A matriz de energia elétrica e as demandas ambientais – Parte 1

Edição 122 – Março de 2016
Espaço Cigré
Por Saulo José Nascimento Cisneiros*

Na abordagem deste tema existem inicialmente duas questões fundamentais. A primeira é: qual o risco de déficit admissível para o atendimento energético ao Sistema Interligado Nacional (SIN) – 5%, 3%, 1% ou menor – o que significa admitir, probabilisticamente, um racionamento a cada 20, 33, 100 ou mais anos, respectivamente, sabendo-se que quanto menor for o risco, maiores serão os investimentos a serem feitos e, conseqüentemente, maiores os custos a serem bancados pelos consumidores. A segunda é: qual a composição ótima das diversas fontes de energia para atendimento ao risco desejado ou qual o sistema energético ideal considerando as fontes de geração hidráulica, térmica e renovável não convencional, tendo em conta que a hidráulica é uma fonte renovável convencional.

Nesse contexto, algumas constatações importantes precisam ser realçadas:

• A sociedade não quer nem aceita um racionamento de energia;
• Entretanto, a expansão do sistema é feita com um risco intrínseco de déficit, até porque ficaria extremamente oneroso planejar a expansão do parque de geração para um risco de déficit nulo;
• Desta forma, na fase de operação, tem-se a responsabilidade de evitar este déficit através de ações mitigadoras;
• Essas ações têm custos que dependem de vários fatores;
• Quanto menor for o risco intrínseco de déficit da expansão, maiores serão os custos de expansão e menores os custos de operação, e vice-versa;
• Qual é o risco de déficit ótimo da expansão que produz os menores custos totais de atendimento ao mercado?

A oferta futura apresenta as seguintes características:

• Novas e grandes hidroelétricas localizadas distantes dos grandes centros de carga, exigindo extensos sistemas de transmissão para o transporte de grandes blocos de energia no período chuvoso e pequenos montantes nos períodos secos;
• Essas novas hidroelétricas com grande capacidade de produção no período chuvoso, sem reservatório de acumulação, e baixa produção no período seco, propiciam uma acentuada sazonalidade da oferta;
• Aumento considerável das fontes renováveis não convencionais de caráter intermitente, em especial, a energia eólica.

As novas hidroelétricas sem reservatório de acumulação, devido a restrições ambientais, têm levado à queda de regularização do SIN, causando as seguintes consequências:

• Maior dependência do período úmido das bacias do SIN;
• Necessidade de enchimento e esvaziamento dos principais reservatórios com periodicidade anual;
• Uso mais intenso de geração térmica para a garantia do suprimento energético e para o atendimento à ponta, com o consequente aumento dos custos de operação;
• Redução da capacidade do SIN de armazenar a geração das fontes intermitentes;
• Elevação intrínseca dos custos de expansão.

Postas essas constatações, voltamos à questão da composição ótima da matriz energética. Como ponto de partida, é importante fazer considerações sobre as características das diversas fontes:     

• A geração hidráulica é um recurso variável, sua disponibilidade depende da ocorrência de chuvas nas bacias onde estão os reservatórios de acumulação;
• As novas usinas hidráulicas estão distantes dos centros de carga, o que requer a implantação de extensos sistemas de transmissão;
• A geração térmica é um recurso fixo, ou seja, sua disponibilidade depende apenas da existência do combustível;
• A implantação de térmicas próximas aos centros de carga pode aumentar a segurança, a confiabilidade e a qualidade do atendimento a esses centros;
• As fontes renováveis não convencionais, como eólica e solar, são fontes intermitentes e não despacháveis, seu volume depende da magnitude de vento e sol.

Adicionalmente, devem ser feitas as seguintes considerações:

• As usinas hidráulicas com reservatório são o melhor meio para armazenar a geração das fontes intermitentes, eliminando a necessidade de instalação massiva de outros meios de armazenamento, tal como grandes baterias;
• As hidráulicas com reservatório mais geração intermitente maximizam os benefícios técnicos e econômicos que podem ser obtidos, considerando as características de todas as fontes disponíveis;
• Com as restrições à implantação de reservatórios, surgem as usinas térmicas a gás de última geração, de partida e variação rápida de geração, tais como as grandes térmicas de 1.500 MW que estão sendo implantadas em Suape (PE), Triunfo (RS) e Jardim (SE);
• As fontes intermitentes como eólica e solar são muito importantes para suprir a demanda de energia elétrica, porém, essas fontes devem ser consideradas como complementares e não como básicas porque elas podem variar de forma abrupta e significativa em certos momentos e por períodos de tempo;
• Consequentemente, a demanda de energia elétrica não pode ser suprida apenas por fontes intermitentes.

A questão-chave é: qual é o mix adequado de fontes para suprir a demanda de energia elétrica considerando aspectos de segurança, eficiência e ambientais? A definição deste mix deve incluir todas as fontes disponíveis que contribuam na direção dos três aspectos acima mencionados, quais sejam: hidráulicas com e sem reservatório; térmicas (gás + carvão + nuclear); e renováveis (eólica + solar + biomassa).

(continua…)