A combinação de duas ou mais fontes de produção de energia em um único complexo gerador, de maneira a se complementarem, vem se configurando uma tendência promissora, que reúne atrativos consistentes a empresas de portes variados. E não só para autoprodutores – que geram para consumo próprio, como também para quem produz com foco em comercialização.
Nos casos em que a associação de tecnologias envolve exclusivamente energias renováveis, as vantagens potenciais se apresentam ainda mais importantes. Principalmente em projetos concebidos para substituição de sistemas movidos a combustíveis fósseis, com notórios ganhos ao meio ambiente e de descarbonização.
Tornam-se arranjos, portanto, bastante aderentes à atual mobilização pela redução de emissões de gases de efeito estufa, ou seja, engajados no combate às mudanças climáticas e alinhados à atual fase global de transição energética.
Do ponto de vista operacional e da otimização de recursos técnicos e financeiros, as avaliações em torno da validade da opção híbrida são igualmente positivas. A começar pelo compartilhamento de infraestruturas de transmissão de energia.
Os custos de manutenção e operação também tendem a recuar, porque as usinas podem rateá-los entre si. Há ainda ganhos ao otimizar a logística e compra de materiais ou contratação de serviços.
A soma de fontes com produção que se alterna ao longo do dia contribui para o uso praticamente pleno da capacidade de escoamento das redes, reduzindo momentos de eventual ociosidade e possibilitando dosar mais adequadamente a contratação do chamado Montante de Uso do Sistema de Transmissão (MUST), um dos principais custos de um complexo de geração.
Em termos comerciais, por sua vez, combinar fontes de produção intermitentes, mas que se complementam, garante regularidade de fornecimento. Diferencial altamente estratégico, já que permite, a propósito, gerenciar melhor os riscos de transação, bem como de eventual exposição a penalidades regulatórias previstas no arcabouço fiscalizatório de responsabilidade da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).
A combinação mais frequente de fontes de geração de energia encontrada hoje no mercado, até por conta de suas características bem específicas de operação, é a que une as modalidades eólica e solar.
Basicamente porque os painéis fotovoltaicos performam durante o dia, aproveitando a radiação solar, ao passo que os aerogeradores, em geral, tem melhor rendimento no período noturno, principalmente na região Nordeste. As duas fontes se utilizam, como já mencionado, da mesma infra de transmissão. Para cada 1 Megawatt (MW) de energia eólica instalado é possível adicionar até 35% de capacidade solar.
Outro modelo híbrido que vem se multiplicando nos últimos meses é a instalação de plantas fotovoltaicas junto a hidrelétricas. Há investimentos em plena fase de desenvolvimento tanto do lado da iniciativa privada como da parte de companhias estatais.
Algumas empresas optam por construir sistemas solares em áreas adjacentes às usinas hídricas enquanto outras partem para colocação de conjuntos de painéis diretamente sobre os espelhos d ‘água dos respectivos reservatórios, formando assim arranjos flutuantes.
Há, inclusive, empresas especializadas na fabricação de bases flutuantes para instalação das placas. O licenciamento ambiental nesses casos é um fator de peso a ser levado em conta porque o bloqueio de luz pode ter efeitos adversos sobre a fauna e flora aquáticas.
Em paralelo a essas duas opções, o mercado tem procurado montar alternativas que vem se mostrando igualmente bem sucedidas, até por abranger sistemas de portes variados. Há experimentos que associam, por exemplo, usinas térmicas movidas a biocombustíveis com a geração fotovoltaica.
Essa modalidade é voltada hoje preferencialmente para atendimento dos chamados sistemas isolados, que são comunidades cujo suprimento de eletricidade não pode ser oferecido via redes elétricas.
Seja por razões econômicas, seja por questões ambientais – motivo mais frequente.
Uma quarta possibilidade de arranjo, cujos resultados encontram-se em plena avaliação no momento, é o desenho que prevê usinas movidas a Biomassa – em geral de cana-de-açúcar – complementadas com metano originado do Biogás produzido a partir da fermentação da vinhaça, um subproduto residual do processo de fabricação do açúcar e etanol.
Com o vapor que resulta da queima do bagaço, as usinas de cana geram eletricidade suficiente para o consumo industrial próprio e vendem o excedente em leilões públicos ou por meio de contratos bilaterais no mercado livre. Ao adicionar gás em seu mix energético, injetado em turbinas apropriadas para esse uso, as usinas conseguem, a custos atrativos, aumentar ainda mais a oferta de eletricidade, abrindo novas oportunidades de negócios.
Já em largo uso em países da América do Norte, Europa e Ásia, uma tecnologia adicional também começa a ser integrada aos sistemas híbridos brasileiros, trazendo novas e interessantes possibilidades de combinação.
A aplicação de sistemas de armazenamento trouxe um novo leque de possibilidades, mas também aumentou a complexidade do gerenciamento operacional e, consequentemente, das estratégias de comercialização praticadas a partir de usinas compostas com baterias.
Isso porque este terceiro item permite modulação mais precisa não só do manejo dos equipamentos como também – e principalmente – dos preços praticados num ambiente negocial que tende a se tornar cada vez mais competitivo no âmbito do mercado livre, à medida que o governo amplia a faixa de acesso de consumidores.
A energia, armazenada em períodos mais favoráveis ao longo do dia, pode ficar disponível aos compradores em horários previamente estabelecidos, em geral para atendimento do chamado “peak-shaving”. O emprego de baterias de grande porte implica também em domínio de uma expertise voltada para a otimização do rendimento do equipamento, bem como de sua vida útil.
Os primeiros arranjos para combinação de diferentes fontes de geração de energia no Brasil remontam desde meados da década passada.
São sistemas desenvolvidos por empresas a título de experimento próprio ou contemplados no âmbito de programas de Pesquisa & Desenvolvimento promovidos pela Aneel, justamente para avaliar o desempenho dos projetos, sua inserção no sistema interligado e estudar a regulação mais apropriada.
Porém, somente em novembro de 2021 é que o órgão apresentou ao mercado um ato regulatório consolidado que inclui também orientações quanto à comercialização que, por sua vez, tiveram contribuição da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE).
A Resolução Normativa 954, que passou a vigorar em janeiro de 2022, estabelece, entre outros aspectos, os requisitos e procedimentos necessários à obtenção de outorga de autorização para exploração de centrais híbridas. Esse marco trouxe mais segurança para os investidores. Ficaram definidas, por exemplo, especificações para sistemas híbridos e associados.
A diferença está no tipo de outorga e na forma de medição da produção. As híbridas contam com outorga única e medição que pode ou não ser centralizada enquanto as associadas dispõem de outorgas e medições individualizadas por fonte. Ambos os modelos podem compartilhar os recursos de transmissão.
Os arranjos, por sua vez, podem ser montados a qualquer tempo. Isso significa que o empreendedor, mediante estudo de viabilidade, está liberado para propor à Aneel uma complementação a um projeto existente. É necessário que, pelo menos, uma das centrais geradoras tenha Contrato de Uso do Sistema de Transmissão (CUST) firmado previamente ao processo de associação.
O Montante de Uso do Sistema de Transmissão (MUST) dos complexos híbridos e usinas associadas – ou seja, a demanda de potência contratada no sistema de transmissão através do CUST – não pode ser menor do que aquele que já fora contratado antes da associação ou hibridização das geradoras.
Vale ressaltar que o uso de equipamentos de armazenamento de energia ainda está em avaliação na agência, que deve, em breve, divulgar um regramento para esse fim.
Oficialmente, a Aneel já aprovou e reconheceu um primeiro uso de baterias de grande porte – em caráter experimental – em um complexo de transmissão de energia localizado no Litoral Sul de São Paulo. O livre uso de baterias só é permitido, por enquanto, em redes “behind the meter”, ou seja, em grids internos isolados do serviço público.
Mesmo contando com marco regulatório aprovado e exibindo atrativos efetivos, a hibridização de fontes ainda traz desafios consideráveis que requerem avaliação intensiva e cuidadosa por parte dos investidores.
Estudos da Empresa de Pesquisas Energéticas (EPE), ligada ao Ministério de Minas e Energia, assinalam que como as usinas compartilham equipamentos, há risco de menor confiabilidade, porque uma única falha pode afetar ambas as centrais.
Outra questão levantada é a chance de subaproveitamento. Isso pode acontecer nos momentos em que a disponibilidade dos recursos combinados – vento, biomassa etc – venha, eventualmente, a superar a capacidade de produção de energia da usina.
Há também a possibilidade de uma fonte interferir no desempenho de outra. Sombreamento causado por torres e pás eólicas sobre painéis solares, por exemplo, prejudicam o rendimento fotovoltaico.
Existem também limitações nas combinações de tecnologias que podem inviabilizar a união dos dois tipos. Lembrando que se ambas não tiverem características despacháveis, por exemplo, não será possível controlar o montante da produção, nem o momento em que a mesma acontece. É necessário, portanto, a realização de simulações e medições precisas antes de decidir pela hibridização ou associação.