Instituto Superior Técnico
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1. W msawro INSTITUTO SUPERIOR T CNICO meios Dep de Eng Electrot cnica e de Computadores T CNICO Centro de Energia El ctrica MERCADO IB RICO DE ELECTRICIDADE COMENT RIOS AO DOCUMENTO DE DISCUSS O CNE ERSE de Dezembro de 2001 Jos P Sucena Paiva Prof Cat IST UTL Jos M Ferreira de Jesus Prof Ass IST UTL Janeiro de 2002 Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o 1 Enquadramento No contexto da realiza o do mercado interno da energia na Uni o Europeia foi firmado em 14 de Novembro de 2001 entre as administra es espanhola e portuguesa um protocolo que estabelece designadamente que no dia 1 de Janeiro de 2003 entrar em funciona mento o Mercado Ib rico de Electricidade MIBEL Este mercado nos termos do protocolo acima referido dever permitir a contrata o bilate ral entre agentes de mercado bem como a contrata o atrav s de um Operador do Merca do Ib rico a criar O documento em an lise foi elaborado pela Comisi n Nacional de Energia CNE e pela En tidade Reguladora do Sector El ctrico ERSE as quais ficaram incumbidas de apresentar um modelo de organiza o do Mercado Ib rico de Electricidade at final de Mar o de 2002 Correspondendo solicita o da ERSE os autores analisaram o documento de discuss o e apresentam de seguida coment rios e sugest es a algumas das quest es levantadas sem contudo terem a pretens o2. incluindo as perdas est implicitamente inclu do no pre o nodal o qual contudo n o cobre os custos hist ricos de investimento Em teoria numa rede planeada de forma optimizada e num contexto de mercado perfeito tal discre p ncia n o existiria Mas as redes reais resultaram de investimentos incrementais ao longo de per odos longos em condi es t cnicas e econ micas vari veis pelo que h necessida de de um parcela adicional que permita a recupera o completa dos custos Uma vers o simplificada reside no uso de pre os zonais metodologia que se baseia na re parti o da rea sob controlo de um operador em v rias zonas cada uma com pre os dife renciados que traduzem uma m dia dos pre os nodais O pressuposto b sico desta pr tica que o congestionamento limitado a alguns ramos da rede sendo inexistente dentro de zonas relativamente extensas A experi ncia j acumulada com este m todo revela contudo que a gest o dos congestionamentos inter zonais e a fixa o de pre os nos tr nsitos nas linhas que interligam as diversas zonas adiciona complexidade que n o se traduz em bene f cios palp veis Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o 5 3 Com rcio Inverso Counter trade Uma variante dos pre os nodais o counter trade que recorre a um mercado paralelo o mercado de balan o O operador do sistema usa este mercado para comprar e vender blo cos de energia aos
3. nsula Ib rica Dever sim proceder se ao refor o da capacidade de transporte das linhas de interliga o a fim de tornar a situa o portuguesa menos perif rica Refer ncias 1 CIGRE Joint Working Group 39 11 Exchange of Services between Large Electricity Ge nerating Plants and High Voltage Electric Power Systems CIGRE July 1998 2 J M Ferreira de Jesus J P Sucena Paiva Valoriza o da Energia Reactiva Relat rio Final elaborado para a ERSE Setembro 2001
4. actores participantes desta forma actuando indirectamente sobre o des pacho da produ o O sobrecusto resultante distribu do pelos consumidores na propor o dos respectivos consumos pelo que o pre o da energia se mant m uniforme ao longo do sistema as transac es entre os participantes continuam a fazer se livremente Esta abor dagem n o fornece incentivos ao al vio do congestionamento donde resulta alguma perda de efici ncia econ mica Por outro lado o com rcio inverso encoraja a competi o no mercado el ctrico uma vez que este n o est segmentado por restri es na rede o que limita o poder de mercado dos participantes Cremos que esta metodologia a que melhor se adapta ao MIBEL e a que melhor protege os interesses portugueses face situa o perif rica que ocupamos na Pen nsula Ib rica 5 4 Remunera o das Perdas A transmiss o de energia numa rede implica necessariamente perdas que em larga medida dependem do uso as perdas numa linha ou transformador s o aproximadamente proporcio nais ao quadrado da pot ncia que flui atrav s destes elementos Uma parcela menor das perdas aproximadamente constante visto que depende da tens o de servi o que numa rede bem dimensionada exibe um perfil razoavelmente plano As perdas exigem naturalmente gera o adicional para satisfazer os consumos o que num ambiente competitivo pode ser feito de duas formas Na primeira o operador adquire aos produto
5. cria o de mercados para a pot ncia reactiva mercados que possuem um ca r cter eminentemente local Nestas condi es os custos com a contrata o de pot ncia re activa devem ser imputados a uma tarifa de Uso Global do Sistema devendo sempre os custos com a contrata o de pot ncia reactiva ser descriminados dos custos com a contra ta o de pot ncia activa Se o objectivo da contrata o de pot ncia reactiva for o de compensar o factor de pot ncia das cargas importa explicitar o objectivo que se prossegue com esta compensa o Estu dos realizados 2 permitiram concluir que se o objectivo da compensa o for a minimiza o das perdas activas nos circuitos o factor de pot ncia ptimo na grande maioria dos ca sos unit rio Nestas condi es poss vel estabelecer um pre o para a energia reactiva nos barramentos em que a compensa o n o se verifique com base nos pre os nodais de energia reactiva nesses barramentos Do acima exposto conclui se que em nossa opini o devem coexistir um mercado de energia com um mercado de pot ncia activa Ao inv s do mercado de energia as necessidades no mercado de pot ncia activa s o estabelecidas pelo operador do sistema e s o solicitadas ofertas aos produtores Este mecanismo pode ser extensivo aos consumidores mediante ofertas de pot ncia interrupt vel por parte do operador dos sistema Cabe ao operador de mercado avaliar as ofertas de produtores e consumi
6. de pot ncia acti va parece nos inquestion vel assegurar a integridade do sistema atrav s da contrata o de reserva girante e parada e a contrata o de sistemas que permitam a reposi o no caso da ocorr ncia de situa es de interrup o generalizada do fornecimento vulgo apag es s o hoje em dia pr tica corrente e devem permanecer como tal num ambiente de mercado Acresce que a cria o de um mercado para a pot ncia activa constitui um factor determi nante para incentivar os produtores a investir em novos centros de produ o No que concerne os servi os de sistema baseados na oferta de pot ncia reactiva a situa o j n o pode ser encarada da mesma forma que a oferta de pot ncia activa indesej vel 5 Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o um excesso de tr nsito de pot ncia reactiva nos circuitos j que este tr nsito tem um im pacto n o despiciendo no perfil da tens o pelo que a contrata o de pot ncia reactiva deve ter um car cter marcadamente local ou seja junto s fontes de produ o de pot ncia reacti va e junto aos locais de consumo de pot ncia reactiva Se o objectivo de contrata o de pot ncia reactiva for o controlo da tens o a entidade que deve contratar esta pot ncia o operador do sistema ao n vel das redes de transporte e o despacho ao n vel das redes de distribui o Se for esta a ptica prosseguida pode haver condi es de
7. tens o distor o da forma de onda da tens o e continuidade no fornecimento Ao conjunto de ac es que garantem que a energia el ctrica entregue aos consumidores obedece a determinados requisitos impostos s grandezas que a caracteri zam convencionou se denomin las por servi os de sistema A CIGRE 1 caracteriza a qualidade do fornecimento de energia el ctrica a partir das se guintes grandezas e frequ ncia e tens o e pot ncia de reserva e tempo de reposi o do sistema e estabilidade do sistema e distor o harm nica desequil brio de fases Exceptuando os servi os relacionados com a manuten o da estabilidade do sistema e os servi os relacionados com o controlo da distor o harm nica desequil brio de fases os restantes servi os traduzem se em larga medida pela contrata o de pot ncia activa e re activa Cabe ao operador do sistema avaliar as necessidades de pot ncia activa e reactiva que garantam que o sistema permanece num estado seguro Independentemente do car c ter obrigat rio ou volunt rio do servi o de disponibiliza o de pot ncia activa e ou reactiva este servi o deve ser pago criando se assim condi es para o estabelecimento de um mer cado para os servi os de sistema Dado que a pot ncia activa e reactiva possuem caracter sticas e objectos diferentes con veniente analis las separadamente A cria o de um mercado para os servi os de sistema baseados na oferta
8. atingiu o grau desej vel quer em Espanha quer em Portugal Com a completa e desej vel separa o das diversas actividades o transporte e a distribui o ter o de se manter como actividades reguladas uma vez que a tecnologia actual n o permite encarar outra situa o que n o seja a de monop lio natural Competi o e mercado s poder o existir na produ o e comercializa o Como regra geral a opini o dos autores que actividades competitivas n o devem coexistir com actividades reguladas numa mesma empresa ou grupo empresarial Desta regra decorre que a reuni o num mesmo grupo da produ o actividade competitiva e da distribui o actividade regulada n o deve ser permitida Recorde se que o trans porte j foi e bem cometido a uma empresa aut noma em Portugal este grau de auto nomia ainda n o o desej vel Quanto coexist ncia da produ o e comercializa o no mesmo grupo empresarial j a quest o se coloca diferentemente Sendo ambas actividades competitivas n o se v raz o para que esta coexist ncia deva ser vedada Contudo durante um per odo inicial de cinco anos devem ser impostos limites contrata o entre produ o e comercializa o de um mesmo grupo empresarial sem o que poder haver abuso de posi o dominante por parte dos produtores incumbentes Alguns problemas que t m surgido com a liberaliza o do sector el ctrico noutros pa ses resulta
9. de ser exaustivos 2 O Mercado Ib rico 2 1 Benef cios e Riscos Os benef cios da cria o de um Mercado Ib rico da Electricidade na opini o dos autores resultam essencialmente de e Aumento da competitividade das empresas el ctricas e Aumento do n mero de agentes envolvidos no sector el ctrico e Refor o da seguran a do abastecimento e Incentivo efici ncia energ tica e ao aproveitamento dos recursos renov veis e Est mulo inova o tecnol gica e organizacional e Desenvolvimento de compet ncias e know how Um mercado incipiente e mal regulado comporta contudo riscos n o negligenci veis e Carteliza o e consequente aumento de pre os para os consumidores e Insuficiente investimento na produ o e nas redes Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o e Redu o da fiabilidade do servi o e Desaproveitamento dos recursos end genos 2 2 Aspectos Estruturais As vantagens da integra o vertical medida que se aprofunda a sociedade do conheci mento s o cada vez menos evidentes As compet ncias necess rias s o distintas nas v ri as actividades que comp em o sector el ctrico produ o transporte distribui o e comer cializa o E compet ncias que n o s o usadas tornam se rapidamente obsoletas Por outro lado o estabelecimento de um mercado eficiente e transparente exige uma com pleta separa o das actividades referidas a qual ainda n o
10. dores e informar o operador do sistema das disponibilidades de pot ncia 4 Pagamentos aos Produtores 4 1 Pre os no Mercado Di rio No mercado di rio os produtores devem receber um pagamento correspondente energia fornecida durante o per odo de refer ncia uma hora o que de facto corresponde a uma pot ncia m dia Actualmente em Portugal existem Contratos de Aquisi o de Energia estabelecidos entre a REN e os Produtores que visam assegurar o servi o p blico de fornecimento de energia 6 Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o el ctrica Num ambiente de mercado estes contratos dever o cessar pelo que importa es tabelecer mecanismos de compensa o pela quebra prematura de contratos com prazos de vig ncia certamente superiores ao calend rio apresentado pela ERSE para o estabeleci mento do Mercado Ib rico de Electricidade Em Espanha existem mecanismos de compensa o que visam compensar os produtores por terem passado a operar num ambiente liberalizado de compra e venda de energia el c trica os custos de transi o para a concorr ncia CTC Num ambiente de mercado estes custos de transi o dever o ser extintos por forma a as segurar a equidade entre os actores que far o as suas ofertas no Mercado Ib rico de Elec tricidade Contudo durante um per odo transit rio cremos que os produtores portugueses que actu almente beneficiam de contratos f
11. dores em presen a em geral em n mero limi tado que usam do seu poder de mercado para elevar artificialmente os pre os Acresce que a remunera o de todos os produtores pelo pre o marginal de mercado traduz se de facto num acr scimo de custos para os consumidores raz o pela qual a tend ncia mais recente vai no sentido de pagar aos produtores o pre o efectivamente oferecido Os contratos bilaterais entre produtores e consumidores ou comercializadores surgem assim como uma solu o a estimular podendo coexistir com uma bolsa n o mandat ria esta a solu o prevista para o MIBEL que se afigura correcta Sendo permitidos contratos bilaterais as opera es do sistema e do mercado devem ser conduzidas por entidades separadas O operador do sistema assume as fun es t cnicas de coordena o nomeadamente o despacho em tempo real o operador do mercado orga niza e gere as transac es entre os participantes Esta estrutura dual a que j vigora em Espanha Os contratos bilaterais podem ser criticados por tr s raz es e N o s o compat veis com um despacho optimizado realizado de forma centralizada conforme norma nos sistemas el ctricos tradicionais Note se contudo que em outros mercados de bens e servi os a inexist ncia de uma optimiza o centralizada n o impe de que os mesmos sejam eficientes e A transpar ncia dos pre os diminu da se um n mero muito elevado de actores enve redar por
12. esta modalidade o que pode apontar na fase inicial de abertura do sector para a proibi o de contratos bilaterais pelo menos para as empresas dominantes Na turalmente a fixa o de tarifas para clientes finais torna se dif cil se n o forem conheci dos os pre os no mercado grossista Num mercado eficiente com grande n mero de participantes e escolha para os clientes finais por m haver pre os de mercado e n o tarifas pelo que esta preocupa o se desvanece e Podem refor ar o poder de mercado e consequente manipula o dos pre os dos partici pantes mais poderosos Na verdade os contratos bilaterais podem resultar numa forma impl cita de integra o vertical entre produtores e distribuidores quando aquela tenha sido abolida no plano empresarial como desej vel Tamb m aqui se pode argumentar que se o n mero de jogadores for elevado e a oferta for excedent ria n o haver moti va o para entrar em transac es bilaterais a pre os n o competitivos Contudo du rante o per odo transit rio inicial devem ser estabelecidos limites ao estabelecimento de contratos bilaterais entre produtores e distribuidores comercializadores se integrados dentro da mesma empresa ou grupo de empresas Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o 3 3 Mercado dos Servi os de Sistema A qualidade da energia el ctrica entregue aos consumidores pode medir se em termos da frequ ncia amplitude da
13. gia El ctrica regida pelo Decreto Lei 339 C 201 de 29 12 2001 Esta remunera o composta por tr s parcelas parcela fixa que visa remunerar a garantia de pot ncia parcela vari vel que re Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o munera a energia entregue rede e parcela ambiental que remunera o beneficio ambiental resultante da n o emiss o de di xido de carbono devido utiliza o de fontes renov veis ou melhoria da efici ncia energ tica no caso da cogera o O valor estipulado para a parcela fixa encontra se estabelecido com base nos custos men sais unit rios evitados no investimento de uma nova central devido constru o de fontes renov veis de energia O valor estabelecido para a parcela vari vel baseia se nos custos de opera o e manuten o necess rios explora o de novos meios de produ o cuja cons tru o foi evitada pela instala o de centrais renov veis O montante da parcela ambiental est relacionado com o valor atribu do tonelada de di xido de carbono emitido para a at mosfera na produ o convencional A estrutura da remunera o estabelecida pelo decreto acima referido mant m se adequada no contexto de um mercado ib rico de electricidade Os pre os das parcelas fixa e vari vel passariam a ser estabelecidos pelo mercado Uma vez que a n o inclus o dos custos ambi entais da produ o de energia pelas centrais convencionais di
14. ico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o rup o selectiva Na pr tica a resposta dos consumidores a varia es de curto prazo do pre o mitigada devido em larga medida a limita es de natureza tecnol gica dos equipa mentos de medida e contagem correntemente utilizados 5 2 Pre os Nodais A abordagem mais correcta para a gest o do congestionamento atrav s da diferencia o do pre o da energia fornecida em cada n designado pre o nodal Os pre os nodais equi libram a oferta e a procura em cada n da rede e s o continuamente ajustados reflectindo a varia o das condi es de produ o transporte distribui o e consumo Pre os nodais elevados induzem redu o no consumo assim contribuindo para o al vio do congestionamento efici ncia de curto prazo tamb m proporcionam um incentivo para h vestir em novas linhas para as zonas afectadas efici ncia de longo prazo Em contraparti da pre os nodais reduzidos estimulam o consumo contribuindo para um melhor aproveita mento dos recursos existentes Uma pol tica de pre os nodais diferenciados p e em causa o princ pio da uniformidade tari f ria que corresponde socializa o dos custos totais de opera o do sistema Aquela po der ser reposta atrav s da subsidia o cruzada entre os diversos grupos de consumidores o que naturalmente lhe retira alguma efici ncia econ mica O pre o de uso da rede de transporte
15. irmes de longo prazo poder o reclamar uma compensa o que os coloque em p de igualdade com os produtores espanh is O montante desta compensa o dever depender dos custos que efectivamente se antev em pela passagem para um regime de mercado os quais poder o depender do excesso de capacidade insta lada e ainda anualmente da hidraulicidade 4 2 Remunera o da Disponibilidade Os pagamentos devidos pela disponibilidade dos produtores t m como grande objectivo in duzir uma seguran a do fornecimento de energia superior que o mercado pode assegurar por si s uma vez que incentiva o investimento em meios de produ o O pre o cont m as sim duas componentes uma expressa em MW determinada pela pot ncia disponibili zada pelo produtor a outra expressa em MWh resulta da energia efectivamente forneci da A remunera o da disponibilidade tem como vantagem a redu o do custo do capital visto que o risco do investimento vem reduzido contudo num mercado verdadeiramente compe titivo n o se justifica Ainda que o custo de capital possa ser mais elevado a disciplina do mercado traduz se em acr scimos de efici ncia que compensam esta desvantagem Em boa verdade os pagamentos por disponibilidade s o a heran a do m todo de planeamento centralizado posto em causa pela emerg ncia dos mercados 4 3 Produ o Descentralizada A remunera o da energia entregue por fontes renov veis ao Sistema de Ener
16. m em larga medida da escassez na oferta e concentra o excessiva na produ o tradicionalmente executada segundo uma metodologia de planeamento centralizado e des pachada por meio de um tr nsito de energia optimizado Ora havendo escassez as leis do mercado ditam aumento de pre os a produ o tem ent o de ser fortemente competitiva o que requer uma maior dispers o que a actualmente existente Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o Quanto comercializa o n o cremos que numa fase inicial deva ser pulverizada Admiti mos mesmo que os actuais distribuidores possam durante um per odo transit rio de cinco anos continuar a assegurar a comercializa o pelo menos aos consumidores dom sticos e comerciais O distribuidor local deve durante este per odo continuar obrigado a fornecer energia a estes consumidores com uma tarifa regulada 3 Organiza o do Mercado Grossista 3 1 Mercado Spot Uma vez que n o pode ser armazenada a electricidade n o permite um verdadeiro merca do spot como sucede com outras mercadorias indiferenciadas commodities Neste tipo de mercados a expedi o do bem transaccionado imediata recorrendo se s reservas arma zenadas as quais s o repostas em tempo n o real pelos produtores Nos mercados de electricidade as transac es s o contratadas algum tempo antes da en trega f sica um dia uma hora ou mesmo alguns minutos com base n
17. o consumo previsto Inevitavelmente surgem desequil brios entre os valores contratados e os valores registados da produ o e do consumo que s o ajustados mediante procedimentos que podem ou n o ser competitivos A poolou bolsa de electricidade uma aproxima o de um verdadeiro mercado spot a qual existe em pa ses como a Inglaterra a precursora criada em 1990 a Escandin via Nor dPool a Espanha a Austr lia a Nova Zel ndia e alguns estados dos EUA Calif rnia no meadamente Numa pool com fixa o de pre o ex ante cada um dos participantes apresenta uma lista de vendas e compras potenciais indicando o pre o e a quantidade de energia para cada per o do de tempo tipicamente uma hora ou meia hora ao longo das 24 horas O pre o de mer cado pago a todos os produtores o pre o do grupo gerador mais caro designado pre o marginal do sistema A experi ncia com as bolsas revela que o reduzido n mero de actores prejudica uma forma o eficiente e transparente dos pre os Contudo n o parece que o futuro MIBEL possa prescindir de um mercado spot ainda que n o obrigat rio 3 2 Contratos Bilaterais Existe um consenso crescente que as transac es de energia el ctrica n o devem contudo restringir se s efectuadas nas bolsas Estas ainda que aparentemente mais transparentes Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o n o deixam de ser condicionadas pelos joga
18. res a energia necess ria para compensar as perdas sendo o respectivo custo pas sado aos consumidores atrav s da tarifa de uso da rede na segunda os produtores injectam energia adicional com base em coeficientes m dios de perdas pr determinados ficando o operador com a incumb ncia de fechar o balan o energ tico com as perdas efectivamente verificadas Num mercado spot ideal as perdas podem ser consideradas multiplicando o pre o de mer cado pelo factor 1 Perdas marginais para cada n 5 5 reas de Controlo Um sistema el ctrico interligado pode ser operado sem um controlo centralizado Tradicio nalmente definem se reas de controlo correspondentes zona de influ ncia de cada sub 10 Mercado Ib rico de Electricidade Coment rios ao Documento de Discuss o sistema sendo a regula o de frequ ncia uma tarefa conjunta A pot ncia transitada nas linhas de interliga o entre sub sistemas deve tamb m ser regulada por forma a manter constantes os valores contratualmente fixados Numa perspectiva de integra o total dos sistemas portugu s e espanhol ent o poderia ha ver um centro de controlo comum eventualmente com controladores regionais subordina dos O conceito de interliga o desapareceria todas as linhas estariam em p de igualdade Pelo menos numa fase inicial e at que se ganhe maior experi ncia n o parece contudo necess rio centralizar o controlo das v rias reas existentes na Pen
19. storce os pre os de mercado h que manter a parcela ambiental para a produ o renov vel e para a cogera o a fim de corrigir este defeito Esta parcela poderia ter um valor vari vel dependendo das condi es de hidraulicidade valor mais elevado nos anos secos e mais baixo nos anos h midos 5 Opera o do Sistema 5 1 Congestionamento da Rede O mecanismo de fixa o de pre os num mercado spot n o considera partida a rede de transporte o elemento chave que possibilita a competi o A rede imp e restri es de na tureza f sica ou operacional se alguma delas for violada sendo o caso mais usual a sobre carga de linhas resulta uma situa o de congestionamento A cria o dos mercados de electricidade transformou o papel da rede cujo uso passou a ser condicionado pelas exig ncias dos produtores e dos consumidores que a ela t m livre aces so O operador da rede de transporte o respons vel pelas ac es que asseguram o seu correcto funcionamento nomeadamente o al vio dos congestionamentos que dificultam as trocas comerciais de notar que contrariamente ao que se passa em outros sectores o congestionamento numa rede de transporte n o pode ser resolvido por meio de filas de espera A gest o do congestionamento baseia se essencialmente no redespacho da gera o e na modifica o das cargas atrav s de sinais transmitidos pelo pre o ou em ltimo caso atrav s da inter Mercado Ib r
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