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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS – UNICAMP
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL ARQUITETURA E URBANISMO
DEPARTAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS ENERGÉTICOS E AMBIENTAIS
FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA ELÉTRICA:
COMPETITIVIDADE E PARTICIPAÇÃO NA
EXPANSÃO DO PARQUE GERADOR BRASILEIRO
Cassiano Augusto Agapito
Campinas
2008
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i
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS – UNICAMP
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL ARQUITETURA E URBANISMO
DEPARTAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS ENERGÉTICOS E AMBIENTAIS
Autor: Cassiano Augusto Agapito
FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA ELÉTRICA:
COMPETITIVIDADE E PARTICIPAÇÃO NA
EXPANSÃO DO PARQUE GERADOR BRASILEIRO
Dissertação apresentada à Comissão de pós-graduação
da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e
Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas,
como parte dos requisitos para obtenção do Título de
Mestre em Engenharia Civil, na área de concentração
de Recursos Hídricos Energéticos e Ambientais.
Orientador: Carlos Alberto Mariotoni
Campinas, SP
2008
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FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA
BIBLIOTECA DA ÁREA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE - UNICAMP
Ag14f
Agapito, Cassiano Augusto
Fontes renováveis de energia elétrica:
competitividade e participação na expansão do parque
gerador brasileiro / Cassiano Augusto Agapito. --
Campinas, SP: [s.n.], 2008.
Orientador: Carlos Alberto Mariotoni.
Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de
Campinas, Faculdade de Engenharia Civil e Arquitetura.
1. Energia eletrica - Produção. 2. Projetos -
Avaliação. 3. Recursos naturais renovaveis. I.
Mariotoni, Carlos Alberto. II. Universidade Estadual de
Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e
Urbanismo.
III. Título.
Titulo em Inglês: Renewable energy sources: competitiviness and participation in
expansion of brazilian electricity market
Palavras-chave em Inglês: Electricity generation, Renewable energy sources,
Projects evaluation
Área de concentração: Recursos Hidricos Energéticos e Ambientais
Titulação: Mestre em Engenharia Civil
Banca examinadora: Paulo Franco Barbosa, Roberto Castro
Data da defesa: 28/08/2008
Programa de Pós Graduação: Engenharia Civil
iv
Dedicatória
Aos meus pais, Thais e Amaury,
pelo exemplo e dedicação à minha formação.
À minha esposa Carolina, pelo amor
e companheirismo em todos os momentos.
Aos meus Irmãos Daniel e Rafael,
que mesmo a distancia me inspiram e me dão
força para continuar meu caminho.
Aos meus familiares e amigos, pelas trocas de idéias e incentivo.
v
Agradecimentos
Agradeço ao Professor Mariotoni, por todo o apoio dispensado, sabendo dosar
na medida perfeita a compreensão e a cobrança. Agradeço também, ao Professor
Paulo Barbosa, que abriu os caminhos que possibilitaram o desenvolvimento deste
tema de extrema relevância.
Agradeço aos Especialistas que participaram desta pesquisa, permitindo a
disseminação de informações de tamanha relevância para a economia e para o
desenvolvimento brasileiros.
vi
Resumo
Agapito, Cassiano Augusto. Fontes renováveis de energia elétrica:
Competitividade e participação na expansão do parque gerador brasileiro. Campinas,
Faculdade de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Campinas, 2008.
O objetivo desse estudo é explorar os caminhos da expansão da geração no
setor elétrico brasileiro. Com uma avaliação econômica das diferentes opções de
projetos selecionados através da simulação de Tarifas de Equilíbrio, este estudo busca
analisar a competitividade das fontes renováveis de geração no mercado brasileiro de
energia elétrica e o impacto da evolução dos conceitos da economia ambiental e a
colocação destes conceitos em prática através da alteração da legislação vigente.
Através de uma pesquisa com especialistas são levantados os dados necessários para
elaboração dos modelos econômico-financeiros individuais de cada fonte. Os
resultados obtidos com a pesquisa mostram que as fontes renováveis devem manter
participação elevada na expansão do sistema, e o novo paradigma ambiental deve
elevar essa superioridade ainda mais.
Palavras Chaves: Geração de energia elétrica; Fontes renováveis de energia; Avaliação
econômica de projetos de geração de energia.
vii
Abstract
Agapito, Cassiano Augusto. Fontes renováveis de energia elétrica:
Competitividade e participação na expansão do parque gerador brasileiro. Campinas,
Faculdade de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Campinas, 2008.
The purpose of this study is to explore the ways of expansion of generation in the
Brazilian electricity sector. With an economic evaluation of different options for selected
projects through the simulation of Rates of balance, this study aims to analyze the
competitiveness of renewable generation in the Brazilian electricity market and the
impact of the development of concepts of environmental economics and putting these
concepts into practice by amending the existing legislation. Through a search specialists
are raised with the data necessary to produce economic and financial models of each
individual source. The results of the research show that renewable sources must
maintain high participation in the expansion of the system, and the new paradigm
environmental superiority that should raise even more.
Key Words: Electricity Generation; Renewable Sources of energy; Economic Evaluation
of electricity generation projects.
viii
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 4.1: Curvas de Oferta e Demanda 13
Figura 4.2: Custos de produção 15
Figura 4.3: Receita x Custos 17
Figura 4.4: Modelo Econômico – Benefício externo marginal da redução x custo
marginal para alcançá-la 27
Figura 4.5: Fluxograma da central termelétrica de combustão externa 38
Figura 4.6: Fluxograma da central termelétrica com co-geração 40
Figura 4.7: Fluxograma da central termelétrica de combustão interna 41
Figura 4.8: Fluxograma da central termelétrica de ciclo combinado 41
Figura 5.1: Estrutura da pesquisa 58
Figura 6.1: Demanda média anual por eletricidade (GW) 66
Figura 6.2: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 1 – Período 2010-2015
68
Figura 6.3: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 1 – Período 2015-2020
69
ix
Figura 6.4: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 1 – Período 2020-2025
69
Figura 6.5: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 1 – Período 2025-2030
70
Figura 6.6: Curva de Oferta (R$/MWh x MW) Caso 1 – Período 2010-2015 71
Figura 6.7: Curva de Oferta (R$/MWh x MW) Caso 1 – Período 2015-2020 71
Figura 6.8: Curva de Oferta (R$/MWh x MW) Caso 1 – Período 2020-2025 72
Figura 6.9: Curva de Oferta (R$/MWh x MW) Caso 1 – Período 2025-2030 72
Figura 6.10: Participação das fontes renováveis na expansão até 2030 – Demanda
baixa – Caso 1 73
Figura 6.11: Participação das fontes renováveis na expansão até 2030 – Demanda alta
– Caso 1 74
Figura 6.12: Custo Marginal de Expansão – Caso 1 74
Figura 6.13: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 2 – Período 2010-
2015 75
Figura 6.14: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 2 – Período 2015-
2020 76
Figura 6.15: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 2 – Período 2020-
2025 76
Figura 6.16: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 2 – Período 2025-
2030 77
x
Figura 6.17: Participação das fontes renováveis na expansãoaté 2030 – Demanda baixa
– Caso 2 78
Figura 6.18: Participação das fontes renováveis na expansãoaté 2030 – Demanda alta
– Caso 2 79
Figura 6.19: Custo Marginal de Expansão – Caso 2 79
xi
LISTA DE QUADROS E TABELAS
Página
Quadro 5.1: Variáveis do modelo econômico-financeiro dos projetos 60
Tabela 5.1: Modelo econômico-financeiro dos projetos 61
Tabela 6.1: Necessidade de expansão da oferta anual 2010-2030 67
Tabela 6.2: Participação anual na expansão do setor (MW) – Caso 1 73
Tabela 6.3: Participação anual na expansão do setor (MW) – Caso 2 78
xii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica
EPE – Empresa de Pesquisa Energética
MME – Ministério de Minas e Energia
ONS – Operador Nacional do Sistema Elétrico
SIN – Sistema Interligado Nacional
xiii
Sumário
Página
1. INTRODUÇÃO 01
2. OBJETIVO 05
3. HIPÓTESE 07
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 09
4.1. Definição de Mercado 10
4.2. A formação do preço 11
4.3 Custos de produção 13
4.4 Análise de mercados competitivos 16
4.5 Análise econômico-financeira de projetos 21
4.6 Falhas de mercado 22
4.7 Externalidades e sustentabilidade 23
4.8 Políticas de controle de emissões 25
4.9 Avaliação de projetos e meio ambiente 29
4.10 As diversas tecnologias de geração de energia elétrica 31
4.10.1 Usinas hidrelétricas 35
xiv
4.10.2 Usinas termelétricas 37
4.10.3 Usinas nucleares 43
4.10.4 Usinas eólicas 44
4.10.5 Integração da geração aos sistemas elétricos 45
4.11 A transformação do setor elétrico 46
4.12 A experiência internacional 50
4.13 O papel do Estado no novo ambiente 52
4.14 A indústria de produção de energia elétrica 54
5. A PESQUISA: METODOLOGIA E PRÁTICA 57
5.1 Estimativa do potencial disponível dos recursos energéticos 59
5.2 Análise econômico-financeira de projetos 59
5.3 Cenários da expansão da oferta de energia elétrica 62
5.4 Custos ambientais e tendências 63
6. RESULTADOS 65
6.1. Necessidade de expansão da oferta 66
6.2. Tarifas de equilíbrio para as diversas tecnologias elegíveis – Caso sem
receitas ou incentivos para as fontes renováveis 67
6.3 Tarifas de equilíbrio para as diversas tecnologias elegíveis – Caso com
receitas e incentivos para as fontes renováveis 75
xv
7. CONCLUSÕES 81
8. RECOMENDAÇÕES E SUGESTÕES 87
Referências bibliográficas 89
Apêndice 1 - Pesquisa com Especialistas – Hidrelétricas e PCHs 93
Apêndice 2 – Pesquisa com Especialistas – Termelétricas 95
Apêndice 3 – Pesquisa com Especialistas – Eólicas 97
1
1.INTRODUÇÃO
A expansão de sistemas de geração de energia elétrica é tema exaustivamente
discutido por teóricos e agentes do setor, seja no Brasil ou no mundo. A complexidade
deste tema multidisciplinar, que envolve questões tecnológicas, econômicas,
ambientais e sociais de alto impacto, levou países, há décadas, a organizarem de forma
estruturada e centralizada o planejamento da operação e expansão dos sistemas,
possibilitando o atendimento à demanda crescente por este insumo. No caso específico
do Brasil, esta centralização bastante marcante, possibilitou a evolução do Sistema
Interligado Nacional, que engloba mais de 95% de toda a demanda por eletricidade no
país e possui porte singular.
Antes das mudanças institucionais sofridas pelo setor nas últimas décadas, o
Estado detinha a responsabilidade sobre praticamente todas as funções ativas do setor,
sendo o planejamento centralizado a ferramenta guia para os caminhos da expansão,
que seriam trilhados pelas empresas estatais atuantes.
Com a instituição do novo modelo setorial e a transferência do poder de decisão
de alocação do capital, do poder público para o privado, o planejamento centralizado
perdeu seu poder determinativo, passando a ser muito mais a observação e anseio do
Estado sobre o futuro do setor, podendo ser esta uma visão míope dos verdadeiros
caminhos que se apresentarão. A validade deste planejamento dependerá da
2
capacidade de seus autores em compreender as forças deste mercado, trabalhando
muitas vezes em conjunto e de forma participativa com os demais agentes do setor.
Como recompensa, um planejamento realista pode possibilitar uma comunhão de
interesses, despertando nos agentes privados empatia pelos caminhos vislumbrados
pelo planejador.
Pela ótica do agente privado, a visão de longo prazo dada pelo planejamento
estrutural possibilita a estimação da evolução dos custos marginais do setor e, com
isso, dos preços futuros. Além disso, caso a visão deste esteja em consonância com a
do planejador, terá maior confiança em aplicar seus recursos.
O planejamento estrutural do setor elétrico brasileiro sofreu fortemente com a
implementação do novo modelo institucional. Foi inicialmente deixado de lado por se
entender que o Estado deveria se preocupar apenas com a regulação e que o mercado
cuidaria do resto. Seu enfraquecimento foi considerado um dos motivos da falta de
oferta e conseqüente racionamento de energia elétrica enfrentado pelo país no início
desta década.
Recentemente, com a instituição da EPE, deu-se nova força aos estudos
centralizados e à retomada do planejamento estrutural. Os estudos ainda são em
número reduzido, dado o tempo em que se estruturou a EPE e seu corpo técnico, mas
contam com um acúmulo de conhecimento de longa data já que absorveram grande
quantidade de informações desenvolvidas pelos grupos de planejamento das antigas
empresas estatais.
3
Em uma observação inicial, percebe-se nos estudos da EPE a postura adequada
de participante e incentivadora da trilha de interesse do Estado. Não existe postura
impositiva, mas elucidativa, tentando facilitar os caminhos daqueles que pretendem
participar ativamente deste setor.
Mesmo acreditando que a EPE está desempenhando de forma adequada seu
papel, entende-se válida a pesquisa ora proposta como forma de confronto dos
resultados alcançados por seus estudos de longo prazo, com o intuito de produzir uma
crítica construtiva às práticas desta Empresa.
Outro ponto motivador da pesquisa é a questão ambiental e a evolução do
tratamento dispensado a esta no Brasil e no mundo. Nova forma de enxergar os
recursos ambientais, tentando dar valor à sua utilização ou degradação, produzirão
efeitos econômicos diretos e indiretos aos projetos de geração. Exemplos destas
mudanças são a implementação da cobrança pela utilização dos recursos hídricos e a
criação de mercados para a comercialização de certificados de redução de emissões de
carbono. Essa valorização dos recursos ambientais deve se intensificar à medida que
estes se tornam mais escassos e que a sociedade da maior importância à sua
preservação.
5
2.OBJETIVO
O objetivo desse estudo é explorar os caminhos da expansão da geração no
setor elétrico brasileiro. Com uma avaliação econômica das diferentes opções de
projetos selecionados através da simulação de Tarifas de Equilíbrio, este estudo busca
traçar um mapa da matriz elétrica futura e, com isso, analisar a competitividade das
fontes renováveis de geração no mercado brasileiro de energia elétrica.
A definição de dois cenários, um considerando e outro desconsiderando os
custos e receitas trazidos pela legislação ambiental e por imposições ou incentivos aos
projetos de geração, tem intenção de quantificar a relevância da evolução dos conceitos
da economia ambiental e a colocação destes conceitos em prática através da alteração
da legislação vigente terá sobre a competitividade das fontes renováveis.
Trazendo à tona a discussão sobre a expansão do parque gerador brasileiro,
este trabalho tem também um interesse participativo, apresentando uma visão
acadêmica a este tema de extremo interesse de empresas e do governo.
7
3.HIPÓTESE
O Brasil continuará a explorar as fontes renováveis de energia de forma
predominante, dadas suas vantagens econômicas e ambientais quando comparadas às
fontes não renováveis.
O novo paradigma ambiental aumentará a competitividade das fontes renováveis
de eletricidade no Brasil e no mundo, impactando diretamente a configuração da matriz
energética mundial.
9
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Neste capítulo, será exposto inicialmente de forma resumida a teoria dos
mercados, onde as forças de compradores e vendedores se equilibram, dando origem
ao preço. Partindo desta base, o foco do estudo será a Oferta de energia elétrica, suas
tecnologias e custos de produção, enquanto a Demanda pelo produto terá sua
discussão resumida ao essencialmente necessário.
Para alcançar o objetivo de avaliação econômica de projetos, serão
apresentados os conceitos de Valor Presente e de Tarifa de Equilíbrio, onde o preço de
venda do produto remunera o capital investido no projeto e seus custos de operação e
manutenção. A questão ambiental será abordada com a visão econômica de
externalidades, com o intuito de discutir de que forma pode-se incluir os impactos
ambientais na avaliação de projetos.
Apresentados os pontos teóricos citados, será introduzido o histórico do setor
elétrico nacional e as transformações que este sofreu em relação à sua estrutura
financeira e de mercado. Um ambiente extremamente estatizado deu espaço para o
livre comercio e o investimento privado. Como será mostrado, este movimento foi uma
reação baseada na experiência internacional que já apontava para essa flexibilização
como solução para a eficiência deste mercado.
10
O foco deste trabalho não será discutir a capacidade do setor em alcançar um
equilíbrio competitivo sem grandes distorções entre seus participantes, mas sim,
imaginando-se esse ambiente competitivo, avaliar que espaço as diversas tecnologias
de geração de energia elétrica terão no parque nacional futuro.
4.1 Definição de Mercado
Tisdel (1993, pg. 189) nos recorda que a economia é muitas vezes lembrada
como a ciência da alocação de recursos escassos de maneira adequada na sociedade.
Os economistas têm propagado que existem quatro caminhos gerais para reduzir a
escassez dos recursos:
1. Pela promoção da alocação de recursos entre usos alternativos -
desta forma a eficiência do sistema econômico em satisfazer os
desejos humanos é ampliada;
2. Pela garantia de emprego para todas as pessoas que quiserem
trabalhar, recebendo pelo valor agregado por eles à produção;
3. Promovendo o crescimento econômico;
4. Pela distribuição de renda.
11
A divisão da economia em dois ramos principais, sejam elas a macroeconomia e
a microeconomia, revela-se na forma como são levadas em consideração as unidades
econômicas individuais. Enquanto na macroeconomia essas unidades são tratadas de
maneira agregada, a microeconomia se preocupa com seu comportamento individual.
Tais unidades abrangem quaisquer indivíduos ou entidades que tenham participação
em nossa economia.
O relacionamento entre as diversas unidades, em busca da realização de suas
necessidades e aspirações, origina o mercado. Uma forma de classificarmos os
indivíduos em sua interação é os dividirmos em dois grandes grupos: Compradores e
Vendedores. O mercado é formado por compradores e vendedores que, por meio de
suas reais ou potenciais interações, determinam o preço de um produto ou de um
conjunto de produtos. (Pindick e Rubinfeld, 2005)
4.2 A formação do preço
Considerando as relações entre os que procuram por um bem ou serviço e
aqueles que os ofertam, o preço de mercado e a quantidade produzida serão revelados
quando alcançado o equilíbrio entre as partes. O modelo da oferta e da demanda é a
ferramenta utilizada pela microeconomia para a compreensão da formação do preço e
de suas previsões nos diversos mercados da economia. Este modelo combina dois
conceitos distintos e de extrema importância: a curva da oferta e a curva da demanda.
(Pindick, 2005)
12
A curva da oferta é traçada no plano Preço x Quantidade Produzida e nos da o
volume que os produtores estão dispostos a produzir para um determinado preço do
bem. Essa curva não representa algo imutável, mas vale como uma fotografia de um
determinado momento, onde as empresas produtoras arcam com determinados custos
de produção. A figura 4.1.a apresenta uma curva de oferta típica. Quanto maior o preço
de mercado, maior a quantidade produzida.
Já a curva de demanda de um determinado grupo por um bem específico mostra
a quantidade máxima do bem que será comprada pelo grupo a um determinado preço.
A demanda por qualquer bem pode ser uma demanda composta, para uma série de
usos diferentes. Pode ser também conjunta, quando associada ao consumo de outros
bens, ou mesmo derivada da procura por um outro bem final. A figura 4.1.b exemplifica
a formação de uma curva de demanda.
Unindo as duas curvas em um mesmo plano (figura 4.1.c), conseguimos
observar a chamada “lei da oferta e da procura”. O ponto de encontro das duas curvas
é o exato ponto onde os desejos de compradores e vendedores serão simultaneamente
satisfeitos. (Friedman, 1962)
13
Figura 4.1: Curvas de Oferta e Demanda
4.3 Custos de produção
Neste momento se faz necessário apresentar a diferenciação feita entre curto e
longo prazo. Na teoria econômica, quando se trata do Curto Prazo se refere ao período
no qual um ou mais fatores de produção não podem ser modificados. No longo Prazo,
todos os insumos são variáveis.
Preço
Quantidade
Oferta
Preço
Quantidade
Oferta
Preço
Quantidade
Demanda
Preço
Quantidade
Demanda
Preço
Quantidade
Preço
Quantidade
(a) (b)
(c)
14
Pindick (2005, pg. 160) coloca que os fatores de produção anteriormente citados
podem ser divididos em categorias mais amplas, quais sejam: Trabalho, que abrange
os trabalhadores especializados ou não e os esforços empreendedores dos
administradores; Matérias-primas, que abrange os diversos produtos adquiridos pela
empresa para a transformação em produtos finais; e Capital, abrangendo o terreno, as
instalações, equipamentos e os estoques.
No curto prazo, considerando definida uma tecnologia de produção da empresa,
os administradores devem decidir como produzir. Eles buscarão a combinação ótima
dos insumos que minimizará os custos de produção. Alguns dos custos das empresas
variam com o nível da produção, enquanto outros permanecem sem modificação
mesmo que elas não estejam produzindo nada. É prática, por isso, dividir o custo
econômico total da produção em dois componentes:
Custos Fixos (CF): custos que não variam com o nível da produção e só podem
ser eliminados se a empresa deixa de operar.
Custos variáveis (CV): custos que variam quando o nível da produção varia.
(Pindick, 2005)
Outro ponto interessante sobre custos é a distinção entre o custo médio e o
custo marginal. O Custo Marginal ou Custo Incremental é o aumento de custo
ocasionado pela produção de uma unidade adicional de produto. O Custo Marginal
informa-nos quanto custará aumentar a produção em uma unidade. Já o Custo Médio é
o custo por unidade de produto. Encontramos o Custo Médio dividindo o Custo Total
pelo número de unidades produzidas.
15
Os gráficos apresentados na figura 4.2 a seguir nos dão uma mostra visual do
comportamento dos diversos custos citados anteriormente.
Figura 4.2: Custos de produção
Vale ressaltar a relação entre os custos marginal e médio, já que enquanto o
custo marginal for menor que o custo médio, a curva do custo médio apresentará
declínio. A partir do cruzamento entre as curvas e ultrapassagem do custo marginal
sobre o custo médio, o custo médio passa a ter elevação. O ponto de interseção entre
as curvas de custos marginal e médio será o ponto de menor custo médio de produção.
(Pindick, 2005,pg. 188)
CV
CT
CF
CMg
CTMe
CVMe
Custos
Produção
Produção
Custos
(b)
(a)
CV
CT
CF
CMg
CTMe
CVMe
Custos
Produção
Produção
Custos
(b)
(a)
CV
CT
CF
CMg
CTMe
CVMe
Custos
Produção
Produção
Custos
(b)
(a)
CT – Custo Total
CV – Custo Variável
CF – Custo Fixo
CMg – Custo Marginal
CTMe – Custo Total Médio
CVMe – Custo Variável Médio
16
No longo prazo, a empresa pode modificar a quantidade de capital que emprega.
A fim de comparar os gastos da empresa com bens de capital aos seus custos
correntes com a produção, é preciso expressar esses gastos como um fluxo, isto é, em
moeda por ano. Para fazê-lo, deve-se amortizar esses gastos distribuindo-o pela vida
útil dos bens de capital, considerando também os juros perdidos que a empresa teria
obtido se tivesse investido os recursos de outra forma.
4.4 Análise de mercados competitivos
O modelo de competição perfeita baseia-se em três suposições básicas:
1. aceitação de preços, que pode ser resumida imaginando-se um
mercado com um número significante de concorrentes, onde cada
empresa vende uma parte suficientemente pequena do total da
produção que vai para o mercado e, por isso, as suas decisões não
influenciam o preço de mercado;
2. homogeneidade de produto, quando os produtos são substitutos
perfeitos entre si, nenhuma empresa pode aumentar seu preço
acima do preço de mercado, porque nesse caso perderia seus
clientes;
17
3. livre entrada e saída de empresas, significando que não há custos
especiais que tornam difícil para uma nova empresa entrar em um
setor e produzir ou sair dele se não conseguir obter lucros. (Pindick,
2005,pg. 254)
Em um mercado perfeitamente competitivo, o grande número de vendedores e
compradores de uma mercadoria garante que nenhum vendedor ou comprador em
particular pode influenciar o preço. O preço é determinado pelas forças de mercado da
oferta e da demanda. As empresas, individualmente, baseiam-se no preço de mercado
para decidir quanto vão produzir e vender, e os consumidores também se baseiam no
preço para decidir quanto vão adquirir.
Utilizando como premissa que as empresas buscam a maximização de seus
lucros, uma vez que o lucro corresponde à diferença entre receita e custo, para que se
possa descobrir o nível de produção capaz de maximizar lucros deve-se analisar a
receita da empresa. Para maximizar lucros, a empresa opta pelo nível de produção para
o qual a diferença entre receita e custo seja máxima. Este princípio é ilustrado na figura
4.3. No caso da Receita, vale também o conceto de receita marginal, que mostra em
quanto varia a receita quando o nível de produção varia em uma unidade.
Figura 4.3: Receita x Custos
C
R
L
Produção
Custos
C
R
L
Produção
Custos
R
L
Produção
Custos
R – Receita
C – Custo
L - Lucro
18
A regra de maximização do lucro encontra o ponto ótimo onde a receita marginal
é igual ao custo marginal, ou em outras palavras, quando o lucro incremental é nulo.
Considerando a curva de demanda em mercado competitivo, onde o preço está
dado, de tal forma que a receita marginal é igual ao preço, a regra geral para
maximização de lucros pode ser simplificada. A empresa competitiva deve escolher seu
nível de produção de tal forma que seu custo marginal seja igual ao preço.
No longo prazo, o nível de produção que maximiza os lucros de uma empresa
competitiva é aquele no qual o custo marginal no longo prazo se iguala ao preço. Existe
um processo dinâmico no mercado que tem tendência de equilíbrio no longo prazo
onde as empresas auferem lucro econômico zero. Esse processo pode parecer
desconcertante em primeira analise, mas o lucro econômico zero representa um retorno
competitivo para o investimento do capital financeiro da empresa, e apenas as
empresas que tenham um diferencial competitivo conseguirão sobreviver.
O sistema de preços é designado para refletir custos marginais às flutuações nas
condições de oferta e demanda. Toda decisão de investimento deve valorar os lucros
futuros com a mercadoria produzida. Um investidor em potencial atentará para a receita
do projeto, subtraídos os custos esperados e, trazidos esses resultados a valor
presente por uma taxa apropriada, os comparará com os custos do capital disponível.
(Hammond, Helm e Thompson, 1989)
19
A concorrência em uma indústria age continuamente no sentido de diminuir a
taxa de retorno sobre o capital investido na direção da taxa competitiva básica de
retorno. Esta taxa básica competitiva, ou retorno de “mercado livre”, é
aproximadamente igual ao rendimento sobre títulos do governo a longo prazo ajustados
para mais pelo risco de perda do capital. Os investidores não vão tolerar retornos
abaixo desta taxa a longo prazo em virtude de sua alternativa de investimento em
outras indústrias.
A presença de taxas de retorno mais altas que o retorno ajustado de mercado
livre serve para estimular o influxo de capital em uma indústria, quer por novas
entradas, quer por investimento adicional dos concorrentes já existentes na indústria. O
conjunto das forças competitivas em uma indústria determina até que ponto este influxo
de investimento ocorre e direciona o retorno para o nível da taxa de mercado livre,
assim, a capacidade das empresas de manterem retornos acima da média. (Porter,
1991)
A competitividade financeira de uma empresa está diretamente ligada à
capacidade desta em captar e aplicar seus recursos. Tanto um quanto o outro são
influenciados pela capacidade de gerar receita e fluxo de caixa através da venda à seus
clientes, dos custos de produção e o nível de produtividade da manufatura, da eficiência
dos processos administrativos, e conseqüente economia dos recursos financeiros que
permitem. (Maschieto, pg 53)
Uma dificuldade em quantificar o custo marginal é decidir em que escala de
tempo será considerada a adição da produção. O custo extra de adicionar uma unidade
a mais do produto hoje pode ser maior ou menor do que se tivermos algum tempo para
20
ajustar a oferta à nova demanda. A política ideal, na visão de Slater (In Helm, Kay e
Thompson, 1989), deveria almejar o seguinte:
1. Um preço equivalente ao Custo Marginal de Curto Prazo (CMCP),
que refletiria os custos marginais reais dos recursos utilizados no
período suprido;
2. Quando o CMCP for maior que o Custo Maginal de Longo Prazo
(CMLP) deve-se expandir a capacidade;
3. A capacidade aproxima-se de seu nível ótimo quando CMCP se
aproxima do CMLP.
O formato da curva de oferta no longo prazo depende da medida em que as
expansões e as contrações da produção do setor influenciam a determinação dos
preços que as empresas necessitam pagar por seus insumos no processo produtivo.
21
4.5 Análise econômico-financeira de projetos
Para a análise econômica de um investimento, faz-se necessário o levantamento
minucioso das receitas e dos custos adicionais trazidos por sua implantação. Esses
fluxos financeiros ao longo do tempo irão remunerar todos os fatores de produção
envolvidos. Como citam Casarotto Filho e Kopittke (2000, pg 18), ao trabalho o salário,
à terra o aluguel, à capacidade administrativa o lucro, à técnica o royalty e ao capital o
juros.
Os juros são o pagamento pela oportunidade de dispor de um capital durante
determinado tempo. Desta forma, os fluxos financeiros não podem ser somados sem
antes serem colocados na mesma base temporal. Métodos simples de engenharia
econômica, como o Valor Presente Líquido – VPL, onde os fluxos financeiros são
trazidos ao presente através do desconto das parcelas de juros e então somados,
podem ser utilizados para a avaliação de projetos. (Casarotto Filho e Kopittke, 2000)
22
4.6 Falhas de mercado
Em algumas situações, os preços não fornecem sinais adequados aos
consumidores e produtores e nestes casos, o mercado competitivo não regulamentado
é ineficiente, ou seja, não maximiza o excedente do consumidor e do produtor em
conjunto. De acordo com a Consultoria Tendências (2003, pg. 174) existem quatro
situações nas quais o funcionamento do mercado é incapaz de gerar eficiência. São
elas:
Competição imperfeita: Quando um ou mais agentes conseguem influenciar a
formação do preço;
Informação imperfeita: Que permite a manipulação da informação por partes de
seus detentores em benefício próprio;
Externalidades: Algumas atividades econômicas podem resultar em custos ou
benefícios a agentes não envolvidos com a atividade que não se refletem no
preço de mercado. Esses custos ou benefícios são denominados externalidades.
Bens Públicos: Quando da utilização e exploração de um bem econômico da
sociedade pela atividade privada.
Cada uma dessas situações justifica a aplicação da regulação. Neste ponto do
trabalho volta-se a atenção para as externalidades e, com isso, tem-se a oportunidade
para abordarmos o tema da diferenciação das fontes de geração de energia elétrica sob
23
a ótica dos impactos ambientais trazidos pela utilização de cada uma das fontes
escolhidas.
4.7 Externalidades e sustentabilidade
A economia ambiental analisa as relações econômicas entre a humanidade e o
meio ambiente. Seu foco principal é estudar os impactos da atividade econômica no
meio ambiente assim como a influência do meio ambiente na atividade econômica e no
bem estar das pessoas. Neste sentido, pode-se definir dois fatores importantes para
serem analisados pela economia ambiental: 1. As externalidades ou emissões
provocadas por entidades econômicas e 2. A Sustentabilidade Ambiental.
Como foi dito anteriormente, as externalidades representam os efeitos de uma
determinada atividade econômica desenvolvida por uma entidade no ambiente de uma
outra entidade. Elas podem ser de vários tipos, favoráveis ou desfavoráveis. Quando
uma externalidade provoca custo ou perda para outros que não são compensadas, esta
é desfavorável. Quando provoca ganhos para entidades não envolvidas na atividade, a
externalidade é considerada favorável.
Apesar de externalidades algumas vezes justificarem uma interferência em
determinado sistema produtivo, o simples fato de se observar uma externalidade não é
suficiente para isso. Por vezes a externalidade é irrelevante para o equilíbrio do
24
mercado ou os custos da intervenção governamental podem exceder os ganhos para a
comunidade.
Já a sustentabilidade ambiental pode ser definida como a nossa habilidade de
sustentar um ambiente particular que dependerá, entre outras coisas, da disponibilidade
e qualidade dos recursos naturais. O bem estar humano e de outros seres vivos
dependem de determinados ambientes, naturais ou não, muitas vezes frágeis o
suficiente para serem desconfigurados por uma atividade econômica. (Tisdell, 1993)
Tietenberg (1988, pg. 33) alega que o critério de sustentabilidade sugere que, no
mínimo, as futuras gerações não deveriam viver piores do que as gerações de hoje. Em
termos gerais, isso equivale a dizer que as ações das gerações do presente quando
utilizando os recursos naturais não deveriam reduzir o padrão de vida das gerações
futuras. A Comissão Internacional sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento (World
Commission on Environment and Development) (1987, pg.43) declara que o
desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento que alcança as necessidades do
presente sem comprometer a habilidade das futuras gerações atenderem suas próprias
necessidades.
25
4.8 Políticas de controle de emissões
Economistas estão interessados nos efeitos que a poluição produz nos níveis de
satisfação e bem estar que os cidadãos obtêm de seus recursos, e com a eficiência e
valor das varias formas de controle de poluição como as taxas sobre emissões ou
subsídios para reduções de poluentes. Não são seus interesses descobrir tecnologias
ou estudar as relações naturais envolvidas no controle de poluentes, apesar destas
relações serem informações essenciais na solução de problemas de controle de
poluentes. (Tisdell, 1993, pg. 46)
Segundo Romeiro, Reydon e Leonardi, (1999, pg 131) a internalização do custo
externo ambiental pode ser implementada com a adoção de mecanismos de comando-
e-controle (padrões ambientais, licenciamento e sanções legais) e de Instrumentos
Econômicos. Os instrumentos econômicos podem ser classificados em dois tipos: (i)
incentivos que atuam na forma de prêmios e (ii) incentivos que atuam na forma de
preços. Os incentivos que atuam na forma de prêmios são basicamente o crédito
subsidiado, as isenções de imposto e outras facilidades contábeis para efeito de
redução da carga fiscal. Os incentivos econômicos via preços são todos os mecanismos
que orientam os agentes econômicos a valorizarem os bens e serviços ambientais de
acordo com sua escassez e seu custo de oportunidade social. Para tal, atua-se na
formação dos preços privados destes bens ou, no caso de ausência de mercados,
criam-se mecanismos que acabem por estabelecer um valor social. O objetivo da
atuação direta sobre os preços é a internalização dos custos ambientais nos custos
privados que os agentes econômicos incorrem no mercado em atividades de produção
e consumo.
26
O custo marginal privado para determinada empresa produzir seus produtos
pode divergir do custo marginal desta produção para a sociedade. Imaginando-se um
produtor que emite determinado poluente prejudicial à saúde ou propriedade de outros,
o custo marginal privado de tal produção falhará em refletir o custo marginal para a
sociedade e sua produção, além de suas emissões de poluentes, será socialmente
excessiva.
Pigou (Apud Tisdell, 1993) sugere que este nível de produção socialmente
excessiva trazida pela emissão de poluentes pode ser remediada pela imposição de
uma taxa uniforme adequada na produção de determinado produto. Entretanto, a
proposta de Pigou contém algumas fraquezas. A principal delas é que a taxação será
ineficiente por tentar controlar o nível de poluição apenas pela regulação da quantidade
produzida. Seria mais eficiente taxar a emissão indesejada diretamente. Por exemplo, a
emissão de poluentes em um determinado processo produtivo pode ser originada pela
utilização de um insumo particular e este poderia ter um substituto perfeito que
produziria menor emissão, porém a um custo maior. A taxação sobre a produção
desencorajaria a substituição do insumo poluidor, mesmo que esta fosse a opção mais
desejada para a sociedade.
O modelo simplificado utilizado por economistas para discutir o controle de
emissões de poluentes é ilustrado na figura 4.4. O modelo leva em conta os custos para
mitigar as emissões de poluentes assim como os benefícios externos trazidos pela
redução de tais emissões. A idéia básica deste modelo é que dado certo nível de
emissão de poluente, será socialmente ótimo a redução dos níveis de emissões até que
o benefício externo marginal da redução seja igual ao custo marginal de alcançá-la.
27
Figura 4.4: Modelo Econômico – Benefício externo marginal da redução x custo
marginal para alcançá-la
O montante de emissões de poluentes socialmente ótimo poderia ser alcançado
pela imposição de uma taxa de $T por unidade de poluente emitido. Enquanto o custo
marginal de redução das emissões for menor que a taxa marginal sobre as emissões,
incentivará os emissores a reduzir suas emissões.
Baumol e Oates argumentam que a taxação adequada sobre as emissões é a
opção mais eficiente para alcançar um padrão ambiental quando comparada à
imposição de restrições quantitativas ou cotas de poluentes, como por exemplo, o uso
de leis que especificam o montante máximo permitido de poluente que pode ser emitido
por um poluidor. (Baumol, 1972; Baumol e Oates, 1971) Isto porque as restrições
quantitativas, para que alcancem a eficiência, requerem que o regulador tenha toda a
informação necessária sobre custos de controle de poluentes experimentado pelas
empresas enquanto a taxação não necessita de informação, pois a taxa ótima, aquela
que garante que o padrão será alcançado, pode ser encontrada por tentativa e erro.
Custo Marginal para
redução das emissões
Benefício externo Marginal
pela redução das emissões
T
Emissões
$
R
Custo Marginal para
redução das emissões
Benefício externo Marginal
pela redução das emissões
T
Emissões
$
R
28
A alocação ótima de emissões para alcançar o padrão pode ser conseguida pela
imposição de uma taxa uniforme de $T sobre cada unidade de poluente emitida. A Taxa
comum garante, se as empresas estão buscando maximizar seus lucros, que o custo
marginal de abatimento será equalizado para todos os poluidores. Este método garante
que a condição necessária para minimizar os custos gerais de abatimento será
satisfeita. A Taxa uniforme pode variar até que o padrão ambiental proposto seja
alcançado. A taxa uniforme garante minimização de custos mesmo onde as restrições
quantitativas não conseguem.
Porém as demonstrações de Baumol (1972) e Baumol e Oates (1971) (Apud
Tietenberg, 1974) da superioridade da taxação uniforme dos poluentes assumem que
os danos provocados pelas emissões dependem apenas do nível global de emissões.
Isto é, que o lugar onde as emissões ocorrem não fazem diferença para o dano que
elas causam. Em muitas situações esta é uma suposição inapropriada e quando ela é
violada o abatimento ótimo das emissões não poderá ser alcançado pela imposição de
taxas uniformes. A estruturação de zonas de taxação pode superar a objeção de
Tietenberg, com taxas feitas sob medida para cada zona.
Dales argumenta fortemente a favor da venda de “direitos de poluir” como forma
de controlar o nível de emissões. (Dales, 1968) Em certas circunstancias este método
resulta em nível ótimo de emissões. Dado um padrão de emissões ótimo, certificados
poderiam ser vendidos ou leiloados pelo governo. O preço de equilíbrio deste mercado
assegura eficiência na emissão dos poluentes. As empresas com maiores custos para
abater emissões comprarão os certificados e aquelas com menores custos abaterão os
poluentes. Desta forma qualquer nível de redução de poluição será alcançado pelo
menor custo à comunidade e, adicionalmente, as empresas terão incentivo para adotar
tecnologias de redução de poluentes.
29
É importante ressaltarmos os custos incorridos pelo governo e seus órgãos
quando administrando as medições de controle de poluentes. Esses custos incluem os
custos de coleta de informações e imposição das regras. Na avaliação do que seria
desejável pela sociedade na medição de qualquer governo para controle de poluentes,
a conta deve considerar os custos dos abatimentos das emissões assim como os
custos do governo. (Tisdell, 1993, pg. 59)
Hoje em dia, a discussão se volta para formas de poluição com efeitos
ambientais globais. Exemplo disso são os gases do efeito estufa, como o dióxido de
carbono, que são identificados como agentes causadores do aquecimento global. O
interesse global sobre as emissões de gás carbônico resultou em buscas por controles
dessas emissões. Controles sugeridos incluem a taxação de emissão e as cotas de
emissões que podem envolver a distribuição de permissões negociáveis. (Tisdell, 1993,
pg. 59)
4.9 Avaliação de projetos e meio ambiente
Não apenas as externalidades geradas por empresas públicas, mas aquelas
originadas por projetos assumidos pela iniciativa privada podem ser motivo de política
pública. Mesmo que o empreendedor não queira levar as externalidades em conta
quando no acesso a um projeto, o projeto necessitará de um relatório de impacto
ambiental. Isso levanta a questão do que significa uma externalidade. No caso de
empresas privadas, isto é bastante claro – é um benefício ou dano provocado pela
30
operação do empreendimento pelo qual nenhum pagamento é feito ou recebido.
(Tisdell, 1993, pg. 86)
O artigo de Coase de 1960, “The Problem of Social Cost”, levantou novos pontos
de discussão para a valorização de externalidades. O artigo apontou que produtores
sujeitos a externalidades são freqüentemente capazes de se ajustar alterando suas
técnicas ou mudando a natureza de suas atividades econômicas. Na avaliação de um
projeto com emissões, os custos para ajustamento dos envolvidos devem ser colocados
na conta. Quando existirem várias técnicas alternativas ou métodos disponíveis para se
concluir um projeto, estes precisam ser especificamente levados em consideração em
sua avaliação. (Tisdell, 1993, pg. 89)
A reações dos envolvidos com as emissões na escolha de técnicas em resposta
às técnicas escolhidas pelos investidores dos projetos precisam ser especificamente
levados em consideração na avaliação do projeto. A avaliação dos benefícios sociais
líquidos do projeto depende das opções de tecnologias disponíveis para sua
implantação, a resposta esperada dos receptores das emissões em alterar seus
comportamentos e técnicas, e das ações que podem ser tomadas pelo governo com o
objetivo de influenciar as reações dos receptores. (Tisdell, 1993, pg. 92)
Com isso, podemos entender que se deve fazer um levantamento criterioso
sobre as possibilidades do projeto, suas tecnologias e inserção no ambiente
prospectado.
Dados econômicos são apenas parte das informações utilizadas em avaliações
econômicas de projetos. Dependendo do problema, independentemente das
31
informações econômicas, é usual a necessidade de informações biológicas,
tecnológicas e de outras ciências naturais, assim como outras matérias da ciência
social. Que balanço deveria ser almejado entre a adequação das informações
econômicas e de outras fontes quando se faz necessário escolher uma em detrimento
de outra? O líder da avaliação do projeto precisa observar que um equilíbrio apropriado
é alcançado na base de dados. (Tisdell, 1993, pg. 103)
Não só o problema de obter o melhor balanço das informações é vivido pelo
empreendedor, mas também o de decidir o quanto de informação coletar e com que
extensão, visto que essa deverá ser ainda processada. Baumol e Quandt (1964)
chamaram atenção para o fato de que apenas serão racionais a coleta e
processamento da informação até que o custo marginal do trabalho de coleta e
processamento for igual ao benefício marginal esperado pela informação extra.
4.10 As diversas tecnologias de geração de energia elétrica
A geração de eletricidade tem como princípio a transformação de fontes
primárias de energia em energia elétrica. Esta não está disponível na natureza em
quantidades suficientes, mas ainda assim é extremamente utilizada pela sociedade.
Esta preferência pelo consumo da energia elétrica ao invés da utilização direta dos
combustíveis primários vem de suas características vantajosas ao consumidor final: A
energia elétrica é limpa - o consumidor não tem contato direto com os resíduos e
emissões produzidos pela obtenção da energia elétrica, diferentemente da obtenção de
32
energia através da queima direta de combustíveis; A energia elétrica é segura – quando
utilizada de forma correta, a eletricidade não coloca o usuário em contato com
processos produtivos ou máquinas, tendo apenas a necessidade de se conectar em um
sistema ou tomada; A energia elétrica tem fácil acessibilidade – uma vez conectado ao
sistema elétrico, através das redes, o consumidor terá acesso instantâneo ao produto
toda vez que necessitar. Ultimamente, a preferência pelo consumo de eletricidade
ganha força com a utilização dos equipamentos eletrônicos, que a cada dia ocupam
mais espaço na vida das pessoas.
A obtenção da energia elétrica se dá através de processos industriais diversos,
que vão desde a queima de combustíveis que acionam motores, até processos
químicos como no caso das células de combustível. Lineu Belico (2003, pg. 2) identifica
as fontes básicas de energia no planeta Terra, assim como seus processos de
transformação da energia em eletricidade:
1. Transformações de trabalho gerado por energia mecânica, através
do uso de turbinas hidráulicas (acionado por quedas d'agua, marés)
e cata-ventos (acionados pelo vento);
2. Transformação direta da energia solar, através do uso de células
fotovoltaicas, por exemplo;
3. Transformação de trabalho resultante da aplicação de calor gerado
pelo sol, por combustão (da energia química), fissão nuclear ou
energia geotérmica, através da aplicação de máquinas térmicas;
33
4. Transformação de trabalho resultante de reações químicas, através
das células de combustível.
Essas fontes primárias utilizadas na produção da eletricidade podem ser
classificadas em renováveis ou não-renováveis, dependendo do tempo que elas levam
para serem transformadas pela natureza. Os rios, ventos ou marés, que possuem ciclos
naturais, além da biomassa, produzida em processos agrícolas ou como resíduos de
processos industriais, e da iluminação solar, são consideradas energias renováveis. Já
os combustíveis fósseis, como o petróleo, o gás natural e o carvão mineral, e os
combustíveis radioativos são chamados de fontes não-renováveis.
Nos dias de hoje, as fontes mais exploradas no mundo para a produção de
energia elétrica são a hidráulica, o carvão mineral, o petróleo, através da utilização do
óleo combustível ou do óleo diesel, o gás natural e os combustíveis radioativos. Essas
fontes são conhecidas como fontes convencionais de energia.
Algumas fontes não convencionais vêm despertando interesse econômico e
começam a ganhar espaço no mercado de geração de energia elétrica, como é o caso
da utilização dos pequenos aproveitamentos hidráulicos, a utilização da biomassa como
combustível, a energia eólica e a solar. Estas são também conhecidas como fontes
alternativas de energia.
Será apresentado um resumo dos processos de produção da eletricidade com
cada fonte de interesse, a fim de elencar os principais componentes de cada unidade
34
industrial. Através de uma análise inicial das tecnologias de produção de energia
elétrica, foram selecionadas as seguintes fontes de geração: Hidrelétrica, Pequenas
Centrais Hidrelétricas – PCH’s, Termelétricas a carvão, a óleo, a gás natural, à
biomassa e nuclear, e Eólica. Essa seleção levou em consideração os níveis
tecnológicos e comerciais atuais, sendo estas as fontes com instalações de porte
considerável em operação pelo mundo.
As diferentes tecnologias de geração têm estruturas de custos distintas. As
principais componentes de custo são o custo do capital, os preços dos combustíveis e
os custos de operação e manutenção das unidades industriais. Os custos também são
influenciados pelo desempenho da tecnologia empregada, como o fator de capacidade
da unidade, sua eficiência térmica ou sua vida útil.
Os custos de implantação da geração hidrelétrica têm forte dependência da a
geografia local e do clima. Por outro lado, seus custos de operação são baixos. A
geração nuclear tem altos custos de capital devidos em parte pelo longo tempo de
construção e também pelos custos de descomissionamento. A geração termelétrica
convencional tem forte influencia dos custos com combustíveis, porém tem fácil e rápida
implantação. (OECD, 2001)
35
4.10.1 Usinas hidrelétricas
O conceito básico por trás da geração hidrelétrica é a utilização da energia
contida nas quedas d’água para acionar uma turbina hidráulica conectada a um gerador
elétrico. A estrutura física necessária para possibilitar essa extração vai muito além do
conjunto turbina-gerador, muitas vezes necessitando de grandes obras civis. Reis
(2003, pág 62) apresenta os principais componentes de uma central hidrelétrica padrão.
São eles:
Barragens, utilizadas para represar a água para captação e desvio; elevar o
nível d’água para aproveitamento elétrico e regularizar as vazões;
Extravasores ou vertedores que permitem a passagem direta do excesso da
água para jusante;
Comportas que permitem isolar o sistema de produção de energia, permitindo,
por exemplo, a manutenção dos componentes;
Condutos por onde a água escoa até as máquinas para a geração;
Chaminés de equilíbrio que aliviam os efeitos do excesso de pressão causado
por variações abruptas de vazão nas tubulações;
Casas de Força onde são instalados turbinas, geradores, reguladores de tensão
e velocidade, painéis e outros equipamentos elétricos;
Sistema de conexão e transformação que ajusta a tensão de saída das
máquinas e permite a exportação da energia produzida ao sistema elétrico.
36
As centrais hidrelétricas têm porte e características variadas e, por isso, os
custos para implantação também são bastante díspares. É comum a classificação das
hidrelétricas em diversas categorias, dependendo da ótica analisada. Reis (2003, pág.
65) cita quatro classificações usuais para as hidrelétricas: (a) quanto ao uso das
vazões naturais, que podem ser fio d’água, centrais de acumulação e centrais com
armazenamento por bombeamento ou reversão; (b) quanto à potência, sendo
microcentrais até cem kilowatts, minicentrais de cem até mil kilowatts, pequenas
centrais de mil até trinta mil kilowatts, médias centrais de trinta mil até cem mil kilowatts,
e grandes centrais de cem mil kilowatts para cima; (c) quanto à queda, que podem ser
baixíssima, se menor que dez metros, baixa se entre dez e cinqüenta metros, média se
entre cinqüenta e duzentos e cinqüenta metros e alta se maior que duzentos e
cinqüenta metros de queda; (d) quanto à forma de captação de água,que pode ser
através de desvio e derivação ou direto do leito do rio por represamento.
Analisando a inserção dos projetos hidrelétricos ao meio ambiente, percebe-se
rapidamente a amplitude dos impactos e alterações trazidos à região onde se encontra
o aproveitamento hidráulico de interesse, se estendendo por toda a área alagada com a
construção da barragem, mas não se limitando a esta. A alteração das encostas, o
assoreamento, perda de recursos minerais que podem ser inundados, a vegetação
alagada e a fauna desalojada são alguns dos impactos ambientais mais comuns e
importantes que devem ser equacionados. No âmbito social, a desapropriação da área
a ser alagada, a forte migração de mão de obra durante o período de construção da
usina para cidade próxima, e o uso múltiplo da água pela população da região podem
ser algumas das questões a serem abordadas para a adequada implantação dos
projetos. Como bem colocado por Tolmasquim (2005, pág. 17) quando os impactos
ambientais e sociais são antecipados e considerados desde as fases iniciais de
identificação dos projetos e estudos de viabilidade econômica, é possível serem
37
convenientemente tratados, mitigados e adequadamente compensados. Tudo isso,
claro, gera mais alguns custos ao projeto.
4.10.2 Usinas termelétricas
O conceito básico da geração termelétrica é a conversão de energia térmica em
mecânica e, então, em energia elétrica. A utilização de um fluido que quando aquecido
se expande, realizará trabalho em turbinas térmicas. O acoplamento destas turbinas ao
eixo de geradores elétricos converte a energia mecânica em elétrica.
O aquecimento do fluido de trabalho pode se dar através da queima de
combustíveis, fósseis ou não, ou através da energia dos combustíveis radioativos,
baseado no processo de fissão nuclear. Excluindo as centrais nucleares, que possuem
processo diferenciado, as demais centrais termelétricas podem utilizar dois métodos de
combustão distintos, quais sejam:
Combustão externa: quando a combustão não entra em
contato com o fluido de trabalho, como no caso das centrais
termelétricas a vapor, onde o combustível é queimado em
uma caldeira e aquece a água até transformá-la em vapor;
38
Combustão Interna: quando a combustão acontece sobre
uma mistura de ar e combustível, sendo esta mistura o
próprio fluido de expansão. Exemplos deste método são as
turbinas a gás e as máquinas térmicas a pistão.
A diversidade da geração termelétrica está na variedade de combustíveis que
podem ser utilizados na geração de calor. De acordo com o método de combustão
utilizado tem-se a possibilidade de utilização de combustíveis diversos. O carvão
mineral, o óleo combustível, o óleo diesel, o gás natural ou a biomassa podem ser
utilizados no método de combustão externa. Já no método de combustão interna,
utilizam-se o gás natural, em turbinas a gás, ou derivados do petróleo, em máquinas
térmicas a pistão. A figura 4.5 apresenta o esquema simplificado da central termelétrica
de ciclo de combustão externa.
Figura 4.5: Fluxograma da central termelétrica de combustão externa
Vapor
Água
Turbina
condensador
Gerador
Bomba de alimentação
de água
Condensado
Caldeira
Vapor
Água
Turbina
condensador
Gerador
Bomba de alimentação
de água
Condensado
Caldeira
39
Esse processo pode ser descrito em quatro etapas de um ciclo contínuo:
1.Bombeamento da água para a caldeira;
2.Fornecimento de calor pelos gases da combustão do combustível na caldeira
para a produção de vapor;
3.Expansão do vapor na turbina, produzindo trabalho no rotor que, acoplado a
um gerador Elétrico transforma assa energia mecânica em eletricidade;
4.Resfriamento do vapor para posterior reinjeção do condensado à caldeira,
fechando o ciclo.
Como coloca Tolmasquim (2005, pg 55), este processo de transformação de
energia térmica possui eficiência entre 25 e 30%, bastante baixa em relação a outros
processos atualmente utilizados. Das perdas do sistema termelétrico a vapor, 10% são
referentes à caldeira e cerca de 55% ao calor contido no vapor de exaustão das
turbinas a vapor, que é dissipado nas torres de resfriamento.
Uma forma inteligente de otimizar os recursos energéticos utilizados é a co-
geração. A co-geração é a utilização simultânea do vapor para a geração de energia
40
elétrica e como fonte energética para outros processos industriais. A idéia básica por
trás da co-geração é o aumento do rendimento global do combustível utilizado e, assim,
da eficiência energética do processo. A alteração no processo é apresentada na figura
4.6 a seguir.
Figura 4.6: Fluxograma da central termelétrica com co-geração
Como exemplo de uma configuração termelétrica com ciclo de combustão
interna, apresentam-se as centrais a gás, que através da mistura de gás e ar, acionam
uma turbina a gás e, assim, o gerador elétrico. Como cita Tolmasquim, (2005, pág 57)
estas turbinas são mais eficientes que as turbinas a vapor devido ao pico do ciclo de
temperatura das turbinas a gás ser bem mais alto do que o atingido pela turbina a
vapor. Apesar da superioridade em relação ao ciclo a vapor, este processo descarrega
os gases de exaustão na atmosfera, comprometendo significativamente seu rendimento
que fica próximo a 35%.
Vapor
Água
Turbina
Gerador
Bomba de alimentação
de água
Caldeira
Vapor para
o processo
Vapor
Água
Turbina
Gerador
Bomba de alimentação
de água
Caldeira
Vapor para
o processo
41
Figura 4.7: Fluxograma da central termelétrica de combustão interna
A utilização da energia contida nos gases de escape pode ser uma solução
interessante para otimizar a utilização energética do combustível. O acoplamento de um
sistema de geração a gás a um sistema de vapor utilizando-se do calor recuperado dos
gases de exaustão para aquecer o fluido que acionará a turbina a vapor, conseguirá
atingir eficiência superior a 50%.
Figura 4.8: Fluxograma da central termelétrica de ciclo combinado
Ar
Comprimido
Turbina
Gerador
Ar
Gases de
Exaustão
Compressor
Combustor
Gases
Ar
Comprimido
Turbina
Gerador
Ar
Gases de
Exaustão
Compressor
Combustor
Gases
Gerador
Ar
Vapor
Água
Turbina a
Vapor
condensador
Gerador
Bomba de alimentação
de água
Condensado
Caldeira
Gases de
exaustão
Gás
Combustível
Turbina
a Gás
Gases de Escape
Gerador
Ar
Vapor
Água
Turbina a
Vapor
condensador
Gerador
Bomba de alimentação
de água
Condensado
Caldeira
Gases de
exaustão
Gás
Combustível
Turbina
a Gás
Gases de Escape
42
É importante ressaltar a possibilidade de gaseificação de combustíveis sólidos,
como o carvão e a biomassa, permitindo sua utilização em sistemas a gás e a ciclo
combinado.
A questão ambiental da implantação e operação de usinas termelétricas está
ligada basicamente às emissões de efluentes, sejam aéreos, líquidos ou sólidos, com
destaque aos aéreos, que possuem maior potencial poluidor.
Entre as emissões aéreas de maior representação podemos listar: o dióxido de
carbono (CO
2
), os óxidos de enxofre (SO
x
), óxidos de nitrogênio (NO
x
) e materiais
particulados. Entre os efluentes líquidos, podemos citar o impacto de alterações de
temperatura nos efluentes devolvidos aos rios, além de químicos em geral, utilizados na
limpeza das máquinas ou no tratamento e desmineralização da água.
Os resíduos sólidos são basicamente as cinzas do processo de queima do
combustível, que podem contaminar o solo e a água. Um ponto adicional a se levantar
é a possibilidade de emissões ocasionadas por falha ou acidente, como vazamentos,
rompimentos, etc.
43
4.10.3 Usinas nucleares
A diferença básica das térmicas nucleares em relação às térmicas convencionais
a vapor é que o processo de aquecimento da água na usina nuclear utiliza a energia
liberada na fissão nuclear que acontece no reator. Existem vários tipos de reatores, que
se diferenciam pelo tipo de combustível, moderador e refrigerante utilizados. O
moderador tem a função de controlar o fluxo de nêutrons, a fim de maximizar a energia
proveniente do núcleo. O refrigerante é o fluido que transfere o calor do reator para a
turbina, direta ou indiretamente.
Os reatores mais utilizados nas usinas em operação e em implantação no mundo
são o LWR – Light Water Reactor, que utilizam a água como refrigerante e moderador,
e o HWR – Heavy Water Reactor, que utilizam como refrigerante e moderador o
Deutério (D
2
O) que é a água com um isótopo mais pesado de Hidrogênio.
Com relação à inserção das usinas nucleares no meio ambiente, destaca-se que
estas causam impactos bastante diferentes das demais termelétricas. A usina nuclear
não emite CO2 ou qualquer outro gás do efeito estufa, NOx nem SOx, principais
poluentes emitidos pelas térmicas convencionais. Por outro lado, a manipulação do
combustível radioativo traz consigo uma série de problemas ligados principalmente aos
dejetos radioativos, às conseqüências de acidentes e à desativação da usina após o
encerramento de sua vida útil.
44
4.10.4 Usinas eólicas
A geração de energia elétrica através dos ventos se dá com a captação da
energia cinética, contida nas massas de ar em movimento, através de pás que
transferem a energia mecânica para um rotor acoplado a um gerador elétrico. Entre os
componentes de uma central eólica para produção de eletricidade destacamos:
Pás: também denominadas de rotor, o conjunto tem o objetivo de captar a
energia dos ventos e transferi-la ao eixo. Podem ter eixo vertical ou horizontal;
Cubo: conecta as pás ao eixo do rotor;
Caixa de engrenagens: Responsável pela transmissão da energia do rotor, de
rotação relativamente baixa (15 a 200 rpm), para o eixo do gerador elétrico, de
rotação tipicamente alta (1500 a 1800 rpm);
Gerador elétrico: que podem ser síncronos ou assíncronos;
Sistema de controle: tem várias funções objetivando a maximização do
aproveitamento da energia dos ventos, entre elas, o acompanhamento do eixo
em direção ao vento e o deslocamento angular das pás.
Circuitos eletrônicos: circuito retificador-inversor, responsável por transformar a
geração elétrica para uma freqüência constante.
Suporte Estrutural: elemento de sustentação do recipiente onde estão o eixo do
rotor, a caixa de engrenagens e o gerador, fixados em grandes alturas (podem
estar a mais de 100 metros do chão).
45
O aproveitamento da energia eólica produz impactos ambientais muito pequenos
quando comparados aos impactos de usinas hidrelétricas ou termelétricas. Ainda assim,
paises com nível de desenvolvimento da consciência ambiental mais elevado, discutem
impactos como o ruído, a colisão de pássaros e o impacto visual trazidos pelos projetos
eólicos.
4.10.5 Integração da geração aos sistemas elétricos
Os diferentes tipos de projetos de geração se diferenciam também na forma
como se conectam ao sistema de transmissão e distribuição, devido basicamente ao
projeto das usinas e a distancia que estas se encontram dos centros de consumo.
Grandes projetos hidrelétricos, muitas vezes localizados em regiões remotas, ou
mesmo termelétricas a carvão ou gás natural, localizadas próximas às jazidas ou
gasodutos, precisam percorrer grandes distâncias para se conectar ao sistema. De
outro lado estão os pequenos projetos, localizados próximos aos centros de consumo,
que podem se conectar diretamente à rede de distribuição, a conhecida geração
distribuída, com custos de conexão reduzidos e com a vantagem de estarem próximos
a carga.
46
4.11 A transformação do setor elétrico
Nas últimas duas décadas o setor elétrico tem passado por transformações em
todo o mundo. A antiga visão de que, graças a suas características peculiares, o setor
deveria permanecer sob controle do estado tem perdido força, dando espaço para a
competição e a entrada de capital privado seja através das privatizações dos ativos do
Estado, seja através de investimentos diretos na expansão dos sistemas.
Entre as características que mostram a necessidade da presença do estado no
setor estão a necessidade de capital intensivo, que dificulta a entrada de novos
competidores, o monopólio natural das redes de transmissão e distribuição, e a visão
de que o produto energia elétrica tem participação estratégica no crescimento do país,
necessitando de suprimento sem interrupções. Steiner (2001, pg 146) apresenta como
motivações primárias para a regulação da indústria de suprimento de energia elétrica, a
existência de condições de monopólio natural, externalidades, e características de bem
público.
Estas características resultam de uma série de peculiaridades econômicas
destes ativos: A eletricidade não pode ser armazenada. Isto reduz a possibilidade de
atendimento da demanda em um determinado tempo. O mercado é determinado pela
demanda instantânea mais do que pela demanda durante um período mais longo.
Como conseqüência é maior a possibilidade de uma firma suprir os consumidores em
um determinado período em uma escala minimamente eficiente. Além disso, a
demanda por energia é objeto de grande variação aleatória, sazonal e cíclica no curto e
longo prazos. Ao mesmo tempo, para satisfazer as expectativas dos consumidores, o
47
fornecimento de eletricidade deve ser contínuo, confiável e suprido com frequencia e
tensão constantes. Como consequencia, os produtores de eletricidade devem manter
reservas de capacidade e geradores com “black start”. Combinando a demanda variável
com a necessidade de suprimento contínuo, torna-se necessária a manutenção de um
excesso de capacidade que permita atender os picos de demanda. A diversidade de
perfis dos consumidores ocupando as mesmas linhas trazem maior estabilidade e, com
isso, custos de operação por consumidor decrescentes. Estas condições levam a
economias de escala crescentes e eficiencias de custos em uma estrutura de mercado
monopolística.
Dadas estas condições, era consenso mundial que o setor elétrico deveria ser
conduzido pela mão do estado e que este seria responsável pelos investimentos no
setor ou, como acontecia nos Estados Unidos, empresas tinham oportunidade de
investir, porém eram remuneradas com tarifas reguladas, subtraídos os custos
operacionais dos ativos.
As discussões sobre a necessidade da entrada do capital privado no setor e da
desestatização passaram a ser encaradas de forma diferente a partir da década de
oitenta, quando as idéias de diminuir a participação do estado em todos os setores da
economia começaram a ganhar força. A lentidão do estado e sua dificuldade em
acompanhar as variações do mercado, o impediam de prover a eficiência econômica ao
setor, que traria o desenvolvimento com os menores custos sociais.
O preço de determinado produto em um mercado regulado depende de uma
função subordinada, nos patamares em que o regulador acreditar que a receita total
cobrirá todos os custos, além do retorno esperado ao capital necessário. A precificação
48
em um mercado competitivo, por outro lado, leva a função que revela a alocação
eficiente de recursos econômicos. (Hyman, 2000)
O valor social da abertura do mercado de eletricidade é que ela possibilita a
formação dos preços da melhor oferta possível a cada momento, e identifica como
esses preços diferem em função dos atributos dos produtos, como, por exemplo, o
período no dia e duração no futuro. Como resultado, vendedores e consumidores
podem tomar decisões mais informados sobre, respectivamente, o que suprir e o que
consumir. Geradores podem tomar decisões mais informados sobre o que produzir e
formas de ofertar aos comercializadores. No longo prazo, o nível e a estrutura de
preços impostas ao mercado informam ao gerador quais tipos de usinas construir e/ou
desativar. (Littlechild, 2002)
A partir daí, a precificação da eletricidade como uma “commodity” em um
mercado competitivo passou a ser encarada como o instrumento chave pelo qual os tão
desejados benefícios econômicos da reestruturação do setor (redução de preços ao
consumidor e desenvolvimento econômico) seriam atingidos. Esta precificação que
possibilitaria o balanço dos recursos de suprimento, plantas de geração e outros ativos,
com a demanda dos consumidores. Como colocado por Cody (2000, pg 16) a
precificação reflete como o valor de um ativo é projetado em um mercado e como sinais
são enviados aos consumidores para influenciar seu comportamento em direção ao
padrão desejado de uso, o que é impossível de ser atingido em um sistema de preços
fixos ou taxas de retorno reguladas.
Apesar do reconhecimento do valor da competição no mercado de eletricidade,
ainda persistiam as dificuldades trazidas pelas peculiaridades do setor. A estrutura
vertical das empresas na produção, transmissão e distribuição, além da forte presença
49
estatal, inibiriam qualquer tentativa de entrada por parte dos agentes privados. Fez-se
necessário desenvolver um novo ambiente de mercado, através da implementação de
uma série de ações transformadoras visando induzir a competição sadia no setor.
A competição no mercado de energia elétrica é definida como a habilidade dos
consumidores de escolher um supridor preferido, muitas vezes chamado de Provedor
de Serviços de Eletricidade (PSE). Este supridor ou provedor de serviço tem direito de
acesso ao sistema de distribuição ao qual o consumidor está conectado. O supridor
gera sua própria energia ou compra de um gerador ou comercializador. O supridor é,
tipicamente, responsável pela medição, faturamento, cobrança, entre outros serviços, e
por estabelecer seu próprio preço de venda.(Littlechild, 2002)
É concenso entre os estudiosos que um processo de abertura de mercado deve
seguir um ou mais dos seguintes passos inter-relacionados: desverticalização das
empresas, introdução de competição na comercialização da energia elétrica, regulação
das redes de transmissão e de distribuição, estabelecendo um regulador independente
e a privatização.(Jamasb e Pollitt, 2005)
É interessante notar a analogia observada por Kupfer e Hasenclever (2002, pág
583) quando estes citam uma lista de medidas que devem ser implementadas total ou
parcialmente na abertura de mercado em uma indústria de redes, seja ela de telefonia,
água, eletricidade, gás ou outros. São elas:
1. Desverticalização dos diferentes segmentos de atividade da cadeia
produtiva dos serviços de infra-estrutura;
50
2. Introdução da concorrência em diferentes segmentos de atividade das
indústrias de rede;
3. Abertura do acesso de terceiros às redes;
4. Estabelecimento de novas formas contratuais;
5. Privatização de Empresas Públicas;
6. Implementação de novos mecanismos de regulação e criação de novos
órgãos reguladores.
4.12 A experiência internacional
As experiências de abertura dos mercados de energia elétrica em vários países
nos dão parâmetros para alcançar um bom funcionamento do setor no longo prazo. O
caminho da competição, proposto pelo Brasil nos últimos anos, foi motivado pelo
resultado alcançado por pioneiros como Chile e Inglaterra, e por muitos outros que se
aventuraram na implementação de novos ambientes institucionais. Nem todas as
experiencias de abertura de mercado foram benéficas ou positivas para aqueles que as
adotaram, mas mesmo estes casos de fracasso podem ser úteis quando se pretende
trilhar este caminho, já que nos mostram aquilo que não funciona, impedindo que o bom
observador incorra nos mesmos erros.
A partir da consolidação de diversos mercados internacionais, alguns conceitos
se tornaram básicos à implementação de qualquer reestruturação institucional. Exemplo
disso é a certeza da necessidade de se reduzir as concentrações verticais e horizontais
51
no setor para se alcançar uma estrutura de mercado sustentável. Jasmab e Pollitt
(2005, pg 2) apontam que a separação efetiva das atividades de geração e de
transmissão é crucial para atingir a competição em mercados de energia elétrica
abertos, já que isso ajuda a prevenir comportamento anti-competitivo por geradores
beneficiados e garante acesso não discriminatório ao sistema elétrico. Caso isso não
ocorra, poderá impedir geradores de participarem do mercado e desencorajará novas
entradas. A desverticalização pode tomar a forma de funcional, contábil, legal, ou
separação de posse, sendo a última a mais efetiva. Similarmente, a separação do
fornecimento da distribuição é importante pela efetiva competição no varejo.
Já as cisões horizontais de empresas de geração ou o aparecimento de
empresas de fornecimento que mudarão a concentração de mercado para níveis
competitivos tem o objetivo de desenvolver a competição na geração no curto prazo e
encorajar novos entrantes no longo prazo, tentando prevenir altos níveis de
concentração nos mercados existentes.
Outra lição extraída da experiência vivida pelos países pioneiros sobre a
necessidade de organização institucional, é que nesta nova estrutura faz-se necessário
o estabelecimento de um mercado com todos seus processos que considerarão vários
temas técnicos, econômicos e institucionais, associados com a precificação, a forma de
contratação da energia a programação da operação do sistema e seu efetivo
atendimento, com todas as restrições das redes.
Jasmab e Pollitt, (2005, pg 4) apontam que o equilíbrio do mercado e sua
eficiência necessita de liquidez suficiente. Contratos padrão ajudam a liquidez,
estabilidade e facilita que os investimentos necessários sejam realizados.
52
Avaliando as políticas adotadas por alguns países Roques, Newbery e Nuttall
(2004, pg 3) concluem que as restrições muitas vezes impostas pelos modelos
regulatórios vêm do objetivo primeiro de manter confiabilidade ao sistema.
4.13 O papel do Estado no novo ambiente
Para o entendimento do novo posicionamento a ser adotado pelo Estado com a
liberalização do setor, deve-se apresentar o conceito da regulação econômica. Kupfer e
Hasenclever (2002, pg 515) definem a regulação como qualquer ação do governo para
limitar a liberdade de escolha dos agentes econômicos. Estas limitações podem se dar
em diferentes áreas da atividade econômica, como por exemplo, em relação a preço, a
proteção ao meio ambiente, ao direito dos consumidores ou ao nível de produção. O
nível de regulação econômica adotado em um determinado mercado pode variar desde
a estatização completa dos meios de produção até o livre funcionamento dos
mercados, sendo que a máxima eficiência não pertence a nenhum dos extremos.
Quando se discute a liberalização do setor elétrico, busca-se entender a
alteração de papel do Estado que deverá abrir mão de parte de seu poder em vistas da
construção de um ambiente atraente aos investidores. Neste novo ambiente
competitivo, o Estado perde seu papel de decisor e passa a ter uma função maior de
estabelecedor das regras do jogo e fiscalizador, garantindo que estas sejam cumpridas.
As regras estabelecidas devem representar os objetivos definidos para o setor.
53
Jamasb e Pollitt (2005, pg 4) apontam, entre algumas de suas responsabilidades,
a necessidade do regulador estabelecer regras claras de mercado de modo a diminuir
as incertezas regulatórias. A efetiva manutenção do livre acesso de fornecedores aos
sistemas de transmissão e distribuição deve ser também sua tarefa.
Faz-se necessário lembrar que a liberalização se dá basicamente na produção
de eletricidade, mantendo-se necessária a regulação das atividades de transmissão e
distribuição.
É muito importante que o Estado assuma seu papel e abra caminho para que os
empreendedores assumam os seus. Tentativas equivocadas de controlar as forças de
mercado podem levar o sistema ao fracasso. O governo deve entender que seus planos
e objetivos para o setor podem ser apresentados e compartilhados, mas nunca
impostos aos agentes. Os impactos de um posicionamento errado do governo podem
ser desastrosos. A possibilidade de intervenções deliberadas serão encaradas pelos
agentes como riscos e adicionadas aos custos dos projetos. Além disso, caso os riscos
sejam entendidos como altos, poderão afugentar os investidores, levando ao
subinvestimento e, conseqüentemente, ao desabastecimento.
54
4.14 A indústria de produção de energia elétrica
Estabelecido o ambiente adequado para a competição, os investimentos
necessários serão realizados pelas empresas já estabelecidas ou pela entrada de
novos interessados. Conforme exposto por Jones (Apud Helm, Kay e Thompson, 1989)
as novas plantas de geração podem ser requisitadas (a) para suprir uma demanda por
eletricidade projetada; (b) em qualquer nível de demanda, para substituir uma planta em
desativação, por motivo de engenharia e/ou de segurança; (c) para reduzir os custos de
curto prazo. O interesse na exploração de um ativo de geração pode surgir para suprir
uma carga própria, como é o caso da auto-produção ou com objetivo puramente
comercial, a chamada produção independente.
A auto-produção pode ser encarada pelo consumidor, uma opção à compra de
energia, caso os vendedores tentem supervalorizar seus ativos, ou como forma de
garantir seu suprimento com menor risco de descontinuidade. Já a produção
independente, excluídas algumas peculiaridades, é mais uma atividade econômica que
busca oportunidades que maximizem os rendimentos de seus investimentos.
Jones (2001) cita que grande parte das organizações de geração de eletricidade
toma suas decisões de expansão em um plano de dois estágios. No primeiro estágio,
um modelo global programado para desenvolver o plano base, que representará de
forma geral o desenvolvimento ótimo do sistema para quarenta ou cinquenta anos a
frente, dados os custos de capital esperados, desempenho operacional, e vida
econômica das diferentes alternativas de plantas de geração, e os preços previstos dos
combustíveis consumidos. No segundo estágio estudos incrementais ou marginais são
55
utilizados para ajustar o plano base e preparar avaliações detalhadas de projetos
individuais. (Jones, 1989)
A modelagem computacional estrutural dos sistemas elétricos não é novidade
para o setor elétrico. Esses modelos buscam uma solução de menor custo de produção
para determinada demanda prevista e as fontes de geração disponíveis. As fontes são
modeladas para capturar suas características operacionais (curvas de eficiência
energética, níveis de capacidade, taxas de manutenção e de saídas forçadas, custos de
combustível, entre outras). Com certas mudanças, esses modelos, ou modelos
próximos, poderão ser usados no setor elétrico pós regulado. Enquanto as soluções
anteriores eram de menor custo, o novo paradigma requer uma solução de
maximização dos lucros. Além disso, a maioria dos modelos atuais representam a
demanda sem qualquer elasticidade preço.
57
5. A PESQUISA: METODOLOGIA E PRÁTICA
A pesquisa desenvolvida terá como base material os dados de potencial de
exploração e custos de implantação e operação das diversas fontes de energia elétrica
hoje disponíveis em condições comerciais. Estes dados serão obtidos a partir de uma
pesquisa com especialistas de cada uma das fontes selecionadas, escolhidos a partir
da comprovação de experiência direta na implantação de projetos de geração para a
fonte escolhida. Ao especialista foi solicitado o preenchimento da ficha da pesquisa,
conforme modelos do anexo I, além da participação na entrevista complementar para
esclarecimentos e captura de outras informações.
Os dados de interesse deste estudo foram divididos em grandes grupos,
possibilitando a elaboração de dois cenários de interesse. Os grandes grupos de dados
formados foram os relacionados ao potencial de exploração de cada tipo de fonte de
geração, os relacionados aos custos e receitas trazidos com a implantação e operação
dos projetos de geração e os relacionados aos impactos econômicos negativos e
positivos trazidos com a legislação ambiental. Com isso, temos a elaboração dos dois
casos deste estudo, como mostrado na figura 5.1 abaixo.
58
Caso 1
Caso 2
Figura 5.1: Estrutura da pesquisa
Estimativa do
potencial disponível
dos recursos
energéticos
Análise Econômico
Financeira dos
Projetos
Expansão da oferta
de energia elétrica
- Caso 1
Estimativa do
potencial disponível
dos recursos
energéticos
Análise Econômico
Financeira dos
Projetos
Expansão da oferta
de energia elétrica
- Caso 1
Estimativa do
potencial disponível
dos recursos
energéticos
Análise Econômico
Financeira dos
Projetos
Custos Ambientais
e competitividade
Expansão da oferta
de energia elétrica
- Caso 2
Estimativa do
potencial disponível
dos recursos
energéticos
Análise Econômico
Financeira dos
Projetos
Custos Ambientais
e competitividade
Expansão da oferta
de energia elétrica
- Caso 2
59
5.1 Estimativa do potencial disponível dos recursos energéticos
O propósito da definição do potencial energético de cada fonte é de restringir a
simulação de expansão de uma determinada fonte à sua disponibilidade real. Exemplo
disto é a disponibilidade de projetos hidrelétricos, que além de levarem mais de oito
anos para a entrada em operação desde o início dos estudos e projeto, têm um limite
máximo de exploração baseado na utilização ótima de toda a capacidade energética
dos rios. No caso das termelétricas, essa restrição está mais relacionada à
disponibilidade de combustível e de equipamentos, e depende entre outros, da
implantação de projetos de exploração de reservas de combustíveis fósseis, ou da
produção agrícola.
5.2 Análise econômico-financeira de projetos
O critério de análise e comparação dos projetos analisados será a Tarifa de
Equilíbrio – TEQ, que equivale ao preço de venda da energia elétrica que remunera o
capital investido a taxas de juros pré-estabelecidas. A utilização de um modelo
financeiro para cada tipo de projeto será a base para a obtenção de cada uma das
Tarifas de Equilíbrio.
60
Para o estabelecimento dos modelos de cada tipo de empreendimento, serão
destacadas as variáveis de pesquisa no modelo e separadas para posterior simulação.
Quadro 5.1 apresentado a seguir, separa as variáveis do modelo econômico em dois
grandes grupos. As variáveis de pesquisa (indicadas na cor laranja) são aquelas a
serem obtidas através de pesquisa qualitativa com especialistas nas diversas fontes de
interesse. As variáveis pré-estabelecidas (indicadas na cor verde) têm pouca relação
com o tipo de tecnologia utilizada, dependendo entre outros fatores da conjuntura
econômica nacional.
Quadro 5.1: Variáveis do modelo econômico-financeiro dos projetos
Estabelecidas as variáveis, serão montados os modelos de cada tecnologia de
geração. Os modelos baseiam-se na construção de fluxos de caixa futuros obtidos a
partir da venda de energia elétrica, descontados os custos com toda a operação, e
posterior desconto pelas taxas de custo de capital próprio para trazê-los a valor
presente. A TEQ será igual ao preço de venda no qual o Valor Presente do projeto é
igual a zero. A Tabela 5.1 a seguir, detalha as equações do modelo.
Vida útil do Projeto anos
Potência Instalada MW
Fator de Capacidade %
Investimento unitário R$/KW
Investimento total R$ (Pot. Inst. * Invest. Unitário)
Período de Investimento anos
Despesas - O&M variável R$/KWh
Despesas - O&M fixo R$/KW
Despesas - seguro operacional 0,5% do investimento
Despesas - Transmissão R$/MWh
Despesas - Combustível R$/MWh
Estrutura de capital 30% próprio/70% financiamento
Custo do Capital próprio 15% a.a.
Taxa de juros do financiamento 8% a.a.
Amortização 12 anos
Sistema de Amortização PRICE
61
Tabela 5.1: Modelo econômico-financeiro dos projetos
VALORES EM R$ Mil Ano 1 Ano 2 Ano 3 ... Vida Útil do Projeto
CUSTO DE IMPLANTAÇÃO
= investimento / anos p implantação = investimento / anos p implantação
Capital Próprio
= investimento total * 30%
Financiamento – Principal
=investimento total * 70%
Receita Operacional Líquida = pot. inst. * fator de cap. * preço de venda * nº de hrs do ano ...
DESPESAS OPERACIONAIS
Combustível
= pot. inst. * fator de cap. * preço do combustível * nº de hrs do ano
...
O&M Variável
= pot. inst. * fator de cap. * O&M Variável * nº de hrs do ano
...
O&M Fixo
= potência instalada * O&M Fixo
...
Transmissão
= potência instalada * fator de capacidade * preço de venda
...
Seguros
= 0,5% * Custo de Implantação
...
Lucro antes dos Juros e I.R.
= Receita Operacional Líquida - Despesas Operacionais
...
Financiamento a amortizar
= Saldo do ano anterior * 1,08
...
Despesas financeiras
= Total Financiado / 12 + Total financiado * Taxa de juros a.a.
...
Saldo do Financiamento
= Financiamento a amortizar - Despesas financeiras
...
FLUXO DE CAIXA = Receita Operacional Líquida - Custos de Implantação - Despesas operacionais - Despesas Financeiras ...
Custo do Capital Próprio a.a.
0,15 ... ... ... ...
Taxa de desconto
= (1 + Custo do Capital) ^ nº do ano ... ... ... ...
VPL – FLUXO DE CAIXA
= Fluxo de Caixa / (Taxa de Desconto) ... ... ... ...
62
O preço de mercado da energia elétrica será dado pelo custo marginal dos
projetos elegíveis que atendam à demanda por eletricidade, ou seja, o preço de
mercado será dado pela maior TEQ entre os projetos que atenderão à demanda.
Aqueles projetos com TEQ maior que o preço não serão implementados. Pelo menos,
não por razões econômicas.
5.3 Cenários da expansão da oferta de energia elétrica
A partir da aquisição dos dados de interesse e da montagem dos diversos
modelos econômico-financeiros, serão elaborados os cenários de equilíbrio entre a
oferta e a demanda por energia. A cada ano, até 2030, serão montadas as curvas de
oferta da expansão. Os pontos de equilíbrio a cada ano determinarão os Custos
Marginais da Expansão anuais para o período e a participação de cada fonte na
expansão da matriz elétrica brasileira.
63
5.4 Custos ambientais e tendências
A idéia de divisão do estudo em dois casos tem como objetivo elucidar a
importância dos custos ambientais na competitividade dos projetos de geração.
Enquanto o primeiro caso exclui qualquer impacto financeiro nos projetos, o segundo
caso do estudo irá incluir todos os impactos financeiros listados pelos especialistas,
impostos pela legislação ambiental e por imposições ou incentivos aos projetos.
Observaremos as políticas de controle de emissões e internalizações dos custos
externos dos projetos e de que forma estas impactam seus resultados econômicos.
65
6. RESULTADOS
Através da entrevista com os especialistas foi definida cada uma das
diferenciações no tratamento da fonte renovável em comparação às demais, seja no
arcabouço da legislação ambiental seja em outros, como a do próprio setor elétrico. A
simulação de um caso sem e outro com as diferenciações nos trará dois resultados
distintos de equilíbrio futuro entre a oferta e a demanda por eletricidade.
Foram identificadas as seguintes diferenciações nos projetos:
• Reduções dos custos com o transporte da energia pelo abatimento de
50% do valor das tarifas de uso dos sistemas de distribuição e
transmissão, cobradas pelas concessionárias.
• Receitas advindas de certificados de redução de emissões de carbono,
conseguidas pela comprovação de redução de emissão de CO² pela
matriz elétrica brasileira.
• O aumento dos custos com compensação social e ambiental ou com
aumento dos controles de emissões.
66
6.1. Necessidade de expansão da oferta
A necessidade de expansão anual da oferta de energia elétrica foi baseada no
Plano Nacional de Energia 2030 elaborado pela Empresa de Pesquisa Energética e
leva em consideração o crescimento da demanda por eletricidade na rede do Sistema
Interligado Nacional, excluída a auto produção de energia nos sítios das indústrias e
considerando a redução da demanda com os programas de conservação de energia.
A demanda por eletricidade apresentada considera o consumo médio anual,
desconsideradas as variações sazonais e horárias, típicas do consumo deste
energético.
Figura 6.1: Demanda média anual por eletricidade (GW)
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
2008 2013 2018 2023 2028
GW
67
Dada a expansão de consumo deste produto, identifica-se a necessidade de
expansão da capacidade de geração, levando em conta o fator de capacidade de cada
uma das tecnologias elegíveis. A necessidade de consideração do fator de capacidade
deve-se ao fato de que a energia média agregada por cada tipo de tecnologia depende
da potência instalada e de quanto desta potência é efetivamente utilizada para a
geração de eletricidade. A tabela 6.1 apresenta a necessidade de expansão anual de
energia firme. Para se determinar qual a potência necessária para alcançar essa
energia deve-se determinar quais tecnologias serão utilizadas.
Tabela 6.1: Necessidade de expansão da oferta anual 2010-2030
6.2. Tarifas de equilíbrio para as diversas tecnologias elegíveis – Caso
sem receitas ou incentivos para as fontes renováveis
Determinada a necessidade de expansão, deve-se determinar a composição da
oferta que atenderá essa necessidade. Baseados nos conceitos apresentados até aqui,
a composição da oferta será estabelecida considerando dois fatores distintos, quais
sejam, a Tarifa de Equilíbrio de cada tecnologia elegível e seu potencial médio anual
para exploração.
Bandas de Crescimento
Período
2010-2015 2015-2020 2020-2025 2025-2030
Inferior
1.950 2.300 2.750 3.230
Superior
2.850 3.570 4.570 5.720
MW
68
A Tarifa de Equilíbrio, determinada através da simulação dos fluxos de caixa de
cada tecnologia, é apresentada em bandas de ocorrência, já que para uma mesma
tecnologia, peculiaridades de projetos individuais levam a Tarifas de Equilíbrio distintas.
Além disso, devido às alterações nos custos de implantação e operação no decorrer
dos anos indicadas pelos especialistas, as bandas de ocorrência da TEQ para uma
determinada fonte terão variações dentro do período de estudo. As figuras 11, 12, 13 e
14 apresentam as bandas de ocorrência das Tarifas de Equilíbrio das tecnologias
elegíveis em quatro períodos distintos.
Figura 6.2: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 1 – Período 2010-2015
50,00
70,00
90,00
110,00
130,00
150,00
170,00
190,00
210,00
230,00
250,00
BIO CANA
HIDRO
BIO
DEDICADA
GN
PCH
CARVAO
NUCLEAR
OLEO
EOLICA
R$/MWh
69
Figura 6.3: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 1 – Período 2015-2020
Figura 6.4: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 1 – Período 2020-2025
50,00
70,00
90,00
110,00
130,00
150,00
170,00
190,00
210,00
230,00
250,00
BIO CANA
HIDRO
BIO
DEDICADA
GN
PCH
CARVAO
NUCLEAR
OLEO
EOLICA
R$/MWh
50,00
70,00
90,00
110,00
130,00
150,00
170,00
190,00
210,00
230,00
250,00
BIO CANA
HIDRO
BIO
DEDICADA
GN
PCH
CARVAO
NUCLEAR
OLEO
EOLICA
R$/MWh
70
Figura 6.5: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 1 – Período 2025-2030
Dadas as Tarifas de Equilíbrio apresentadas acima, a Curva de Oferta de novos
projetos de eletricidade será determinada pela somatória dos potenciais das diferentes
tecnologias a cada nível de preços da energia elétrica. Visto que estamos trabalhando
com bandas de ocorrência, consideramos uma distribuição uniforme do potencial de
determinada tecnologia na banda de ocorrência da TEQ definida. As figuras 6.6 a 6.9
abaixo apresentam os resultados por período.
50,00
70,00
90,00
110,00
130,00
150,00
170,00
190,00
210,00
230,00
250,00
BIO CANA
HIDRO
BIO
DEDICADA
GN
PCH
CARVAO
NUCLEAR
OLEO
EOLICA
R$/MWh
71
Figura 6.6: Curva de Oferta (R$/MWh x MW) Caso 1 – Período 2010-2015
Figura 6.7: Curva de Oferta (R$/MWh x MW) Caso 1 – Período 2015-2020
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000
MW
R$/MWh
Oferta
Demanda baixa
Demanda alta
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000
MW
R$/MWh
Oferta
Demanda baixa
Demanda alta
72
Figura 6.8: Curva de Oferta (R$/MWh x MW) Caso 1 – Período 2020-2025
Figura 6.9: Curva de Oferta (R$/MWh x MW) Caso 1 – Período 2025-2030
Determinadas as Curvas de oferta e os pontos de encontro desta com as curvas
de demanda alta e baixa, teremos a participação de cada uma das fontes na expansão
do sistema de geração. A tabela 6.2 apresenta a necessidade de expansão da potência
instalada anual de cada fonte para o primeiro caso do estudo.
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000
MW
R$/MWh
Oferta
Demanda baixa
Demanda alta
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000
MW
R$/MWh
Oferta
Demanda baixa
Demanda alta
73
Tabela 6.2: Participação anual na expansão do setor (MW) – Caso 1
Figura 6.10: Participação das fontes renováveis na expansão até 2030 – Demanda
baixa – Caso 1
Período
Demanda
Baixa
Alta
Baixa
Alta
Baixa
Alta
Baixa
Alta
HIDRELÉTRICA 1.920,0 2.440,0 1.800,0 2.700,0 1.760,0 3.200,0 1.600,0 3.360,0
BIOMASSA DE CANA 600,0 640,0 720,0 800,0 720,0 800,0 720,0 800,0
BIOMASSA DEDICADA 33,3 55,6 166,7 200,0 300,0 333,3 322,2 366,7
GÁS NATURAL 485,7 857,1 400,0 971,4 528,6 1.371,4 828,6 1.885,7
PCH 200,0 240,0 320,0 400,0 380,0 480,0 440,0 680,0
CARVAO 275,0 425,0 287,5 475,0 375,0 637,5 500,0 787,5
NUCLEAR - 217,4 173,9 326,1 250,0 434,8 271,7 543,5
OLEO - - - - - - - -
EOLICA - - 150,0 200,0 375,0 500,0 750,0 1.300,0
TOTAL
3.514,0
4.875,1
4.018,1
6.072,5
4.688,6
7.757,0
5.432,5
9.723,4
2010-2015 2015-2020 2020-2025 2025-2030
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Renováveis Não Renováveis
74
Figura 6.11: Participação das fontes renováveis na expansão até 2030 – Demanda alta
– Caso 1
Figura 6.12: Custo Marginal de Expansão – Caso 1
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Renováveis Não Renováveis
R$ 80,00
R$ 100,00
R$ 120,00
R$ 140,00
R$ 160,00
R$ 180,00
R$ 200,00
2010-2015 2015-2020 2020-2025 2025-2030
Demanda baixa
Demanda alta
75
6.3 Tarifas de equilíbrio para as diversas tecnologias elegíveis – Caso
com receitas e incentivos para as fontes renováveis
São apresentadas a seguir as Tarifas de Equilíbrio levando em consideração as
receitas e incentivos apontados pelos pesquisados e discutidos no inicio deste capítulo,
quais sejam o desconto nas tarifas de transporte e as receitas com os certificados de
redução de emissões de carbono.
Figura 6.13: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 2 – Período 2010-
2015
50,00
70,00
90,00
110,00
130,00
150,00
170,00
190,00
210,00
230,00
250,00
BIO CANA
HIDRO
BIO
DEDICADA
GN
PCH
CARVAO
NUCLEAR
OLEO
EOLICA
R$/MWh
76
Figura 6.14: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 2 – Período 2015-
2020
Figura 6.15: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 2 – Período 2020-
2025
50,00
70,00
90,00
110,00
130,00
150,00
170,00
190,00
210,00
230,00
250,00
BIO CANA
HIDRO
BIO
DEDICADA
GN
PCH
CARVAO
NUCLEAR
OLEO
EOLICA
R$/MWh
50,00
70,00
90,00
110,00
130,00
150,00
170,00
190,00
210,00
230,00
250,00
BIO CANA
HIDRO
BIO
DEDICADA
GN
PCH
CARVAO
NUCLEAR
OLEO
EOLICA
R$/MWh
77
Figura 6.16: Tarifas de Equilíbrio das Tecnologias Elegíveis Caso 2 – Período 2025-
2030
As curvas de oferta pouco variam com as novas Tarifas de Equilíbrio e as
variações mal podem ser enxergadas pelos gráficos apresentados. Por isso, optou-se
em não apresentar estas curvas para este segundo caso.
São apresentadas então, as participações de cada fonte na expansão do
sistema, considerando os benefícios para as fontes renováveis. A tabela 6.3 apresenta
o resultado alcançado neste segundo caso do estudo, com a expansão anual da
potência instalada de cada tipo de fonte relacionada no estudo.
50,00
70,00
90,00
110,00
130,00
150,00
170,00
190,00
210,00
230,00
250,00
BIO CANA
HIDRO
BIO
DEDICADA
GN
PCH
CARVAO
NUCLEAR
OLEO
EOLICA
R$/MWh
78
Tabela 6.3: Participação anual na expansão do setor (MW) – Caso 2
Figura 6.17: Participação das fontes renováveis na expansãoaté 2030 – Demanda baixa
– Caso 2
Período
Demanda
Baixa
Alta
Baixa
Alta
Baixa
Alta
Baixa
Alta
HIDRELÉTRICA 1.900,0 2.420,0 1.780,0 2.680,0 1.740,0 3.180,0 1.580,0 3.340,0
BIOMASSA DE CANA 640,0 680,0 760,0 840,0 760,0 840,0 760,0 840,0
BIOMASSA DEDICADA 66,7 88,9 188,9 233,3 344,4 377,8 366,7 400,0
GÁS NATURAL 457,1 828,6 371,4 928,6 485,7 1.314,3 785,7 1.828,6
PCH 240,0 280,0 360,0 440,0 420,0 520,0 480,0 720,0
CARVAO 225,0 400,0 237,5 412,5 312,5 550,0 437,5 737,5
NUCLEAR - 195,7 163,0 304,3 228,3 402,2 260,9 521,7
OLEO - - - - - - - -
EOLICA - - 200,0 300,0 450,0 575,0 875,0 1.400,0
TOTAL
3.528,8
4.893,1
4.060,9
6.138,8
4.740,9
7.759,2
5.545,8
9.787,8
2010-2015 2015-2020 2020-2025 2025-2030
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Renováveis Não Renováveis
79
Figura 6.18: Participação das fontes renováveis na expansãoaté 2030 – Demanda alta
– Caso 2
Figura 6.19: Custo Marginal de Expansão – Caso 2
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Renováveis Não Renováveis
80
100
120
140
160
180
200
2010-2015 2015-2020 2020-2025 2025-2030
Demanda baixa
Demanda alta
81
7. CONCLUSÕES
As conclusões alcançadas com este estudo são diversas e reveladoras. Tratando
inicialmente da comparação dos casos apresentados, nota-se que os benefícios já
incorporados aos projetos de fontes renováveis aumentam a competitividade destes
projetos frente às tecnologias convencionais. O aumento de 4% na participação das
fontes renováveis na expansão da geração mostra que o ganho de competitividade
destes projetos se reflete no deslocamento de energia de fontes não renováveis.
Esse resultado a primeira vista não parece significativo, mas devemos
avançar um pouco na análise para perceber o real impacto que esta tendência de
internalização de custos ambientais traz à competitividade dos projetos. É certo que a
evolução das políticas ambientais deverá trazer impactos diretos aos projetos de
geração e devem ser considerados em suas análises de viabilidade.
É importante citar que esse aumento de competitividade muitas vezes é
desconsiderado na análise de viabilidade econômico-financeira elaborada pelos
agentes de mercado com intenção de investir em geração por simples desconfiança ou
impossibilidade de garantir que estas receitas ou reduções de custos se manterão
ativas por todo o período de análise econômica. Esta desconsideração diminui a
participação das fontes renováveis na expansão à medida que investidores sem outros
82
interesses que não o econômico terão preferência a investir em projetos com maior
retorno esperado pelo investimento.
Analisando a competitividade de cada uma das tecnologias, pode-se notar
vantagens e desvantagens peculiares que podem definir a participação futura na
expansão do sistema.
Fica claro, por exemplo, a vantagem das hidrelétricas e das termelétricas
movidas a resíduos da cana-de-açúcar em relação às demais. O baixo custo com
combustíveis faz com que estas tecnologias remunerem o capital investido com preços
de venda mais baratos que as outras tecnologias.
No caso específico da hidrelétrica, a utilização do potencial inexplorado tende a
ficar mais cara à medida que os melhores projetos são escolhidos, restando os mais
dispendiosos para a exploração futura. Além disso, os custos com ressarcimentos
sociais e ambientais tende a aumentar no longo prazo. Ainda assim, a hidroeletricidade
deve seguir como principal fonte de geração brasileira.
Entre o potencial hidrelétrico incluem-se as Pequenas Centrais Hidrelétricas que
ganham competitividade com os incentivos nas tarifas de uso do sistema elétrico, além
de receitas com vendas de cotas de carbono.
Já a biomassa de cana-de-açúcar tem como limitador à exploração em grande
escala, a expansão do cultivo da cana em áreas utilizadas por outras culturas, além da
83
possibilidade de utilização do bagaço para outros fins que não a eletricidade. Mesmo
com essas possíveis limitações de combustível, as usinas termelétricas a biomassa de
cana devem ser fortemente exploradas dados seus baixos custos de implantação e
operação, quando comparada a outras tecnologias.
Na onda das termelétricas movidas a biomassa de cana, começam a entrar em
operação unidades de geração movidas a outros tipos de biomassa. Entre os tipos de
biomassa mais competitivos apontam a biomassa de resíduos urbanos e a biomassa
dedicada. Com baixos custos de operação, um suprimento de combustível
independente e tecnologia semelhante às das usinas de bagaço, tem bom potencial
para participar da expansão. Os incentivos nas tarifas e as receitas com vendas de
certificados de carbono também são compartilhados por esta fonte.
Avançando para as outras fontes pesquisadas, devemos apontar a relevância da
exploração do gás natural na geração de eletricidade no Brasil. O equilíbrio entre o
aumento da oferta interna e a elevação dos preços deste combustível no mercado
internacional deve manter esta tecnologia com participação ativa na expansão do
Sistema Elétrico Nacional. Por ser relativamente limpa, quando comparada com outras
termelétricas, não deve sofrer em excesso com restrições ambientais.
O carvão mineral, nacional e importado, ganha espaço na matriz de geração de
energia elétrica com novas tecnologias de queima e controle de poluentes, porém ainda
com fortes passivos ambientais.
84
A termelétrica movida a óleo combustível foi a única tecnologia que não
participou da expansão do sistema elétrico. Os custos de operação, especificamente os
custos com combustível faz desta fonte uma opção cara de geração.
A última fonte pesquisada a ser citada é a eólica. Deve ser a última também a
ganhar espaço na matriz brasileira. Isto porque os projetos, que ainda estão um pouco
fora da linha da viabilidade econômica, devem ter seus custos de implantação
reduzidos, aumentando a competitividade e se tornando mais atrativos. Esta fonte não
deve evoluir com rapidez nos próximos anos, mas deve ganhar força no final da
próxima década.
Vale apontar a congruência da tarifa de equilíbrio da grande maioria das
tecnologias, permitindo a participação de diferentes projetos na expansão da geração.
Essa diversificação da matriz brasileira é bastante positiva. O despacho termelétrico
sustenta a geração hidrelétrica nos períodos de baixa afluência. Diferentes tipos de
combustíveis permitem uma maior independência em caso de crise de abastecimento
ou elevação de preços excessiva.
87
8. RECOMENDAÇÕES E SUGESTÕES
Após a analise da competitividade da geração de eletricidade através das fontes
renováveis e da conclusão que estas terão participação ativa na expansão e que,
dependendo da evolução das políticas ambientais, poderão avançar com rapidez na
expansão do setor, fica clara a necessidade de evoluirmos a discussão dos temas
economia ambiental e internalização de custos externos.
A evolução dos estudos sobre o tema mostra que a atividade humana já começa
a trazer efeitos representativos ao meio ambiente e consequentemente à própria
atividade econômica presente e futura. A valorização dos recursos naturais pela
sociedade é inevitável e deve se intensificar continuamente.
Outro ponto já levantado e que merece atenção é a congruência entre as Tarifas
de Equilíbrio das diversas fontes estudadas. Isto por que permite ao agente regulador,
sem grandes desequilíbrios, levar à ampliação da participação de uma fonte de
interesse.
Entre as questões sobre a metodologia utilizada na elaboração das curvas de
oferta, vale ressaltar a simplificação utilizada para obtermos os custos de operação e a
88
receita de vendas das usinas termelétricas. Este estudo considerou no modelo
econômico financeiro, a operação contínua das usinas, sem considerar o despacho
centralizado, prática utilizada no sistema elétrico brasileiro que minimiza os custos de
operação do sistema e permite uma utilização mais eficiente dos recursos, dentro de
parâmetros de segurança de fornecimento.
Neste sistema centralizado as termelétricas podem trabalhar como reserva de
potência para a geração predominante hidrelétrica, gerando apenas nos momentos de
preços mais caros. Esse valor agregado à energia termelétrica é hoje internalizado pelo
cálculo da Garantia Física estabelecida na Portaria MME 303/2005 e do Índice Custo
Benefício utilizados nas sistemáticas dos leilões de compra de energia elaborados pelo
MME.
Parece um contra-senso, se compararmos o resultado de nossa pesquisa com os
resultados dos leilões de compra de energia de usinas novas promovido pelo MME para
comprar energia elétrica para as Distribuidoras por quinze a trinta anos. As
termelétricas movidas a óleo têm participação expressiva nessas vendas. Esta
diferença pode ser explicada pelo ganho de competitividade destas térmicas promovido
pela metodologia da Garantia Física e do Índice Custo Benefício nos referidos leilões.
89
Referências Bibliográficas
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th
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supply industry. Stanford University. OECD Economics Department, 2001.
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90
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91
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Elisabeth Hammond, Dieter Helm and David Thompson. Competition in Electricity
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Reis, Lineu Belico dos. Geração de energia elétrica: tecnologia, inserção
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Tolmasquim, Mauricio Tiomno (coordenador). Geração de energia elétrica no
Brasil. Rio de Janeiro: Interciência:CENERGIA, 2005.
Jones, Ian. Risk Analysis and Optional Investment in the Electricity Supply
Industry. 2005.
92
Apêndices
93
Apêndice 1 – Pesquisa com Especialistas – Hidrelétricas e PCHs
QUESTIONÁRIO
COMPETITIVIDADE DAS FONTES DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA -
HIDRELÉTRICAS
1. Considerando a implantação de um projeto de geração sem grandes entraves,
qual o período médio de execução desde a obtenção das licenças ambientais até
a entrada em operação comercial?
MW Nº de ANOS
100> x >30
1.000 >x >100
X >1.000
2. Como pode ser distribuído o custo total de implantação do projeto durante o
período indicado no quadro anterior?
1 2 3 4 ...
%
3. Apresente uma expectativa de custos de implantação e operação do projeto
conforme tabelas abaixo:
Vida útil do Projeto Anos
Fator de Capacidade %
Despesas – O&M variável R$/KWh
Despesas – O&M fixo R$/KW
Despesas – Transmissão R$/MWh
Investimento unitário *
Próximos 10.000 MW
R$/KW
Próximos 30.000 MW
R$/KW
Próximos 50.000 MW
R$/KW
94
Inclui custos com projetos, equipamentos, execução e montagem, além dos custos ambientais e dos custos de conexão ao
sistema elétrico. Se necessário, apresentar investimento unitário diferenciado para as faixas de potência indicadas na tabela.
4. Qual o potencial de oferta para entrada em operação comercial desta fonte para
os próximos anos, considerando os tramites de inventário dos rios, de aprovação
dos projetos na ANEEL?
Potencial (MW instalado /
ano)
Período
2010-2015
2015-2020
2020-2025
2025-2030
5. Como você enxerga a evolução dos custos e ressarcimentos sócio-ambientais na
implantação dos projetos? Qual deve ser a participação destes custos no custo
total do projeto nos próximos 10 ou 20 anos?
Custos e Ressarcimentos Sócio-
Ambientais (% do custo total de
implantação)
Período
2010
2015
2020
2025
6. Além das receitas com venda de energia, quais outras receitas podem ser
obtidas da exploração deste ativo de geração? (ex. Serviços Ancilares, Créditos
de Carbono, etc.)
Fonte de Receita
R$/MW
Instalado
95
Apêndice 2 – Pesquisa com Especialistas – Termelétricas
QUESTIONÁRIO
COMPETITIVIDADE DAS FONTES DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA -
TERMELÉTRICA
1. Considerando a implantação de um projeto de geração sem grandes entraves,
qual o período médio de execução desde a obtenção das licenças ambientais até
a entrada em operação comercial?
MW Nº de ANOS
30> x >1
x >30
2. Como pode ser distribuído o custo total de implantação do projeto durante o
período indicado no quadro anterior?
1 2 3 4 ...
%
3. Apresente uma expectativa de custos de implantação e operação do projeto
conforme tabela abaixo:
Vida útil do Projeto Anos
Fator de Capacidade %
Investimento unitário * R$/KW
Despesas – O&M variável R$/kWh
Despesas – O&M fixo R$/KW
Despesas - Transmissão R$/MWh
* Inclui custos com projetos, equipamentos, execução e montagem, além dos custos ambientais e de conexão ao sistema elétrico.
Se necessário, apresentar investimento unitário diferenciado para as faixas de potência indicadas na tabela 1.
96
4. Qual o potencial de oferta para entrada em operação comercial desta fonte para
os próximos anos, considerando a oferta de combustível e de equipamentos para
a implantação dos projetos?
Potencial (MW instalado / ano) Período
2010-2015
2015-2020
2020-2025
2025-2030
5. Qual a expectativa de evolução dos preços do combustível para os próximos
anos?
Preço (R$ / MWh) Período
2010-2015
2015-2020
2020-2025
2025-2030
6. Como você enxerga a evolução dos custos e ressarcimentos sócio-ambientais na
implantação dos projetos? Qual deve ser a participação destes custos no custo
total do projeto nos próximos 10 ou 20 anos?
Custos e Ressarcimentos Sócio-Ambientais
(% do custo total de implantação)
Período
2010-1015
2015-2020
2020-2025
2025-2030
7. Além das receitas com venda de energia, quais outras receitas podem ser
obtidas da exploração deste ativo de geração? (ex. Serviços Ancilares, Créditos
de Carbono, etc.)
Fonte de Receita R$/MW Instalado
97
Apêndice 3 – Pesquisa com Especialistas – Eólicas
QUESTIONÁRIO
COMPETITIVIDADE DAS FONTES DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA –
EÓLICAS
1. Considerando a implantação de um projeto de geração sem grandes entraves,
qual o período médio de execução desde a obtenção das licenças ambientais até
a entrada em operação comercial?
MW Nº de ANOS
30 > x
100 > x > 30
X >100
2. Como pode ser distribuído o custo total de implantação do projeto durante o
período indicado no quadro anterior?
1 2 3 4 ...
%
3. Apresente uma expectativa de custos de implantação e operação do projeto
conforme tabela abaixo:
Vida útil do Projeto Anos
Fator de Capacidade %
Investimento unitário * R$/KW
Despesas - O&M variável R$/KWh
Despesas - O&M fixo R$/KW
Despesas – Transmissão R$/MWh
* Inclui custos com projetos, equipamentos, execução e montagem, além dos custos ambientais e de conexão ao sistema elétrico.
Se necessário, apresentar investimento unitário diferenciado para as faixas de potência indicadas na tabela 1.
98
4. Existe espaço para redução no Investimento unitário indicado na questão
anterior? Como deve ser a evolução desse custo nos próximos anos?
Investimento unitário (R$/KW) Período
2010-2015
2015-2020
2020-2025
2025-2030
5. Qual o potencial de oferta para entrada em operação comercial desta fonte para
os próximos anos, considerando a oferta de equipamentos para a implantação
dos projetos?
Potencial (MW instalado /
ano)
Período
2010-2015
2015-2020
2020-2025
2025-2030
6. Como você enxerga a evolução dos custos e ressarcimentos sócio-ambientais na
implantação dos projetos? Qual deve ser a participação destes custos no custo
total do projeto nos próximos 10 ou 20 anos?
Custos e Ressarcimentos Sócio-Ambientais (%
do custo total de implantação)
Período
2010-2015
2015-2020
2020-2025
2025-2030
7. Além das receitas com venda de energia, quais outras receitas podem ser
obtidas da exploração deste ativo de geração? (ex. Serviços Ancilares, Créditos
de Carbono, etc.)
Fonte de Receita R$/MW Instalado
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