SETOR ELÉTRICO: COMO PRECIFICAR A ÁGUA EM UM CENÁRIO …

São Paulo, novembro de 2019

SETOR ELÉTRICO:COMO PRECIFICARA ÁGUA EM UMCENÁRIO DE ESCASSEZ

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Temário

Setor Elétrico: como precificar a água em um cenário de escassez

1. Objetivos e motivação 2. Metodologias e estudos de caso3. Conclusões e recomendações

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Objetivos e contexto


Objetivos

Contexto

• Analisar a alocação da água entre diversos usos, considerando sua disponibilidade nas bacias hidrográficas e os impactos sobre o Sistema Interligado Nacional (SIN);

• Apresentar metodologias para a precificação do recurso hídrico.

• Perspectivas de impactos regionais das mudanças climáticas;• Aumento da demanda hídrica, especialmente irrigação;• Intensificação dos conflitos pelo uso da água (exemplos recentes

nas bacias dos rios São Francisco, Jaguaribe, dentre outras).

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Motivação


Secas longas e severas em algumas bacias importantes.

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Motivação


Esvaziamento do SIN no triênio 2012/2014

O esvaziamento aconteceu com uma hidrologia levemente desfavorável

01/02/2012: 80%24ª pior hidrologia

30/11/2014: 16%

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Motivação


Crescimento nas retiradas da água na bacia do rio São Francisco.

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Motivação


Energia Armazenada no Nordeste entre 2012 e 2015

01/02/2012: 85%

30/11/2015: 5%

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Motivação


Adaptação: operação do reservatório de Sobradinho

Vazão mínima a jusante de Sobradinho (m3/s) Efeitos sobre o reservatório de Sobradinho (2014)

1300

1100 1000

900 800

700 600 550

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Jan-13 Aug-13 Mar-14 Sep-14 Apr-15 Oct-15 May-16 Nov-16 Jun-17 Dec-17

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Temário


1. Objetivos 2. Metodologias e estudos de caso3. Conclusões

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Estudos de caso


UHE Belo Monte (rio Xingu)

Bacia do rio São Francisco

Bacia do rio Jaguaribe

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Metodologia - conceito


Preço da água

Custo da água

• Agricultores A e B pagam, tipicamente, da ordem de R$ 0,20/m3

pela água que usam para irrigar suas lavouras.

• O Governo Federal investiu em canais e barragens para levar a

água até onde estão os agricultores A e B. As bombas consomem

muita energia subsidiada (entre 22h e 5h). O custo da água para

irrigação, considerando os investimentos públicos e o subsídio

energético, em geral, é maior do que o preço da água.

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Metodologia - custo de oportunidade da água


Exemplo:• O agricultor A consome 10 mil m3 de água para irrigar 1 hectare onde produz 20 mil kg de uvas por

ano, vendidas a R$ 5/kg. O valor da água para A é R$100 mil / 10 mil m3 = R$ 10 por m3.• O agricultor B consome 25 mil m3 de água para irrigar 1 hectare onde produz 5 mil kg de arroz por ano,

vendidos a R$ 1/kg. O valor da água para B é R$ 5 mil / 25 mil m3 = R$ 0,20 por m3.• A água utilizada pelos agricultores A e B é retirada de um reservatório que regulariza a produção de uma

cascata de usinas hidrelétricas, que produziriam 0,70 kWh por m3. O preço no mercado de energia (PLD) está em 0,15 R$/kWh. O valor da água para o Setor Elétrico é R$ 0,10 por m3.

• Sempre que o PLD ultrapassar 0,30 R$/kWh, sob ponto de vista econômico, A deveria produzir uvas, enquanto B deveria deixar de produzir arroz e vender água para o Setor Elétrico.

• Fora do Brasil existem mercados que comercializam direitos de uso de água entre usuários (bacias de Murray-Darling, Austrália, e rio Colorado, EUA)

Metodologia - custo de oportunidade da água

13Setor Elétrico: como precificar a água em um cenário de escassez

O valor da água para a agricultura irrigada foi estimado a partir de dados do valor de produção agrícola por município e do volume de água retirado na irrigação:

Metodologia - custo de oportunidade da água na bacia do rio São Francisco


Gás Natural

Biomassa

Biomassa

N

São Franciscosubmédio

São Franciscomédio

São FranciscoAlto

São Fancisco Baixo

Usinas em Operação

Bagaço de cana de açucar

Óleo Diesel

Biogás

Gás Natural

Gás de auto Forno

Usinas Previstas

A agricultura no rio São Franciscogerou R$ 23.9 bilhões e consumiu8 bilhões de m3 de água em 2016

O valor da água para a agricultura supera o valor da água para a hidroeletricidade, mesmo para um PLD elevado.

Fontes: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e Agência Nacional de Águas (ANA)

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Metodologia - nível de criticidade


Bacia do rio São FranciscoUSINA POTÊNCIA

(MW) FONTE SUB-BACIA CRITICIDADE RESFRIAMENTO

Marituba 21 Bagaço Baixo Crítico Torre

DVPA 28 Bagaço Médio Crítico Torre

S.J.Tadeu 56 Bagaço Médio Preocupante Aberto

Enervale 30 Bagaço Médio Crítico Aberto

BEVAP 60 Bagaço Médio Crítico Torre

WD 48 Bagaço Médio Preocupante Torre

Sykuê I 30 Capim El. Médio Preocupante Aberto

Agrovale 16 Bagaço Sub-médio Muito crítico Aberto

Ibiritinga 226 Gás Nat. Alto Muito crítico Aberto

Total 25 Bagaço Alto Excelente Aberto

Mbambuí 30 Bagaço Alto Excelente Aberto

Agropéu 22 Bagaço Alto Crítico Aberto

Lagoa da Prata 85 Bagaço Alto Preocupante Aberto

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Uso da água para geração térmica


Fonte: IEMA - “Termoeletricidade em Foco - Uso de água em termoelétricas” (2016)

Sistema de Resfriamento a Água

- Ciclo AbertoSistema de Resfriamento a Água - Ciclo semifechado

com convecção natural

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Preço da água para a geração térmica


LCOE

Serviços da Geração

Custos de Infraestrutura

Subsídios e Incentivos

Ambientais

CAPEX, OPEX + CUSTO D’ÀGUA

Modulação/Sazonalização-Robustez-Confiabilidade

Rede de Tratamento-Suporte de Reativo-Reserva Probabilística-

Serviço de Inércia

Financeiros-Tributários-Encargos Setoriais

Emissões de Gases de Feito Estufa

• Introduz no custo variável unitário (CVU) das térmicas uma parcela referente ao preço da água para resfriamento, considerando:

1. Nível de criticidade hídrica local.

2. O sistema de resfriamento da usina

• Este componente complementaria os atributos das fontes estudado pelo Instituto Escolhas.

Emissões de Gasesde Efeito Estufa

CAPEX, OPEX

+ CUSTO D’ÁGUA

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Metodologia - nível de criticidade


Bacia do rio JaguaribeDecreto nº 32.044/2016 do Governo do Ceará regulamenta o Encargo Hídrico Emergencial (EHE), após o Decreto nº 31.981 definir situação de emergência

• R$ 7,21/m3 cobrados das térmicas (01/10/2016 a 31/08/2017)

• O EHE foi revisado pelo Decreto nº 32.159/2017 para R$ 3,10/m3

• O impacto do EHE alcançou R$ 148 milhões, entre setembro de 2016 e agosto de 2019. (fonte: ANEEL).

Nível de Cri+cidade

R$/m3 Armazenamento do Estado do Ceará

Referência

Excelente 0,01 75% < V < 100% Menor preço dos comitês de bacia do Ceará Confortável 0,78 50% < V < 75% Preocupante 1,56 25% < V < 50% Crí+ca 2,33 15% < V < 25% Muito crí+ca 3,10 V < 15% Encargo Hídrico Emergencial do Ceará

Proposta de preço da água para geração térmica


Exemplo: o CVU das térmicas de Pecém aumentaria R$ 8,68/MWh, se o nível estiver muito crítico (R$ 3,10 /m3 x 2,80 m3/MWh para seu resfriamento).

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Impactos sobre o SIN


Bacia do rio São Francisco

Estimativa dos impactos para o SIN da escassez hídrica em cenário crítico de desligamento de usinas térmicas na bacia do rio São Francisco:• Assumindo-se um PLD alto (R$ 500/MWh), condizente com

escassez hídrica e desligamento das térmicas por 4 meses• O impacto ao SIN é (PLD - CVU) x geração perdida• O impacto da perda de 13 usinas (667 MW) seria de até R$ 100 milhões/ano

Exemplo EUA


• No Brasil, isto, felizmente, ainda é uma possibilidade. Nos EUA já ocorrem incidentes (mapa do NREL).

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Impactos sobre o SIN


Bacia do rio Jaguaribe

Nota Técnica do ONS (Julho/2016) sobre impacto de eventual desligamento de 1654 MW de capacidade das térmicas que

captam água no reservatório de Castanhão no Ceará.

Conclusão: o desligamento das térmicas, se tivesse ocorrido, teria impacto de R$ 880 milhões entre agosto e dezembro de 2016

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Impacto sobreEnergia Firmeno Nordeste


• A série de vazões naturais deve incluir um passado tão remoto (1931) considerando as incertezas nos dados?

• O modelo Monalisa (PSR) foi usado para calcular a Energia Firme hidrelétrica por década.

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Impacto sobre Energia Firme no Nordeste


• A Energia Firme diminuiria 800 MWm se somente as vazões mais recentes (pós-1971) fossem consideradas, com impacto de R$ 1 bilhão/ano se a energia for valorada ao Custo Marginal da Expansão (CME);

• Se só a última década for considerada (um caso extremo, reflexo de uma nova realidade), a redução seria de 1900 MWm ou R$ 2,5 bilhões/ano.

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Vazão ambiental da UHE Belo Monte


Belo Monte: uso de hidrogramas ambientais “de consenso” no rio Xingu

Produçãode energia

Hidrograma Ambiental

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Qmin seco 1100 1600 2500 4000 1800 1200 1000 900 750 700 800 900

Qmin ano seg 1100 1600 4000 8000 4000 2000 1200 900 750 700 800 900

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Vazõ

es (m

³/s)

Hidrograma A

Hidrograma B

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Impactos do conflito pelo uso da água


• O MINISTÉRIO PÚBLICO FEDERAL (MPF) DEFENDE O USO DA HIDROGRAMA B TODOS OS ANOS POR PREOCUPAÇÕES SOCIOAMBIENTAIS COM A REDUÇÃO DAS VAZÕES NO RIO XINGU.

• Durante o período de cheias são formadas lagoas marginais importantes para a reprodução de espécies aquáticas. Há ainda preocupação com povos indígenas.

• Se esta restrição ambiental for imposta à operação da usina haverá perda de geração de energia não prevista, quando foi planejada e construída.

• A redução de energia firme da usina depende da definição da hidrograma ambiental.

• Se a escolha do hidrograma ambiental é tema extremamente complexo por envolver o estudo dos ecossistemas locais, seu impacto energético sobre a usina (perda de energia firme) não é. Este impacto pode ser simulado para diferentes hidrogramas.

• O impacto econômico da adoção do hidrograma B de cerca de R$ 2 bilhões/ano

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Impactos do conflito pelo uso da água


Recomendação

do MPF

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Temário


1. Objetivos e motivação 2. Metodologias e estudos de caso3. Conclusões e recomendações

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Conclusões e recomendações


• É legítima a preocupação do Ministério Público Federal (MPF) com o impacto ambiental da UHE Belo Monte. Porém, o MPF deve também considerar o interesse difuso da sociedade, contrário a qualquer medida que resulte em aumento tarifário.

• No caso das usinas hidrelétricas do rio São Francisco, é preciso avaliar a pertinência de seguir usando a série completa de vazões históricas no planejamento energético, tendo em vista a segurança do suprimento de energia e as consequências comerciais (MRE) de uma eventual modificação.

• O CVU das térmicas deve incluir componente que depende do seu sistema de resfriamento e a criticidade hídrica, devendo ser possível sua variação em casos de escassez aguda (ex. EHE do Ceará).

• No planejamento da expansão, as térmicas levarão em conta a disponibilidade hídrica.

Conclusões e recomendações

• A irrigação tem crescido muito e deve aumentar com as alterações climáticas.

• É preciso uma gestão mais efetiva sobre retiradas de água e incorporação de valores atualizados no planejamento da operação e expansão energética, o que envolve ainda a reconstituição da séries de vazões naturais.

• É crítico que o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, previsto na Constituição Federal, efetivamente funcione, por meio da articulação da ANA com governos estaduais e demais instituições interessadas como ANEEL, ONS e EPE, na emissão e fiscalização de outorgas de uso de recursos hídricos.

• A ocorrência de conflitos em situação de escassez será mais frequente e exigirá novos instrumentos de gestão dos recursos hídricos.


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