O setor de energia está hoje imerso em uma nova revolução industrial até agora pouco percebida e entendida. O advento de novas tecnologias a preços competitivos, a crescente demanda por energia renovável, a redefinição do papel do gerador/consumidor e o “novo” uso e relevância da energia elétrica são os pilares desta revolução.

Mantida a atual trajetória de redução de custo e ganho de eficiência, acreditamos que a energia eólica e solar fotovoltáica (FV) serão mais competitivas que as fontes advindas de combustíveis fósseis já em 2020.

A combinação de armazenamento de energia (em pequena e em grande escala), redes inteligentes (Smart Grids), geração distribuída (Eólica e Solar) e veículos elétricos irão transformar o setor elétrico, redesenhando o papel dos geradores, traders e consumidores.

Custos em queda e maior eficiência, explicam a explosão

Energia Solar Fotovoltáica (Solar PV) já é considerada uma tecnologia de baixo custo. Parte desta equação pode ser explicada pela constante e dramática redução no preço dos equipamentos, tais como painéis solares, inversores, etc.

Na Alemanha o custo médio do painel solar que em 2010 custava USD3.129/Wp, recuou em 2015 para USD643/Wp, registrando queda de 79%. Na China esta queda foi ainda mais expressiva, com o preço do painel passou de USD2.380/Wp para USD599/Wp (-87%) no mesmo período.

Fonte: IRENA

China lidera a expansão

O desenvolvimento de novos materiais, tecnologias e ganhos de escala tem sido determinantes para consolidar a predominância da energia solar fotovoltaica nos projetos de energia renovável ao redor do globo.

Dados da IRENA (International Renewable Energy Agency) revelam o forte crescimento da energia solar fotovoltaica, que encerrou o ano de 2017 com uma potência instalada global de 380.6 GW. Apenas em 2017 foram adicionados 92.5 GW.

A China continua puxando este espantoso crescimento, sendo responsável por 34,3% (130.6 GW) de toda a capacidade instalada global. Em 2017 foram adicionados 53.1 GW de capacidade solar fotovoltaica, o equivalente a 57,4% de toda nova capacidade solar implementada no mundo.

Fonte: IRENA

Fator de capacidade (FC) crescente

Em linha com esta macro tendência está o custo total instalado dos projetos solares. Entre 2010-17 o custo médio global de instalação recuou de USD4.394/kW para USD1.388/kW (-68%).

No mesmo período o fator de capacidade médio pulou de 14% para 18%. Em áreas com maior irradiação o fator de capacidade médio já é de ~24%.

Novas tecnologias, como o painel solar Bifacial, elevarão significativamente o “load factor” dos projetos (dos atuais 20% para ~30%), contribuindo para reduzir o custo desta fonte.

Fonte: IRENA

Como avaliar a competitividade destes projetos

Globalmente está ocorrendo uma popularização dos projetos solares, em função da queda nos custos de instalação das unidades produtoras e um indicador muito utilizado para justificar ou não a sua instalação é o tempo de retorno do investimento (“Payback”).

O tempo de retorno do investimento é o período decorrido entre as datas de aquisição dos equipamentos/serviços e aquela onde o somatório das economias proporcionadas mensalmente, pela instalação do sistema de produção de energia, se iguala ao valor investido.

Porém, este indicador que considera apenas o investimento realizado na aquisição dos equipamento/serviços tem algumas falhas.

Outro indicador muito utilizado atualmente é o Custo Nivelado de Energia, tradução do inglês para a sigla LCOE, Levelised Cost of Energy, que em mossa opinião corrige esta “deficiência”. Descrevemos ao final deste artigo mais detalhes sobre o calculo do LCOE.

A Energia Solar é a que apresenta desde 2010, entre as diversas fontes de Energia Renovável, o maior percentual de redução no LCOE . A figura abaixo mostra um gráfico com esta comparação, conforme a agência IRENA – International Reneable Energy Agency .

Fonte: IRENA

Os custos de instalação de unidades fotovoltaicas comerciais em diversos países e estados americanos, no período de 2009 a 2017, podem ser comparados conforme mostrado nas figuras abaixo.

Plantas Solares Comerciais | Custo Total de Instalação (USD/kW) x LCOE (USD/kWh)Fonte: IRENA

No primeiro gráfico, a comparação é feita com base nos custos totais de instalação e podemos notar queda acentuada e consistente, mas com percentuais de variação muito mais elevados, que os apresentados no gráfico seguinte, que mostra o Custo Nivelado de Energia – LCOE  para as mesmas regiões e para o mesmo período.

Apenas notamos que ao serem comparados pelo LCOE (Custo Nivelado) os valores também apresentam queda acentuada no período, porém mais coerentes, mostram menores percentuais de variação, apesar das diferentes regiões e períodos.

Para as instalações residenciais notamos que a redução no LCOE entre 2007 e 2017 na Alemanha, Japão e EUA (exceto Califórnia) foram acentuados, mas que para o período de 2013 a 2017 para quase todas as regiões, exceto França, os ganhos são mais reduzidos, mas sempre acima dos 30%, exceto Malásia, Suíça e Brasil que apresentaram variações menores.

Plantas Solares Residenciais | LCOE (USD/kWh)Fonte: IRENA

Entenda o LCOE (Custo Nivelado de Energia)

Por fim vamos mostrar como se calcula o Custo Nivelado de Energia (LCOE: Levelised Cost of Energy) .LCOE mede o tempo de vida útil da instalação de energia solar dividido pela energia produzida durante este período de tempo.

Além de possibilitar o cálculo do valor presente de todos os custos envolvidos na instalação/construção e operação desta unidade/planta solar durante um período assumido de vida útil desta instalação.

Ainda, permite fazer uma comparação entre diferentes tecnologias (solar, eólica, gás natural, biomassa) para gerar energia mesmo que  possuam diferentes períodos de vida útil, capacidades, custos de capital, riscos e retornos. O conceito é simples, conforme mostra a figura abaixo:Fonte: Adaptado da European Wind Energy

A forma simplificada para calcular o LCOE  é:

onde:

It    = Investimento total (incluindo financeiros), no período t

Mt = Custos totais com Operação e Manutenção no período t

Ft   = Custo total com combustível no período t

Et   = Energia total gerada no período t

r     = Taxa de desconto

n    = Vida útil do sistema/instalação

Food for Thought

A utilização do conceito de LCOE apresenta resultados mais abrangentes e que permitem comparar plantas de geração de energia de forma mais homogênea, considerando as diferentes características do projeto técnico, localização, fator de capacidade (Irradiação), operação, funding (Debt + Equity), etc.


 

Compartilhe:

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *