
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:
(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:
(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:
(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:
(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:
(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:
(6)
(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:
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:
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:
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.