a eficiência energética como ferramenta para a

A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA COMO FERRAMENTA PARA A
SUSTENTABILIDADE DOS PEQUENOS SISTEMAS DE
ELETRIFICAÇÃO ISOLADOS
Alfredo Augusto Vieira Barros1, João Tavares Pinho2, Cláudio Luciano da Rocha
Conde3
1. Agência de Regulação e Controle de Serviços Públicos do Estado do Pará – ARCONPA; [email protected]
2. GEDAE/UFPA – Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas da
Universidade Federal do Pará; [email protected]
3. Secretaria de Estado de Desenvolvimento Ciência e Tecnologia – SEDECT– PA;
[email protected]
Abstract: Currently the financial support of tariffs for electricity supply in isolated
systems in the Northern Region of Brazil is the benefit of the Account of Consumption of
Fossil Fuels – CCC (Portuguese abbreviation), which subsidizes as a whole or in great
part the fossil fuel used for the production of energy in those systems, allowing the
utilities and independent producers of energy to maintain the values of production rates
within acceptable limits for the consumer market. As established by the Law 10438/02,
these mechanisms of subsidy will be over in 2022, and according to that law, until the
extinction of these subsidies mechanisms that lead to economic and energetic efficiency,
to environment preservation, and to the use of local energy resources should be
developed, to achieve the economic sustainability of the electric energy generation in
these systems.
In this way, this paper presents a proposal for the implementation of a pilot project in an
isolated system in the Amazon Region, in which measures of efficiency and rational use
of energy, and the introduction of renewable energy sources for electricity generation will
be applyed. The monitoring and the analysis of the results achieved will contribute to the
development of models for small isolated systems, energetically sustainable, which can
support decisions and sector policies related to this type of systems for the Northern
Region of Brazil.
Keywords: Isolated systems, Account of Consumption of Fossil Fuels – CCC,
Sustainability of isolated systems, Efficient operation of thermal-electric generation,
Renewable energy.
Resumo: Atualmente a sustentação financeira das tarifas de fornecimento de energia
elétrica nos sistemas isolados da Região Norte do Brasil reside no benefício da Conta de
Consumo de Combustíveis Fósseis – CCC, que subsidia de forma total ou em grande
parte, o combustível fóssil utilizado na produção de energia elétrica nesses sistemas,
permitindo às concessionárias e produtores independentes de energia a manutenção dos
valores de tarifas de produção dentro de limites aceitáveis para o mercado consumidor.
Ocorre que, conforme estabelecido na Lei 10.438/02, esses mecanismos de subsídio tem
sua extinção prevista para 2022 e, conforme essa lei, até a extinção destes subsídios,
deverão ser desenvolvidos “mecanismos que induzam à eficiência econômica e
energética, à valorização do meio ambiente e à utilização de recursos energéticos locais,
visando atingir a sustentabilidade econômica da geração de energia elétrica nestes
sistemas, ao término do prazo estabelecido.”
Nesse sentido, o presente trabalho apresenta a proposta de implantação de um projeto
piloto, em um sistema isolado da Amazônia, no qual serão aplicadas medidas de
eficiência e uso racional da energia elétrica, além de buscar alternativas energéticas para
sua produção. O monitoramento e a análise dos resultados alcançados, irão contribuir para
o desenvolvimento de modelos de sistemas isolados de pequeno porte, energeticamente
sustentáveis, que poderão subsidiar decisões e políticas setoriais relacionadas a esse tipo
de sistema para a Região Norte.
Palavras Chaves: Sistemas Isolados, Conta de Consumo de Combustíveis Fósseis –
CCC, Sustentabilidade dos sistemas isolados, Operação eficiente da geração
termoelétrica, Energias renováveis.
1
INTRODUÇÃO
O subsídio proporcionado pela Conta de Consumo de
Cobustíveis Fósseis – CCC permite o equacionamento
financeiro das tarifas de energia elétrica nos sistemas
isolados da Região Norte, sem o qual estes ficariam
sujeitos a tarifas exorbitantes. Porém, o ônus desse
subsídio para os consumidores de energia elétrica de
outras regiões atendidas pelo Sistema Interligado
Nacional – SIN tornou-se uma preocupação para o
Governo Federal, que estabeleceu sua extinção em
2022, conforme artigo 18, parágrafo 3º da Lei
10.438/2002. A referida Lei, também, estabelece que
até essa extinção, deverão ser desenvolvidos
“mecanismos que induzam à eficiência econômica e
energética, à valorização do meio ambiente e à
utilização de recursos energéticos locais, visando
atingir a sustentabilidade econômica da geração de
energia elétrica nestes sistemas, ao término do prazo
estabelecido.”
O elenco de obras de expansão dos sistemas de
transmissão, inseridas no Programa de Aceleração do
Crescimento – PAC, do Governo Federal, tais como a
interligação Tucuruí-Manaus, a interligação JauruVilhena e, a nível estadual no Pará, a interligação da
Ilha do Marajó, possibilitarão a desativação dos grandes
sistemas isolados, que atendem as capitais: Manaus,
Porto Velho, Rio Branco e Macapá, assim como a
totalidade das sedes municipais da Ilha do Marajó,
desse modo abrangendo diversos sistemas isolados ao
longo das áreas de influência dos trajetos das linhas de
transmissão.
Essas
cargas
respondem
por
aproximadamente 75% do valor da CCC, que em 2008
chegou a um valor da ordem de R$3,5 bilhões. Porém,
as características geográficas da Região Norte exigem
que diversos pequenos sistemas isolados permaneçam
em operação, como também, em decorrência dos
programas de universalização de energia elétrica,
outros sistemas isolados ainda serão implantados em
períodos posteriores à extinção do subsídio da CCC.
Dessa forma, constistui-se num desafio para o setor
elétrico nacional a busca pela sustentabilidade desses
sistemas, conforme previsto na legislação.
Figura 1 – Área de influência dos sistemas de trnasmissão
planejados e em implantação na região Norte. (Fonte:
ELETROBRÁS 2005 e CELPA 2008)
Figura 2 – Área de influência dos sistemas de transmissão
planejados e em implantação no Estado do Pará. (Fonte:
ELETROBRÁS 2008 e CELPA 2008)
A Figura 1 apresenta uma visão geral da área de
influência dos projetos de expansão dos sistemas de
transmissão na Região Norte, destacando os sistemas
isolados que apresentam potencial para interligação, por
estarem localizados nessas áreas de influência dos
sistemas de transmissão.
A Figura 2 mostra, no caso particular do Estado do
Pará, a possível redução de sistemas isolados
decorrente das obras de expansão dos sitemas de
transmissão.
2
OBJETIVO
O presente trabalho visa demonstrar, por meio de um
projeto piloto a ser implantado em um dos pequenos
sistemas isolados, já em operação na Região Norte, a
importância da eficiência energética para dotar de
sustentabilidade esse tipo de sistema, que, por
impossibilidades técnico-econômicas, não serão
integrados ao Sistema Interligado Nacional.
Primeiramente, serão implantadas medidas de
eficientização nos segmentos de geração, distribuição e
comercialização de energia elétrica, com seus impactos
devidamente monitorados e analisados, até a posterior
implantação de outras medidas, no sentido de avaliar a
sustentabilidade desses sistemas sem o subsídio da
CCC.
3
Para formação de uma consciência de uso racional e
eficiente
da
energia elétrica,
devem ser
implementadas as seguintes ações:
ABORDAGEM DO PROBLEMA
a)
promoção de cursos e treinamentos para
formação e capacitação de pessoal para
formulação de campanhas educativas voltadas
para orientação da população sobre o uso
eficiente da energia elétrica,
b) capacitação técnica e conscientização do corpo
técnico dos agentes envolvidos, no sentido de
consolidar a consciência da eficiência
energética na operação e manutenção dos
sistemas.
A sustentabilidade dos pequenos sistemas isolados
deve, necessariamente, passar por 3 (três) eixos de
ações principais:
•
aumento da eficiência, para a redução
e/ou eliminação dos desperdícios na
produção, distribuição e comercialização
da energia elétrica;
•
redução da dependência do uso de
combustíveis fósseis;
•
formação de uma consciência de uso
racional e eficiente da energia elétrica.
O objetivo final é a transformação da matriz energética
do sistema isolado, saindo da situação de produção de
energia unicamente com base em combustível fóssil
subsidiado pela CCC, para uma matriz diversificada e
eficientemente consumida, conforme mostra a Figura 3.
EVOLUÇÃO DA MATRIZ EMERGÉTICA
TERMICA CONVENCIONAL CCC
As medidas a serem adotadas em cada eixo de ações
são relacionadas a seguir:
Para aumento da eficiência
•
Na produção de energia serão implementadas
as seguintes ações:
a)
Otimização da modulação das unidades
geradoras convencionais;
b) Otimização dos despachos das unidades
geradoras nas usinas;
c) Adoção de equipamentos de geração mais
eficientes;
d) Incentivo à utilização de autoprodução a nível
micro (domiciliar) e de geração distribuída;
e) Incentivo aos sistemas de co-geração.
•
Na distribuição e comercialização de energia
devem ser implementadas as seguintes ações:
a) Redimensionamento das redes de distribuição;
b) Compensação reativa das redes;
c) Utilização de tecnologia de redes compactas
isoladas ou protegidas;
d) Redução das perdas não técnicas e dos custos
operacionais na comercialização da energia
elétrica;
e) Incentivo à eficiência pelo lado da demanda.
Para redução da dependência de combustíveis
fósseis, devem ser implementadas as seguintes ações:
introdução, sempre que possível, do uso de
biocombustível, na geração térmica
convencional;
b) introdução de outras fontes, preferencialmente
renováveis, formando um mix de geração
(sistemas híbridos), adequado às
características de cada sistema.
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ENERGIA RENOVÁVEL
100% TÉRMICA
CONVENCIONAL CCC
BIOCOMBUSTÍVEIS
GERAÇÃO DISTRIBUÍDA
OUTROS
TÉRMICA CONVENCIONAL
Figura 3 – Proposta de transfomação da matriz energética do
Sistema Isolado.
4
PLANO PARA IMPLANTAÇÃO DO
PROJETO PILOTO
O projeto será implantado de forma escalonada,
consistindo das seguintes etapas:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
coleta de dados (conhecimento do
sistema);
elaboração de diagnósticos;
definição das soluções a serem adotadas;
implantação das medidas e tecnologias
definidas;
acompanhamento do desempenho;
análise dos resultados;
implementação de medidas corretivas.
a)
A implantação das soluções a serem adotadas
deverá ser efetuada por grau crescente de
dificuldade, ou seja, primeiramente serão
implantadas as soluções com maior facilidade de
implementação, sob os aspectos técnicos e
financeiros. Portanto, deverá ser definido uma lista
de prioridades de soluções.
A implantação do projeto piloto deve obedecer as
seguintes etapas, com respectivas composições:
a)
Planejamento
• Coleta de dados;
• Elaboração de diagnósticos;
• Definição das medidas a serem
implantadas.
b) Implantação das medidas estudadas:
• Definição da aplicação;
• Instalação dos equipamentos e/ou
sistemas.
c)
instalada menor que 1.000 kW e ter menos de 2.500
consumidores).
O sistema isolado, em operação que melhor atende aos
requisitos definidos é o de Aveiro, que pertence à
mesorregião Sudoeste Paraense e à microrregião
Itaituba. A sua localização geográfica é mostrada na
Figura 5.
A usina, localizada na sede municipal de Aveiro,
apresenta uma potência instalada de 624 kW, atendendo
1.454 consumidores.
Monitoramentos:
• Obtenção dos dados relacionados às
medidas implantadas;
• Análises de resultados.
d) Medidas corretivas:
• Avaliação do desempenho e definição
de possíveis medidas corretivas.
A forma de implantação das etapas deverá obedecer a
sistemática de melhoria contínua, adotada em processos
de qualidade, denominada PDCA(sigla dos termos em
inglês: Plan, Do, Check, Act), onde cada medida passa
pelas etapas acima descritas, tendo as respectivas
análises de desempenho efetuadas para verificação da
eficácia e efetividade das medidas implantadas,
conforme mostrado na Figura 4.
Figura 5 – Localização geográfica do sistema isolado de
Aveiro.
6
RESULTADOS ESPERADOS
IMPLANTAÇÃO DAS MEDIDAS ESTUDADAS
MONITORAMENTOS
MEDIDAS CORRETIVAS
PLANEJAMENTO
Figura 4 – Etapas de implantação do projeto piloto de
avaliação da sustentabilidade dos sistemas isolados.
5
LOCAL DE IMPLANTAÇÃO DO
PROJETO PILOTO
Na seleção do local para implantação do projeto piloto
foram adotadas as seguintes premissas: estar localizado
no estado do Pará, receber combustível subsidiado pela
CCC (objetivo principal do estudo da sustentabilidade),
não apresentar perspectivas de interligação em médio
prazo por meio de sistemas de distribuição ou
transmissão, e ser de pequeno porte (com potência
Com a implantação do projeto piloto conforme
proposto no presente trabalho, espera-se a obtenção de
dados e informações técnicas precisas e consistentes
sobre as peculiaridades dos sistemas isolados de
pequeno porte, assim como a possibilidade de coletar
dados que possibilitem uma adequada avaliação dos
impactos decorrentes da introdução de cada uma das
medidas definidas, para prover de sustentabilidade os
referidos sistemas.
A relação a seguir apresenta a síntese dos resultados
esperados com a implantação do projeto piloto objeto
deste trabalho:
1.
Conhecimento das características gerais e
peculiaridades dos pequenos sistemas isolados;
2.
Análise dos dados para definição das medidas
a serem implementadas para promoção da
sustentabilidade;
7
3.
Obtenção de dados precisos sobre
desempenho de cada medida implantada;
o
4.
Avaliação das alternativas mais viáveis para
dotar sistemas de mesma natureza de
sustentabilidade, após a extinção dos
benefícios da CCC;
5.
Estudos para análise do potencial de replicação
das medidas mais bem sucedidas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BRASIL Lei 9.648, de 27 de maio de 1998.
BRASIL Lei 10.438, de 26 de abril de 2002.
BRASÍLIA ANEEL Resolução nº. 163, de 1º de agosto
de 2005.
RIO DE JANEIRO ELETROBRAS, GTON Plano
Anual de Combustíveis - Sistemas Isolados 2009.
RIO DE JANEIRO ELETROBRAS, GTON Web Site,
áreas de atuação, geração, sistemas isolados, mapas
eletrogeográficos 2005 e 2008.
BELÉM PARÁ, Conde, Claudio L. da Rocha. Análise
de Dados e Indicadores Para a Regulação de Usinas
Termelétricas do Sistema Isolado, UFPA, Tese de
Doutorado em Engenharia Elétrica. 2006