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Economia & Energia
No 33: Julho-Agosto 2002  
ISSN 1518-2932

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e&e No 33

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Geração de Energia Elétrica no Horizonte 2020 e a Viabilidade de Angra III
Resumo Executivo

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Brasil – Energia em 2001
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Resumo Executivo

 

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Geração de Energia Elétrica no Horizonte 2020: 

Energia Nuclear no Horizonte 2020

1 - Objetivo da extensão a 2020

Este trabalho destina-se a fornecer subsídios para a decisão sobre a construção (ou não) da Usina Nuclear Angra III. Se a decisão for favorável, sua entrada em operação não deve ser anterior a 2009, ou seja, no final desta década. Sua influência sobre o sistema se daria principalmente na próxima década. O Plano Decenal (2001-2010) se refere, como não poderia deixar de ser, à atual década e não oferece a visão no horizonte da próxima que deve ser levado em conta na decisão sobre essa central.

Assim, torna-se conveniente estudar a demanda de energia elétrica e as fontes disponíveis para a geração de eletricidade dentro de um horizonte que seja estendido a 2020. Também seria interessante incorporar a queda na expectativa de crescimento no início desta década.

A geração de energia elétrica no horizonte 2020 deve se inserir no quadro geral energético  brasileiro e até no mundial. Deve-se procurar ainda ter em conta as eventuais substituições diretas entre a eletricidade e outros energéticos bem como a disponibilidade e custo dos energéticos usados na sua geração.

Esse objetivo – que escapa inteiramente do escopo do presente trabalho - só poderá ser atingido através de uma análise que leve a definir uma política energética de médio prazo para o Brasil tendo em conta a evolução da conjuntura mundial.  Um dos instrumentos para definir essa política seria o estabelecimento de uma matriz energética brasileira.

Ainda não está disponível uma matriz energética brasileira que ofereça a visão estratégica sobre o horizonte energético brasileiro nos próximos vinte anos, nem sobre as perspectivas sobre a geração de energia elétrica. Na análise preliminar aqui proposta procura-se:
 

  •    Formular um cenário macroeconômico análogo ao de referência no Plano Decenal (Cenário B do Plano com crescimento econômico médio de 4,7% ao ano),

  •    Usar um cenário econômico de menor crescimento (3,3% ao ano) para analisar a energia elétrica dentro da tendência atual e para o qual se dispõe de um ensaio sobre a matriz  energética,

  •    Determinar o ano em que se atingiria, nos dois cenários, um custo de energia hidráulica de 58 US$/MWh (que viabilizaria diversas alternativas) para:

o       Uma participação de 10% das térmicas convencionais na geração (similar a maior participação histórica),

o       Uma participação de 16% das térmicas convencionais na geração (que seria a resultante da atual política em relação às térmicas convencionais),

  •    Determinar o  espaço que haveria para térmicas adicionais ou outras alternativas no horizonte do ano de 2020 nas diversas hipóteses,

  •    Determinar, ao longo do tempo, o espaço adicional para alternativas (incluindo térmicas convencionais) em relação à atual política e para os dois cenários macroeconômicos, considerando uma limitação à geração hídrica (limite econômico ou do comportamento do sistema).

  •   Preparar um instrumento para análises de outras possibilidades.

2 - Precedentes

Para procurar ter em conta o cenário energético geral, utilizado como referência o trabalho elaborado pela ONG Economia e Energia e&e destinado à projeção da Matriz Energética Brasileira[1]. O trabalho se ocupa ainda  das emissões associadas aos gases do efeito estufa relativas ao uso da energia no Brasil.

Nesse trabalho foram utilizados e desenvolvidos programas para computadores pessoais (em Visual Basic sobre base Excel) que possibilitam que as diferentes hipóteses sobre o comportamento da economia, seja em seus aspectos macroeconômicos, seja em seus aspectos setoriais, possam ser consideradas em forma relativamente expedita.

A metodologia desenvolvida pode ser aplicada em setores específicos, usando os resultados de uma “rodada” completa para estabelecer coeficientes entre a energia e os dados econômicos. Isso permite análises realmente expeditas de várias alternativas.

3 - Conteúdo

Apresenta-se a seguir uma análise comparativa para dois cenários:

  • “Cenário Plano Decenal Estendido” atualizado com crescimento econômico semelhante às hipóteses contempladas no Plano Decenal

  • “Cenário de Referência e&e” correspondente ao cenário usado nos estudos da Matriz Energética e&e, atualizado para levar em conta os anos 2000 e 2001 para os quais já se dispõe de dados.

No Plano Decenal (com horizonte 2010), o crescimento econômico estimado de referência (Cenário B) é de 4,7%. No cenário aqui denominado Cenário “Plano Decenal Estendido”, o crescimento no período 2001/2021 é de 4,2%, sendo de 3,9% nos dez primeiros anos e só atingindo 4,7% no segundo período da primeira década. No estabelecimento dessas taxas de crescimento foram considerados o atual quadro econômico e as limitações ao crescimento apontadas pelo próprio programa.

No cenário “Referência e&e” o crescimento médio do PIB no período 2001/2021 é de 3,3% sendo de 2.3% nos primeiros 10 anos (2001/2011) e de 3,9%nos últimos (2011/2021). No Anexo 1 consta uma tabela resumo para os dois cenários considerados.

Foi desenvolvido e aplicado, com base em trabalhos anteriores, um programa integrado de computador capaz de associar um cenário macroeconômico à demanda de energia elétrica. O programa integrado, na verdade um conjunto específico de programas com alimentações ou realimentações de dados para uso nas projeções do setor de Geração de Eletricidade, está sendo colocado à disposição da Eletronuclear como parte deste trabalho. A equipe se propõe a realizar proximamente “rodadas”, atendendo às necessidades específicas da Eletronuclear.

No Anexo 1 demonstra-se a aplicação desse instrumento para gerar os dois cenários macroeconômicos descritos e, no Anexo 2, apresenta-se a descrição dos passos seguidos para avaliar a demanda de eletricidade resultante e seu atendimento pelas principais formas de energia atualmente utilizadas no País.

4 - Energia Equivalente e Energia Elétrica

A parte energética utiliza o conceito de energia equivalente que permite encarar, com relativa facilidade, as substituições entre energéticos e os progressos na conservação de energia.

A construção de cenário energético, como assinalado, levou em conta os resultados setoriais e energéticos de uma “rodada” da matriz energética para um cenário análogo ao “de referência” atual. A Figura 1 mostra a evolução da razão Energia Equivalente utilizada/PIB a partir de 1970 e a projetada até 2020.


Figura 1: A variável Energia Equivalente/Produto apresenta grande regularidade ao longo do tempo. A projeção usa a evolução histórica e valores para outros países como referência.

A metodologia é simplificada e é resumida a seguir. Parte-se do comportamento histórico da razão energia equivalente/PIB verificada no Brasil e que mostra notável regularidade, tendo variado 15% ao longo de três décadas.  Escolhe-se uma relação baseada no histórico do país,  comparando-se o Brasil com outros países. Nesse caso especial, efetuamos estudos semelhantes para cada um dos setores da economia. O resultado, indicado no Anexo 2, foi de um valor de 0,38 kEP de energia, em gás natural equivalente, por dólar (de 1994) produzido. Esse resultado é usado para outros cenários próximos aos estudados.


Figura 2: Valores Energia Equivalente/Produto para o Brasil comparada com países de diferentes PIB/hab em paridade de poder de compra (valores para 1996 indicados na curva e na escala à direita)

Na Figura 2 os valores da energia equivalente / produto e do produto por habitante do Brasil são comparados com os de diversos países (ano 1996). Pode-se observar que esse parâmetro (ao contrário da energia final/produto) depende pouco do grau de desenvolvimento, O valor escolhido para 2020 representa um valor 13% superior ao de 1996. A média para países europeus e Japão era, em 1996, 15% superior à do Brasil. O parâmetro de extrapolação escolhido é coerente com o desses países.

Os países, indicados na Figura 2, se acham ordenados por PIB/hab (em poder de compra), o que também é indicado na figura.

Analogamente, examina-se a participação histórica da energia elétrica no consumo de energia equivalente O resultado da projeção é mostrado na Figura 3.


Figura 3: Participação da energia elétrica no total, medida em energia equivalente, histórica e projetada.

Pode-se notar na Figura 3 que supõe-se que o efeito do racionamento em 2001 se propagaria nos anos seguintes[2]. Não se dispõe ainda dos dados relativos à auto-produtores para avaliar um provável incremento na geração desse tipo e que pode haver compensado em parte essa queda de consumo em centrais de serviço público. Também não se dispõe, ainda, de dados sobre o efeito substituição de eletricidade que, em alguns casos, poderá ter caráter mais permanente.

Figura 4: Participação da energia elétrica no total

Pode-se comparar o Brasil com outros países para orientar o nível esperado de participação de energia elétrica para o futuro. O resultado mostra que o Brasil já possui uma participação da eletricidade relativamente importante e quase no nível dos países desenvolvidos. Note-se que a participação da eletricidade varia bastante com o nível de renda per capita, como é mostrado na
Figura 4.

A avaliação que inclui a análise setorial anterior (da Matriz) nos conduz a uma participação relativamente elevada da eletricidade, que já no ano 2010 colocaria o Brasil no nível de participação da eletricidade igual  ou superior ao da maioria  dos países desenvolvidos (em 1996).

Os dados, quando expressos em relação ao PIB no Plano Decenal são, como será visto em seguida, semelhantes aos aqui utilizados. Este fato resulta principalmente de ambos os estudos haverem suposto uma certa continuidade da política industrial atual que favorece atividades eletro-intensivas e energo-intensivas  (produtos intermediários). De qualquer forma, o estudo para a Matriz já aponta uma saturação no crescimento da participação de eletricidade no “bolo” energético do país. Note-se que a abordagem em energia equivalente é homogênea para os diversos países e não encerra a diferença de critérios, normalmente encontrada, quando são comparados os dados em tEP do Balanço Energético Brasileiro com os de outros países.

5 - Consumo de Energia Elétrica e PIB

Até aqui não foi possível uma comparação direta de nossos resultados com os do Plano Decenal, que não se ocupa de outras formas de energia. A razão energia elétrica / PIB permite a comparação direta entre as metodologias bem como simular a demanda usando critérios equivalentes aos do Plano Decenal. Ou seja, passa-se a ter um instrumento para analisar as conseqüências de mudanças no cenário econômico ou da variação da participação no mercado de geração de diferentes fontes primárias ou da participação de auto-produtores ou da importação.

Tomar como sendo 1 o valor dessa relação no Brasil torna mais fácil a comparação com outros países (PIB expresso em poder de compra), Na extrapolação anteriormente realizada encontrou-se um valor, para 2010,  22% superior à relação Energia Elétrica / PIB de 1996. Ou seja, o valor encontrado nos trabalhos da matriz é 1,22. No Plano Decenal, o valor encontrado é de 1,21. Portanto, os valores aqui expressos são comparáveis aos do Plano Decenal.

Os crescimentos projetados do PIB, da Energia Equivalente e da Eletricidade são mostrados na Figura 5 para o Cenário de Referência.


Figura 5: Projeções do PIB, Energia Equivalente e Energia Elétrica pra o Cenário de Referência (valores relativos a 1998 ).

O crescimento da Energia Equivalente e do consumo de Energia Elétrica para períodos escolhidos é mostrado nas Tabela 1 e 2 seguintes. Como pode ser notado, espera-se um expressivo decréscimo no ritmo de crescimento do consumo de energia elétrica, no período 2000/2005, causado pelo racionamento.

Tabela 1: Cenário Referência e&e, variações anuais

  

1995-2000

2000-05

2005-10

2010-15

2015-20

2000-20

PIB

2,3%

2,2%

3,3%

3,9%

3,9%

3,3%

Energia Equivalente

3,6%

2,4%

3,8%

4,2%

4,2%

3,7%

Energia Elétrica

4,5%

3,2%

4,3%

4,5%

4,4%

4,1%

Tabela 2: Cenário Plano Decenal Estendido, variações anuais

 

1995-2000

2000-05

2005-10

2010-15

2015-20

2000-20

PIB

2.3%

2.8%

4.4%

4.7%

4.7%

4.2%

Energia Equivalente

3.6%

3.0%

4.9%

5.1%

5.0%

4.5%

Energia Elétrica

4.5%

3.7%

5.5%

5.4%

5.2%

4.9%

6 - Geração de  Energia Elétrica no Brasil para atender a demanda até 2020

Para projetar a geração de Energia Elétrica a partir da demanda, é necessário estimar as perdas no sistema e a participação das importações líquidas na oferta de energia elétrica. No caso da demanda no sistema integrado, deve-se ainda estimar, em separado, a participação dos auto-produtores.[3] 

Considerando-se que as perdas se reduziriam dos atuais 15% para 14% e usando-se estimativas de participação de auto-produtores semelhantes às do plano Decenal 2010, foram obtidos os dados relativos à demanda bruta que são mostrados nas Tabelas 3 e 4 seguintes para os dois cenários:

Tabela 3: Cenário de Referência e&e

 

Demanda Bruta   TWh/ano

 

1995

1999

2000

2005

2010

2015

2020

Importação

35

37

44

50

53

64

79

Auto-produtores

15

18

25

29

36

45

56

Serviço Público

261

273

324

378

470

592

734

Total

311

328

393

457

560

701

869

Tabela 4: Cenário Plano Decenal Estendido

 

Demanda Bruta   TWh/ano

 

1995

1999

2000

2005

2010

2015

2020

Importação

35

37

44

50

53

64

79

Auto-produtores

15

18

24

30

39

51

66

Serviço Público

261

273

324

387

509

667

860

Total

311

328

393

467

602

783

1005

O comportamento histórico e as projeções são
mostrados nas Figuras 6 e 7.


Figura 6: Participação das perdas, importações e de auto-produtores na demanda bruta de eletricidade.


Figura 7: Valores projetados, para o cenário de referência, da demanda bruta de eletricidade estacando-se a participação das importações e de auto-produtores. As centrais de Serviço Público, de capital público ou privado, continuariam responsáveis pelo atendimento da maior parte da demanda. 

Note-se que o aumento esperado da geração de auto-produtores (e da importação) devido ao racionamento ainda não se faz sentir nos dados de 2001 (e anos subseqüentes) por não se dispor, ainda, dos dados relativos à auto-geração e importação e  dos referentes ao consumo de outros tipos de energéticos.

Os valores absolutos para as perdas, importações e geração dos auto-produtores são mostrados na Figura 8 para o cenário de referência.

O Cenário é, como se vê, bastante conservativo no que se refere a importações, que praticamente permaneceriam estacionárias na próxima década. Também não se prevê ganhos significativos no percentual de perdas.


Figura 8: Comportamento histórico e projeção para perdas, importações e auto-produtores de energia elétrica.

Continuação

[1] O trabalho está exposto, em suas linhas gerais, no Resumo Executivo e no texto integral do Relatório Final apresentados ao Ministério de Ciência e Tecnologia no final de 2001.

[2] No programa pode-se escolher a constante de tempo.

[3] O programa permite fazer simulações relativas a estes três fatores. A entrada de dados se dá em uma tabela como a mostrada no Anexo 2 onde os dados alterados são os relativos às participações em 2020. Também é introduzida uma constante de tempo, relacionada à mudança do parâmetro, para cada uma das variáveis projetadas.

[4] O programa permite optar por diferentes participações desses tipos de centrais. No que se refere às nucleares, apenas estuda-se a influência de Angra III no cenário estudado, muito embora outras hipóteses possam ser consideradas pelo programa.

[5] O programa também permite atuar sobre a velocidade de implantação desse tipo de centrais. Hipóteses “ad hoc” podem também ser formuladas. A subdivisão por energético usado na geração também é estudada mas não interessa especificamente a esse trabalho

[6] O programa permite, com facilidade, testar outras hipóteses.

[7] Os parâmetros que ajustam essa transição podem ser escolhidos no programa. No caso, procurou-se seguir uma curva semelhante à prevista nos estudos do Plano Decenal para a possibilidade de um contingenciamento. O programa permite  introduzir os valores do fator de capacidade que se deseja considerar para o futuro. Os valores de equilíbrio supostos foram de um fator de capacidade de 0,53 para as hídricas, de 0,58 para térmicas convencionais e 0,60 para as nucleares. Também foram escolhidas constantes de tempo de 2 anos para as hídricas e de 3 anos para a mudança no fator de capacidade, no caso do nuclear, foi simplesmente suposto que o fator passaria a vigorar a partir de 2002.

[8] Existe ainda a possibilidade de que o País encontre um limite de demanda relacionado com outros fatores de ordem econômica e social.  Dentro dos casos conhecidos, entretanto, não existe país nenhum cuja capacidade de gerar eletricidade tenha sido contida por seu potencial hídrico. O programa permite estudar outros limites para a geração hídrica.

[9] Minuta de Relatório.

[10] Deve-se considerar ainda, por um lado, as outras restrições (ambientais e sociais) à expansão da base hídrica e os custos de transmissão também crescentes e, pelo outro, o potencial de pequenas centrais que poderiam se viabilizar com o maior custo.

Graphic Edition/Edição Gráfica:
MAK
Editoração Eletrônic
a

Revised/Revisado:
Friday, 13 May 2011
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