terça-feira, outubro 25, 2011

UTFPR no Jornal Hoje

A geração de energia por meio do esforço humano foi objeto de reportagem do Jornal Hoje de ontem, 24/10/11. O minuto final da reportagem abordou uma bicicleta montada pelo prof. Ednilson Maciel, do DAELT. A bicicleta, que permanece estática, foi exibida na ExpoUT 2011, realizada na semana passada, e pode ser usada para gerar energia por meio do esforço humano, produzindo até uns 100 W.

Embora o tom da reportagem seja excessivamente otimista, a bicicleta do prof. Maciel é um excelente recurso didático. De fato, quem pedalou nela sabe o grande esforço necessário para produzir 100 W durante alguns segundos!

Link para a reportagem:
http://g1.globo.com/jornal-hoje/noticia/2011/10/tecnologia-usa-biciletas-e-pistas-de-danca-para-produzir-energia-eletrica.html

Ampliação do Livre Mercado de Energia

Um dos aspectos mais curiosos do livre mercado de energia brasileiro, oficialmente conhecido como Ambiente de Contratação Livre (ACL), é que nem todos os consumidores são qualificados para se tornarem livres. Consumidores conectados antes de 8/7/1995 podem se tornar livres, desde que tenham demanda instalada igual ou superior a 3 MW e tensão de conexão igual ou superior a 69 kV. Se tiverem sido conectados após 8/7/1995, o único requisito passa a ser a demanda igual ou superior a 3 MW. Estes consumidores são livres para contratar qualquer tipo de energia, seja ela proveniente de usinas de grande porte (com capacidade instalada acima de 30 MW, denominada energia convencional) ou de usinas de pequeno porte (capacidade instalada abaixo de 30 MW, denominada energia especial). Caso o consumidor tenha demanda instalada igual ou superior a 500 kW, conectado em qualquer tensão, a migração somente pode ser feita como consumidor especial, com energia contratada junto a fontes incentivadas (PCHs, usinas de biomassa, eólicas ou solares, todas com capacidade instalada igual ou inferior a 30 MW). As fontes incentivadas têm direito a um desconto mínimo de 50% sobre a parcela "fio" da TUSD, repassando tal direito aos consumidores por elas atendidos.

Os consumidores livres e produtores independentes de energia foram criados em 8/7/1995, por meio da Lei 9.074/95. Depois disso as únicas mudanças nos critérios de elegibilidade para migração ao mercado livre ocorreram em 8/7/2000, quando o requisito de demanda, anteriormente fixado em 10 MW, foi reduzido para 3 MW, e em 26/2/2002, quando os consumidores especiais foram criados [1]. Para fins de comparação, em vários países que instituíram seus mercados livres, inclusive países da América Latina, os limites de migração são atualmente inferiores aos brasileiros, mesmo considerando-se os consumidores especiais. Alguns exemplos são: Argentina (30 kW); Colômbia, Guatemala, Paraguai (100 kW); Uruguai (250 kW).

Um dos motivos da paralisação na evolução dos critérios de elegibilidade para o mercado livre foi a eleição de um novo governo federal em 2003, com visão comercial diferente daquela do governo que criou o mercado livre. O modelo anterior do Setor Elétrico, implantado a partir de 1998, havia enfrentado dificuldades para entrar em funcionamento e recebeu, incorretamente, parte da culpa pela crise energética de 2001/2002. Na ânsia por evitar novas crises, o novo governo reestruturou o antigo Mercado Atacadista de Energia (MAE), criando o ACL e o ACR (Ambiente de Contratação Regulada) e as novas regras de contratação de energia. Passados tantos anos, entretanto, o mercado livre já provou sua grande força e muitos agentes acreditam estar na hora de estudar mudanças nos critérios de elegibilidade. Além disso, todos os consumidores de grande porte que poderiam migrar já o fizeram, o que significa que o mercado de energia convencional encontra-se estagnado há algum tempo.

Uma mudança poderá advir com a aprovação de duas emendas à Medida Provisória 540, cujo relator é o deputado Renato Molling (PP-RS). A primeira emenda diz respeito à venda de excedentes pelos consumidores livres, enquanto a segunda determina datas para a ampliação do mercado livre. A partir de 1° de janeiro de 2012 todos os consumidores com demanda igual ou superior a 3 MW, conectados em qualquer tensão, estariam qualificados a migrar para o ACL. Em 1º de janeiro de 2014 o limite seria reduzido para 2 MW [2].

O pleito para ampliação do limite de elegibilidade do mercado livre é antigo. Por exemplo, o Projeto de Lei 402/2009, cujo relator é o senador Delcídio Amaral (PT-MT), estabelece uma flexibilização progressiva, até chegar-se a 1 MW, e elimina o limite mínimo de tensão. Tal projeto ainda se encontra na relatoria e não foi tomada uma decisão sobre ele.

Um problema que surgirá com um novo critério de elegibilidade será o impacto no mercado de energia incentivada. De fato, consumidores com demanda acima de 500 kW já podem se tornar livres, desde que supridos por fontes incentivadas. Com a mudança, consumidores com demanda acima de 1 MW (supondo o pleito do PL 402) poderão contratar energia convencional, mais abundante do que a incentivada. Contudo, um estudo da Andrade&Canellas, contratado pela Associação Brasileira dos Comercializadores de Energia (Abraceel), concluiu que não haverá competição entre fontes convencionais e incentivadas em 88% da nova faixa aberta aos consumidores livres (1 MW a 3 MW, novamente supondo o pleito do PL 402), por causa do desconto na TUSD obtido quando a energia contratada é incentivada. Para amenizar ainda mais o impacto, outra medida que vem sendo defendida pela Abraceel é a redução do limite de elegibilidade dos consumidores especiais para 300 kW.

Sejam quais forem as mudanças que o mercado livre possa sofrer em um futuro próximo, estas dirão respeito somente ao Grupo A (Alta Tensão), que inclui, grosso modo, os consumidores com demanda acima de 300 kW. O Grupo B, dos consumidores de Baixa Tensão, que inclui os consumidores residenciais, deverá continuar por um bom tempo sendo atendido pelo ACR, monopólio das distribuidoras de energia. Esperemos que um dia os consumidores residenciais possam também migrar para o mercado livre, vindo a obter menores preços e maiores flexibilidades contratuais.

[1] FLOREZI, Guilherme. Consumidores livres de energia elétrica: uma visão prática, 2009, Dissertação de Mestrado, USP. Disponível em: http://bit.ly/ouASiX.
[2] JORNAL DA ENERGIA. MP 540 traz mecanismos para ampliar o mercado livre de energia, 13 de out. 2011. Disponível em: http://bit.ly/pGFdI1.

sexta-feira, outubro 21, 2011

A produção das fontes renováveis e a “maldição do otimizador”

A produção de energia elétrica no Brasil é garantida por uma multiplicidade de usinas, as quais podem ser divididas, grosso modo, em hidrelétricas, termelétricas (carvão, gás, diesel e óleo combustível), nucleares (Angra I e II) e renováveis. Estas últimas incluem centenas de pequenas usinas, tais como hidrelétricas de pequena potência (CGHs - Centrais Geradoras Hidrelétricas, com capacidade menor ou igual a 1 MW, e PCHs  - Pequenas Centrais Hidrelétricas, com capacidade entre 1 MW e 30 MW) e ainda usinas de cogeração qualificada, a biomassa e eólicas.

Uma diferença fundamental entre as usinas de grande potência, com capacidade igual ou acima de 50 MW, e as pequenas usinas, com capacidade abaixo de 50 MW, dentre as quais se encontram as renováveis, é que as usinas de grande potência são "despachadas" pelo ONS, enquanto as pequenas não o são. Em outras palavras, por razões de otimização da geração global, é o ONS quem determina quando irão gerar e quanta energia irão produzir as usinas de grande porte. As usinas de pequeno porte, por outro lado, entram em operação sempre que estiverem disponíveis, tanto do ponto de vista operacional quanto do ponto de vista da disponibilidade de água, combustível ou vento, de acordo com suas respectivas fontes primárias de energia. Isso poderia nos levar à conclusão, em uma análise grosseira, que, livre das restrições do ONS, a geração das pequenas usinas seria sempre próxima ou superior à prevista. Todavia, não foi isso que aconteceu em 2010.

Como apontado pela PSR [1], a produção de energia das fontes renováveis em 2010 foi de 2.760 MW médios, contra os 4.360 MW médios previstos, uma diferença de 37%. Antes que se diga que não devemos nos preocupar com tal redução, por se tratar "apenas de pequenas usinas", devemos nos lembrar que essa diferença (1.600 MW médios) corresponde à garantia física de uma hidrelétrica com capacidade instalada de 2.909 MW, se considerarmos um fator de capacidade de 55%. Para fins de comparação, trata-se de uma capacidade 73,6% superior à da UHE Governador Bento Munhoz da Rocha Neto ("Foz do Areia"), a maior usina do rio Iguaçu.

Mesmo não excluindo as possibilidades de superestimação intencional das garantias físicas das usinas renováveis ou de que 2010 tenha sido um ano excepcionalmente "azarado" em termos de vazões e ventos, a PSR aproveita para nos lembrar de uma terceira explicação possível para a redução da geração: a "maldição do otimizador", fenômeno previsto por Smith e Winkler em 2006, em um célebre artigo sobre análise decisória [2].

A construção de usinas, especialmente no caso de pequenas usinas, é essencialmente um problema de seleção de projetos: uma equipe de técnicos elabora estudos detalhados das várias usinas possíveis de serem construídas pela empresa e as elenca de acordo com algum critério de rentabilidade. A seguir, de acordo com a estratégia adotada pela empresa, uma equipe executiva decide quais usinas serão enviadas para os leilões do ACR ou construídas para suprimento de consumidores livres no ACL. Os executivos são geralmente mais avessos ao risco do que os técnicos  e tendem a analisar os projetos de forma mais cética e isenta. Sendo assim, seria razoável supor que, na média, algumas usinas apresentariam desempenho maior do que o previsto e que outras apresentariam desempenho menor.

Contudo, isso não acontece e, de fato, o resultado será usualmente menor do que o esperado, mesmo que os decisores (os quais, em última análise, incluem também a EPE e a ANEEL) atuem de maneira isenta. Esta é a "maldição do otimizador". A explicação para este fenômeno pode parecer um pouco complicada, mas não muito.

Considere um problema decisório no qual existem n alternativas, cada uma com valor esperado nulo. Suponha também que o erro de cada estimativa do valor esperado tenha média nula e desvio padrão unitário. Isso significaria que, na prática, o desapontamento médio em relação aos projetos seria 50%, pois metade dos projetos teria desempenho negativo. Contudo, como os decisores tendem a selecionar alternativas com maior valor esperado, haverá um favorecimento das estimativas mais otimistas e, quando o número n de alternativas selecionadas aumentar, aumentará também a probabilidade de que alternativas cada vez mais otimistas sejam selecionadas. Tal seleção, por outro lado, tenderá a aumentar o desapontamento médio em relação aos projetos. Em resumo, o problema de se construir uma única usina que gere 900 MW médios é bastante diferente, e não só do ponto de vista da engenharia, do problema de se construir 60 usinas, cada uma gerando 15 MW médios.

Considerando que o desapontamento ocorre por causa do processo de decisão em si, e não por causa de uma predisposição ou falta de isenção dos decisores, a cura para a "maldição do otimizador" reside em mudar o processo de decisão. A PSR sugere, por exemplo, que a certificação de vazões e ventos seja realizada por uma agência independente, e não pelos próprios agentes ou por auditores contratados por eles. Além disso, devemos aprender a gerenciar melhor os desapontamentos, de preferência de forma não punitiva. O que não pode ocorrer é abandonarmos o investimento em fontes renováveis por causa de desapontamentos decorrentes delas.

[1] PSR, Por que a produção das renováveis está abaixo do esperado? Market Report, Ed. 55, julho de 2011. Disponível em http://bit.ly/nqBbu6 (só para assinantes).
[2] SMITH, James E, WINKLER, Robert L. The optimizer's curse: skepticism and postdecision surprise in decision analysis,
Management Science, v. 52, n. 3, March 2006, p. 311-322.

quarta-feira, outubro 19, 2011

Slides da palestra

Os slides da palestra "A Ciência de Jornada nas Estrelas" estão disponíveis em http://www.slideshare.net/alvaug/star-trek-utfpr20112pub .

terça-feira, outubro 18, 2011

Palestra "A Ciência de Jornada nas Estrelas" - mudança de local.

Atenção: a palestra "A Ciência de Jornada nas Estrelas" foi transferida para o AUDITÓRIO (local onde são realizadas as formaturas). Mesmo horário (19h30), mesmo endereço (Av. Sete de Setembro, 3165, Curitiba).

segunda-feira, outubro 10, 2011

Palestra: "A Ciência de Jornada nas Estrelas"

No próximo dia 18 de outubro irei apresentar a palestra "A Ciência de Jornada nas Estrelas". O evento faz parte do programa de palestras do Departamento Acadêmico de Eletrotécnica (DAELT) da UTFPR.

Horário: 19h30 às 21h00.

Local: AUDITÓRIO do campus Curitiba da UTFPR (Av. Sete de Setembro, 3165) (local onde são realizadas as formaturas).

Programa resumido:

1. Guerras e jornadas: não confunda!
2. Espaçonaves mais velozes do que a luz.
3. Teletransporte e Heisenberg.
4. Gravidade artificial e antigravidade.
5. Evolução nas estrelas.
6. Androides e emoções.

A entrada é gratuita. Vale como Atividade Complementar para alunos da UTFPR.

terça-feira, outubro 04, 2011

No dia de Francisco de Assis é oportuno lembrar Kundera

"Nada nos garante que Deus desejasse realmente que o homem reinasse sobre todas as criaturas. É mais provável que o homem tenha inventado Deus para santificar o poder que usurpou da vaca e do cavalo. O direito de matar uma vaca ou um veado é a única coisa sobre a qual a humanidade inteira manifesta acordo unânime, mesmo durante as guerras mais sangrentas."

Milan Kundera, "A Insustentável Leveza do Ser", 1985, Nova Fronteira.