A queda de preços da energia fotovoltaica e eólica pode trazer aumento de tarifa para os consumidores

No final de junho de 2019, o valor da produção futura de energia fotovoltaica foi comercializado a R$64,99 por megawatt-hora (MWh), pela primeira vez inferior aos preços praticados por usinas eólicas e hídricas. O preço foi menor que o praticado em 2010 pela usina de Belo Monte que negociou contratos de R$87 por MWh. Paradoxalmente, a redução do preço das energias intermitentes, como fotovoltaica e eólica, pode resultar no aumento das tarifas de energia elétrica para os consumidores.

De modo geral, no mercado internacional o preço do watt (unidade de potência) gerado por painéis fotovoltaicos caiu 75% e 50% da geração eólica, entre 2009 e 2017. Entretanto, no mesmo período, na Alemanha o preço da energia ficou 51% mais caro durante a expansão da geração fotovoltaica e eólica, entre 2006 e 2010. Ocorreu o mesmo fenômeno na Califórnia, durante a expansão do sistema de energia fotovoltaica com um aumento de 24%, entre 2011 e 2017. Na Dinamarca, os preços dobraram desde a implantação do sistema de energia eólica, a partir de 1995.

Várias hipóteses foram levantadas para o aumento do preço da energia para os consumidores. Uma hipótese era que com a redução do preço das energias renováveis e, portanto, tornando-as mais acessíveis para os consumidores o preço das outras fontes de energia, principalmente, carvão, gás natural e nuclear se tornassem mais caras, neutralizando a economia das fontes renováveis.

Esta hipótese não se confirmou, pois o preço do gás natural caiu 72% nos Estados Unidos, principalmente, devido ao Fracking, método de extração de gás do xisto, ou shale gas, entre 2009 e 2016. Na Europa, o preço do gás natural reduziu cerca de 50% no mesmo período. Em ambos os casos, o preço da energia fotovoltaica e do carvão ficaram estáveis no período.

Outra hipótese para a elevação dos preços de energia foi o fechamento de usinas nucleares. Em 2010, a Califórnia fechou uma usina nuclear de 2.140MW e a Alemanha encerrou as operações de 5 usinas e desativou 4 reatores de usinas em operação, representando uma redução de 10.980MW. Esta hipótese é interessante, pois a energia nuclear é uma das mais baratas do mundo. A redução destas usinas tenderia o aumento do preço da energia para os consumidores.

Entretanto, esta hipótese se confirmaria se o preço de outros combustíveis, como gás natural e carvão, elevassem o seu preço, fato que não ocorreu, permanecendo seus preços estáveis. Desta forma, esta hipótese não se confirmou.

A hipótese seguinte é que o motivo do aumento do preço da energia está ligado ao avanço da geração de energia renovável. Para fundamentar está hipótese, observamos a participação da energia fotovoltaica e eólica na Dinamarca foi de 53%, na Alemanha foi de 26% e na Califórnia foi de 23%. Coincidentemente, os dois países da Europa têm os preços de energia mais altos do continente. Segundo a organização Environmental Progress, entre 2016 e 2017, os preços da eletricidade da Califórnia subiram três vezes mais do que no resto dos Estados Unidos, reforçando a hipótese que o aumento de energia renovável eleva o preço da energia.

Se esta hipótese for correta, qual a razão do aumento do preço da energia quando os equipamentos reduzem de preço?

Uma das razões mais provável é o custo da infraestrutura de reserva de energia de base para atender a demanda em caso de falha da geração de energia de fontes intermitentes, como fotovoltaica e eólica.

O consumidor de energia compra um “serviço” de abastecimento de energia, onde as empresas do setor devem atender os indicadores de qualidade previstos em contrato, como níveis de tensão e disponibilidade. Seria difícil explicar para os consumidores que faltou energia porque a velocidade dos ventos diminuiu ou que os painéis fotovoltaicos não estão recebendo radiação suficiente para gerar energia devido a densas nuvens no céu.

Para prevenir de casos como o descrito acima, o sistema elétrico de manter hidrelétricas e termoelétricas, a chamada energia de base, prontas para serem acionadas em caso de falha de geração de fontes intermitentes. Estas fontes têm condições de armazenar energia: as hidrelétricas nos lagos de reserva; e, as termoelétricas em tanques de óleo ou reservatórios de gás natural. Manter esta disponibilidade custa caro e deve ser repassada para os consumidores de energia.

Outro fator é a geração de energia distribuída, onde os consumidores passam a gerar sua própria energia, tornando-se prosumers (produtores e consumidores de energia). Os prosumers entregam o seu excedente de energia para a rede de distribuição, que pode ser estimado, porém não garantido. Isto exige que o sistema tenha capacidade de atender a demanda considerando a aleatoriedade do fornecimento de energia dos prosumers.

Quanto mais cresce a geração distribuída maiores são os desafios de gerenciamento da rede. Por exemplo, durante o dia as plantas fotovoltaicas geram, normalmente, mais energia que a demanda, porém, esta energia excedente deve ser consumida para manter o equilíbrio do sistema elétrico. Na Europa, alguns países pagam para outros países consumirem sua energia.

Por outro lado, durante à noite quando aumenta o consumo de energia, as fontes fotovoltaicas ficam incapazes de gerar energia, simplesmente, pela ausência do Sol. Para armazenar a energia das fontes fotovoltaicas é necessário grandes baterias, fato que eleva o custo da energia.

Em uma breve análise, pode parecer que a troca de energia entre o concessionário de energia e o prosumer é justa, ou seja, o prosumer entrega a energia excedente durante o dia para o concessionário e a noite ele a recebe de volta, pagando a diferença a maior ou recebendo créditos se entregar mais que recebeu. Entretanto, se a soma do volume entregue durante o dia é maior que capacidade do sistema absorvê-la, o concessionário terá que descartá-la para manter o sistema em equilíbrio e, consequentemente, perdendo receita e sendo compensada pelo aumento do preço de energia.

Esta breve exposição de argumentos pode justificar o aumento de preço de energia com a expansão das gerações fotovoltaicas e eólicas.

O preço da energia é um fator fundamental para o desenvolvimento econômico, uma vez que representa um dos principais custos de produção.

Para prosumers com porte financeira para construir plantas fotovoltaicas com capacidade para gerar o mínimo suficiente para atender as suas operações, o preço da energia no mercado passa a ser irrelevante e, desta forma, trazendo enorme vantagem competitiva para a empresa.

As empresas do setor de energia (geradoras, transmissoras e distribuíras) buscam o equilíbrio financeiro através do reajuste tarifário da energia, previstos nos contratos de concessão.

As empresas, por sua vez, incorporam o preço da energia nos custos dos produtos e serviços. Sobrou para o consumidor final pagar a conta das garantias pela disponibilidade e equilíbrio do sistema elétrico.

Entretanto, do ponto de vista macroeconômico, as consequências não são boas, pois no cenário econômico global o país perde competitividade de seus produtos e serviços, podem perder disputas para a instalação de fábricas, devido ao preço da energia.

Uma solução é a introdução de grandes baterias para armazenar energia das fontes intermitentes: fotovoltaica e eólica.

Um sistema de armazenamento de energia solar pode representar uma receita até 50% maior por local, além de eliminar a variabilidade solar ao longo do dia, como a passagem de nuvem, e expandir a entrega de energia durante parte da noite. Como o vento não é contínuo e é sazonal, as baterias servem para manter um fluxo contínuo de energia na rede, eliminando a variabilidade dos ventos.

Concluindo, o preço da energia aumenta com a expansão das fontes de energia intermitentes – fotovoltaica e eólica – devido a necessidade de manter uma infraestrutura de reserva de geração de energia de base (hídrica e termo) para atender, quando necessário, a demanda devido a inconstância de fornecimento de energia das fontes intermitentes. Nota-se, desta forma, que o uso de energia fotovoltaica e eólica não é ilimitada, pois é necessária uma infraestrutura de geração de base para compensar a intermitência das fotovoltaicas e eólicas. Também, a falta de previsibilidade de geração das fontes de geração distribuídas dos prosumers inviabiliza a otimização de geração do sistema, onde em certas ocasiões a concessionária de distribuição tem que descartar a energia recebida dos prosumers para manter o equilíbrio e estabilidade do sistema elétrico, porém tendo que ressarcir os prosumer com energia para o seu consumo. Uma alternativa para evitar a alta de preços de energia é o uso de grandes baterias para armazenar energia para evitar a intermitência e prolongar a entrega de energia ao sistema, podendo resultar maiores receitas para a planta de geração de energia renovável.

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