Quais são os mecanismos de aversão ao risco?

Um país com proporções continentais como o Brasil exige uma infraestrutura de abastecimento de energia elétrica bem gerenciada. Dessa forma, o planejamento energético deve, simultaneamente, garantir o atendimento ao consumo com o menor custo possível e manter a segurança do sistema.

Nesse sentido, apesar da expansão de outras fontes renováveis de energia, a geração hidrelétrica ainda é predominante no Sistema Interligado Nacional (SIN). Por esse motivo, o benefício presente do uso da água e o benefício futuro do seu armazenamento devem ser mantidos em equilíbrio para que, dentre outros fatores, o risco de déficit no futuro seja minimizado. 

Com essa finalidade, a cadeia de modelos computacionais (NEWAVE, DECOMP e DESSEM) utilizada pelo Operador Nacional do Sistema (ONS) adota os chamados mecanismos de aversão a risco, que têm impacto tanto no planejamento energético quanto na formação de preço. 

Este artigo apresenta as principais metodologias para aversão a risco adotadas historicamente no planejamento do SIN, sendo elas: a CAR (Curva de Aversão a Risco), o CVaR (Conditional Value at Risk) e o Vminop (Volume Mínimo Operativo).

Boa leitura!

Curva de Aversão a Risco (CAR)

A partir do deplecionamento acentuado dos níveis dos reservatórios em 2001, que acarretaram em um racionamento severo, foi identificada a necessidade de inclusão de mecanismos de aversão a risco no planejamento energético para que, além da minimização do custo, fosse garantida uma maior segurança do sistema do ponto de vista dos reservatórios.

Nesse sentido, surgiu o POCP (Procedimento Operativo de Curto Prazo do ONS) e foi desenvolvida a chamada Curva de Aversão a Risco (CAR). 

A CAR definia metas mensais de armazenamento mínimo para cada um dos quatro subsistemas (SE/CO, S, NE e N) de forma que em situações de afluência crítica não ocorressem medidas de restrição ao consumo para o próximo ano. Se os níveis meta de armazenamento fossem violados, eram realizadas penalizações nos modelos matemáticos, aumentando o despacho de usinas térmicas a fim de garantir uma recuperação dos reservatórios.

A CAR foi utilizada no modelo NEWAVE no período de 2004 a 2013 e foi descontinuada quando a sinalização para o aumento do despacho térmico antecipado não apresentou o comportamento adequado. Como resultado, em novembro de 2014 foi registrado o pior nível de reservatório do Sudeste até o momento (16%). 

Tendo em vista que o POCP não estava sinalizando o despacho térmico de forma assertiva para o estado atual do sistema, o CNPE (Conselho Nacional de Política Energética) editou em março de 2013 uma resolução que estabelecia a internalização de mecanismos de aversão a risco nos modelos computacionais para planejamento energético e formação de preço e, nesse sentido, teve início a inclusão do CVaR. 

Conditional Value at Risk (CVaR) 

O CVaR foi implementado entre 2013 e 2014 e, ao contrário da CAR que atuava em metas de reservatórios, esse mecanismo impacta os cenários de afluência gerados pelo NEWAVE. O processo de otimização considerando o CVaR incorpora um peso maior aos cenários mais desfavoráveis apresentados pelo NEWAVE ao custo médio da operação durante o processo de minimização da função objetivo. 

A função objetivo do NEWAVE passou a considerar dois novos parâmetros: α (Alfa) e λ (Lambda). O parâmetro Alfa (α) está associado ao conjunto dos cenários hidrológicos mais críticos, representando o percentual de cenários com custo mais elevado. Já o parâmetro  Lambda (λ) representa o peso da parcela adicional a função objetivo referente ao custo esperado dos Alfa cenários mais críticos. 

Em 2014 os parâmetros α e λ foram definidos em 50% e 40%, respectivamente. Já em 2018, devido  a um comportamento atípico do CMO, foi realizada uma recalibração desses parâmetros que passaram a ter os valores 50% e 35% e sua utilização se deu em 2020. Em 2023, com a incorporação do PAR(p)-A ao modelo NEWAVE, houve a necessidade de uma nova calibração dos parâmetrosα (Alfa) e λ (Lambda), que passaram a ter os pesos 25% e 35%. 

Volume Mínimo Operativo (Vminop)

O Vminop foi um novo mecanismo de aversão a risco para os reservatórios implementado em 2020 no NEWAVE, devido ao agravamento das condições do SIN no período seco de 2018 e a atuação do Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico (CMSE) com ações diferentes das indicadas pelos modelos energéticos. Logo, o Vminop passou a ser utilizado em conjunto com o CVaR. 

A penalização pela violação dos níveis mínimos adotados em cada REE (Reservatório Equivalente de Energia) foi definida para novembro de cada ano do horizonte de planejamento do NEWAVE por se tratar do fim do período seco. Já o custo da penalização foi associado a um valor ligeiramente superior ao CVU da usina térmica mais cara.

Até 2021, o DECOMP considerava o impacto desse mecanismo de aversão a risco apenas através do acoplamento à função de custo futuro do NEWAVE. Já a partir de 2022, o Vminop passou a ser modelado internamente no DECOMP através de restrições de energia armazenada mínima. 

É importante enfatizar que, ao contrário da CAR, os valores do Vminop são iguais para todos os meses e atualmente estão definidos da seguinte maneira:

• REE Sudeste, Paraná e Paranapanema: 20%;
• REE Sul e Iguaçu: 30%;
• REE Nordeste: 23,5%;
• REE Norte: 20,8% (18% para dezembro de acordo com a curva de níveis meta da UHE Tucuruí).

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Artigo escrito por: Fabio Morandi Tavela e Guilherme Loureiro, do time Esfera Energia.