Consumo de energia elétrica no Brasil e no mundo

Um assunto sempre presente nas discussões sobre crescimento econômico e sustentabilidade energética é o consumo de energia elétrica pelos diversos países, índice que reflete, dentre outras coisas, o grau de desenvolvimento alcançado. A Figura 1 abaixo mostra o consumo em terawatts-hora (TWh), em 2008, dos vinte primeiros maiores consumidores do planeta. Lembremos que 1TWh corresponde a 1 milhão de megawatts-hora (MWh) ou a 1 bilhão de quilowatts-hora (kWh). Notamos que os EUA e a China aparecem confortavelmente instalados no primeiro e segundo lugares, respectivamente, seguidos de longe pelo Japão. O Brasil aparece em nono lugar, logo após Alemanha e França, o que significa que nossos índices de consumo e nosso sistema elétrico não são de forma alguma desprezíveis.

Figura 1 - Consumo Anual de Energia Elétrica em 2008 (TWh)

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A situação muda completamente quando analisamos o consumo per capita, conforme ilustrado na Figura 2 abaixo, na qual foram considerados apenas países com mais de 1 milhão de habitantes. Dentre os principais consumidores per capita encontram-se países desenvolvidos e de clima frio, como Noruega, Canadá e Finlândia, bem como países donos de grandes reservas de petróleo, como Kuwait e Emirados Árabes. Os EUA aparecem agora em um discreto sétimo lugar, a França aparece em décimo sétimo e a Alemanha cai para vigésimo primeiro, saindo do gráfico. O Brasil cai para um discretíssimo sexagésimo quarto lugar, com um consumo per capita de 2,14 MWh/capita/ano.

Figura 2 - Consumo Per Capita em 2008 (MWh/capita)

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Nosso humilde consumo per capita mostra que ainda resta muito a ser feito, pois um nível de 2,14 MWh/capita/ano é indicativo de um baixo nível de industrialização e também do fato de que, como sabemos, a energia elétrica ainda não é acessível a toda a população brasileira. Para fins de comparação, em 2008 o Brasil ficou, em termos de consumo per capita, atrás de países como Chile (3,42), Venezuela (3,21), Argentina (2,59) e China (2,29), dentre outros. Os desafios à frente significam, por exemplo, que deveremos construir anualmente mais de 7.000 MW em capacidade instalada, levantando uma questão que os países hoje desenvolvidos não tiveram de enfrentar quando apresentavam nosso nível atual de consumo: como faremos para construir todas as hidrelétricas e demais usinas de que necessitaremos em um país cada vez mais restritivo do ponto de vista ambiental?

Fonte dos dados: eia.gov/cfapps/ipdbproject/IEDIndex3.cfm

O Livre Mercado de Energia Elétrica Brasileiro – Parte VI: O Mercado de Fontes Incentivadas

Atualmente, o limite imposto para que um consumidor existente possa ser caracterizado como livre é pertencer ao Grupo A (Alta Tensão), ser atendido em tensões iguais ou superiores a 69 kV e ter demanda contratada igual ou superior a 3 MW. Adicionalmente, consumidores novos, ou seja, aqueles instalados após 1995, também podem se tornar livres, independentemente da tensão, desde que respeitado o limite de demanda igual ou superior a 3 MW. Note-se que 3 MW já é o nível de demanda de vários tipos de instalações comerciais de médio porte, tais como shopping centers e hotéis, além de instalações industriais de vários tipos, atendidas nos subgrupos AS (subterrâneo), A4 (2,3 kV a 25 kV) e A3a (30 kV a 44 kV).

Uma modificação importante foi introduzida com a outorga da Lei 9.427/1996, alterada com a sanção das Leis 9.648/1998 e 10.438/2002, e que teve sua redação consolidada pela lei 10.762/2003 e pelo Decreto 5.163/2004. Essa lei definiu que os aproveitamentos a partir de fontes de energia alternativa (eólica, biomassa , solar e PCHs) poderiam atender consumidores com carga maior ou igual a 500 kW, em qualquer tensão. Assim, tais consumidores passaram a se enquadrar efetivamente na condição de livres, desde que atendidos diretamente por fontes de energia alternativa.

Esses consumidores têm sido denominados pela ANEEL e por outros agentes do mercado de “consumidores especiais”, pois são dotados de características não encontradas nos consumidores livres atendidos por energia convencional, proveniente de geradores de grande porte. Embora previstos desde 1996, os primeiros contratos de atendimento a consumidores especiais só foram implementados a partir do final de 2002.

Um atrativo adicional desse mercado de consumidores especiais é que, ao serem atendidos por fontes de energia alternativa, os consumidores têm direito a pelo menos 50% de desconto sobre a parcela “fio” da Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição (TUSD). Devido a tal desconto, as fontes alternativas foram rebatizadas para “fontes incentivadas”, pois muitos produtores entendiam que o termo “alternativa” conotava um fornecedor de qualidade inferior, o que certamente não é o caso.

É interessante mencionar que, no Brasil, as PCHs, usinas de biomassa e outras pequenas usinas foram desconsideradas como alternativa de suprimento durante muito tempo. De fato, durante o período que vai de 1957 a 1992, conhecido no Setor Elétrico Brasileiro como “Período da Regulamentação”, o Governo Federal preferiu dar ênfase à construção de grandes obras de geração, relegando pequenas usinas a segundo plano. A partir de meados da década de 90, refletindo a tendência mundial de se dar preferência a obras de baixo impacto ambiental, a situação começou a mudar e vários incentivos passaram a ser concedidos para fontes de energia alternativa e para os consumidores atendidos por elas. Os principais marcos regulatórios que definem os incentivos para fontes alternativas são os seguintes:

a) Lei 9.427/1996 (lei de criação da ANEEL) e alterações posteriores – Consumidores com demanda contratada, em qualquer segmento horosazonal, igual ou superior a 500 kW, podem ser atendidos por usinas eólicas, solares, de biomassa ou PCHs. Usinas entre 1 MW e 10 MW, destinadas à produção independente, podem ser autorizadas pela ANEEL sem licitação (http://www.aneel.gov.br/cedoc/lei19969427.pdf).

b) Lei 9.648/1998 – Consumidores atendidos por fontes alternativas passam a ter direito a 50% de desconto na Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição (TUSD), de modo a garantir a competitividade (http://www.aneel.gov.br/cedoc/LEI19989648.PDF).

c) Resolução ANEEL 264/1998 – Consumidores especiais devem ser tratados como consumidores cativos ao retornar à antiga distribuidora, atendidos por meio de tarifas e condições reguladas (http://www.aneel.gov.br/cedoc/RES1998264.PDF).

d) Resolução ANEEL 281/1999 – Para empreendimentos de geração alternativa que entraram em operação até 31 de dezembro de 2003, o desconto na TUSD passa a ser de 100% (http://www.aneel.gov.br/cedoc/RES1999281.PDF).

e) Lei 9991/2000 – As usinas eólicas, solares, de biomassa e PCHs passam a ser isentas do pagamento da taxa de 1% destinada a Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) (http://www.aneel.gov.br/cedoc/LEI20009991.PDF).

f) Lei 10.438/2002 – A isenção do pagamento da taxa de P&D é estendida para as fontes de co-geração qualificada. O desconto de 50% na TUSD passa a incidir da geração ao consumo, mas o comando de garantia de competitividade é retirado. Nos sistemas isolados, o limite de demanda para comercialização incentivada fica reduzido para 50 kW. Consumidores com demanda igual ou superior a 500 kW, ou conjuntos de consumidores reunidos por comunhão de interesses, de fato ou de direito, passam a ter direito a adquirir energia de fontes alternativas. A participação no MRE é estendida para as PCHs (http://www.aneel.gov.br/cedoc/lei200210438.pdf).

g) Lei 10.762/2003 – Usinas hidrelétricas com potência instalada abaixo de 1 MW (microcentrais) passam a ter direito ao desconto da TUSD (http://www.aneel.gov.br/cedoc/lei200310762.pdf).

h) Resolução ANEEL 77/2004 – Regulamenta o desconto de 50% na TUSD, para consumidores atendidos por fontes de energia alternativa. O desconto é aplicado somente na parcela “fio” da TUSD, ficando a parcela “encargos” isenta do desconto (http://www.aneel.gov.br/cedoc/ren2004077.pdf).

i) Resolução ANEEL 247/2007 – Estabelece as condições para a comercialização de energia elétrica, oriunda de fontes primárias incentivadas, com unidade ou conjunto de unidades consumidoras cuja carga seja maior ou igual a 500 kW, no âmbito do Sistema Interligado Nacional – SIN. Essa resolução também prevê que o gerador incentivado pode complementar sua geração adquirindo até 49% da energia de outras fontes (http://www.aneel.gov.br/cedoc/ren2006247.pdf).

Apesar da extensa lista de incentivos, o fato de que o desconto da TUSD demorou mais de seis anos para ser regulamentado denota que há forte oposição a tais incentivos, especialmente por parte das distribuidoras.

As primeiras unidades dos subgrupos A4 e AS foram modeladas no MAE no início de 2003, atendidas por meio da energia gerada pela PCH Pesqueiro, localizada no rio Jaguariaíva, município de Jaguariaíva, Paraná. Nem a PCH Pesqueiro, nem a empresa consumidora eram, na época, agentes do MAE, e ambos passaram a ser representados no MAE por meio da Electra Energy, comercializadora de energia localizada em Curitiba, Paraná. Com a implementação da nova Convenção de Comercialização, em 29 de outubro de 2004 (Resolução Normativa ANEEL n° 109/2004), e com a conseqüente transformação do MAE na CCEE, a adesão dos consumidores à CCEE tornou-se obrigatória. A representação de consumidores não agentes por meio de uma comercializadora passou a não ser mais possível. Contudo, até 2004, este tipo de representação, denominada representação vertical, era totalmente permitido.

Em meados de 2003 começaram a surgir algumas vozes a favor da desmodelagem das unidades de consumidores especiais. Dentre outros, alegou-se os seguintes problemas:

a) A presença da comercializadora como representante do gerador e do consumidor estaria desrespeitando o preceito legal de que a operação de compra e venda de energia alternativa deve ser feita diretamente entre gerador e consumidor.

b) Não há mecanismo no SINERCOM capaz de distinguir a energia alternativa da energia convencional. Desta forma, não seria possível detectar automaticamente a eventual exposição de um consumidor especial aos preços do MAE.

c) Da mesma forma, uma comercializadora poderia usar parte da energia convencional de sua carteira para atender a exposição do consumidor especial, evitando penalidades, mas prejudicando a concessionária local de distribuição, que havia perdido para o Mercado Livre um consumidor anteriormente atendido na modalidade cativo.

O primeiro problema foi resolvido por meio de recurso administrativo impetrado junto ao MAE, e também de consulta formal envida à ANEEL. O cerne da argumentação foi o fato de que em nenhum momento o caráter direto da compra e venda de energia havia sido violado. De fato, o gerador e o consumidor haviam assinado um contrato de compra e venda, enquanto a comercializadora de energia havia assinado, com o gerador e com o consumidor, apenas contratos de representação, que se enquadram como contratos de prestação de serviços, e não de compra e venda de energia.

Quando aos dois problemas restantes, que representam dois aspectos de um único problema operacional, a argumentação foi a de que nenhum preceito legal havia sido ferido, e que todos os agentes estavam agindo na forma da lei. O MAE reconheceu a dificuldade e encaminhou a questão à ANEEL. Como conseqüência, a ANEEL incluiu uma modificação importante na versão 3.5 do Procedimento de Mercado ME.02, que regulamenta a Manutenção de Cadastro do Sistema Elétrico. Com tal modificação, tornou-se obrigatório o registro prévio, na ANEEL, do contrato de compra e venda de energia especial, sem o qual a modelagem não é efetivada. Portanto, os consumidores especiais passaram a ter que registrar seus contratos de maneira ex-ante, ou seja, antes que a modelagem seja concluída, resultando em dificuldades operacionais adicionais.

Ainda que tenha aumentado a burocracia, a exigência do registro prévio dos contratos de compra e venda, consolidada na Resolução 247/2007, constituiu em uma medida para se retirar da CCEE a atribuição de decidir quem poderia ser modelado como consumidor especial.

O mercado de consumidores especiais continua em crescimento, mas é limitado pela escassez de fontes de energia incentivada. Caso não existisse tal limite, todos os consumidores A4 qualificados a migrar para o Mercado Livre já o teriam feito, possibilidade sempre temida pelas distribuidoras, que lançam mão de todos os meios para evitar a migração. Apesar disso, o fracasso do recente leilão de fontes alternativas mostra, dentre outras coisas, que os produtores estão interessados em preços maiores do que os preços máximos do leilão, e que esperam conseguir tais preços no mercado. Comentarei sobre isso no próximo artigo dessa série.

Os jornalistas e a energia elétrica

Primeiro princípio de Alvaro: “Ao ler um artigo jornalístico sobre energia elétrica, a probabilidade de que você se depare com os termos ‘W/h’ ou ‘watt por hora’, ou seus múltiplos, nos primeiros cinco parágrafos é de 30%, subindo exponencialmente até atingir 99,5% ao final do artigo".

Trata-se de uma constatação já feita por qualquer estudante de engenharia, mas resolvi apropriar-me dela, ao menos até que alguém reclame. Afinal, a redação é minha, embora a reclamação não seja exclusiva.

Eu até consigo imaginar o que se passa na mente jornalística ao tentar entender como se mede o consumo ou produção de energia elétrica. Quando um jornalista entrevista um fabricante de parafusos, por exemplo, é provável que ouça o fabricante dizer que a capacidade produtiva de uma determinada planta é de 2 milhões de “parafusos-hora”, ficando perfeitamente entendido que o fabricante quis dizer “parafusos por hora”, mas não o fez, provavelmente com o intuito de dar um certo charme ao enunciado ou então deixar claro que não tem tempo a perder com preposições.

Ao entrevistar um gerador de energia, por outro lado, é provável que o mesmo jornalista ouça que a capacidade produtiva de uma determinada usina é de 100 “megawatts-hora”. Por analogia com o caso dos parafusos, o jornalista entende “megawatts por hora”.

O problema é que energia (qualquer tipo de energia) e parafusos (qualquer tipo de parafuso) são coisas diferentes.

A unidade watt (com inicial minúscula), adotada pelo Sistema Internacional de Unidades (S.I.) em homenagem a James Watt (com iniciais maiúsculas), é usada para medir a potência, que não é uma grandeza exclusivamente elétrica. Por exemplo, podemos falar na “potência mecânica” do motor de um automóvel ou na “potência elétrica” de um secador de cabelos. Nos dois casos, trata-se do mesmo conceito físico: a taxa de conversão de energia em determinada circunstância. A energia, por sua vez, é medida no S.I. usando-se o joule, em homenagem a James Prescott Joule. Por definição, a relação entre o watt e o joule é 1 W = 1 J/s, ou seja, um watt equivale a um joule por segundo. Da mesma forma, por meio de uma operação matemática simples, podemos dizer que um joule equivale a um watt vezes segundo, ou 1 J = 1 W.s. Como a expressão soa estranha, ela é freqüentemente abreviada para “watt-segundo”.

Ocorre que o joule (ou o watt-segundo) é uma unidade muito pequena e, no caso do consumo ou geração de energia elétrica, os números finais seriam muito grandes. Por exemplo, uma lâmpada de 100 W, ligada sem interrupções durante um mês inteiro, consumiria 262.800.000.000 joules, ou seja, quase 270 bilhões de joules, número que assustaria qualquer dona de casa ao final do mês. Assim, as concessionárias de energia elétrica inventaram o watt-hora, que é igual a um watt-segundo convertido durante todos os segundos contidos em uma hora. Considerando que uma hora tem 3.600 segundos, concluímos que um watt-hora é igual a 3.600 watts-segundo. Contudo, o watt-hora ainda é uma unidade pequena e é mais comum usarmos o quilowatt-hora, que equivale a mil watts-hora. Assim, temos que um quilowatt-hora é igual a 3.600.000 watts-segundo. E, lembrando que watt-segundo e joule são a mesma coisa, temos que um quilowatt-hora é igual a 3.600.000 joules.

Medido em quilowatt-hora, o consumo da nossa prosaica lâmpada ficaria em meros 73 quilowatts-hora, ou 73 kWh, pelos quais nossa dona de casa pagaria cerca de R$ 30,00 (sem considerar os impostos e com grandes variações tarifárias entre os estados brasileiros).

Quando falamos do consumo industrial de energia ou da produção de energia, mesmo o quilowatt-hora (kWh) é pequeno demais e é mais comum usarmos o megawatt-hora (MWh), que equivale a um milhão de watts-hora, ou o gigawatt-hora (GWh), que equivale a um bilhão de watts-hora. O quilowatt-hora, o megawatt-hora e o gigawatt-hora são múltiplos do watt-hora, assim como o terawatt-hora (um trilhão de watts-hora), que só aparece quando a encrenca é realmente muito grande.

A confusão surge porque, quando falamos em “parafusos por hora”, o que queremos dizer é “unidades produzidas por hora”, ou seja, estamos nos referindo à taxa de produção horária da fábrica de parafusos. Mas quando falamos em “watt-hora”, a própria unidade watt já é uma medida da taxa de conversão de energia, pois um watt é igual a um joule por segundo, ou seja, uma unidade de energia convertida por segundo. Logo, falar em “watt por hora” seria o mesmo que falar em “joule por segundo por hora”, uma unidade de medida que não faz muito sentido.

Assim, por mais estranho que pareça, a unidade de medida da energia elétrica é realmente o “watt-hora”, e não o “watt por hora”. A culpa pela confusão, naturalmente, é dos engenheiros que, por um lado, não se esforçam em explicar esses mistérios elétricos, e, por outro lado, insistem em usar uma unidade de medida não oficializada pelo S.I. (o watt-hora).

Em defesa dos jornalistas, tenho que acrescentar que o erro não é exclusivo deles. Por exemplo, tenho em mãos uma fatura de venda de energia, emitida por um conhecido Produtor Independente de Energia, onde consta a célebre unidade “MW/h”. Em tese, tal erro poderia acarretar no cancelamento da nota ou na aplicação de multa por parte da Receita Estadual. Duvido, entretanto, que isso aconteça algum dia.

É claro que sempre é possível complicar um pouco mais. Por exemplo, em vez de usar sempre o GWh para medir o consumo ou geração de grandes blocos de energia, podemos inventar uma unidade completamente nova, como o megawatt médio. Mas essa é outra história e fica para a próxima vez.