Análise do impacto do aumento de geração de energia elétrica por fontes solar e eólica no setor elétrico brasileiro

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico, Programa de Pós-Graduação em Administração, Florianópolis, 2022.O planeta vive um momento de transição energética, em que países buscam aumentar a participação de fontes renováveis em suas matrizes elétricas. Geradores solares e eólicos apresentam diversas vantagens, como zero emissão de carbono durante a operação, custos de operação próximos de zero, e grande potencial de instalação em diversos locais pelo mundo. No entanto, alguns desafios surgem quando estas fontes aumentam a participação nos sistemas elétricos, como a volatilidade na energia gerada. Este trabalho busca compreender como a volatilidade na geração de energia elétrica por fontes solar e eólica impacta na comercialização e operação do sistema elétrico brasileiro. Para tanto, realizou-se uma pesquisa exploratória na literatura para se compreender os aspectos relevantes a serem considerados na análise do contexto brasileiro. Questões como a flexibilidade na operação, necessidade de armazenamento de energia, expansão do sistema de transmissão, novas tecnologias e complexidade na gestão dos fluxos energéticos foram analisadas e contextualizadas nas previsões e análises dos agentes públicos responsáveis pelo setor elétrico nacional. A comercialização foi analisada levando em consideração os dois ambientes de contratação de energia, o Ambiente de Contratação Livre (ACL) e o Ambiente de Contratação Regulado (ACR). Os diferentes ambientes possuem dinâmicas distintas, o que foi suficiente para diferenciar os impactos de fontes renováveis intermitentes na composição de preços, gestão de riscos na comercialização e expansão da oferta de energia. A composição da matriz elétrica brasileira é importante aliada ao aumento de fontes renováveis, pela capacidade de armazenamento, grande potencial de geração solar e eólico e ramp-up capacity, pela presença de hidrelétricas e termelétricas a gás natural para responder à inflexibilidade e volatilidade de fontes intermitentes. Compreender os processos de transição elétrica e planejar para estes cenários é importante e acomodar fontes renováveis intermitentes é certamente parte da equação que o setor elétrico brasileiro precisará resolver.Abstract: The world is experiencing a time of energy transition, in which countries seek to increase the share of renewable sources in their electrical matrixes. Solar and wind generators have several advantages, such as zero carbon emissions during operation, operating costs close to zero, and great potential for installation worldwide. However, some challenges arise when these sources increase participation in electrical systems, such as non-operability, which generates volatility in the energy generated. This work seeks to understand how the volatility in the generation of electric energy by solar and wind sources impacts the commercialization and operation of the Brazilian electric system. Therefore, exploratory research was carried out in the literature to understand the relevant aspects to be considered in the analysis of the Brazilian context. Issues such as flexibility in operation, need for energy storage, transmission system expansion, new technologies and complexity in managing energy flows were analyzed, and contextualized in the forecasts and analyses of public agents responsible for the national electricity sector. Commercialization was analyzed taking into account the two energy contracting environments, the Free Contracting Environment, and the Regulated Contracting Environment. The different environments have different dynamics, enough to differentiate the impacts of intermittent renewable sources in the composition of prices, risk management in the commercialization, and expansion of the energy supply. The composition of the Brazilian electricity matrix is an important ally to the increase in renewable sources due to the storage capacity, great potential for solar and wind generation, and ramp-up capacity because of the presence of hydroelectric and natural gas thermoelectric plants to respond to the inflexibility and volatility from intermittent sources. Understanding the electrical transition processes and planning for these scenarios is important and accommodating intermittent renewable sources is certainly part of the equation the Brazilian electricity sector will need to solve