Análise da geração distribuída solar fotovoltaica: geração na ponta e independência energética como externalidade

Abstract

Dados divulgados pela Empresa de Pesquisa Energética apresentam um crescimento exponencial das instalações de geração distribuída no Brasil, principalmente, a solar fotovoltaica. Acredita-se, que diversos fatores de alta complexidade e externos à geração de energia estão sendo decisivos para o uso acelerado dessa tecnologia no país. Dessa forma, esta pesquisa buscou ampliar as discussões acerca desse tipo de geração, apresentando uma revisão detalhada das principais oportunidades e desafios da tecnologia no Brasil, considerando: (i) características socioeconômicas; (ii) fatores técnicos; (iii) políticas públicas; e (iv) aspectos ambientais. Além disso, foram desenvolvidas simulações a fim de comparar energética e economicamente diferentes alternativas para o suprimento do horário de ponta e possíveis contingências de um grande consumidor de energia elétrica, como geração a diesel, geração fotovoltaica com armazenamento, hidrelétricas reversíveis e contratação de energia incentivada a partir do biogás. Durante as simulações, o algoritmo desenvolvido foi utilizado de forma mais detalhada a fim de avaliar a independência total de consumidores críticos em caso de contingências. Concluiu-se que a geração distribuída fotovoltaica é uma das melhores alternativas para o atendimento de novas demandas de energia elétrica, visto o baixo custo, os benefícios ao sistema elétrico, a promoção do crescimento social e econômico, além de ser limpa e abundante. Porém, pontos cruciais devem ser vistos com atenção como melhores condições de financiamento, redução dos custos de aquisição, promoção de políticas públicas mais fortes, controle da qualidade da energia injetada na rede e aperfeiçoamentos na Resolução Normativa nº 482/2012. Dentre os sistemas de suprimento simulados, a utilização do grupo gerador a diesel apresentou-se como a melhor opção devido aos reduzidos custos de investimento inicial e um competitivo payback econômico de 2,63 anos no suprimento horário de ponta e 1,26 anos adicionando-se a possibilidade de suprimento das contingências. Destaca-se também o baixo custo nivelado de energia da pequena central hidrelétrica reversível, R$ 0,71/kWh no suprimento do horário de ponta e R$ 0,79/kWh quando considerada as contingências, demonstrando ser economicamente viável a longo prazo, porém, o alto custo de investimento inicial e a grande intervenção ambiental gerada pela construção do reservatório superior podem ser entraves ao projeto. A utilização de sistemas fotovoltaicos é economicamente viável, na maioria dos casos, entretanto, o armazenamento em banco de baterias ainda não é competitivo no mercado brasileiro, principalmente, por causa do alto custo de investimento inicial. Porém, em algumas situações, o impacto de uma determinada externalidade pode justificar a instalação de um sistema fotovoltaico com armazenamento, apesar de poder não ser viável economicamente, quando avaliando somente a geração de energia elétrica e o consequente abatimento na conta de energia. Palavras-chave: Políticas públicas. Demanda de ponta. Independência energética. Desenvolvimento sustentável.

Data released by Empresa de Pesquisa Energética show an exponential growth of distributed generation facilities in Brazil, mainly solar photovoltaic. It is believed that several highly complex factors external to energy generation are being decisive for the accelerated use of this technology in the country. Thus, this research sought to broaden the discussions about this type of generation, presenting a detailed review of the main opportunities and challenges of technology in Brazil, considering: (i) socioeconomic characteristics; (ii) technical factors; (iii) public policies; and (iv) environmental aspects. In addition, simulations were developed in order to compare energy and economically different alternatives for the supply of peak hours and possible contingencies of a large consumer of electricity, such as diesel generation, photovoltaic generation with storage, reversible hydroelectric plants and incentivized energy contracting from biogas. During the simulations, the developed algorithm was used in a more detailed way in order to assess the total independence of critical consumers in case of contingencies. It was concluded that photovoltaic distributed generation is one of the best alternatives to meet new electricity demands, given its low cost, benefits to the electrical system, promotion of social and economic growth, in addition to being clean and abundant. However, crucial points must be seen with attention, such as better financing conditions, reduction of acquisition costs, promotion of stronger public policies, control of the quality of energy injected into the network and improvements in Normative Resolution No. 482/2012. Among the simulated supply systems, the use of the diesel generator set was the best option due to the reduced initial investment costs and a competitive economic payback of 2.63 years in peak hour supply and 1.26 years in addition to if the possibility of supplying the contingencies. Also noteworthy is the low level energy cost of the reversible small hydropower plant, R$ 0.71/kWh in peak hour supply and R$ 0.79/kWh when considering contingencies, proving to be economically viable in the long term, however, the high initial investment cost and the large environmental intervention generated by the construction of the upper reservoir can be obstacles to the project. The use of photovoltaic systems is economically viable, in most cases, however, battery bank storage is still not competitive in the Brazilian market, mainly because of the high initial investment cost. However, in some situations, the impact of a certain externality can justify the installation of a photovoltaic system with storage, although it may not be economically viable, when evaluating only the generation of electricity and the consequent reduction in the energy bill. Keywords: Public policies. Peak generation. Energy independence. Sustainable development.