O Energy Systems Catapult (ESC) publicou recentemente um relatório recomendando que os mercados de energia do Reino Unido adotem a precificação nodal. O Policy Exchange também está defendendo a precificação locacional, e o Operador do Sistema de Eletricidade da National Grid (ESO) compartilhou opiniões semelhantes sobre o tema na última semana.

Neste artigo, vamos abordar:

• O que é precificação nodal.
• Como ela pode incentivar operações e projetos de sistema mais inteligentes.
• As desvantagens da precificação nodal.

No vídeo abaixo, você pode assistir à nossa discussão sobre precificação nodal:

O que é precificação nodal?

A precificação nodal, também conhecida como Precificação Marginal Locacional (ou LMP), é uma forma de determinar o preço da eletricidade que varia conforme a localização.

Atualmente, a oferta e demanda em todo o país determinam um único preço para a eletricidade em todo o sistema. Por outro lado, sob o modelo LMP, a rede é dividida em regiões menores, chamadas de nós, com diferentes preços de eletricidade em cada nó. Exemplos de possíveis nós são mostrados na Figura 1 (abaixo).

O ponto crucial é que o LMP faz com que o preço da eletricidade não reflita apenas os custos do insumo energético (por exemplo, combustível e carbono). Ele também inclui o custo de transportar a energia desde o local de geração até o de consumo, incluindo custos de congestionamento da rede.

O LMP seria uma grande mudança na forma como a eletricidade é precificada no Reino Unido. No entanto, já foi implementado em outros lugares do mundo. Na América do Norte, por exemplo, vários operadores independentes de sistema (ISOs) usam o LMP, incluindo Texas, Califórnia e Nova York.

E as tarifas de uso do sistema e ações do sistema?

Em mercados com preço único de energia, existem mecanismos que podem sinalizar preços: os custos de rede têm diversos elementos locacionais. No Reino Unido, os custos de distribuição e transmissão variam pelos 14 grupos de pontos de fornecimento da rede (GSP). Por exemplo, a tarifa de uso do sistema de transmissão (TNUoS) no norte da Escócia é menos da metade daquela em Londres (comparando a tarifa de demanda por meia hora para 2022/2023).

Em um mercado de precificação nodal, o valor locacional é sinalizado nos preços de eletricidade no atacado de curto prazo (preços spot). Janelas de liquidação de 5 minutos são sugeridas, com 'nós' bastante granulares onde os preços diferem. Estes podem ser os 14 grupos GSP ou até mesmo os 352 GSPs ilustrados na Figura 1 (acima). As variações entre os nós ditariam a economia local de energia - e, portanto, os preços.

Os mercados fariam mais do equilíbrio entre oferta e demanda, e as restrições seriam gerenciadas por incentivos de mercado. O sistema seria mais eficiente, então o custo total do sistema seria menor.

Embora o Reino Unido já tenha descarbonizado cerca de 40% de sua matriz com energia renovável, os custos de equilíbrio do sistema dispararam. O relatório do ESC estima que £0,5 bilhão dos £1,3 bilhões gastos para equilibrar o sistema em 2020 foram destinados ao gerenciamento de restrições. Na Figura 2 (abaixo), podemos ver que esses custos tendem a acelerar à medida que mais geração intermitente entra no sistema. A precificação nodal é vista como uma forma de reduzir esses custos sem necessidade de grandes investimentos em infraestrutura de rede.

Implicações da precificação nodal

A precificação nodal incentiva geradores e fornecedores de flexibilidade a localizar e operar ativos de forma mais eficiente, levando em conta as restrições físicas da rede.

Como a precificação nodal incentiva o despacho 'inteligente'

Considere um nó na rede escocesa que apresenta uma restrição significativa de transmissão, e atrás do qual um parque eólico está produzindo em plena capacidade durante o pico da noite. Como se trata de uma área rural, a demanda é baixa. Ao mesmo tempo, no sul da Inglaterra, a demanda é alta, mas o vento não sopra e o sol não brilha. A Figura 3 (abaixo) mostra o mesmo dia nesses dois nós.

A precificação de energia locacional levaria a preços baixos no nó escocês e preços altos no nó inglês durante o pico da noite (Figura 3, acima) - refletindo a economia de oferta e demanda em cada local. Nesse cenário, um gerador térmico próximo na Escócia seria incentivado a reduzir a geração, enquanto no sudeste da Inglaterra um gerador semelhante seria incentivado a aumentar a produção. Com um único preço de energia para todo o país, essa variação locacional de oferta e demanda não é considerada, tampouco a restrição de transmissão no nó escocês.

Com a precificação nodal, essas distorções não existiriam. Geradores e ativos flexíveis seriam incentivados a despachar em resposta às condições locais, ajudando a equilibrar o sistema de forma eficiente.

Como a precificação nodal incentiva decisões de investimento

Ao fornecer sinais granulares de preço locacional, os desenvolvedores são incentivados a construir ativos nos lugares onde terão maior retorno (ou seja, onde o mercado indica maior necessidade para o sistema). Ativos flexíveis, como baterias, serão instalados precisamente onde sua flexibilidade ajudaria a incorporar mais geração renovável.

No entanto, a precificação nodal não resolve tudo. Os arranjos de planejamento local também precisariam ser atualizados para decisões ótimas de investimento locacional.

Desvantagens do LMP

A precificação nodal representaria uma mudança enorme. Seria complexa, com potencialmente 352 novos nós para administrar (caso cada um dos 352 GSPs se torne um nó designado). Os sistemas operacionais em toda a indústria precisariam de grandes atualizações, o que demandaria tempo e dinheiro. Alguns diriam que nosso sistema de energia já é suficientemente complicado!

Se os preços nodais forem repassados aos consumidores residenciais, isso pode criar diferenças significativas nos preços da energia em todo o país, o que pode ser considerado injusto.

E o que aconteceria com os atuais projetos renováveis localizados em partes restritas da rede? Preços locacionais mais baixos podem significar que esses projetos não obtenham o retorno necessário sobre o investimento. O custo de ser "despachado para baixo" devido à localização seria transferido do operador da rede para o gerador - trazendo risco significativo ao retorno. Isso pode desestimular investidores.

Isso também pode atuar como barreira ao desenvolvimento de renováveis em grandes áreas do país. Considerando a média dos quatro cenários do Future Energy Scenarios (FES) 2021 da NG ESO, como mostrado na Figura 4 (acima), o Reino Unido precisa de mais 11 GW (ou aumento de 190%) de energia eólica onshore e 15 GW (ou aumento de 210%) de solar até 2030. Para atingir essas metas, é importante que haja o mínimo possível de barreiras para viabilizar essa capacidade.

Considerações finais

A National Grid ESO, o ESC e o Policy Exchange manifestaram-se recentemente a favor da reforma dos mercados de energia do Reino Unido para incluir a precificação nodal, espelhando o desenho de mercado de outros países. Seria uma grande mudança na forma como nossa energia é precificada, e poderia trazer grandes ganhos de eficiência para operar um sistema altamente renovável, reduzindo o custo total do sistema.

Na Parte Dois, vamos aprofundar mais sobre o LMP e analisar suas implicações no mundo do armazenamento de energia em baterias.