Avaliação da geração de energia elétrica no Brasil em condições de escassez de recursos eólicos e hídricos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Miguel, José Vítor Pereira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Climate modes of variability; Energy generation; Escassez; Geração de energia; Hydro resources; Interannual variability; Modos de variabilidade climática; Recursos eólicos; Recursos hídricos; Scarcity; Variabilidade interanual; Wind resources
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106131/tde-04082021-150221/

A intensificação em curso da exploração de recursos eólicos para geração de energia no Brasil é acompanhada por um rearranjo das participações de diferentes fontes energéticas na matriz elétrica, sendo plausível que o atendimento à carga futura seja majoritariamente sustentado por recursos eólicos e hídricos. Na medida em que estes recursos manifestam variabilidade interanual em suas disponibilidades, aumenta-se a complexidade do planejamento do setor elétrico e do dimensionamento da capacidade instalada de geração no longo prazo, haja vista que esta variabilidade pode acarretar ocorrências de eventos extremos de escassez eólica, hídrica, ou até mesmo períodos de escassez conjunta destes recursos. Entende-se que eventos desta sorte debilitariam, em última instância, a geração anual de energia. Nesse sentido, este trabalho pretendeu compreender características dos eventos de escassez eólica e verificar se fenômenos climáticos de larga escala e baixa frequência possam ter influenciado suas ocorrências. Ademais, o objetivo principal da pesquisa foi avaliar o comportamento da geração combinada de energia pelas fontes eólica e hídrica em condições de escassez conjunta destes recursos. Para tanto, um extenso ferramental analítico foi aplicado sobre séries temporais constituídas de dados eólicos que representam o NE do Brasil e de dados hídricos que representam a região SE/CO. Mediante técnicas de clusterização, foi possível identificar sub-regiões cujo vento se comporta similarmente e, por meio de análises empíricas, permitiu-se o reconhecimento histórico de ocorrência de eventos extremos que remontam escassez destes recursos. Os resultados apontam para a ocorrência de eventos de escassez conjunta nos anos de 1964 e 1971. Isoladamente, eventos de escassez eólica em 1973-1974 e 1984-1985 parecem ter sido influenciados pelas fases negativas concomitantes dos modos de variabilidade climática El Niño Oscilação Sul e padrão dipolo do Oceano Atlântico em sua porção tropical. Na última etapa, cenários com base em diferentes composições da matriz elétrica foram conceituados para simular a geração por recursos eólicos no NE combinada com a geração por recursos hídricos no SE/CO e representar o atendimento à carga de 2019 bem como a carga projetada para 2050. Foi revelado que, em condições de escassez, a geração combinada por estes recursos pode ser reduzida em cerca de 80 TWh se comparada ao que fora verificado no ano de 2019. Em um cenário que considera 190 GW de capacidade instalada de geração pela fonte eólica, o atendimento à carga futura pode sofrer redução de cerca de 200 TWh por ano em eventos de escassez conjunta de recursos eólicos e hídricos. Estes números reforçam a tese de que condições como estas devem conduzir tomadas de decisão no que tange o dimensionamento e a composição do parque gerador a nível nacional, a fim de que o setor elétrico brasileiro seja robusto a ponto de tolerar a variabilidade interanual intrínseca aos recursos eólicos e hídricos.