POTENCIAL DE APROVEITAMENTO DE FONTES ALTERNATIVAS NO BRASIL

1. POTENCIAL DE APROVEITAMENTO DE FONTES ALTERNATIVAS NO BRASIL Mauricio T. Tolmasquim CENERGIA – COPPE Centro em Economia Energética e Ambiental Coordenação de Pós-Graduação em Engenharia Da Universidade Federal do Rio de Janeiro Tolmasquim

2. Esta Palestra é baseada no artigo: Tolmasquim, M. T, Szklo, A S, Soares, J. B (2002), POTENTIAL USE FOR ALTERNATIVE ENERGY SOURCES IN BRAZIL , Annual Petrobras Conference 2002, Oxford, Inglaterra. Tolmasquim

3. Emissões de CO2 - Combustíveis Fósseis:Brasil e Alguns Países Emergentes e da OCDE, 1995 Tolmasquim

4. Energia Elétrica • Geração Elétrica contribui com 5% das emissões no Brasil • OCDE – 30% das emissões Supondo que o mix fosse 50% hidro, 25% carvão e 25% témicas a gás • Emissão evitada: 30 milhões tC em 1996, • Cerca de 1/3 das emissões Tolmasquim

5. Álcool da Cana-de-Açúcar • A produção e utilização de etanol combustível ou misturado a gasolina reduzem as emissões em 9 milhões tC. • Final das década de 80, vendas de carros a álcool – 90% do total – parque: 5 milhões de veículos • Final da década de 90 – vendas: menos de 0,5%. Tolmasquim

6. Carvão Vegetal • Evita um emissão de mais de 3 milhões tC de CO2 Tolmasquim

7. Duas alternativas se destacam no atendimento à crescente demanda de eletricidade brasileira 1. Hidroeletricidade - potencial de 260 GW somente 25% está sendo utilizado Contudo: • 10% está localizado no NE do Brasil e • 44% no Norte. e • Maiores centros consumidores estão localizados nas regiões Sul e Sudeste  necessidade de instalação de linhas de transmissão de longa distância + Dilema: os beneficiados dos projetos não são os mesmos que sofrem os seus custos sociais Tolmasquim

8. Duas alternativas se destacam no atendimento à crescente demanda de eletricidade brasileira 2. Termeletricidade a gás natural O governo brasileiro tentou incentivar o investimento privado em centrais termelétricas : • incentivariam a entrada do capital privado no setor • funcionariam como consumo-âncora para o gás importado da Bolívia. Contudo cláusulas take-or-pay dos contratos de gás  disponibilidade de energia secundária de base hídrica  Nos anos chuvosos teremos de pagar pelo gás sem consumi-lo Tolmasquim

9. Perspectivas para o uso de fontes alternativas de energia no Brasil

10. Pequenas Centrais Termelétricas (PCHs) • Definição:1 a 30 MW + área do reservatório igual ou menor que 3 km2. • filosofia de implantação, baseada no uso de quedas naturais, em alguns casos, com pequenos reservatórios  menor risco • Custo estimado de construção- US$ 1,000/kW • Potencial Técnico: 7 – 14 GW Tolmasquim

11. Pequenas Centrais Termelétricas (PCHs) • Em 1998, existiam: • 140 PCHs, • totalizando 775 MW instalados. • Em 2001, existiam: • 864 MW instalado, • equivalentes a 1.1% do total da capacidade instalada de geração no Brasil, • Refletindo um aumento anual médio modesto de apenas 30 MW. Tolmasquim

12. Pequenas Centrais Termelétricas – Programa PCH-COM • Financiado pelo BNDES • Lançado em fevereiro de 2001 • Compra da energia gerada pela PCH a um valor igual a 80% do VN. • A meta: a compra de 1.2 GW de 2001 a 2003. Tolmasquim

13. Pequenas Centrais Termelétricas – Programa PCH-COM - Problemas • O número de investidores atraídos por este programa é ainda muito baixo: • até o momento, apenas 100 MW de capacidade instalada deram pedido de entrada dentro do programa, ou seja, ¼ do inicialmente previsto • Principais Barreiras: • preço de compra da eletricidade pela Eletrobrás é apontado como pouco atrativo • burocracia na concessão de licenças ambientais Tolmasquim

14. Álcool • O Programa Nacional do Álcool. • maior programa de combustíveis líquidos alternativos do mundo • impulsionado a partir dos choques do petróleo ocorridos na década de 70 e • também como forma de resolver o problema da flutuação de preços do açúcar no mercado internacional • Benefícos Sociais • abatimento de emissões de CO2, resultando em emissões líquidas negativas • melhoria na qualidade do ar em relação às emissões de CO, hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio, havendo, porém, um aumento das emissões de aldeídos Tolmasquim

15. Álcool Benefícios Sociais (emprego) • cerca 3% do número total de pessoas envolvidas no setor agricola of the total number of people involved in Brazil's agricultural sector (cerca 800,000 empregos). • 200,000 empregos na fase de industrialização da cana e • 700,000 empregos diretos. • a produção de álcool gera 152 postos de trabalho, para cada posto equivalente gerado na indústria de petróleo . Alcool -US$ 36.000/emprego contra US$ 41.000/emprego para o conjunto dos demais setores produtivo Tolmasquim

16. Álcool Benefícios Econômicos Economia de divisas e aumento da competitividade da indústria sucro-alcooleira em âmbito internacional Controle de dívida externa • Em 1996, enquanto os subsídios ao álcool foram de US$ 2 bilhões, a economia de divisas proporcionada pelo programa foi de US$ 4,9 bilhões • Assumindo-se 40% de importação de petróleo consumido no país •  • a substituição da gasolina entre 1975-1996 proporcionou ao país economizar US$ 33 bilhões (em US$ de 1996), ou US$ 50 bilhões, incluindo correção destes valores Tolmasquim

17. Álcool Atualmente, o emprego do álcool automotivo ocorre principalmente como aditivo à gasolina (24%v.v.) A outra alternativa, que é o uso do etanol hidratado em motores exclusivamente a álcool, perdeu força nos últimos anos • 1985 - os carros novos movidos a álcool chegaram a participar em 96% • Fim dos anos 90 – contava com menos de 0.5% da venda de carros novos. Principal razão: falta de confiança elevação dos preços do açúcar no mercado internacional, levando os produtores brasileiros a priorizar a produção de açúcar em detrimento do etanol  necessidade de importar etanol/metanol para suprir a demanda Tolmasquim

18. Bagaço Além da produção de etanol para uso automotivo, há também o aproveitamento do bagaço e outros resíduos para geração de eletricidade, como sub-produto do próprio PRÓ-ÁLCOOL Tolmasquim

19. Bagaço Estes resíduos podem ser utilizados em plantas de cogeração Barreiras relacionadas com a venda do excedente de eletricidade e a preponderancia de hidroeletricidade no Brasil  Não encorajou o uso otimizado do bagaço de cana na geração de eletricidade  a maioria das unidades do setor sucro-alcooleiro brasileiro está equipada com caldeiras de pequeno porte e turbogeradores que geram entre 10-20 kWh/tonelada de cana, quantidade suficiente apenas para o auto-abastecimento da empresa sucro-alcooleira Tolmasquim

20. Bagaço Existe potencial de aumento dos níveis de produção de eletricidade através de três alternativas tecnológica; • ·Eficientização do ciclo tradicional de contrapressão, pela substituição das unidades de geração de vapor por outras de maior porte, e substituição de turbinas de simples estágio por de múltiplos estágios - (14-44 kWh/tonelada de cana) • ·Uso de turbinas a vapor de condensação/extração (CEST): • - (80-100 kWh/ton de cana); • Uso de ciclos de geração integrados de gaseificação da biomassa – (200 kWh/ton de cana) Tolmasquim

21. Bagaço Tolmasquim

22. Alternativa tecnológica Custo (US$/kW) Eficientização de ciclo de contrapressão 222-667 CEST 1.450-1.650 Gaseificação da biomassa e ciclo combinado 950-1.150 Bagaço Tabela 4: Comparação de custos de tecnologia de cogeração no setor sucro-alcooleiro. Fonte: Neto (2001) Tolmasquim

23. Uso de resíduos urbanos para geração de eletricidade • Brasil gera cerca de 20 Mt de residuos sólidos a cada ano • Potencial de geração de eletricidade de aproximadamente 25,000 GWh. • Benefícios Ambientais:permitem reduzir os custos com disposição em aterros sanitários, reduzem a emissão de GEE; • Benefícios Estratégicos:contribuem para reduzir a vulnerabilidade do país quanto ao abastecimento de combustíveis fósseis • Benefícios Sociais e Econômicos:a instalação de usinas térmicas movidas a partir da queima de resíduos urbanos constitui também fonte de renda à população de baixo nível de qualificação profissional. Tolmasquim

24. Uso de resíduos urbanos para geração de eletricidade Tolmasquim

25. Energia Eólica Dois Problemas Básicos: 1) Baixa densidade energética dos ventosnecessidade de se interceptar uma grande área de corrente de ar para que se possa captar uma quantidade razoável de energia disponível 2)A natureza intermitente dos ventosbaixo fator de capacidade das centrais eólicas Custo de instalação das fazendas de vento: de US$ 900 – US$ 1,400 / kW para fazendas instaladas, e US$ 760  1,000 / kW para a próxima geração de turbinas Mudança das dimensões: no final de 1989, turbina eólica de 300 kW com rotor de 30-m era o estado da arte. Apenas 10 anos após, turbinas de1500 kW com rotor de cerca de 70 m são disponíveis por vários fábricantes many São considerados competitivos os aproveitamentos eólicos em regiões com regime de vento superior a 6,7 m/s, onde os custos de geração estão na faixa de 40 a 50 US$/MWh Tolmasquim

26. Brazilian Wind Energy Atlas – Preliminary Version 2001 Tolmasquim Fonte: www.cresesb.cepel.br

27. Potência (MW) Geração (TWh/ano) Fator de Capacidade (%) Norte 12,84 26,45 24% Nordeste 75,05 144,29 22% Centro-Oeste 3,08 5,42 20% Sudeste 29,74 54,93 21% Sul 22,76 41,11 21% Brasil 143,47 272,2 22% Energia Eólica Tabela 7: Estimativa do Potencial de Aproveitamento de Energia Eólica. Fonte: MME/ELETROBRÁS/CEPEL (2001) Tolmasquim

28. Energia Eólica • Inicio de 2001: Criação do Programa Emergencial de Energia Eólica – PROEÓLICA • Objetivo: Implantar 1050 MW de energia eólica até dezembro de 2003. • Eletrobras deve contratar direta ou indiretamente, através de suas companhias controladas, a compra de energia energia eólica por um período de 15 anos até o limite de 1050 MW. • Valor da compra igual a VN • Em 2001: VN R$ 112/MWh • Problema: Ao contrário de países como a Alemanha foi estabelecido um teto para a entrada da eólica (1050 MW) Tolmasquim

29. Energia Eólica, Biomassa e PCH • Abril de 2002: criação do PROINFRA – Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica. • Objetivo: aumentar a participação das fontes eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas no suprimento ao sistema interligado brasileiro produzida por PIAs. • PIA -Empresa cujo controle acionário não pertence a qualquer concessionária de geração, transmissão ou distribuição. • Fabricantes de equipamentos de geração poderão participar do capital do PIA, desde que o índice de nacionalização dos equipamentos seja de no mínimo 50%. Tolmasquim

30. Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica – PROINFA – Primeira Fase • Acrescentará, em 24 meses, 3.300 MW ao sistema, através de contratos firmados, preferencialmente, entre a Eletrobrás e os PIAs • Assegura a compra de energia no prazo de 15 anos a partir da data de entrada em operação • Os 3.300 MW contratados deverão ser distribuídos igualmente entre as três fontes. • A aquisição será pelo valor econômico de cada fonte (à ser determinado pelo poder Executivo). • Piso 80% da tarifa média nacional de fornecimento ao consumidor final Tolmasquim

31. Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica – PROINFA – Primeira Fase • O valor pago pela energia elétrica será rateado entre todas as classes de consumidores finais • Será dado prioridade para a contratação das instalações que já tiverem a Licença Ambiental Dúvidas: Os projetos hoje enquadrados dentro do Proeólica poderão ser habilitados para o Proinfra ? Existem hoje cerca de 53 projetos correspondendo a uma potencia de 4165 MW em consideração pela ANEEL Eles poderão ser habilitar ao PROINFRA ? Tolmasquim

32. Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica – PROINFA – Segunda Fase • visa garantir que, ao cabo de 20 anos, as fontes eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas atendam a 10% do consumo anual de energia elétrica do Brasil. • Os contratos serão feitos com a Eletrobrás por 15 anos e, • responderão por, no mínimo, 15% do incremento anual do mercado brasileiro de energia elétrica. • Preço dos contratos =equivalente ao valor econômico correspondente = custo médio ponderado da geração de novos aproveitamentos hidraulicos e centrais termelétricas a gás natural. • O produtor fará jus a um crédito complementar a ser pago pela Conta de Desenvolvimento Energético – CDE. • Valor do crédito complementar: valor econômico da fonte – valor recebido da Eletrobras. Tolmasquim

33. Solar Fotovoltaico • Custos de Instalação = US$7,000/kW, atingindo US$9,000 – 12,000/kW, quando são considerados os custos das trocas de baterias ao longo da vida útil da instalação • Opção convencional: soluções dispendiosas como a extensão da rede elétrica tradicional para um baixo número de consumidores dispersos ou o transporte de combustível para uso em geradores autônomos de comunidades isoladas • a geração de energia elétrica em pequenos blocos para atendimento de comunidades isoladas tem sido a vocação natural das células fotovoltaicas Tolmasquim

34. Solar Fotovoltaico– Programas Programa Luz no Campo (desde 1999) • objetiva a eletrificação, em 3 anos, de 1 milhão de domicílios e propriedade rurais • Cerca de 25% dos domicílios rurais brasileiros não dispunham de iluminação elétrica, quando se criou o Programa • Os recursos deste programa provêm da Reserva Global de Reversão, financiando-se, a fundo perdido, até 75% do custo total do projeto proposto, com juros de 5%ªa • Em 2000, o valor global gasto no programa atingiu cerca de R$ 2 bilhões, resultando na ligação de 106.791 consumidores à rede • No entanto, a eletrificação rural no Brasil tem privilegiado, sobretudo, a extensão da rede ou a instalação de grupos geradores a óleo diesel Tolmasquim

35. Solar Fotovoltaico– ProgramasSolar • Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios (PRODEEM) (desde 1995) – • No âmbito deste programa, o custo total de instalação de um sistema fotovoltaico foi de cerca de 20 US$/Wp • Isto resulta num custo de geração de cerca de 370 US$/MWh, incluindo-se os impostos e os custos de reposição • Até 2001, este programa instalou 5.744 sistemas com potência média igual a 535 Wp • Como meta, o PRODEEM planeja atender 100.000 comunidades em localidades remotas, o que representaria um potencial instalado de sistemas de geração fotovoltaica da ordem de 35 MW Tolmasquim

36. Solar PV • A dispersão dos consumidores e seu consumo real são elementos-chave na definição da alternativa de menor custo para atendimento das demandas energéticas de comunidades isoladas • Adotando a configuração de consumidores eqüidistantes, este autor observou que: • ·Para um cenário conservador, os sistemas fotovoltaicos apresentam sempre um nicho de mercado nas condições de baixa concentração de consumidores – i.e., densidades abaixo de 10 consumidores/km2. • Quando o número de consumidores da comunidade é inferior a 30, a densidade limite para a escolha dos sistemas fotovoltaicos é igual a 20 consumidores/km2. Tolmasquim

37. Conclusões Tolmasquim

38. Conclusões • Em linhas gerais, três são os principais papéis das fontes alternativas de energia no país: • ·Diversificação da matriz energética, não apenas a fim de aumentar a confiabilidade da oferta interna de energia, mas também como forma de implementar alternativas de suprimento que dinamizam as potencialidades de cada região·Universalização do acesso aos serviços energéticos: parcela importante da população brasileira não é atendida pela rede de energia elétrica • ·Manutenção do perfil renovável da matriz energética brasileira Tolmasquim