sábado, outubro 15, 2011

Perdas no armazenamento eléctrico e o circuito comercial da energia eólica

Como já justifiquei aqui, tenho assumido um rendimento global da bombagem pelas hidroeléctricas reversíveis de 75%, baseado em dados teóricos dificeis de confirmar empiricamente e, na dúvida, preferindo "beneficiar o infractor".
Um desses dados teóricos é um exemplo hipotético constante da memória descritiva do PNBEPH, na pag. 53, que diz "considerando, por exemplo, que nb*nt=0,75...".
Porém, depois de uma busca mais extensa e de algum diálogo com o Ecotretas, comecei a encontrar as tais evidências empíricas que me faltavam, conduzindo-me a valores de rendimento para a bombagem bastante inferiores, 70% na melhor hipótese.
Ora descobri, na própria memória descritiva do PNBEPH, pag. 151 (4.2.2. Valia eléctrica dos aproveitamentos), uma afirmação que me escapara: "...a eficiência global do processo bombagem-turbinamento será bastante inferior a 100% (usualmente 65 a 70% de rendimento global)"!...
Portanto, e considerando ainda as perdas no transporte da energia eólica entre os respectivos parques e as barragens (pelo menos 1.5%), não há dúvida que se pode afirmar com toda a segurança que na bombagem se perde 1/3 da energia eólica armazenada, e não 1/4 como tenho assumido!...
Por outro lado, existe um documento da REN que reconhece que, devido à confluência da chuva com o vento nos Invernos, nem todo o excesso de energia eólica poderá ser armazenado, tendo de se "deitar fora" entre 1 e 3% do total, respectivamente nos cenários de produção eólica que havia e o previsto para 2020. Por conseguinte, a consideração de perdas ainda maiores que 1/3, nesses cenários de produção eólica, e como fiz aqui, não é exagerado.

Vejamos agora como funciona o "circuito comercial" desta energia eólica, de modo a clarificar de vez as mistificações que alguns têm propalado.
Assumamos, por hipótese, que estamos em 2020, com 8500 MW de potência eólica instalada, que produzem em média anual 2100 MW.
Estes 2100 MW médios dão uma ideia da energia anual gerada mas, como já expliquei noutros posts, haverá alturas em que as eólicas estarão a produzir 80 a 90% da potência instalada (7500 MW), e outras em que se ficam pelos 6 a 10% (700 MW), e o sistema tem que ser capaz de viver com esses extremos.
Voltando à energia e seu circuito comercial, os 2100 MW médios são obrigatoriamente aceites pelas redes da REN e da EDP a que os produtores eólicos estão ligados, mas quem compra a energia eólica pelo valor tarifado é o "comercializador de último recurso", a EDP SU ("Serviço Universal"). Este valor é, em 2011, em média, de 9,54 ç/kWh, como se pode ver aqui (o lobby eólico detesta que se mostrem estes números...).

Tendo então pago aos produtores eólicos 1756 milhões de €, por aqueles 2100 MW médios anuais (na realidade e presentemente, como ainda vamos em metade desses 8500 MW, os produtores eólicos também só recebem metade daquele dinheiro, 878 milhões de €), o comercializador vende directamente à EDP Distribuição 2/3 dessa energia, ao valor de mercado médio de cerca de 5 ç/kWh.
Portanto, por 2/3 da energia pela qual terá pago 2/3 x 1756 M€ = 1171 M€, receberá dos consumidores apenas 614 M€ à conta de energia. O resto, 557 M€, será pago pelos consumidores como "custos de interesse económico geral", ou CIEG, neste exemplo a 4,54 ç/kWh - o que faltava para os 9,54 ç/kWh recebidos pelos produtores eólicos.
Continuando o exemplo hipotético, para o outro 1/3 de energia eólica que sobrou, 700 MW em média, não há consumidores, e por isso o comercializador vende-a a preço zero a quem aparecer, e quem aparece são as barragens. Porém, como o pagou a 9,54 ç/kWh aos produtores eólicos, fica com um prejuízo de 585,4 M€, de cujo reembolso a ERSE se encarregará de tratar.
As barragens, que compraram essa energia a 0 ç/kWh, vendem-na, nas horas de ponta, por exemplo a 9 ç/kwh, mas na verdade não toda, porque 1/3 se perdeu no processo; vendem apenas 460 MW em média. Recebem, portanto, 362,9 M€ anuais, o suficiente para rentabilizar o serviço prestado.
Entretanto, os consumidores adquiriram 1400 MW médios pelos quais pagaram os 9,54 ç/kWh devidos aos produtores eólicos (5 à conta de energia e 4,54 à conta de CIEG, como vimos), e adquiriram mais 460 MW das barragens, a 9 ç/kWh.
Mas as contas não estão completas. Faltam os 585,4 M€ de prejuízo que o comercializador teve ao adquirir os 700 MW eólicos a 9,54 ç/kWh para os vender de borla às barragens.
Duas coisas podem agora acontecer.
Na primeira, a ERSE manda repercutir na tarifa dos consumidores aquele valor (eventualmente no ano seguinte), e estes vêm a pagar, portanto, mais 585,4 M€ pelos 1860 MW médios de energia eólica que lhes chegou aos contadores (desprezando as perdas na rede), ou seja, pagam mais 3,6 ç/kWh eólico (585,4 M€/(1860*8760 horas)), naturalmente como CIEG!
Recapitulando, os consumidores adquirem 1400 MW ao preço pago aos produtores eólicos (9,54 ç/kWh) e 460 MW ao preço pago às barragens (9,0 ç/kWh), mas depois pagam ainda 3,6 ç/kWh por cada um desses 1860 MW médios, o que dá um custo total de exactamente 13,0 ç/kWh.
O acréscimo de 3,46 ç/kWh sobre os 9,54 ç/kWh pagos aos produtores eólicos é o sobrecusto sistémico das barragens e das perdas no processo de armazenamento. Totaliza, como vimos, 585,4 M€, dos quais 362,9 M€ são as receitas das barragens, e a diferença, 222,5 M€, é o pagamento da energia perdida na armazenagem, paga aos produtores mas impossível de consumir.
Mas pode acontecer outra coisa.
Pode acontecer que o Governo decida que não quer sobrecarregar já os consumidores, e que portanto os tais 585,4 M€ de prejuízo da EDP SU não sejam repercutidos no tarifário dos consumidores no ano seguinte.
O comercializador fica com esses 585,4 M€ em crédito, que regista como "activo circulante", mas o dinheiro na verdade está em falta.
É o défice tarifário.
Que faz então o comercializador? Vende esse crédito à banca, ("titulariza-o") e recebe o dinheiro.
Quem fica com a dívida agora é a banca, mas esta não tem que se preocupar porque o Estado garante o pagamento do défice que entretanto rende juros. Neste exemplo, 585,4 M€.
Naturalmente, essa dívida vai crescer, por via dos juros acumulados e, por outro lado, ao ter servido para reembolsar a EDP SU do seu prejuízo, esse dinheiro vai faltar à banca para financiar a economia.
É o que vinha a acontecer, e é o que vai continuar a acontecer.
Claro que os 13,0 ç/kWh a que cheguei no exemplo não são tudo o que o consumidor vai pagar, nem sequer tudo o que vai pagar pelo custo da energia eólica. Terá ainda que pagar o backup das térmicas necessárias para quando não há vento e que quando há estão paradas mas prontas a produzir, e ainda o custo da rede eléctrica e os custos de todos os restantes serviços associados.
Mais IVA.

13 comentários:

EcoTretas disse...

Muitos parabéns por este post elucidativo. Boa descoberta a do PNBEPH. É interessantíssimo como há tanta investigação associada a determinados domínios, e tão pouco referente à eficiência da reversibilidade...

Ou então, há, mas as "descobertas" vão parar às gavetas!

Ecotretas

Anónimo disse...

Eu acho que é deplorável haver gente a fazer muito dinheiro com estas negociatas das energias renováveis, à custa do estado e à custa de usarem o aquecimento global como desculpa para saquearem as carteiras das pessoas. Eu gostava de acreditar que isto seria tudo necessário para termos um ambiente mais limpo e um futuro planeta habitável, mas custa-me a crer...

António Esteves disse...

Caro Prof. Pinto de Sá
Admiro a sua paciência para apresentar este churrilho de contas que apenas foram feitas para se chegar ao resultado final pretendido. Contudo, eu sei e o Sr. seguramente também saberá, que embora o valor médio em 2010 fosse de 9,54c/kWh para cerca de 3700 MW de potência eólica instalada, os últimos cerca de 1000 MW instalados têm uma tarifa inferior a 7,0c/kWh, e seguramente os próximos (diferença para os 8500 MW / 2020) terão uma tarifa ainda inferior, vide as tarifas das licenças atribuidas com base no concurso fase C (mais de 20% de desconto à tarifa actual - 7,4c/kWh). Não deve esquecer também que as tarifas atribuídas são válidas por 15 anos pelo que em 2020, provávelmente já estarão a níveis de mercado.
Estas tarifas, trarão o valor médio em 2020 para mais próximo dos 7c/kWh do que os seus 9,4c/kWh.
Como sabemos, isto altera significaticamente as suas contas e consequêntemente as conclusões.

Pinto de Sá disse...

Caro Sr. Esteves,
O valor médio em 2010 foi de 9,16 ç/kWh, efectivamente para cerca de 3700 MW instalados, e não de 9,54 ç/kWh. Este, é o valor já de 2011, até Julho, quando íamos com 4200 MW instalados!
O que é evidente é que embora os MW mais recentes tenham efectivamente uma tarifa menor, isso não tem feito o custo médio baixar! É a ERSE que o diz, não é especulação minha. Ou não é verdade?
Quanto ao futuro, talvez o custo baixe ligeiramente (dos tais 9,54 para 7,4), mas nessa altura o sobrecusto sistémico da bombagem e dos backups será enorme.
A única esperança numa real descida seria o facto das tarifas só serem válidas por 15 anos, não se desse o caso de 15 anos ser precisamente o tempo médio de vida de um aerogerador, segundo as estatísticas dinamarquesas. Ou seja, quando as tarifas caducarem, as turbinas também irão para a sucata, pelo que é duvidoso que alguma vez cheguem efectivamente a trabalhar a preços de mercado - pelo menos de forma significativa.
Pelo que não vejo onde tenha que alterar as contas, nem em que é que elas "foram feitas para chegar ao resultado final pretendido".

António Esteves disse...

Caro Prof. Pinto de Sá
Se bem li o seu post, o sobrecusto sistémico já entra nas contas, obviamente partindo de um valor de venda da eólica, para bombagem, errado.
O tempo médio de vida dos Dinamarqueses, eu não sei. Contudo a Enercon garante uma vida útil superior a 20 anos.
Por outro lado, o repowering levará à substituição dos aerogeradores antigos por outros mais modernos e eficientes, já sem tarifa garantida, para trabalhar mais 20 anos.
Em conclusão, em 2020 teremos 8500MW de eólica a produzir a valores de mercado, com significativo benefício para a balança de transações nacional.

Pinto de Sá disse...

Caro Sr.(Eng.?) Esteves,
Não entendi bem a que se refere com os meus cálculos, mas se é aos 95,4 €/MWh, isso está no quadro que copiei para o post de um doc. da ERSE de que também forneço o link!
Por outro lado, não sei porque considera "obviamente" errado o valor de venda da eólica para bombagem. "0" já é um valor frequente, e muito mais o será quando se tornar sistemático o excesso de eólica pela madrugada! De qualquer modo, o resultado final para o consumidor não depende muito disso - para as eólicas convirá que seja positivo, o valor, mas as hidroeléctricas até desejam que possa ser negativo, algo realizável se futuramente parte dos proveitos das eólicas vier do mercado e só parte do "feed-in".
Quanto aos 20 anos de garantia da ENERCON para os seus aerogeradores, não creio que existam muitos que o possam testemunhar. E quanto ao futuro, admito sem problemas que possa chegar um tempo em que as eólicas sejam competitivas sem ajuda, e mesmo controláveis. Aliás já o são, em certas condições e desde que não requiram sobrescustos sistémicos, como o Brasil está a fazer e dei conta no meu blog.
O que não acho é que Portugal deva custear desta maneira esse amadurecimento dessa tecnologia estrangeira! Não estamos em condições de suportar um défice tarifário como o que temos - Portugal é um país pobre, meu caro, e não tem a compaixão desses países a que subsidiamos a tecnologia!

António Esteves disse...

Caro Prof. Pinto de Sá
Parece-me pouco provável que ao acrescentarmos MW (cerca de 800 em 4500 ligados à rede hoje) em que a tarifa é inferior a 7c/kWh o valor médio aumente.
O valor da bombagem de acordo com as suas contas é pago a 9,54c/kWh o que pressupõe que a tarifa média, para os 8500MW é esse. Ora, como tive oportunidade de lhe provar no meu comentário anterior, esse valor estará mais próximo dos 7 do que dos 9c/kWh.
Quanto à vida útil, os aerogeradores Enercon instalados há mais tempo em Portugal, viram recentemente os seus contratos de manutenção/garantia extendidos para 20 anos.
Para termos eólicas rentáveis no futuro, temos que fazer alguns investimentos no presente.
Quanto à controlabilidade, deve saber que as licenças atribuídas ao abrigo dos concursos fase A e B têm a obrigatoridade de estar ligados a centros de despacho que podem receber ordens para redução da produção em até 10%. Estes centros de despacho já se encontram a funcionar (não esquecer que estamos a falar de 1600MW).
Apesar da tecnologia ser Alemã, a Enercon emprega hoje em Portugal, directamente, cerca de 1500 pessoas, contribuíndo de forma significativa para a economia nacional e para a balança comercial tendo em conta o significativo volume de exportações em curso

Pinto de Sá disse...

Caro Sr. Esteves
- Relativamente a controloabilidade não me referia ao Despacho, mas a auto-controlabilidade que já muitos países exigem e, portanto, os fabricantes sabem implementar, mas que a nossa vergonhosa falta de regulamentação técnica não requer: refiro-me a estatismo, simulação de inércia, capacidade de funcionar com reserva de potência, etc.
- Quanto ao facto de apesar dos últimos leilões terem produzido contratos de 7,4 ç/kWh e mesmo assim o preço médio subir, COMO O DOCUMENTO DA ERSE PROVA (não vi nada da sua parte que provasse o contrário), a explicação é simples: a indexação das tarifas dos aerogeradores mais antigos à taxa de inflação, e ao grande peso que eles têm na média global.
De qualquer modo, note que no meu exemplo o essencial é o acréscimo de 3 ç/kWh que a armazenagem acarreta sobre o preço do kWh eólico. Admito que, no futuro, o preço desta possa baixar dos 9,54 para os 7, quando os tais aerogeradores com tarifas antigas indexadas à inflacção as deixarem de as ter; mas se quisermos contabilizar tudo, noto-lhe que no meu cálculo faltam os custos do backup térmico, hoje essencialmente contidos nos CMEC, pelo que uma coisa compensará a outra.
Cumprimentos,

Anónimo disse...

Tire-se o subsídio, e tire-se a prioridade à entrada na rede.
Mantenha-se o IVA sobre o preço de venda ao consumidor, e vamos lá a ver quem é o Privado (na verdadeira acepção do termo) que mete dinheiro nas eólicas. Se é assim tão bom, até hão-de fazer bicha para obter uma licença. Tudo o resto são miosótis... Ou será que o Dr. Mexia meteu os 3,5 milhões de euros do SEU prémio de gestão, no projecto, construção e exploração de um aerogerador SEU, e andamos todos distraídos e não reparámos?

É que este filme de terror tem duas partes:
a) por um lado o Estado subsidia as eólicas e obriga-se a continuar a fazê-lo,
b) por outro lado perde receitas através dos impostos - nomeadamente no ISP...
Mas de onde é que vem o dinheiro?!?! É que as duas parcelas anteriores são ambas negativas, e pior que isso: são sempre a crescer para o lado da despesa... Será que o saque ao dinheiro dos Contribuintes não tem de acabar?

As voltas que o Mundo dá, são verdadeiramente espantosas... Lembro-me de ver o Ministro Mexia na Assembleia da República, a fazer o mesmo tipo de reflexão ao Engenheiro Cravinho, mas a propósito das SCUTs... O que é mudou? Ah! mas esta pergunta não precisa de resposta - é demasiado fácil de compreender...
AM

Portugal Bipolar disse...

Caro Prof. Pinto de Sá,
Em dialogo com o ecotretas e lendo o seu blog não encontro indícios fiáveis do desperdício afirmado neste post.
Não entendo onde estão as “… tais evidências empíricas que me faltavam…”
Mas desse assunto falaremos depois…
Gostaria apenas de focar os desperdícios no transporte.
Se a electricidade for consumida na hora, temos de contar com 1.5% a 2% de desperdício para o transporte.
Se a energia for Nuclear (a mais barata) também passa pelas mesmas linhas, tendo igualmente 1.5% a 2% de desperdício!
Seja qual for a fonte de energia o desperdício de transporte está sempre lá!
Não entendo porque deve este desperdício ser contabilizado na Bombagem…
Melhores Cumprimentos
Jony

Pinto de Sá disse...

Caro Bipolar,
É que se a electricidade tiver de ser armazenada em barragens, vai ter de fazer o percurso na rede de transporte duas vezes, em vez de uma só: das centrais primárias para as barragens, e depois destas para os consumidores.
Portanto, sofre duas vezes perdas de 1,5-2%, uma das quais associável à bombagem.
Cumprimentos

Portugal Bipolar disse...

Caro Prof. Pinto de Sá,

Era exactamente aí que eu pretendia chegar.
Para depois da sua explicação lógica lhe fazer as seguintes perguntas finais...
Se por excesso de produção a energia for passada a Espanha a 0€/MW quem paga o desperdício no transporte?
Este tipo de desperdícios não está incluído nos custos económicos de interesse geral?
E se a energia for vendida a 1€/MW?
Sendo o preço pago em Portugal por energia eólica 85€/MW o preço pago por Espanha não paga o desperdício total do transporte!
A quem é apresentada a factura do resto?
E se o dia for bastante chuvoso e o desperdício subir para 3 ou 5%?
Existem milhares de exemplos durante o ano de energia a ser vendida a menos de 3€/MW.
A quem é apresentada a conta do desperdício?
Por último, pode confirmar-me se o valor de 5m³/Segundo é fiável para bombagem?
Conforme referi ao Ecotretas a (falta de um botão de pesquisar) nos vossos blogs dificulta bastante a localização de assuntos específicos e eu tenho o valor na cabeça, Julgo que foi visto num dos 3 Blogs a que eu apelido de Troika da energia (Ecotretas; A Ciência não é neutra e Luz Ligada) mas de momento não encontro e como cheguei a valores completamente ridículos de desperdício na bombagem devido a evaporação, antes de publicar os valores a que cheguei gostaria de os ver confirmados.
Cumprimentos
Jony

Portugal Bipolar disse...

Todos devem ter o mesmo tratamento.
Se um produtor de electricidade produz 100MW argumenta que as perdas de rede não devem ser da sua responsabilidade, ele produziu 100MW e quer receber 100MW ao preço acordado independentemente das perdas do transporte.
Quem armazena electricidade deve ter o mesmo tratamento, ou seja, as perdas a considerar devem ser só as que resultam do armazenamento.
Seja por bombagem ou por outro sistema qualquer deve ser assumido que as perdas contam da "porta para dentro".
Sendo a Eólica produzida principalmente a norte de Portugal, que culpa tem o Alqueva (principal armazenista nacional) que a energia quando chega à sua porta tenha já um desperdício de 1%; 2% ou 3%?
Se o Alqueva não aceitar que essas perdas lhe sejam imputadas qual é a alternativa?
Julgo que a alternativa será vender essa energia a Espanha a preços entre os 0€ e os 3€/MW, ora se a Eólica é paga entre 85€/MW e 95€/MW a venda a Espanha a valores entre 0 e 3€ não paga o desperdício no transporte!
Isto deve ser válido para todos os sistemas de armazenamento de energia.
Não pretendo com este comentário convencê-lo de que a minha opinião é a mais correcta (seria ridículo).
Temos sobre este assunto opiniões contrárias.
O mesmo se passa com a energia Nuclear, conforme já expliquei anteriormente.
Independentemente das nossas divergências, julgo que o objectivo final é o mesmo (fazer de Portugal 2030 um pais muito melhor que o Portugal actual).
Por a energia ao serviço da Economia, não a economia ao serviço da energia!
Sinto-me confortável ao afirmar que a TROIKA foi, e é uma lufada de ar fresco expondo muito do que de errado se tem feito no nosso país.
Visto por este prisma, as nossas divergências são pormenores insignificantes.
Cumprimentos
Jony