A crise hídrica a nossa frente e o impacto no setor elétrico

O que esperar, como se comportar e onde se informar para ter um comportamento coletivo

O objetivo

Explicar, da forma mais simples possível, qual relação da crise hídrica com geração de energia elétrica, como será o impacto no seu bolso, entender e acompanhar a crise através de fonte confiável, para ter um comportamento consciente e responsável.

O Brasil e o mundo em energia

O Brasil tem uma Matriz energética que tem a fonte hídrica como a principal. Assim, qualquer comportamento do clima, que signifique menor afluência da água no território nacional, impacta na geração de energia elétrica.

As grandes hidrelétricas foram a forma escolhida, e priorizada, pelo Brasil, e desde o regime militar, para gerar energia elétrica.
Assim nos períodos secos, como por exemplo o inverno Brasileiro, a capacidade de geração das hidrelétricas normalmente diminui. É esperado, e historio, este comportamento.

Quando está muito seco, como agora, a geração hídrica diminuir muito e, para compensar, há a necessidade se ligar mais usinas termelétricas, que necessitam usar algum material combustível, que por sua vez gera calor, calor este usado para movimenta os diferentes tipos turbinas de geração de energia elétrica, ou seja, energia termelétrica.

Este material combustível, no Brasil, pode ser algum fóssil (óleo combustível, carvão mineral, diesel, gás natural), biomassa (bagaço de cana, restos de madeira), ou até combustível nuclear.

Quando as turbinas de uma usina são movimentadas por água, o custo de geração, este custo da água é baixo é considerado imperceptível, apesar de a passagem de água por uma turbina hidrelétrica tem sim um custo baixo, em comparação a outros custos de operação e manutenção da hidrelétrica.

Quando a água tem seu volume (afluência) diminuído, o custo de movimentar uma turbina de geração térmica é percebido, e refletido na conta de energia. Nestas condições, estima-se que chega a ser de 3 a 8 vezes mais caro que gerar com turbinas que usam a água em movimento (energia cinética) para gera energia elétrica.

Hoje ente 64% e 65% da energia elétrica gerada em território brasileiro, é de origem hídrica. Depois vem a geração térmica, como pode ser verificado no gráfico abaixo.

A participação de fontes de energia renováveis na matriz energética brasileira, onde geração hídrica é considerada como renovável de primeira qualidade, é excepcional no contexto mundo, como pode ser visto no quadro a seguir.

O Brasil tem a matriz de geração de energia elétrica mais limpa do mundo, muito a frente de países mais ricos, e tecnologicamente desenvolvidos.

Mesmo quando falamos de energia em geral, na qual energia elétrica é apenas um componente, o Brasil também tem matriz energética renovável e limpa.

Na matriz elétrica do Brasil, observa-se que que o crescimento anual de geração elétrica, de fonte hídrica, vem caindo percentualmente ano a ano porque todos os grandes aproveitamentos hídricos (locais onde se pode implantar hidrelétrica) já foram utilizados. Agora existem apenas locais que, ou não se pode fazer barragem porque impactariam demais no meio ambiente, alagando extensas áreas de florestas, como a bacia amazônica, ou locais com pouca capacidade de geração, com custos de geração mais altos por falta de escala.

Assim, doravante é esperado que o crescimento da geração de energia elétrica, para o atendimento da demanda por energia elétrica, se dê por fontes outras, e não hídricas.

A crise hídrica e custo da energia elétrica

Na falta de água, as hidrelétricas geram menos energia, pois a água, que movimenta as turbinas, flui em quantidade bem menor, assim a expansão da geração deverá ser através de fontes não hídrica.

No caso da crise hídrica atual, seguramente, as fontes térmicas chamadas de reserva (usinas térmicas contratadas como backup, ou seja, já construídas, mantidas operacionais a espera de serem acionadas, chamadas a gerar energia elétrica apenas quando necessário, como o caso das crises hídricas atual), junto com aumento da geração Solar fotovoltaica distribuída ( que, somada já é hoje já é quase da mesma potência em turbina instalada que  Itaipu), serão suficientes para atender o consumo neste ano de 2021 (Se será suficiente também para 2022,  ainda é cedo para opinar. Mas durante o novembro de 2021, o mês previsto como mais crítico, saberemos).

É fato que o horário de pico do consumo de energia elétrica durante um dia típico “está se deslocando” das 18h às 21h para mais cedo no Brasil. Estima-se que hoje este pico esteja entre 14h e 15h, e agora com o sol, a geração Fotovoltaica poderá contribuir efetivamente para suprimento de energia neste horário crítico.

A Geração Eólica também contribuirá na crise hídrica, mas por ser uma fonte que não é encontrada tão fartamente no território, como a Solar Fotovoltaica, entende-se que sua contribuição, principalmente pensando em adicionais de geração de energia elétrica nova, não será flexível quando a solar fotovoltaica. 

A crise de geração não ocorre apenas por falta de energia elétrica. A Infraestrutura para levar a energia elétrica do seu local de geração para os locais de seu consumo também tem limitação: insuficiência de circuitos de transmissão de longa distância (os cabos das linhas de transmissão não são fisicamente suficientes para levar a energia que sobra em um local, para outro.

Os grandes apagões, que ocorrem por uma falha de uma usina em stress (por estar no limite), ou por acionamento dos equipamentos de proteções dos circuitos transmissão (que também estão em stress), são mais demorados, e mais extensos (geografia), do que os apagões por acionando dos equipamentos de proteção dos circuitos da distribuidora local que nos atende.

Todo este processo de gestão da infraestrutura de rede de energia elétrica do país [chamado de Sistema Nacional de Energia Elétrica (SIN)], é feito pelo Operador Nacional do Sistema, conhecido pela sigla ONS, e que monitora e opera todos os tipos de geradores de energia elétrica que estão interligados ao SIN, todas as redes de transmissão, e as redes de distribuição, incluindo com todas as limitações físicas deste conjunto, e maior que a rede que serve toda Europa.

A ideia da existência do ONS é:  com monitoramento constante do SIN, procurar antecipar problemas de limitação de geração, ou transmissão, acompanhar o desligamento e ligando circuitos de transmissão, e usinas (incluindo as usinas de geração de energia de reserva) num verdadeiro jogo para levar a energia necessária, ao local necessário, quando necessário, a despeito das limitações conhecidas.

A gestão da ONS faz uso de ferramentas de software de simulações de cenários futuros, para saber o que passará em (t), o presente, e (t+1), futuro próximo, e também com base  em series históricas de acontecimentos passados, retroagindo a 20 anos no passado.

Estas ferramentas de simulação são chamadas de “ferramentas de simulação estocásticas” avaliam os impactos sobre os limites físicos (gargalos) de todo SIN (usinas de geração de energia elétrica, de todo tipo e tecnologia, e linhas de transmissão) e, associados a estes gargalos, a probabilidade de ocorrerem.

Esta probabilidade de falta de energia elétrica é muito importante porque é ela que mede o apetite ao risco de não se fazer nada. A estatística usada é de alto nível, até para quem domina estatística e pesquisa operacional (um ramo da matemática, que trata da MINIMZAÇÃO DE IMPACTOS DE RESTRIÇÕES, de “qualquer coisa” necessária para garantir a produção de energia elétrica considerada necessária para o presente e futuro imediato).  

Já as necessidades de médio e longo prazo são tratadas pela EPE, Empresa de Pesquisa Energética, criada para isto: Pesquisar, e apontar o caminho e necessidades par 5, 10, 30 anos do setor elétrico.

Com base nessas informações das simulações, o ONS manda ligar, ou desligar, as usinas de energia de reserva, já mencionadas, segundo uma ordem que ranqueia as usinas de reservar pelo inverso do custo de geração por unidade de energia [R$/kWh].

Normalmente as usinas termelétricas de reserva é que são contratadas como geradoras de energia de reserva, porque são as únicas que podem ser facilmente ligadas e desligadas. Já as usinas Eólicas e Solar Fotovoltaicas têm seus combustíveis gratuitos, e não faz sentido mantê-las desligadas.  A ordem de ligação das usinas de reserva observada pela ONS, é definida a priori, e é chamada de Ordem de Mérito.

Todo final de mês,  um comitê (CMSE, Comitê de Monitoramento do Sistema Elétrico: http://antigo.mme.gov.br/web/guest/conselhos-e-comites/cmse ), presidido pelo ministério das Minas de energia (com presença dos interessados e envolvidos de todo setor elétrico, incluindo ANEEL, ONS etc.) avalia os cenários de riscos de falta de energia elétrica, e suas probabilidades associadas, e determina o acionamento(ou melhor status) das bandeiras tarifárias para o mês seguinte ( e que pode verde, amarelo, vermelha1 e vermelha2), status este  que irã impactar monetariamente nas contas de energia elétrica de todos os consumidores

(A BANDEIRA TARIFARIA É A MESMA EM TODO BRASIL, E COMEÇA NO 1º DIA DO MÊS CIVIL E TERMINA NO ÚLTIMO DIA DO MESMO MÊS CIVIL.

Estas bandeiras tarifarias, então, nada mais são que um “fundo financeiro provisionado” para pagar as usinas de reservas, cujo custo é determinado por um modelo matemático (estocástico) que quantifica o risco de faltar de energia, e transforma em uma “receita de bolo” para o acionamento das usinas termelétricas de reserva, na quantidade suficiente para fornecer energia demandada pelas unidades consumidoras. Tem que ser uma “receita de bolo”, porque na operação do dia a dia, as decisões têm que serem tomadas em minutos.

Com o aproximar da fase mais crítica da crise hídrica, que neste ano as simulações indicam ser novembro/2021, o CMSE deverá se reunir mais frequentemente, e não apenas mensalmente, numa espécie de gabinete de crise.

Recentemente revisaram os valores bandeiras tarifárias (final de junho de 2021), considerando que iriam precisar das usinas de reserva mais caras do que as usinas normalmente acionadas nos períodos secos, dos anos anteriores, ou seja, dos históricos, e o resultado está na tabela a seguir.

É esperado que seja feita nova atualização destes valores & status das bandeiras até o final de mês agosto, validas para setembro.

Se as simulações, que neste momento estão sendo feitas pela ANEEL, indicarem o risco que “o mercado” está cogitando, a bandeira vermelha II (bandeira da crise aguda, o caso) deve sair dos atuais 9,5 centavos/kWh para 18/20 centavos/kWh, sem imposto, porque bandeiras também tem PIS, COFINS e ICMS.

Só para leitor ter uma noção econômica do impacto da crise de energia elétrica na conta de energia de consumidores residências (não baixa renda) do estado de São Paulo [que basicamente é Tarifa de energia (TE + Tarifa de Usos do Sistema de Distribuição (TUSD) + bandeira tarifaria do mês, todos tendo como base de cálculo a quantidade de kWh consumidos período entre duas leituras do relógio medidor]. Na baixa rende o impacto será muito maior, porque a bandeira tarifaria não tem redução para baixa renda , apenas a energia (TE) e o uso do sistema de distribuição (TUSD).

Exemplo do aumento médio do kWh, considerando dados médios de consumidor residência, localizado no estado de São Paulo: TE = 33 centavos, TUSD=37 centavos, e Bandeira vermelho 2 de novembro (supondo o dobro de agosto) (em comparação com um mês normal, cuja bandeira é verde é R$ 0,0)), um aumento do kWh devido ao aumento da Bandeira de) 19/70 = 27% (Bandeira/(TE+TUSD).

E a bandeira pode subir mais ainda, caso a percepção de crise aumente, sem limites legais, o que não deve ser descartado, visto que na última reunião do CMSE (251ª ocorrida em 4/8/20201) todos os indicadores foram atualizados como piora.

Quando o CMSE tem a indicação que nem mesmo usando todas as usinas de reserva disponíveis será o suficiente atender a demanda projetada, considerando a diminuição de geração hídrica, daí ENTRA NO RACIONAMENTO, e é tomada medida pecuniária, como multas, para estimular a diminuição do consumo, podendo chegar à punição do corte de fornecimento de energia.

Em 2001, no último apagão com medida de racionamento, definiu-se a meta era diminuir 20% do consumo mensal médio de energia da unidade consumidora, tendo por base os últimos 12 meses de consumo.

Quem superasse a meta de consumo determinada, pagava uma bela multa pelo excesso, e se reincidisse, estava sujeito a corte.

Desta vez, se a situação piorar, governo está indicando um grande aumento adicional das bandeiras tarifárias, e quem conseguiu atingir a meta, terá desconto na bandeira. É o mesmo que em 2001, mas com uma cara nova, com um sinal de prêmio, e não punição. Racionamento, falou-se apenas em voluntario, como pedido do presidente, quando pediu para desligar uma lâmpada do cômodo de casa.    

Com esta medida (considerando aumento da arrecadação daqueles que não puderem economizar, por qualquer motivo) os limites econômico-financeiros de contratação de energia de reserva são expandidos, e evita-se o racionamento, com a até a contratação de energia de reserva de novos atores, em caráter emergencial:  quem tem dinheiro paga o que for necessário para consumir a energia que superar a sua meta.  

Finalmente, segue o link “do apanhado” que o CMSE  elaborou, e vem atualizando periodicamente, em termos de providencias e preparativos para a crise: https://g1.globo.com/economia/crise-da-agua/noticia/2021/08/26/ons-recursos-para-fornecer-energia-nos-proximos-meses-serao-insuficientes-sem-oferta-adicional.ghtml

Conclusões

Enfim, “tenho fé” que este ano conseguimos passar pelo pior da crise neste ano, com apagões localizados na geografia e no tempo, com a energia caríssima, algo como 30% a 50% líquidos. Como dito, 2022 ainda cabe a Deus, mas logo Ele nos deixará saber.

Quem tiver geração fotovoltaica no telhado “vai nadar de braçada mas em piscina rasa”:

• Se tiverem sistemas bem projetados, então não enfrentarão bem tranquilos a meta de racionamento, desde que mantenham os hábitos de consumo previstos no projeto da geração;
• Se atendido (I), também em termos de valor conta de energia elétrica passarão bem;
• E ainda irão ajudar o sistema integrado nacional, ênfase os seus vizinhos, com sua energia gerada em excedentes
• Nas quando a energia for interrompida, um eventual apagão, ficará no escuro também, porque na maioria das instalações fotovoltaicas (99,9%), o sistema instalado é chamado de “on-grid puro”, ou seja, sistemas on-gid só funcionam se o grid também estiver fornecendo energia: assim o é por norma da ANEEL, e não por defeito ou erro de especificação;
• Se o seu sistema também tiver baterias (0,1%), e portanto chamado de híbrido, mesmo sem energia no grid, o consumidor terá sua energia elétrica enquanto durarem suas baterias, o que depende da autonomia determina no projeto.

Não importa a solução, ou planos, adotados para futuro do nosso sistema elétrico, daqui para frente a energia elétrica será muito mais cara que agora, podendo piorar se os governadores dos estados resolverem subir as alíquotas DE ICMS de energia elétrica, por necessidade de receita. Isto está a distância de uma canetada deles, e de suas assembleias legislativas: Taxar energia elétrica, da mesma forma que taxar combustível, dá resultado rápido, já que as distribuidoras é que fazem a conta, e coletam o dinheiro para os governos estaduais, ou seja, é praticamente uma CPMF (sic).

A água é um recurso muito importante para toda humanidade, ou melhor, para todo ser vivente, e seguramente a priorização dela, para os propósitos de geração de energia elétrica, não pode ser a prioridade zero. Há de se procurar outras fontes renováveis, assim com medidas de economia de energia elétrica para que possamos, como humanos conscientes, ter uma vida justa com, em conjunto com as demais espécies que vivem no planeta.

Dicas para acompanhar a crise hídrica com conhecimento, e responsabilidade

Página da <ONS – Energia agora>

• A ONS. Disponibiliza em seu site, a situação do consumo, geração e transmissão de energia em tempo real (em média a cada 15 minutos) se todas as regiões do Brasil:

ONS – BALANÇO DE GERAÇÃO E CONSUMO EM TEMPO REAL  http://www.ons.org.br/paginas/energia-agora/balanco-de-energia

No acesso de agora, 27/08/2021 – verifica-se que, se não fosse a geração do norte e do nordeste, e sul, SUDESTE/ E CENTRO OESTE JÁ ESTARIAM AS ESCURAS.

• A ONS também disponibiliza a situação dos reservatórios de água em todo Brasil, com atualização diária. Esta informação é importante também para nossos hábitos de consumo de água:

       ONS – CONDIÇÕES DIARIAS DOS RESERVATORIOS DE ÁGUA UTILIZADOS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELETRICA: http://www.ons.org.br/paginas/energia-agora/reservatorios

Os reservatórios são as baterias de energia elétrica que temos, dado que as chuvas não se distribuem regularmente nem no tempo e nem no espaço, e fenômenos com El ninha pioram o cenário, o caso atual.

Neste link pode-se verificar o quão grave é a crise hídrica em relação a geração de energia elétrica, pelo menos.

• A ONS mostra quanto energia o país está consumido por hora durante o dia: http://www.ons.org.br/paginas/energia-agora/carga-e-geracao

Se você olhar nestes gráficos, verá como consumo do Brasil, e de sua região, se comportam, e principalmente os picos.

Para isto observe este gráfico, vários dias seguidos a noite, olhado/fotografado por volta das 23/24h é a foto do dia todo.

Localize os horários de pico no gráfico de sua região.

Nestes horários pico deve-se evitar ao máximo o consumo de energia. É tão bom quando o pedido do presidente, de apagar uma lâmpada.

E nos horários de menor consumo, apresentados no gráfico, devemos fazer, de forma parcimoniosa, as atividades que consomem mais energia, tipo tomar banho, passar roupa e etc., ou seja, é quando o que  devemos fazer, no coletivo, e com consciência, economizar energia para não haver desligamentos : Consciência coletiva na sua casa, e você empresário, na sua empresa, verificando a possibilidade de mudar atividades que hoje demandam energia, e que coincidem com os horários de maior consumo, quando for possível, e você sabe quando.

Nas duvidas, a ONS disponibiliza um glossário de termos http://www.ons.org.br/paginas/conhecimento/glossario , um FAQ http://www.ons.org.br/paginas/conhecimento/perguntas-e-respostas  e um  links de referência http://www.ons.org.br/paginas/conhecimento/links-de-referencia , todos didáticos, o que permite que você leito, tendo interesse, consiga se aprofundar tanto quando queira na crise.   

Dica final

Se começarem os desligamentos de energia, por proteção do sistema elétrico, via sistemas automáticos do ONS e distribuidoras, estes irão tentar recuperar a energia por 3 vezes, a partir da primeira queda, em intervalos de segundos, e de forma sequenciada. Se não conseguirem uma recuperação nestas 3 vezes, melhor pegar uma lanterna, ou vela, se estiver a noite, ou melhor ainda, vá dormir, se tiver chance. Se ocorrer apagão durante o dia (mais provável lá pelas 14/15 horas, se estiver em casa, e hoje office, ligue para o empregador, antes que as antenas de celular esgotem suas baterias, e avise que esta sem energia em casa, e que aparentemente vai demorar um pouco para seu restabelecimento.