Economia &
Energia |
e&e No 92
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Acompanhamento da situação dos reservatórios hidrelétricos até
Tabelas e gráficos atualizados para 31/03/2013
Situação atual
A situação dos reservatórios em março de 2014 acende um sinal amarelo
sobre a possibilidade de ocorrer uma situação de escassez de energia
elétrica no País. Uma análise da possibilidade de ocorrer um “apagão”
este ano é feita a seguir.
Há um ano, a E&E realizou uma avaliação independente sobre a
possibilidade de um novo apagão em 2013, semelhante ao de 2001
(http://ecen.com/eee88/eee88p/apagao2.htm). A conclusão foi que a
probabilidade de desabastecimento de energia elétrica era reduzida, mas
a situação merecia um acompanhamento e o uso adequado da capacidade não
hídrica existente, predominantemente térmica, para recompor o nível dos
reservatórios que estava, no início de 2013, abaixo do desejável. As
chuvas acabaram sendo, após 31 de março de 2013, superiores à média
histórica e a situação foi resolvida pela afluência e pelo uso maior da
geração térmica. No final do ano, a afluência havia sido somente 3%
inferior à normal. A situação em 2013 foi provocada principalmente pela
queda de 15% na água que chegou aos reservatórios no ano anterior.
O maior uso das térmicas acabou onerando a geração e obrigando o
Governo, para não aumentar os preços, a acumular um déficit de caixa das
geradoras a ser compensado em 2015.
A Figura 1 mostra a evolução da Energia Natural Afluente – ENA
(afluência) mensal, comparada com as de 2012, 2013 e a do início de
2014. A afluência é a energia que chega aos reservatórios e depende
diretamente das chuvas nas bacias. Se a energia gerada supera a que
chega (afluente), o nível dos reservatórios cai. No caso contrário, o
nível do reservatório sobe. Na realidade, deve-se ainda levar em conta
que, não sendo o sistema integrado completamente, costuma existir a
necessidade de verter água em alguns reservatórios, mesmo quando existe
(como atualmente) carência de energia na maioria do sistema.
Figura 1: Afluência às barragens no ano de 2012, 2013 e de 2014
A afluência de 2013 foi de 57,0 GW médios sendo 97% da afluência normal
de 58,7 GW médios. Para saber a variação da acumulação ao longo do ano é
só subtrair da energia que “aflui” ao reservatório a energia que sai[1].
A geração do SIN foi, no ano passado, cerca de 47 GW médios e a energia
vertida cerca de 7 GW médios. Ou seja, houve acumulação de 3 Gw no ano
ou cerca de 36 GW.mês.
Os estoques acumulados na forma de água armazenada evoluíram como
mostrado na Figura 2. Mostra-se ainda a curva de aversão ao risco
recomendada pela E&E que conduziria ao estoque máximo para a afluência
média e o consumo esperado. O estoque de energia armazenada no início do
ano estava bem no início de 2012, mas nos dois anos seguintes sempre
esteve abaixo do ideal.
Figura 2: Estoques de energia armazenada nos reservatórios no final do
mês.
A Figura 2 mostra que a situação ao final do ano de 2013 (123 GW.mês de
estoque) estava mais tranquila que a do ano anterior (87 GW.mês) com a
já mencionada elevação no estoque de energia no reservatório de 36
GW.mês. Isto foi possível porque, prudentemente, o Operador Nacional do
Sistema Elétrico - ONS determinou a manutenção do uso das térmicas mesmo
após o início da estação chuvosa e apesar dos custos adicionais.
O estoque de final de ano em 2013 atingiu 82% da meta sugerida pela E&E
de
150 GW.mês para operação segura do sistema.
Esta recuperação, porém, não foi suficiente para eliminar completamente
o risco da falta de energia. No entanto, foi uma decisão correta que
evitou problemas maiores neste ano.
Cenários para 2014
Para 2014, repetindo a análise realizada ano passado, a E&E encontrou
uma situação mais delicada que a de 2013, em virtude do menor estoque e
do maior consumo. Situação não compensada com o aumento significativo da
capacidade de geração e de armazenamento.
A afluência até 31/03/2014 foi 37% menor que a normal. A situação no
final do primeiro trimestre é resumida na Tabela 1
Tabela 1: Afluência, Geração de Eletricidade e Energia Armazenada nos
Reservatórios até 31/03/2014
(*) Demanda anual 6% superior à de 2012
Para fazer a análise da situação para o restante do ano, considerou-se
várias hipóteses tendo como referência a média de longo termo – MLT que
é a afluência média histórica do Sistema. Em todos os cenários
estudados, seria necessário manter a geração térmica ligeiramente
superior ao nível atual atingindo, 17 GW médios. A energia vertida média
foi considerada de 4 GW.mês.
Foram considerados os seguintes cenários de afluência para o restante do
ano (a partir de abril):
·
Básico:
Afluência normal no restante do ano (corresponde a uma redução anual de
15% na afluência Média de Longo Termo – MLT, tendo em vista o já
ocorrido até março);
·
Limite:
Redução limite de 17% no restante do ano (corresponde a redução anual de
25% da MLT); a redução para o restante do ano praticamente coincide com
a redução observada no ano de 2001 (do apagão).
·
De Mínima Afluência:
Redução de 25% na afluência no restante do ano (corresponde à redução de
30% da MLT), representativa da máxima redução histórica verificada[2].
Para os três cenários considerados, foi feita uma estimativa da evolução
dos estoques nos reservatórios. O procedimento é buscar atingir uma
curva de aversão ao risco onde os estoques atingiriam 100% dos
reservatórios com uma afluência normal. O Cenário Limite ou “2001”,
tomados inicialmente como distintos, coincidem na circunstância atual,
já que o limite para o resto do ano (que evita o racionamento) é
praticamente igual ao da afluência verificada ao longo do ano de 2001. A
Tabela 2 resume os cenários e compara as projeções com os anos
anteriores e do de 2001.
Tabela 2: Dados para anos anteriores e cenários para 2014
A Figura 3 mostra a extrapolação dos estoques nas hipóteses estudadas. O
sistema mostra-se capaz de absorver uma escassez de chuvas no mesmo
nível da verificada em 2001, que conduziria a um estoque mínimo de 7% no
final do ano. Na hipótese limite (25% de redução anual), os
reservatórios chegariam ao limite de 6% em novembro e o racionamento
seria, em princípio, evitável. Já para o cenário de mínimo histórico da
afluência anual (30%), o racionamento seria inevitável.
Figura 3: Evolução do estoque e sua extrapolação nos diversos cenários
O exame das projeções na Figura 3 mostra que o sistema está
suficientemente robusto para enfrentar cenários bastante severos como o
de 2001, mas não está preparado para a pior seca histórica, que
conduziria ao racionamento.
Mesmo com afluência normal o estoque mínimo em novembro seria de 78
GW.mês ou 25% da capacidade e o do fim do ano 92 GW.ano ou 31% da
capacidade. Para estar preparado para o pior cenário, o estoque de final
de ano disponível deveria ser aquele sugerido pela E&E: de 150 GW (52%
da
capacidade total).
Ou seja, o sistema está praticamente no limite de sua operacionalidade.
A solução definitiva do problema passaria por aumentar a geração de base
e da geração complementar cuja produção seja maior na estação seca.
Seria ideal se essa capacidade pudesse ser utilizada também com outros
combustíveis como em usinas que usam normalmente biomassa, mas que
possam operar também com combustíveis convencionais para períodos secos
que atinjam mais de um ano, como o atual.
A Figura 3 mostra ainda que o mínimo atingido no final de 2013 foi
inferior ao do final do ano anterior. Como a demanda era também
inferior, os riscos de déficit do ano passado eram semelhantes ao do
atual. Essa piora veio porque houve um acréscimo significativo da
demanda não acompanhado pelo da capacidade de geração.
Embora o modelo utilizado apresente inúmeras simplificações, ele já
demonstrou ser capaz de descrever o Sistema e estimar as possibilidades
de escassez no abastecimento. A avaliação aqui feita não considera a
possível entrada de nova capacidade de geração nos próximos meses. Por
outro lado, as simplificações adotadas não possibilitam prever as
instabilidades de operar o sistema no limite.
Conclusão
Se as chuvas forem normais no restante do ano, entraremos 2015 com um
estoque de cerca de 30% no final de 2014. Não haverá racionamento neste
ano, mas o estoque não seria suficiente para assegurar o consumo de um
ano que vem seco. Se as chuvas continuarem escassas, mas no nível da
estação chuvosa do apagão de 2001, o abastecimento estaria no limite
podendo ocorrer perturbações locais. Na
hipótese de mínima afluência histórica, o racionamento ocorreria.
Para este ano, seria prudente alguma atuação do lado da demanda como
prêmio à contenção do consumo e acordo com indústrias intensivas no uso
da energia para redução do consumo. Um reajuste tarifário seria útil,
não obstante as dificuldades do momento eleitoral. No ano que vem, mesmo com chuvas normais até o fim deste ano, a situação seria potencialmente mais crítica que a do início deste ano se não houver um aumento significativo da capacidade de geração. Um programa emergencial de térmicas convencionais parece ser a opção mais conveniente. A questão das maiores emissões associadas não são realmente um problema, já que elas se destinam a situações de emergência e seriam pouco utilizadas.
ANEXO 1: Principais Variáveis nos três Cenários As Figuras A1 a A3 mostram a evolução histórica e projeção para as principais variáveis do modelo que trata o Sistema Integrado Nacional – SIN como único. Os valores até março de 2014 são históricos e os meses seguintes são simulados nos cenários considerados. Por simplicidade, a produção térmica inclui a convencional, a nuclear e também a pequena fração eólica. As Figuras A4a A6 destacam a produção de eletricidade nos três cenários
Figura A1: Principais variáveis do Cenário Básico
Figura A2: Principais variáveis do Cenário Limite ou “2001”
Figura A3: Principais variáveis do Cenário de Mínima Afluência Produção de
Eletricidade nos três cenários
Figura A4: Produção de eletricidade por tipo no Cenário Básico
Figura A5: Produção de eletricidade por tipo no Cenário Limite ou “2001”
Figura A6: Produção de eletricidade por tipo no Cenário de mínima afluência
Anexo 2: Probabilidade de Ocorrência dos Cenários
A probabilidade de ocorrência dos cenários adotados depende de
considerações estatísticas que tem por base a experiência de dados desde
1931 da afluência[3].
Uma primeira aproximação, considerar o “resto do ano” como independente
do que ocorreu no primeiro trimestre. Nesta hipótese, pode-se usar a
curva dos desvios da média ao longo do período disponível (dados do ONS
mensais e por região).
Usando esta correlação temos:
·
Para o cenário Básico ou acima temos uma probabilidade de ocorrência de
55%;
·
A probabilidade de estar acima da afluência para o Cenário Limite seria
87%, ou seja a possibilidade de racionamento seria de 13%;
·
Situações como o Cenário de Mínima ocorrem apenas em 4% dos anos.
A hipótese de independência
entre as chuvas do primeiro trimestre e a do restante do ano é, no
entanto, discutível como será mostrado a seguir.
A Figura A7 mostra as afluências anuais em relação à média para o
período de mais 81 anos (valor médio = 100). Os anos 2001 e 2012 são
destacados com um ponto vermelho na representação.
Figura A7:Valor relativo da afluência tendo como base a média para o
total de anos.
Com base nestes dados foi deduzido, no estudo anterior, que existe uma
correlação positiva entre a afluência de um ano e a do seguinte. Ou
seja, a possibilidade de a um ano seco suceder outro seco é superior a
de um onde a precipitação é acima da média. A Figura 4 sugere ainda que
existam intervalos de aproximadamente 15 anos entre estes ciclos da anos
secos. O mais extraordinário desses ciclos ocorreu entre 1950 a 1956 com
6 anos abaixo da média. Embora haja coincidências, não pode ser
encontrada correlação desses períodos secos com El Niño. Pode existir
uma periodicidade que aponta uma possível escassez de chuva em um ano
próximo.
Independente disto, a hipótese de dependência do ano anterior aconselha
também a buscar a correlação (mais próxima) entre a afluência no
primeiro trimestre e a do resto do mesmo ano. Esta correlação pode ser
observada na Figura A8.
Figura A8: Correlação entre afluência no primeiro trimestre e o resto do
ano
O valor para 2014 está indicado em vermelho na Figura A8 e seria 37 ± 5
GW.mês. Ou a afluência anual de 2014 ficaria em 73% ± 8% da normal. Isto
significa que a chance da necessidade de racionamento (limite 75%) é
maior que 50% e que devem ser tomadas medidas, tanto do lado da
oferta como da demandaDe algumas já se tem notícia, como o leilão
adicional de energia.. De algumas já se tem notícia, como o leilão
adicional de energia.
Note-se que não foi considerada aumento da oferta para 2014 mas todas as
outras condições estão no limite e é suposta uma integração perfeita no
Sistema nem sempre possível. [1] Variação na Acumulação = Afluência – Energia Gerada –Energia Vertida Para 2013, em valores aproximados: 3 GW médios = (57 – 47 – 7 ) GW médios [2] Foram registradas duas ocorrências inferiores, a queda de 30% cobre mais de 95% da amostra. [3] Período para as estatísticas de longo termo 1931 a 2011.
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Graphic Edition/Edição Gráfica: |
Revised/Revisado:
Thursday, 23 October 2014. |