Atualmente, existem diversos debates acerca da transição energética no país e no mundo. Essa mudança no contexto da energia diz respeito não só as fontes de geração, mas também ao reaproveitamento da energia gerada e, para isso, a transição energética aborda temas como eficiência energética e a gestão de resíduos, visando a aplicação de mudanças nos modelos de produção e nos hábitos de consumo. De forma geral, o objetivo da transição energética é voltado para a redução de desperdícios e a redução dos impactos ambientais decorrentes da geração de energia ara minimizar os efeitos das mudanças climáticas que têm sido abordados por diversos órgãos.
Considerando o contexto de transição, as fontes renováveis vêm ganhando força no cenário mundial. No Brasil, a geração distribuída tem apresentado um crescimento significativo através da fonte solar fotovoltaica, especialmente nos últimos 2 anos, onde houve a implementação do novo marco da geração distribuída a partir da lei nº 14.300/2022. Anterior a esta lei, o setor de energia solar já tinha como base duas resoluções normativas da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) que davam embasamento para o setor, sendo elas: REN nº 482 e a REN nº687.
Em paralelo ao setor de energia solar, a geração de energia por meio de hidrelétricas permanece como grande destaque na matriz energética. Além disso, o Brasil vem aplicando medidas de estímulos para o uso de biocombustíveis. Essa diversificação da matriz energética permite que o país impulsione a transição energética nacional.
A micro e mini geração distribuída são sistemas de geração de energia através da irradiação solar. Esses sistemas podem ser conectados à rede da distribuidora de energia (ex.: Neoenergia Pernambuco) ou podem ser sistemas conectados apenas a baterias que realizam o armazenamento da energia gerada. Nesse formato, não há nenhuma conexão com a rede de distribuição. Na Lei nº 14.300/2022, temos as seguintes definições: I. Microgeração distribuída: central geradora de energia elétrica, com potência instalada, em corrente alternada, menor ou igual a 75 kW (setenta e cinco quilowatts) e que utilize cogeração qualificada, conforme regulamentação da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), ou fontes renováveis de energia elétrica, conectada na rede de distribuição de energia elétrica por meio de instalações de unidades consumidoras; II. Minigeração distribuída: central geradora de energia elétrica renovável ou de cogeração qualificada que não se classifica como microgeração distribuída e que possua potência instalada, em corrente alternada, maior que 75 kW (setenta e cinco quilowatts), menor ou igual a 5 MW (cinco megawatts) para as fontes despacháveis e menor ou igual a 3 MW (três megawatts) para as fontes não despacháveis, conforme regulamentação da Aneel, conectada na rede de distribuição de energia elétrica por meio de instalações de unidades consumidoras.
Para a operação da geração distribuída, a Lei nº 14.300/2022 adota as seguintes modalidades:
Utilizando como base as definições da Lei nº 14.300/2022, a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) apresenta um levantamento da capacidade instalada de energia de cada uma dessas modalidades. Além disso, a EPE apresenta dados relacionados a modalidade de Condomínios, onde se enquadram os condôminos que possuem sistema de micro ou minigeração distribuída para geração de energia destinada às áreas comuns do edifício.
Abaixo estão listados os pacotes utilizados para a análise deste relatório e, portanto, são necessários para que o código seja executado de forma adequada e com os devidos resultados.
| Pacotes utilizados na análise | |
| pacote | função |
|---|---|
| library (dplyr) | para manipulação de dados em DataFrames |
| library (plotly) | para visualização de gráficos |
| library (DT) | para visualização de tabelas |
| library (gt) | para criar tabelas |
| library(knitr) | para gerar tabelas e relatórios dinâmicos |
| Fonte: Autor - UFRPE CPAD 2024.1 | |
Os dados utilizados nesta análise foram disponibilizados pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), do governo federal, e podem ser acessados aqui. A princípio, são listadas as informações desde o ano de 2013 do setor de minigeração e microgeração distribuída.
Abaixo, é possível visualizar as primeiras 350 linhas da base de dados
A base completa possui 386728 linhas e 20 colunas, onde as linhas representam a operação de determinados sistemas de micro ou minigeração. Dessa forma, as colunas da base representam características da operação do sistema, como: ano, distribuidora de energia, classe, modalidade, UF, município, tipo de sistema segmento, potência, investimento, dentre outras colunas.
Do total de 20 colunas da base, 7 colunas serão removidas por não apresentarem dados relevantes para esta análise.Com isso, a base ficará com 361247 linhas. Dentre as colunas removidas estão a coluna de código do município no IBGE, subsistema e segmento. A coluna subsistema é uma classificação utilizada pelo Operador Nacional do Setor Elétrico (ONS) para controlar a geração e a transmissão de energia. Para este projeto, a análise por região é mais interessante.
Além disso, considerando que houve uma forte expansão da capacidade instalada nos últimos 5 anos, as linhas que fazem referências aos anos de 2013 à 2018 serão removidas para que o filtro de análise seja voltado para o período de 2019 à 2023. Portanto, a visualização da base ficará conforme abaixo.
Com o filtro na coluna ano a base continua com um volume expressivo de dados, conforme esperado, dado a expansão do mercado.A coluna distribuidora de energia será mantida para identificar a distribuidora com o maior número de sistemas conectados, mas como algumas distribuidoras atuam em diferentes Estados, o volume de conexão por Estados será identificado a partir da coluna UF e, da mesma forma, para os municípios. Na tabela abaixo, por exemplo, é apresetando a distribuidora COSERN e alguns Estados de atuação.
A coluna potencia mw apresenta a potência do sistema em megawatt. Ou seja, cada linha indica a capacidade máxima do sistema em questão. Com os dados dessa coluna, podemos identificar o quanto existe de capacidade instalada no País e por Estados.
Na instalação dos sistemas de geração distribuída, Os sistemas podem possuir fontes de geração de energia distintas, onde os tipos de fontes existentes estão classificadas na coluna fonte resumo, conforme apresentado abaixo. As principais fontes são a Fotovoltaica, Eólica, Hidro e Termelétrica.
Na base de dados, a coluna modalidade classifica o sistema em Autoconsumo Remoto, Geração Compartilhada e Geração na própria UC. A classificação em Autoconsumo Remoto indica que a energia gerada pelo sistema é totalmente consumida fora do local de geração, ou seja, a energia gerada no sistema é enviada para a rede da distribuidora de energia. Com esse envio, a distribuidora realizada a compensação deste montante na conta de energia do titular do sistema. A classificação em Geração Compartihada é semelhante, mas deve ter dois ou mais consumidores por meio de consórcio ou cooperativa. A Geração na Própria UC classifica os sistemas que consomem a energia que geram no mesmo local de instalação do sistema.
As colunas modalidade, fonte_resumo e mini_micro serão convertidas em fatores para melhor uso dos dados.
As linhas com a modalidade “Condomínios” serão removidas, pois possuem poucos sistemas, não sendo relevante para o foco desse projeto.
Abaixo, as colunas estão renomeadas também para melhor representação. Por fim, a tabela ficará com 13 colunas e 360982 linhas. Abaixo, são listadas as 200 primeiras linhas.
Após a preparação da base de dados, nesta seção serão retiradas algumas informações a respeito dos sistemas instalados nos Estados, Municípios e os Investimentos.
Conforme explicado anteriormente, a partir de 2019 houve uma grande expansão da capacidade instalada de energia no País. Com o Brasil hoje possuindo um número expressivo de capacidade de energia, o aumento da capacidade em cada Estado fica em segundo plano.
Abaixo, selecionando as colunas UF e n_sistemas da base de dados, podemos listar a tabela com estes números.
Muito se fala a respeito do potência da região Nordeste para instalação de sistemas com fontes renováveis, como energia solar (fotovoltaica) e a energia eólica, porém, ao analisar os números dos sistemas instalados de Microgeração e Minigeração distribuída, percebe-se que nenhum Estado da região se encontra nos 3 maiores Estados com mais sistemas instalados.
Embora exista um potencial para geração de energia na região, fatores relacionados a infraestrutura influenciam na instalação desses sistemas. Enquanto a geração de energia aumenta, a infraestrutura atual de transmissão e distribuição vem sendo sobrecarregada por falta de expansão de torres de transmissão e de subestações, sendo isto um fator que pode continuar atrasando a evolução da região para alcançar o ranking dos 3 principais Estados com maior número de sistemas conectados.
Considerando que os 3 principais Estados com maior capacidade de energia instalada são: São Paulo, Rio Grande do Sul e Minas Gerais, espera-se que os municípios que possuem a maior quantidade de sistemas instalados sejam nesses Estados. Abaixo, foram utilizadas as colunas municipio e n_sistemas para análise dos números de instalações.
Ao selecionar os Municípios no gráfico acima, vemos que os 3 principais municípios estão localidos nos Estados de Santa Catarina, Mato Grosso do Sul e no Piauí. Dessa forma, ao analisar os números por Municípios, a região Nordeste aparece em destaque, considerando os últimos 5 anos, diferentemente da análise por Unidades Federativas.
Modificando a análise do números de sistemas para a potência desses sistemas, é esperado que haja uma mudança dos principais municípios, pois a potência dos sistemas pode variar bastante, a depender do segmento (residencial, comercial, industrial) e do quanto o proprietário de um sistema desejar ter de carga instalada. Assim, para o gráfico das potências, foram utilizadas as colunas municipios e potencia_mw.
Após a visualização do gráfico acima, podemos notar que Florianópolis permanece em 1º lugar, mas Brasília surge com um volume de potência mais expressivo em relação ao gráfico de quantidade de sistemas. Além disso, também podemos notar que o município de São Paulo, que constava no gráfico de quantidade de sistemas, não aparece no gráfico acima, enquanto que o município de Manaus surge entre as 10 maiores potências, mas não figura entre os 10 no gráfico de quantidade de sistemas.
As mudanças de municípios no gráfico acima eram esperadas devido à enorme variação de potências que os sistemas podem possuir, tais como: 10kW, 12kW, 15kW, 35kW, 100kW e afins.
Abaixo, são selecionados os dados que serão utilizados para identificar a curva de crescimento da capacidade instalada do País anualmente entre os anos de 2019 e 2023. As colunas ano, uf e n_sistemas foram utilizadas para a análise.
Para a análise, será identificado o máximo do número de sistemas instalados por ano (2019 à 2023) no País para que seja feita a plotagem do gráfico comparando o máximo de sistemas instalados nos principais Estados.
Em 2022, o País alcançou o maior número de conexões de sistemas, mas a crescente não se repetiu em 2023. O principal fator para que isso ocorresse foi a vigência da novo marco da Geração Distribuída, que deu um prazo até 06 de Janeiro de 2023 para a conexão de sistemas com o direito adquirido. Ou seja, os sistemas instalados após a data de 06 de Janeiro de 2023 iriam passar a ser regulamentado pela Lei nº 14.300/2022.
Tal lei trouxe algumas mudanças para o setor e para os consumidores, em especial o pagamento pelo uso do sistema de distribuição das concessionárias de energia. Com essa mudança, a geração de 1kWh de energia pelos sistemas de Mini e Microgeração não irão mais compensar 1kWh de energia consumida e o consumidor não terá mais uma razão de compensação de 1:1.
Em alinhamento com a curva de crescimento do País, os principais Estados em destaque na capacidade instalada de energia também sofreram picos de conexão no ano de 2022 e passaram pela mesma queda no ano seguinte, conforme a visualização acima.
No gráfico acima, também foram plotadas as curvas do Estados de Pernambuco e da Bahia. Em comparação ao crescimento dos demais, é possível notar que tais Estados permanecem anualmente crescendo abaixo dos principais volumes de capacidade do País.
Para obter a informação do total acumulado no País, com dados até o ano de 2023, a coluna ano e a coluna potencia_mw serão selecionadas. Com isso, a visualização do gráfico irá permitir identificar o acumulado de potência ao longo dos últimos 5 anos.
Ao analisar o gráfico acima, podemos notar que 2023 foi o ano que o País alcançou 25 GW (gigawatt) de potência instalada. Em 2021, apenas 2 anos antes, esta marca era de 9GW, enquanto que em 2020 esta marca era de 4GW. Com isso, podemos dizer que houve uma grande expansão da geração distribuída antes mesmo da vigência da Lei nº 14.300/2022 e um fator que está relacionado a esta expansão são as medidas de transição energética que estão ocorrendo no contexto mundial.
Para esta pergunta, é preciso utlizar a coluna modalidade da base. Conforme explicado no início, a modalidade “Condomínios” foi retirada da base devido ao pouco volume de instalação, não sendo um dado relevante. No entanto, as demais modalidades são mais acessadas pelos consumidores. No gráfico abaixo, os números de sistemas, da coluna n_sistemas, são apresentados de acordo com a modalidade.
Com o gráfico acima, podemos notar que a modalidade Geração na Própria UC possui um grande volume de instalação no setor de Geração Distribuída, onde “UC” significa “Unidade Consumidora”. Ou seja, energia é consumida no mesmo local de geração. Este modelo foi um dos pioneiros no setor e se mantém como o mais utilizado.