As contribuições da pesquisa chilena para o planejamento de redes de transmissão elétrica para a incorporação de energias renováveis

COMUNICADO DE IMPRENSA do Institute for Complex Engineering Systems

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Dezembro de 2022

Como planejar as redes de transmissão de eletricidade para integrar a geração renovável necessária para atingir as metas de descarbonização? Essa foi a pergunta que norteou a pesquisa de Francisco Muñoz entre 2009 e 2015 nos Estados Unidos e que conseguiu transcender os periódicos acadêmicos e permear a indústria e os órgãos reguladores.

Francisco Muñoz, pesquisador do Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería, ISCI , é engenheiro civil mecânico pela Universidade do Chile e possui doutorado com foco em economia de energia e pesquisa operacional pela Universidade Johns Hopkins. Em suas várias funções como pesquisador, acadêmico, consultor e executivo, tanto no Chile quanto nos Estados Unidos, ele fez várias contribuições tanto para o planejamento quanto para o desenho dos mercados de eletricidade.

Um de seus primeiros trabalhos de pesquisa foi mostrar que com o auxílio de modernas ferramentas de otimização é possível analisar os custos e benefícios de milhões de portfólios de investimentos em novas linhas de transmissão de forma automática, em vez de fazê-lo manualmente, projeto por projeto, como é normalmente feito na indústria. Essa metodologia, desenvolvida em 2014, foi aplicada no Western Electricity Coordinating Council, uma das maiores interconexões elétricas do mundo, com mais de 200 mil quilômetros de linhas de transmissão que abrangem 14 estados dos Estados Unidos e algumas regiões do México e Canadá.

Nessa metodologia, Francisco incorporou o conceito de planejamento proativo da transmissão, que já havia sido desenvolvido pelo chileno Enzo Sauma, hoje professor da Pontificia Universidad Católica de Chile. O princípio do planejamento proativo ou antecipatório da transmissão está intimamente relacionado ao problema do ovo ou da galinha, associado a um desafio de coordenação entre transmissão e geração: assim como não faz sentido econômico desenvolver projetos de transmissão (planejado centralmente) para locais onde não há geração (desenvolvida a partir da competição entre empresas), não é viável desenvolver projetos de geração se não houver garantias de que haverá transmissão suficiente para escoar a energia para os centros consumidores. Por isso, a metodologia desenvolvida por Francisco recomenda que na análise de custos e benefícios de projetos de transmissão sejam consideradas também as estimativas de como novas linhas podem afetar o desenvolvimento de novos projetos de geração.

Trabalhos anteriores influenciaram vários processos de planejamento de transmissão elétrica. Entre elas, por exemplo, as consultorias para aprimorar os processos de planejamento tanto no Western Electricity Coordinating Council quanto no Eastern Interconnection Planning Council, ambos nos Estados Unidos. O Brattle Group, uma das principais consultorias de regulamentação econômica do mundo, frequentemente cita esses trabalhos como exemplos em muitos de seus estudos sobre planejamento de transmissão para integração renovável em massa. No Chile, Francisco Muñoz contribuiu em 2016, junto com uma equipe formada pelos acadêmicos Enzo Sauma e Rodrigo Moreno, este último também é pesquisador do ISCI, juntamente com a consultoria SPEC, no desenho da metodologia de Planejamento Energético de Longo Prazo. (PELP) do Ministério da Energia. Nessa obra, financiada pelo Banco Interamericano de Desenvolvimento, vários dos princípios propostos por Francisco em suas pesquisas foram incorporados ao PELP. Estes são altamente relevantes na identificação de polos de desenvolvimento renovável, tomando como exemplo as Zonas de Energia Renovável, conceito que é utilizado para priorizar o desenvolvimento da transmissão em sistemas elétricos em diversos países.

Como parte do trabalho anterior, outras contribuições metodológicas são adicionadas. Por exemplo, para resolver modelos de planejamento de transmissão e aplicá-los a sistemas elétricos reais, com milhares de componentes, Francisco precisou implementar e refinar métodos para quebrar grandes problemas de otimização em centenas de menores. Esses métodos de decomposição foram implementados nos supercomputadores dos Sandia National Laboratories, no estado do Novo México, onde trabalhou de 2014 a 2015 em vários projetos para o Departamento de Energia dos EUA. Vários de seus desenvolvimentos fazem hoje parte de um software de modelagem e otimização que é utilizado em diversas universidades e laboratórios de pesquisa ao redor do mundo.

O trabalho de planejamento de transmissão para a integração de renováveis também foi aplicado na Europa, com foco nas interconexões elétricas entre países vizinhos. Em 2018, com uma equipa de investigadores da Universidade da Califórnia em Berkeley e da Norwegian University of Science and Technology, desenvolveu uma metodologia que permite estruturar contratos de venda de eletricidade entre vários países, para que todos tenham incentivos para contribuir para o desenvolvimento de novas interconexões. Nesse mesmo ano, esse trabalho foi premiado com o EEX Excellence Award, reconhecimento dado pela principal plataforma de negociação de commodities e derivativos de energia da Europa pelo trabalho de pesquisa de alto impacto nessa área.

Além dos inúmeros projetos de consultoria a empresas e organismos internacionais, que lhe permitiram aplicar os desenvolvimentos dos seus trabalhos de investigação, hoje trabalha diretamente nos desafios impostos pelo profundo processo de transformação tecnológica que a indústria elétrica atravessa devido à entrada em níveis crescentes de geração renovável e o cumprimento das metas de descarbonização. Desde abril de 2021, é Diretor de Estudos das Geradoras de Chile, sindicato que agrupa empresas de geração de eletricidade. Sua principal tarefa é contribuir com rigor técnico e visão de longo prazo na discussão público-privada sobre a promoção da geração e uso confiável e sustentável de energia no país. Francisco realiza esse trabalho liderando uma equipe de analistas e assessores, além de desenvolver estudos e discussões sobre desenho de mercado e regulação de eletricidade, em interação com representantes de empresas de geração e instituições como a Coordenadoria Nacional de Eletricidade, o Ministério de Energia e a Comissão Energia Nacional. Além de sua função executiva no sindicato, continua participando como pesquisador do Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería e do Solar Energy Research Center.