A Curva do Pato Chegou ao Brasil: Como o ONS Equilibra a Rede Elétrica Hora a Hora

Imagine ser responsável por equilibrar, em tempo real, a geração e o consumo de um país continental com 215.000 MW de capacidade instalada. A cada segundo, geração e consumo precisam ser exatamente iguais — uma diferença de frequência maior que 0,2 Hz dispara alarmes, e uma perturbação prolongada pode derrubar parte do sistema. Esse é o trabalho do ONS — Operador Nacional do Sistema Elétrico, com sede em Brasília e centros de operação em Brasília, Florianópolis, Recife e Rio de Janeiro.

O ONS é o maestro de uma orquestra com milhares de instrumentos: hidrelétricas que respondem em segundos, termelétricas que levam horas para partir, eólicas que flutuam com o vento, usinas solares que desligam ao pôr do sol, e uma rede de transmissão com 170 mil km de linhas. A chegada das renováveis intermitentes — solar e eólica — tornou essa tarefa dramaticamente mais complexa. E a Curva do Pato, fenômeno que a Califórnia identificou primeiro em 2013, já é uma realidade cotidiana no sistema elétrico brasileiro.

O ONS — o maestro invisível da eletricidade brasileira

O Operador Nacional do Sistema Elétrico foi criado em 1998 (Lei 9.648/98) como pessoa jurídica de direito privado, sem fins lucrativos, para coordenar e controlar a operação das instalações de geração e transmissão que compõem o Sistema Interligado Nacional — SIN. Funciona sob fiscalização da ANEEL e em estreita coordenação com o MME (Ministério de Minas e Energia) e a EPE (Empresa de Pesquisa Energética).

A missão do ONS é garantir que a energia gerada em qualquer ponto do SIN chegue a qualquer consumidor em qualquer outro ponto — mantendo a frequência do sistema em 60 Hz (variação tolerável: ±0,2 Hz) e a tensão dentro das faixas operacionais. Para isso, o ONS decide, hora a hora, quais usinas geram quanto — o chamado despacho de geração.

A curva de carga típica do Brasil — um dia na vida do SIN

A demanda elétrica de um país não é constante — ela varia ao longo do dia seguindo padrões bastante previsíveis ligados ao comportamento humano. O gráfico abaixo mostra a curva de carga típica do Brasil em um dia útil de semana, com os valores representativos do perfil horário do SIN.

A curva revela três momentos críticos. O vale da madrugada (0h–5h): demanda mínima de 50–55 GW; hidrelétricas e usinas de base operam, mas muitas podem ser reduzidas. O primeiro pico da manhã (8h–12h): demanda sobe para 80–85 GW com a abertura do comércio e da indústria. E o pico da tarde/noite (18h–21h): demanda máxima de 90–94 GW, quando as residências se somam ao consumo industrial — e é exatamente quando a geração solar despenca para zero.

Como cada fonte supre a curva de carga

A magia do sistema elétrico brasileiro é a complementaridade entre fontes. Cada uma tem características diferentes de flexibilidade, previsibilidade e custo marginal:

O gráfico revela o papel de cada fonte:

Hidrelétricas (azul): são a espinha dorsal e o grande regulador do sistema. Produzem entre 45–55 GW continuamente, mas variam para cima e para baixo em resposta à demanda e à disponibilidade das outras fontes. No pico da tarde, as hidros aumentam a geração para compensar o desaparecimento do solar. Na madrugada, reduzem para economizar água. Em 2024, a amplitude diária das hidros chegou a 38.300 MW — o equivalente à capacidade total de Itaipu e metade de Belo Monte operando só para cobrir a variação diurna.

Solar (amarelo): sobe rapidamente das 7h às 12h, atinge pico ao meio-dia, e cai para zero antes das 19h. É a fonte que mais cresceu — 39,6% em 2024, chegando a 70,7 TWh. Mas sua ausência no pico noturno é o maior desafio operacional atual.

Eólica (verde): no Nordeste brasileiro, sopra mais à noite e de madrugada — o que cria uma complementaridade natural com o solar. É um dos grandes ativos do Brasil: eólica forte quando o solar está fraco ajuda imensamente o ONS. Gerou 107,7 TWh em 2024.

Térmica (cinza/laranja): são as fontes de "último recurso" — têm custo marginal alto e emissões elevadas (exceto biomassa), mas respondem rapidamente ao comando do ONS. Quando os reservatórios estão baixos ou o solar/eólico falha, as térmicas são acionadas. Em 2024, a geração termelétrica cresceu 11,4% — sintoma da transição energética não resolvida.

A Curva do Pato — o problema que a Califórnia revelou e o Brasil enfrenta

A Curva do Pato (Duck Curve) foi identificada pelo operador californiano CAISO em 2013. Ela descreve o perfil da demanda líquida — a demanda total menos a geração solar — ao longo do dia. O nome vem da forma do gráfico, que lembra um pato de perfil: ventre cavado (excesso solar ao meio-dia) e cabeça erguida (pico noturno sem solar).

A Curva do Pato tem dois problemas físicos concretos:

O ventre (meio-dia): com solar intensa ao meio-dia, a demanda líquida despenca. O sistema pode ter excesso de energia — o que força o ONS a cortar a geração solar e eólica (curtailment) ou a reduzir as hidros ao mínimo técnico. Em 2024, foram 14,6 TWh cortados — energia que poderia ter sido usada, desperdiçada por falta de flexibilidade de rede e armazenamento.

A cabeça (entardecer): quando o sol se põe, por volta das 17h–18h, a demanda líquida dispara em poucos minutos. O sistema precisa de uma rampa de geração rápida — usinas que aumentam produção em tempo recorde. No Brasil, isso é feito pelas hidrelétricas (que respondem em segundos) e pelas térmicas (que levam minutos a horas). Em 2024, o ONS registrou rampas de até 38.300 MW em um único dia.

Segurança Energética — o conceito mais importante da transição

Segurança energética é a capacidade de um país garantir energia confiável, acessível e suficiente para sua população e economia — independentemente de choques externos ou variações internas. A Agência Internacional de Energia (IEA) define quatro dimensões:

O Brasil tem uma situação sui generis em segurança energética. Na dimensão de disponibilidade, é privilegiado: sol abundante, vento regular no NE, rios caudalosos, potencial hídrico ainda não explorado, pré-sal para térmica de base. Na dimensão de sustentabilidade, está entre os melhores do mundo: 88% da eletricidade é renovável, emissões de apenas 59,9 kg CO₂/MWh (vs. >400 nos EUA). Mas na dimensão de resiliência — capacidade de suportar choques — há vulnerabilidades sérias:

• Dependência do regime de chuvas: quando os reservatórios secam (como em 2001 e 2021), o sistema entra em crise. O paradoxo climático: as mudanças climáticas que motivam mais solar/eólica também tornam as chuvas mais imprevisíveis.
• Concentração geográfica de renováveis: 75% dos cortes de renováveis em 2024 foram no Nordeste — região com excesso de geração mas falta de transmissão para escoar para o Sudeste.
• Ausência de armazenamento em escala: o Brasil não tem baterias grid-scale significativas nem usinas de bombeamento hidráulico reversível. As hidros com reservatório são o único "armazenamento" real.
• Dependência de componentes importados: painéis solares, aerogeradores, transformadores de alta tensão e baterias de lítio dependem de cadeias de fornecimento globais — China, principalmente.

A vantagem única do Brasil: a hidrelétrica como bateria

O Brasil tem uma vantagem que a Califórnia, Alemanha e China não têm: hidrelétricas com reservatório de grande volume. Uma hidrelétrica com reservatório é, na prática, uma bateria gigante. A água represada é energia potencial armazenada. Quando a solar e a eólica produzem muito (meio-dia, dia ventoso), a hidro reduz a geração e "guarda água". Quando falta energia (pico noturno, calmaria), a hidro aumenta instantaneamente.

Essa complementaridade é o grande ativo do sistema brasileiro. A hidro responde em segundos — muito mais rápido que uma térmica a gás (que leva 30–60 minutos para partir do zero). Isso permite ao ONS absorver variações bruscas de solar e eólica sem necessidade de baterias caras.

O que o ONS faz para resolver o problema — as ferramentas do maestro

O ONS conta com um conjunto sofisticado de ferramentas para manter o equilíbrio do sistema frente à intermitência crescente:

1. Despacho centralizado: o ONS define, por otimização matemática, quais usinas geram quanto a cada hora — o DESSEM (curto prazo) e o NEWAVE/DECOMP (médio e longo prazo) são os modelos utilizados. O objetivo: minimizar o custo total de operação, respeitando restrições físicas e de confiabilidade.

2. Intercâmbio entre subsistemas: o SIN é dividido em 4 subsistemas (Norte, Nordeste, SE/CO, Sul) conectados por linhas de transmissão. Quando o Nordeste tem excesso de eólica de madrugada, o ONS transfere para o Sudeste, onde a demanda é maior. A capacidade de intercâmbio é limitada — e por isso 75% dos cortes de renováveis em 2024 foram no Nordeste.

3. Curtailment: quando não há demanda para absorver o excesso de renovável e não há capacidade de transmissão para escoar, o ONS ordena o corte da geração. Em 2024, foram 400 mil horas de curtailment, causando R$ 1,6 bilhão em perdas para geradores. É um sinal claro de que a rede de transmissão não acompanha a velocidade de instalação das renováveis.

4. Termelétricas como regulação: o ONS aciona térmicas principalmente no horário de pico (18h–22h) e em períodos secos. Em 2024, a geração termelétrica cresceu 11,4% — uma consequência direta da Curva do Pato e das secas.

O futuro — as soluções para a Curva do Pato brasileira

O ONS e o setor elétrico brasileiro têm pela frente um conjunto de soluções necessárias: