos a combustíveis fósseis.
• Nestes sistemas os preços são fortemente
correlacionados ao valor de mercado dos
combustíveis fósseis.
Comercialização da energia baseada em
mercado de dia seguinte
• Problema: mercado spot não dá sinal
econômico claro para investimentos em
projetos que não utilizem combustíveis
fósseis:
• Hidroelétricas
• Usinas nucleares
• Eólicas e outras renováveis.
Comercialização da energia baseada em
mercado de dia seguinte
• Solução ibérica: divisão da comercialização
de energia em dois regimes.
• Regime ordinário: térmicas e hídricas com
despacho e remuneração determinados no
mercado de dia seguinte.
• Regimes especiais: novos projetos renováveis, e
contratos antigos têm remuneração por contrato de
longo prazo, com condições diferenciadas.
• Regulação aloca custos aos consumidores.
Mais renováveis levam a menores
preços de mercado
Microeconomia: mercados com custos
marginais muito baixos
• Um mercado competitivo não tem como
funcionar adequadamente em indústrias
capital intensivas, com custos marginais
muito baixos e que incluam custos afundados.
• As firmas sempre estarão dispostas a vender
seus produtos a qualquer preço, o que leva a
preços demasiado baixos.
• Com preços muito baixos as firmas sempre
operam com prejuízo.
Unidades Monetárias
Concorrência perfeita:
Curva de oferta
400
350
300
250
Lucro extraordinário
200
150
Prejuízo
100
50
0
0
1
2
3
4
Custo total médio
Custo variável médio
5
6
7
8
Quantidade
9
10
11
12
Oferta com prejuízo
Oferta com lucro
13
14
Concorrência perfeita:
Preço de equilíbrio
Unidades Monetárias
400
350
300
250
200
Preço de equilíbrio
150
100
50
0
0
1
2
3
4
Custo total médio
Custo variável médio
5
6
7
8
Quantidade
9
10
11
12
Oferta com prejuízo
Oferta com lucro
13
14
Unidades Monetárias
Firmas com custo marginal baixo:
Curva de oferta
1200
1000
800
600
400
200
0
0
1
2
3
Custo total médio
4
5
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Quantidade
Curva de oferta (custo marginal)
Microeconomia: mercados com custos
marginais muito baixos
• Tome-se, por exemplo, um sistema 100%
geotérmico (geração termoelétrica utilizando
o calor do interior da terra), operando com
um mercado de dia seguinte:
• Custos variáveis e marginais irrisórios.
• Preço spot igual ao custo marginal (quase zero);
• Geradores operam sempre com prejuízo: nunca
conseguem remunerar o capital investido nem
sequer recuperar os custos fixos.
Microeconomia: mercados com custos
marginais muito baixos
• Indústrias capital intensivas, com custos
afundados e custos marginais muito baixos
só são viáveis se:
1. Se a indústria for oligopolizada (firmas têm
poder de mercado);
2. Se o mercado for regulado, seja com redução
da competição ou com fixação de preços.
3. As firmas tiverem fontes alternativas de
receita além da venda de produtos no
mercado;
Mercado ibérico:
Resultado do crescimento das renováveis
• Aumento da participação de renováveis na
geração dos países ibéricos deve levar a
preços de energia muito baixos, sem relação
com custos de produção.
Mercado ibérico:
Resultado do crescimento das renováveis
• Conseqüências:
1. Usinas do regime ordinário têm dificuldade
crescente para cobrir os custos (preços
sinalizam erradamente para a desativação de
plantas térmicas).
2. Preços de mercado não conseguem prover
sinais econômicos para novos investimentos.
3. Sinais econômicos para exportações e
importações perdem relação com custos.
Mercado ibérico:
Resultado do crescimento das renováveis
• Haverá necessidade crescente de intervenções
do regulador para corrigir distorções nos
sinais dos preços, criando mecanismos extramercado para pelo menos:
• Proporcionar sinais econômicos para
investimentos;
• Garantir remuneração do capital e dos custos fixos
dos geradores.
Brasil: liberalização sem mercado do dia
seguinte
• Geração é basicamente hidroelétrica (custos
marginais muito baixos).
• Mercado de energia é de contratos
financeiros (não há mercado do dia seguinte).
• Contratos de longo prazo (1 mês a 30 anos).
• Receitas dos geradores não estão vinculadas à
produção física de energia: é um modelo
comercial baseado em receitas fixas para uma
indústria baseada em custos fixos.
Brasil: capacidade por tipo de planta
Type
Hidroelétricas*
Térmicas convencionais
Nuclear
Eólicas
Outras
Total
MW
82.189
13.945
2.007
358
196,5
98.727
* Inclui toda a capacidade de Itaipu
Dados referentes ao SIN em 31/12/2009
%
83,2
14,1
2,0
0,4
0,2
100,0
Brasil: Participação da geração hídrica
na produção total de eletricidade
Ano
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
% Total
94,11
89,65
90,97
92,14
88,63
92,45
91,81
92,78
88,61
93,27
Fonte: Site do ONS:
Histórico da operação.
€ Mw/h
Brasil: Preço de Liquidação de Diferenças
SE-CO (média semanal €/MWh)
300
280
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Brasil: Preço de Liquidação de Diferenças
SE-CO (média semanal €/MWh)
Faixa de preços*
(€/MWh)
< 10
10 a 20
20 a 30
30 a 40
40 a 50
50 a 70
> 70
Total
Semanas % Total
57
76
39
33
32
52
30
319
17,9%
23,8%
12,2%
10,3%
10,0%
16,3%
9,4%
100,0%
Elaboração: Gesel-IE-UFRJ a partir de dados da
CCEE (www.ccee.org.br).
Modelo Brasileiro:
Características do modelo
• Despacho é uma otimização de custos, sem
oferta de preços.
• Competição na geração gira em torno de
contratos financeiros de “garantia física”.
• Geradores vendem garantia física e não
energia.
• Mercado de Curto Prazo (balancing market) é
restrito à liquidação de diferenças.
Modelo Brasileiro:
Características do modelo
• Competição ocorre sobretudo em leilões
organizados pelo Estado em nome das
distribuidoras.
• Preços de contratos financeiros de prazos
maiores não estão relacionados ao custo
marginal de operação.
• Promoção da eficiência e da modicidade de
preços depende das regras dos leilões.
Modelo Brasileiro:
Características do modelo
• Energia nova. Leilões geram competição
entre empreendedores, com bom potencial
para promover eficiência econômica.
• Energia velha. Formato atual dos leilões não
garante a eficiência. Mecanismos não
induzem preços iguais aos custos da
energia: há apenas um teto, o VR, mas não
há como fazer convergir preços e custos
marginais.
Conclusões
• Estrutura de custos dos sistemas de geração
são cruciais para desenho de mercados de
energia.
• Modelo ibérico é adequado para sistemas
puramente térmicos.
• Sistemas com grande participação de
renováveis não se adaptam ao modelo
ibérico: necessitam de mecanismos que
forneçam receitas fixas para geradores e que
promovam eficiência.