Custo da Energia

ASPECTOS ECONÔMICOS 

dinheiro

Custo da Energia Elétrica

A análise da conta de luz nos fornece algumas informações. Os valores abaixo foram extraídos da conta em anexo.

Valores Energia Transmissão Distribuição Encargos Setoriais Tributos Total Tarifa Energia
R$ R$ R$ R$ R$ R$ kWh
Valor Real 160,10 14,87 109,14 45,93 195,37 525,41 1110
Base Final 30,5% 2,8% 20,8% 8,7% 37,2% 100,0%
Base Real 56,4% 5,2% 38,4% 16,2% 68,8% 184,9%
R$/MWh R$/MWh R$/MWh R$/MWh R$/MWh R$/MWh
Tarifas 144,23 13,40 98,32 41,38 176,01 473,34
Tarifa sem Impostos 301,8
% Impostos 56,8%

A primeira questão é como considerar os impostos e encargos.

Se considerarmos o preço final da conta de luz como sendo 100%, os tributos representarão apenas 37% da conta e os encargos 8,7%.

No entanto, se considerarmos o valor dos tributos e encargos calculados apenas sobre os valores dos serviços, os impostos sobem para 68,8% e os encargos para 16,2%.

Isto significa que a questão de tributos e encargos é extremamente relevante.

Observa-se que o custo da geração, apesar de ser o maior custo, representa apenas 30% do valor final da conta de luz. A transmissão é responsável por 2,8% e a distribuição por 20,8%.

O custo da energia elétrica depende dos seguintes fatores:

  • Custo do Combustível;

  • Valor do Investimento;

  • Custo da Operação;

  • Custo da Manutenção;

  • Impostos;

  • Encargos Setoriais;

  • Custo do dinheiro;

  • Tempo.

Alguns desses fatores são custos fixos outros são custos variáveis, isto é, dependem da quantidade de energia gerada.

O custo fixo da geração de energia, em um determinado ano, depende da(os):

  • Amortização do investimento;

  • Parcela fixa da operação;

  • Parcela fixa da manutenção;

  • Encargos setoriais sobre os custos fixos;

  • Impostos sobre os custos fixos.

Por outro lado, o custo variável da geração de energia, em um determinado ano, é depende do(a):

  • Custo do combustível;

  • Energia gerada no ano;

  • Parcela variável da operação;

  • Parcela variável da manutenção;

  • Encargos setoriais sobre os custos variáveis;

  • Impostos sobre os custos variáveis.

De uma forma geral, o custo anual será dado pela expressão abaixo:

eq 1       (1)

Onde:

Ca é o custo total anual;

Cf é o custo fixo anual;

Cv é o custo variável anual;

$ representa qualquer moeda;

A Tabela em anexo apresenta os resultados do 5 leilão de energia nova realizado em 2007. Observa-se que o custo fixo anual (Receita anual) varia bastante para as usinas térmicas. Isto ocorre por causa das:

  • diferentes tecnologias utilizadas - óleo, carvão e gás;

  • diversas potências ofertadas;

  • diversas características geográficas dos projetos;

  • diversas rentabilidades considerada por cada empreendimento.

Portanto, para facilitar a comparação entre projetos é interessante normalizar o custo anual em função da potência instalada da seguinte maneira:

eq2 (2)

Onde:

Cau é o custo total anual unitário;

Cf é o custo fixo anual;

Cv é o custo variável anual;

Cvu é o custo variável unitário;

Pinst  é a potência instalada na usina;

$ representa qualquer moeda;

Fc é o fator de carga anual da usina.

A Tabela abaixo apresenta o custo fixo unitário calculado a partir dos resultados do 5º Leilão de Energia Nova apresentado anteriormente.

Observa-se que os custos fixos unitários podem ser agrupados por combustível.

 Vendedor Empreendimento Combustível ICB Receita Fixa Potencia Instalada
(R$/MWh) Cf Cfu MW
  (R$/ano) (R$/kw.ano)  
 DIFERENCIAL Termomaranhao carvao 128,95 220.677.302,63 630,51 350,00
 FURNAS Santa Cruz Nova - unidades 1 e 2 gas natural 129,34 180.599.281,78 361,20 500,00
 MPX MPX carvao 125,95 417.424.380,63 596,32 700,00
 SUAPE II Suape II oleo combustivel 131,49 141.700.000,00 404,86 350,00
 THERMES Maracanau II oleo combustivel 130,95 27.209.796,68 388,71 70,00

Considerando que ano tem dimensão de tempo, a expressão do custo anual unitário também pode ser escrita da seguinte maneira:

eq3(3)

É importante observar que, apesar desta expressão ter dimensão de $/MWh, este não é o valor da energia gerada porque o denominador da parcela fixa representa a energia máxima possível de ser gerada em um ano e, conforme sabemos, isto nunca ocorre na prática.

Portanto, outra maneira possível de normalizar o custo anual é utilizando a energia média garantida de ser gerada.

Desta maneira, teremos que:

eq4    (4)

Onde:

Eas é a energia média gerada no ano ou a energia assegurada.

Observa-se que a diferença entre as expressões (3) e (4) é o fator de carga no denominador.

A parcela de custo fixo apresenta diversos itens, mas um que merece atenção especial, o investimento.

O investimento é realizado durante a construção da usina e, conseqüentemente, para ser utilizado nas expressões anteriores ele deve ser transformado em pagamentos anuais. Para isso, utilizamos a matemática financeira.

Desta maneira, teremos que:

 

eq5        (5)

 

Onde:

Iv é o valor total do investimento;

i é a taxa de desconto do projeto;

n é o número de anos de amortização do projeto;

Cfo&m é o custo fixo anual de operação e manutenção do projeto.

Esta metodologia de cálculo tem sido utilizada pela EPE para avaliar diversos projetos de geração nos leilões de energia nova na modalidade de demanda de acordo com o documento anexo. Resumidamente, os projetos são classificados de acordo com o Índice de Custo Benefício - ICB, calculado da seguinte maneira:

icb(6)

ICb1 (7)

 

Exemplo 1

Custos Variáveis

Os custos variáveis são todos os custos da usina que dependem da quantidade da energia gerada. Os principais custos variáveis são o custo do combustível e o custo de manutenção variável.

Custo de Combustível

O custo de combustível é a segunda parcela mais importante no custo da energia e, no caso de termelétricas, pode chegar a ser maior que a parcela do investimento.

Diversos combustíveis podem ser utilizados para a geração de energia elétrica, mas os mais importantes são:

  • carvão;

  • urânio/plutônio;

  • gás natural;

  • gás natural liquefeito;

  • óleo combustível;

  • diesel;

  • biodiesel.

Por isso, a principal questão é o preço desses combustíveis. O custo dos combustíveis nucleares não será tratado porque seu comércio é restrito e, conseqüentemente, os dados  não são disponíveis.

Preço do Petróleo em tempo real

A Figura em anexo mostra a evolução dos preços dos principais combustíveis. O petróleo é comercializado em unidades monetárias por barril enquanto o óleo diesel é comercializado por litro, que é unidade de volume. Por outro lado, o carvão e o óleo combustível são comercializados por tonelada, que é unidade de massa.

No entanto, na ótica da geração de energia, o custo de combustível deve ser em unidades monetárias por unidade de energia.

Como converter volume ou massa em energia?

Para se converter o volume ou massa do combustível em energia é necessário conhecer seu poder calorífico. Observa-se que a unidade é de energia por unidade de massa e que o hidrogênio possui o maior poder calorífico, seguido pelo metano, carbono, etanol e metanol.

Portanto, para converter o preço por massa em preço por energia basta aplicar a seguinte relação:

eq Pe

Onde:

Pm é o preço unitário do combustível por massa;

PC é o poder calorífico do combustível;

Pe é o preço unitário do combustível por energia.

Aplicando a expressão nos dados da Figura anterior, observa-se que o carvão é o combustível mais barato, seguido do óleo e do gás natural. O gás natural liquefeito - GNL- é normalmente mais caro do que o gás natural. Os preços estão expressos em US$/MMBTU, que é uma unidade de moeda por energia.

É importante ressaltar que este preço unitário por energia, apesar de estar expresso por kWh, não é o custo unitário da energia elétrica gerada.

A Tabela abaixo fornece as dicas para conversão.

  MWh MBTU MJ kcal(th) kcal(IT)
MWh 1 3,412141633 3600 860420,65 859845,23

 

O poder calorífico dos petróleo e de seus derivados é praticamente constante em unidades de energia por massa. No entanto, como as densidades dos derivados varia muito, o poder calorífico também varia em unidades de energia por volume.

De acordo com a Tabela,  1m3 de óleo combustível contém 40,15 GJ de energia e 1 tonelada de carvão(6000 kcal/kg) contém 23,86 GJ. Isto significa que , do ponto de vista energético, 1 m3 de óleo combustível equivale a 1,68 toneladas de carvão.

O preço do óleo combustível(OC) no mercado mundial é normalmente 80% do preço do petróleo cru(PC). Como 1 barril de petróleo é equivalente a 0,159 m3, o preço do óleo combustível no mercado internacional é aproximadamente igual a:

eq oc x pc

Como a densidade do óleo combustível é aproximadamente 0,9 ton/m3, seu preço em relação ao preço do barril de petróleo será dado por:

eq oc x pc 2

Conseqüentemente, o preço do carvão, em unidades monetárias por tonelada, não deve ser superior a 3 vezes o preço do petróleo cru em unidades monetárias por barril conforme mostrado abaixo.

eq pcxpoc