Publicado em: 15 de junho de 2024
Colaboradores: Alice Gomstyn, Alexandra Jonker
O custo nivelado de energia (LCOE) é uma métrica para medir o custo médio da geração de eletricidade ao longo da vida útil de um ativo energético. O LCOE ajuda a determinar a viabilidade e a competitividade de um projeto de geração de eletricidade e também pode servir como um indicador para projetos de aquecimento e resfriamento.
Os cálculos de LCOE consideram os custos associados à construção e à operação de um ativo energético durante seu ciclo de vida, incluindo custos de capital, combustível e manutenção. Diferentes modelos e ferramentas de LCOE usam diferentes variáveis, e algumas fórmulas de LCOE são mais complexas do que outras. O LCOE também é conhecido como "custo nivelado de eletricidade".
A análise de energia com incorporação de LCOE ajuda empresas, desenvolvedores e investidores a avaliar a competitividade de um projeto de produção de energia. Também permite a comparação de custos de geração de energia entre diferentes tipos de tecnologias para informar as decisões de legisladores e analistas.
O LCOE é uma métrica importante para a transição energética global – a mudança de fontes de energia de combustíveis fósseis de alta emissão para tecnologias de energia renovável e alternativas de baixo carbono. À medida que as condições econômicas e políticas mudam, o cenário da transição energética também muda. Por exemplo, novos subsídios governamentais melhoram as perspectivas de financiamento para projetos de energia renovável, enquanto o aumento dos custos de combustíveis torna os projetos baseados em combustíveis fósseis menos atraentes. Em meio a esses acontecimentos, o LCOE pode ajudar os tomadores de decisões a determinar a relação custo-benefício e a viabilidade de diferentes tecnologias e projetos de geração de eletricidade limpa.
Apesar de seu uso generalizado, os críticos sugerem cautela na abordagem do LCOE. Pode não desenhar uma imagem holística do valor de um projeto de energia porque as fórmulas do LCOE excluem fatores importantes, como custos específicos do local e confiabilidade.1
O LCOE pode ser determinado dividindo os custos totais durante a vida útil de um ativo de energia pela geração total de energia do ativo ao longo de seu ciclo de vida. As fórmulas do LCOE também podem incluir uma taxa de desconto para levar em conta a inflação e outros fatores que afetam os fluxos de caixa futuros.
O resultado dos cálculos do LCOE é o preço pelo qual uma entidade geradora de energia deve vender essa energia para atingir o ponto de equilíbrio ou, em termos financeiros, atingir um valor presente líquido (VPL) de 0. Normalmente é expresso como preço por unidade de eletricidade, como quilowatt-hora (KWh) ou megawatt-hora (MWh).
As variáveis incluídas e a complexidade geral desse cálculo do custo de energia podem diferir dependendo do método ou da ferramenta usado. Por exemplo, a ferramenta do US National Renewable Energy Laboratory (NREL) para determinar o LCOE é uma calculadora simples que leva em conta oito variáveis, enquanto uma ferramenta da Stanford University inclui mais de uma dúzia.
Embora os fatores usados nos cálculos do LCOE variem, os mais comuns incluem:
Os cálculos do LCOE exigem um número definido de anos para serem inseridos para fins de análise. Essa é frequentemente a vida útil esperada do projeto de geração de energia, que normalmente é de duas décadas ou mais, dependendo do tipo de recurso energético e da tecnologia em questão.
Um fator de capacidade é a relação entre a energia realmente produzida por uma unidade geradora durante um determinado período de tempo e a energia que teria sido produzida se a unidade estivesse operando em potência máxima durante todo esse período. Uma usina elétrica que gera energia o tempo todo, por exemplo, tem um fator de capacidade de 100%. Na realidade, os fatores de capacidade variam entre 92% para as centrais nucleares a pouco menos de 25% para as instalações solares fotovoltaicas (PV).2
Os custos de capital são os custos iniciais do projeto, incluindo compras de terrenos, equipamentos e infraestrutura para sua operação. Por exemplo, os custos de capital de uma grande usina de energia eólica em terra podem envolver o custo das avaliações de recursos eólicos no local do projeto, geradores de turbinas eólicas, transporte dos geradores para o local do projeto e interconexão elétrica do sistema de energia à rede elétrica.
Não deve ser confundido com os custos de capital; o custo de capital refere-se ao custo de financiar um projeto. Um custo de capital comum é a taxa de juros paga em um empréstimo. Outros custos de capital incluem aqueles associados ao financiamento de capital (venda de ações) e emissão de títulos. Em geral, o custo de capital reflete o risco que os mercados financeiros percebem ao fornecer financiamento para um projeto.
Em contabilidade e finanças, uma taxa de desconto é uma taxa de juros usada para determinar o valor atual dos fluxos de caixa futuros. No setor de energia, taxas de desconto mais baixas tendem a aumentar a atratividade dos projetos de energia renovável, que têm custos de capital mais altos e custos operacionais mais baixos. Por sua vez, taxas de desconto mais altas aumentam a atratividade de projetos de combustíveis fósseis, que apresentam custos de capital mais baixos, mas custos operacionais mais altos.
Os gastos com combustível são considerados somente para usinas de energia que consomem combustível, ou seja, usinas térmicas. Os combustíveis usados por usinas térmicas incluem combustíveis fósseis, como carvão, gás natural e biomassa. A energia nuclear também é uma forma de energia térmica, com usinas que usam urânio, que é processado para se tornar combustível.
A taxa de calor é a quantidade de energia utilizada na produção de eletricidade para gerar um quilowatt-hora (kWh) de eletricidade. É uma medida da eficiência de uma usina elétrica e, assim como o custo de combustível, geralmente é uma variável usada para usinas térmicas. Geralmente é expresso em unidades térmicas britânicas (Btu) por kWh líquido.
Também conhecidos como custos de O&M, os custos de operação e manutenção são frequentemente divididos em duas categorias: fixos e variáveis. Os custos fixos não flutuam de acordo com a produção de energia, enquanto os custos variáveis flutuam. Por exemplo, o custo de substituição de equipamentos que se desgastam mais rapidamente quando uma usina de energia está em operação (em comparação com quando a usina está fora de operação) constituiria um custo variável de O&M. Por outro lado, um prêmio anual de seguro é um exemplo de custo fixo.
As entradas adicionais que podem ser incluídas nos cálculos de LCOE são os custos das emissões de gases de efeito estufa e os custos de descomissionamento de usinas elétricas, entre outros.
As tecnologias de armazenamento de energia podem ser um componente importante dos projetos de energia renovável. Entretanto, algumas fórmulas e calculadoras de LCOE, como a calculadora NREL, não medem o custo do armazenamento de energia.
Em vez disso, os analistas podem recorrer a fórmulas de custo nivelado de armazenamento (LCOS). Eles usam essas fórmulas para calcular o custo por unidade de energia descarregada de um sistema de armazenamento de energia em um determinado período. As fórmulas de LCOS, embora sejam como as fórmulas de LCOE, têm algumas diferenças importantes. Por exemplo, em seus cálculos de LCOS, a US Energy Information Administration substitui o custo do combustível usado nas fórmulas de LCOE pelo custo da eletricidade usada para carregar o sistema de armazenamento.3
Diferentes tecnologias e recursos energéticos têm LCOEs diferentes. Por mais de uma década, o LCOE de fontes de energia renováveis, como energia solar, energia eólica onshore e energia eólica offshore, caiu vertiginosamente devido à inovação, crescentes economias de escala e apoio governamental. Por exemplo, o LCOE da energia eólica onshore caiu de uma média de US$ 135 por MWh em 2009 para menos da metade disso em 2024. No mesmo período, o preço médio da energia solar fotovoltaica em escala de serviços públicos caiu de US$ 359 por MWh para US$ 61.4
O LCOE da energia geotérmica não teve um declínio tão grande devido aos custos de capital relativamente altos em comparação com outras tecnologias de energia renovável. No entanto, os preços podem cair mais no futuro devido a novas iniciativas, como o Enhanced Geothermal Energy Shor, um programa de pesquisa do Departamento de Energia dos EUA.
Essas tendências de queda ajudam a tornar as fontes de energia renováveis mais competitivas em relação à geração a gás e a carvão, que têm LCOEs de até US$ 228 e US$ 168, apoiando, assim a transição energética global. Os conflitos geopolíticos contribuíram para o aumento dos custos dos combustíveis fósseis e da eletricidade, tornando ainda mais atraentes os projetos de energia renovável.
A pandemia de COVID-19 e as quebras resultantes na cadeia de suprimentos nivelaram as quedas de preços nos custos de energia renovável. No entanto, até 2024, os desafios da cadeia de suprimentos foram conciliados de acordo com o "custo nívelado de energia+", um relatório anual de LCOE da empresa de serviços financeiros Lazard. Como nos anos anteriores, os analistas da empresa concluíram que "a competitividade de custos das energias renováveis levará ao deslocamento contínuo da geração convencional e a uma matriz energética em evolução".
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Notas de rodapé
1 “Insider: Not All Electricity Is Equal—Uses and Misuses of Levelized Cost of Electricity (LCOE).” (link externo a ibm.com). World Resources Institute. 1 de agosto de 2019.
2 “What is Energy Generation Capacity?” (link externo a ibm.com). Office of Nuclear Energy, US Department of Energy. 1 de maio de 2020
3 “Levelized Costs of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook.” (link externo a ibm.com). U.S. Energy Information Administration. Abril de 2023.
4 “Levelized Cost of Energy+” (link externo a ibm.com). Lazard. Junho de 2024.