Novas oportunidades de receita

Parte 2: Novas oportunidades de receita para geradores de energia flexíveis — agora é o momento certo para transformar seu rio em uma usina de armazenamento?

Mudanças no mercado de energia norueguês

Na parte 1 desta série, a HYDROGRID identificou várias tendências do mercado europeu de energia, por exemplo

• Construção de energias renováveis, especialmente energia eólica
• Diminuição dos preços médios do mercado spot
• Aumento da volatilidade nos mercados de energia (incluindo o equilíbrio dos preços da energia)

Mostramos como essas tendências estão chegando lentamente aos mercados nórdicos e afetando o potencial de receita de pequenos produtores hidrelétricos e argumentamos que, como resultado desse desenvolvimento, haverá uma maior necessidade de flexibilidade e negociação de curto prazo para todos os produtores de energia na Noruega que não querem perder nenhuma oportunidade de receita.

Na parte 2 desta série de artigos, examinaremos agora com um exemplo concreto de usina elétrica:

• Como as mudanças do mercado dos últimos anos afetaram a receita de vendas
• Como produtores flexíveis podem capturar mais valor de sua geração nesse novo ambiente
• Se, sob essas novas condições de mercado e com a recente maior abertura da NVE a esses projetos, talvez seja o momento certo para transformar sua planta fluvial em um armazenamento construindo um reservatório e quais fatores devem afetar sua decisão de investimento.

Efeitos das mudanças de mercado em uma usina elétrica típica a fio de rio

Para este exercício, consideraremos uma usina hidrelétrica perto de Trondheim (zona de preço NO3) com produção média anual de 32 GWh e capacidade máxima de geração de 6,67 MW (com produção máxima de 5,5 m³/seg).

As entradas reais em qualquer ano variam bastante de um dia para o outro — o gráfico a seguir mostra as entradas reais no ano de 2015 — mas, em média, as entradas seguem um perfil sazonal típico, com a entrada mais forte (devido ao derretimento da neve) em abril e uma estação chuvosa de outubro a dezembro.

Conforme detalhado na última parte desta série de artigos, os preços médios do mercado de energia têm diminuído — para o perfil de produção sazonal relevante para esta usina, isso levou a uma queda na receita de mais de 350 mil € no período de 2014 a 2016:

Ter armazenamento e flexibilidade compensa os desenvolvimentos negativos do mercado?

Agora, vamos supor que o proprietário dessa usina tivesse a possibilidade de construir uma barragem e criar um reservatório com uma capacidade total de armazenamento de 44 hm³ — o esboço a seguir mostra a nova topologia:

O reservatório permite capturar e armazenar a entrada à medida que ela ocorre e despachar a usina quando os preços estiverem mais altos — em outras palavras, a produção anual total permanecerá a mesma em uma média de 32 GWh, mas a receita por MWh pode ser aumentada, levando a uma maior receita geral. Obviamente, haverá alguns requisitos de fluxo ecológico impostos pela NVE que limitam a flexibilidade do despacho — neste caso, assumiremos que 0,22 m³/seg devem ser descarregados do reservatório em todos os momentos.

Mas como o reservatório deve ser despachado para obter a maior receita?

No caso mais simples, podemos supor que o proprietário/operador despachará a planta de acordo com uma curva guia fixa do reservatório (que foi calculada como a melhor estratégia média). Usando essa estratégia, o conteúdo de água no reservatório seguiria o perfil médio sazonal mostrado no gráfico abaixo:

Ao baixar o reservatório antes do derretimento da neve em abril e armazenar água para o inverno, até mesmo essa estratégia simples permite aumentar as receitas em cerca de 10 mil € por ano, em média (embora, por alguns anos, uma curva guia fixa do reservatório possa até levar a uma diminuição na receita em comparação com a produção simples de fluxo de rio):

Obviamente, isso não é suficiente para compensar o impacto negativo da diminuição do nível geral de preços.

Mas que tal despachar a planta de uma forma mais inteligente?

Se soubéssemos com antecedência exatamente quando os preços seriam mais altos e quando teremos muita entrada, seria possível escolher exatamente as melhores horas para produzir energia com antecedência (é claro, levando em conta os requisitos de fluxo ecológico e o conteúdo máximo de armazenamento do reservatório) — isso resultaria em uma curva guia do reservatório que é completamente flexível a cada ano, dependendo da entrada e dos preços. O gráfico a seguir mostra a curva guia ideal do reservatório para os anos de 2014 a 2016:

Com esse despacho “perfeito”, as receitas poderiam, em teoria, aumentar em cerca de 140 mil por ano (ou cerca de 19%) em média. No entanto, isso exigiria que o proprietário/operador tivesse uma visão perfeita sobre a evolução dos preços do mercado spot e a situação hidrológica, o que obviamente não é possível.

Quanto do potencial de receita de flexibilidade pode ser capturado na prática?

Na prática, a quantidade de “valor/receita agregada” pelo uso do armazenamento dependerá de vários fatores —

alguns deles dependem da qualidade dos preços e das previsões hidrológicas, bem como dos métodos de otimização aplicados pelo proprietário/operador da planta. Para a planta de exemplo mencionada acima, os resultados do backtesting da HYDROGRID mostram que pelo menos metade do potencial total (ou seja, cerca de 60 mil € por ano, em média, no período de teste) pode ser capturado aplicando métodos de previsão e otimização suficientemente sofisticados.

O gráfico a seguir compara o aumento na receita devido ao armazenamento (dependendo da estratégia de envio):

Isso significa que, infelizmente, mesmo com os melhores métodos de otimização possíveis, o impacto negativo da queda geral de preços nos últimos anos não pode, obviamente, ser completamente neutralizado.

No entanto, dependendo do custo da construção (e da possibilidade ou não de obter uma licença da NVE), a construção de uma barragem ainda pode ser uma boa decisão de investimento.

Neste contexto, é importante observar que a diferença no potencial de receita (em €/MWh) está aumentando ao longo do tempo como resultado do recente aumento na volatilidade do mercado e espera-se que essa tendência continue devido ao aumento da integração do mercado (veja a parte 1 desta série).

É claro que os números fornecidos para este exemplo específico de usina de energia não podem ser generalizados — o aumento potencial da receita (e quanto desse potencial pode ser realizado) variará muito dependendo das propriedades específicas da usina em questão, como:

• O volume total de armazenamento em relação à entrada anual e à especificação da turbina
• A localização da usina, que determina a situação hidrológica, bem como a área de mercado
• A existência de requisitos de fluxo ecológico ou outros fatores que limitam a flexibilidade de despacho

Como consequência, a decisão de investir na construção de uma barragem deve ser cuidadosamente avaliada individualmente, dependendo das propriedades físicas da planta, da estratégia de otimização e despacho e, claro, com base nas condições de financiamento disponíveis. De qualquer forma, o recente aumento da abertura da NVE para conceder licenças para a construção de reservatórios deve ser visto como um sinal muito positivo, oferecendo aos proprietários de usinas uma opção adicional de investimento a considerar com base em suas metas financeiras individuais de curto e longo prazo.

Na parte 3 desta série, nos concentraremos nas usinas de energia em que a construção de uma barragem não é tecnicamente possível ou não é financeiramente sensata e nos desafios relacionados à previsão adequada e ao gerenciamento de desequilíbrios que elas enfrentam no novo ambiente de mercado.