Economia & Energia
Ano X -No 59:
Dezembro 2006
Janeiro 2007
ISSN 1518-2932

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e&e  No 59

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Editorial

Relatório da “Comissão Vargas” Completa Vinte Anos

Textos para Discussão

Comparação de Resultados de Projeções de Demanda de Energia Elétrica no Brasil  

Cana-de-açúcar: a Melhor Alternativa para Conversão da Energia Solar e Fóssil em Etanol.

Opinião:

D. Avani Caggiano e o Aprova Brasil

    

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Texto para Discussão:

Comparação de Resultados de Projeções  de Demanda de Energia Elétrica no Brasil

 

Carlos Feu Alvim

feu@ecen.com

Frida Eidelman, Olga Mafra e

Omar Campos Ferreira

 1 - Introdução

O objetivo deste artigo é comparar as projeções de energia elétrica feitas pela e&e com as apresentadas pela EPE no “Plano Nacional 2030 – Estratégia de Expansão da Oferta”, Também serão comentados resultados do estudo “Agenda Elétrica Brasileira” publicado sob os auspícios da WWF (Worldwide Fund for Nature) - Brasil.

É também apresentado um resumo da metodologia aqui usada, e assinalado que ela já contém, nos seus mecanismos de projeção, algumas hipóteses de conservação de energia.

 

2 - Metodologia e&e

A metodologia usada pela e&e para a projeção energética é análoga à que vem possibilitando com bastante sucesso a previsão do crescimento brasileiro nos últimos dez anos. São suas características genéricas:

1 – Estudo de variáveis que apresentam um comportamento estável e previsível no período histórico em que os dados estão disponíveis e estabelecimento do melhor ajuste para descrever o futuro através de curvas que, geralmente, conduzem à estabilização do seu valor máximo;

2 – Uso de dados de países mais desenvolvidos e do potencial brasileiro para a escolha de valores de referência ou de saturação, quando for o caso;

3 – Busca do melhor ajuste para os dados históricos do País com o valor de referência considerado.

Note-se que a aplicação pura e simples do melhor ajuste em (1) geraria valores determinísticos. O objetivo da metodologia e dos programas de computador a ela associados é, ao contrário, possibilitar a formação de consenso sobre o cenário mais provável, mas sem a rigidez de relações pré-estabelecidas.

 

3 - Projeções de Energia

O PIB utilizado nas projeções surge da aplicação do modelo macroeconômico semi-empírico projetar_e que vem sendo utilizado com sucesso já há mais de uma década.

Em seguida, o PIB é correlacionado com a demanda de energia equivalente[1]. A projeção de energia baseia-se na razão energia equivalente / produto (EEq/PIB) que apresenta um comportamento previsível  nos trinta e cinco anos para os quais se dispõe de dados do Balanço Energético e das Contas Nacionais. Como pode ser observado na Figura 3.1, a razão EEq/PIB vem subindo lentamente ao longo dos anos, mas apresenta tendência de saturação ao longo do tempo[2].

O melhor ajuste dos dados passados leva ao valor de 0,513 kep/US$2003 para 2030; o valor adotado conduz a 0,491 kep/US$ 2003 (4,3% inferior). Note-se que o programa limita os graus de liberdade da ajuste ao comparar a projeção com o comportamento histórico e ao sugerir limites estabelecidos pela experiência de outros países. Como resultado, os valores estabelecidos pelos grupos de consenso não costumam divergir muito da tendência histórica.

Outro inconveniente de trabalhar apenas com o melhor ajuste é que circunstâncias (como a ocorrência do apagão) podem alterar a tendência de curto (e às vezes no médio prazo) fazendo com que o melhor ajuste mude com a introdução de novos anos à série. No caso mostrado a seguir (Figura 4.1), pode-se observar que, após um transitório, o comportamento da curva quase voltou ao anterior, mas foram aparentemente mantidos alguns ganhos da economia forçada pela crise.

 

Figura 3.1: Ilustração da metodologia de projeção da demanda em energia equivalente em função do PIB[3] (US$ de 2003) com hipótese de melhor ajuste ou impondo limite de países menos intensivos em energia (paises da Europa Ocidental e Japão)

 

4 - Projeções de energia Elétrica

Em seguida, o programa ajuda a projetar a participação da energia elétrica na total (expressa em energia equivalente). O resultado é mostrado na Figura 4.1.

Figura 4.1: Projeção da participação da energia elétrica na energia equivalente.

 

Em trabalhos anteriores, os dados do período da crise foram ignorados e chegava-se a um melhor ajuste com uma participação máxima futura de 35%. Com a incorporação dos últimos anos, chega-se a um valor limite de 34%. Como resultado, os valores aqui mostrados para a projeção do consumo são ligeiramente inferiores aos anteriormente mostrados.[4]

Uma forma complementar de testar a coerência das projeções é o estudo da intensidade energética por unidade de PIB em função do PIB per capita expresso em paridade de poder de compra (PPC). A EIA/DOE (Energy Information Administration) dos EUA fornece em seu portal os dados de intensidade energética de consumo de energia primária e elétrica para praticamente a totalidade dos países ou outro tipo de unidade geográfica. As Figuras 4.2a, 4.2b e 4.2c seguintes apresentam os valores, para a quase totalidade dos países, da razão consumo de energia elétrica / habitante em relação ao PIB (PPC)/habitante para os anos de 1980, 1990 e 2004.

 ( a)

 

 (b)

 (c)
Figura 4.2a, 4.2b e 4.2c: Valores de Consumo Energia Elétrica/habitante em função do PIB per capita (em paridade de poder de compra) para diversos países (Dados EIA/DOE)

A correlação entre os valores das duas razões para o conjunto de cerca de 200 países (198 em 2004) é bastante boa. Note-se ainda que a reta ajustada para 1990 é bastante próxima da correspondente ao ano 2004. Os valores para o Brasil foram destacados nos gráficos, podendo-se notar que para os anos de 1990 e 2004 os valores do País aproximaram-se da reta de ajuste.

Quando o conjunto é limitado aos países com mais de 10 milhões de habitantes, o ajuste torna-se melhor, como pode ser observado na Figura 4.3. A reta de ajuste mantém praticamente a mesma inclinação.

Deve-se notar que, para cada país, a curva energia/habitante e PIB/habitante é apenas uma representação (em escala diferente) da curva energia X PIB. Ao representar vários países, no entanto, tem-se a vantagem de poder comparar os dados considerando o estágio de crescimento econômico de cada país.

Figura 4.3: Consumo Energia Elétrica/PIB para países com população superior a 10 milhões de habitantes com indicação de alguns países.

A Figura 4.4 mostra o mesmo tipo de apresentação considerando as regiões mundiais; também são indicados os valores para o Brasil e Mundo.

Figura 4.4: Consumo Energia Elétrica/PIB para as regiões mundiais comparadas com a do Brasil. Note-se que tanto em termos de PIB/habitante como em consumo de energia por habitante o Brasil está abaixo da média mundial.

O comportamento da razão energia/habitante na medida em que varia o PIB/habitante também pode ser observado para um país ou conjunto de países.  Como as Figuras 4.2a, 4.2b e 4.2c mostraram, o comportamento para o conjunto de países não variou muito entre os anos estudados, notadamente entre 1990 e 2004. O comportamento dinâmico das duas variáveis de intensidade estudadas (eletricidade por PIB e por habitante) pode ser colocado em um gráfico. Também foram representados os dados projetados[5]. Os valores extrapolados continuariam abaixo da tendência mundial em 2004 (que coincide com a de 1990)[6]. Na Figura 4.5 estão representadas as duas escalas (PIB real em US$ de 2000) e em poder de compra. A correspondência das duas escalas não é exata, mas a aproximação entre os valores lidos na escala superior e os observados é bastante boa.

 Figura 4.5: Evolução da razão energia elétrica/habitante e PIB/habitante das projeções da e&e. Os valores correspondentes aos valores reais do PIB expressos em dólares do ano 2000 são apenas boas aproximações.

Nas Figuras 4.2 a 4.4, o bom ajuste por uma reta para países com rendas muito diferentes faz esperar que a intensidade de energia elétrica na geração do PIB não seja muito dependente da renda. O valor negativo do coeficiente linear em todos os ajustes indica, no entanto, que para níveis de renda muito baixos (onde a energia elétrica nem mesmo está disponível), deve-se esperar que o valor da razão energia elétrica/PIB cresça com o tempo nos países que hoje apresentam uma renda muito baixa.

Isto pode ser observado na Figura 4.6 que mostra, para o ano de 2004, a intensidade de energia elétrica para diversos países colocados em ordem ascendente de renda per capita. O gráfico foi obtido a partir do conjunto de dados disponível no portal EIA/DOE. Também se compara a razão consumo de energia elétrica/PIB em paridade de poder de compra do Brasil com os valores dessa razão para as Regiões Mundiais (Figura 4.7).

Figura 4.6: O comportamento da intensidade para diversos países mostra que, para os países que apresentam menor renda, a intensidade no uso de energia elétrica é menor (correspondendo à zona próxima à origem nos gráficos das Figuras 4.2 a 4.4); a partir do nível de renda em que está o Brasil, no entanto, a intensidade energética passa a depender de características sociais e econômicas do país e de sua opção energética.

Figura 4.7: O comportamento da intensidade elétrica para as regiões mundiais (dados de 2004) mostra que a intensidade de energia elétrica do Brasil já está próxima a da Europa.

No agrupamento por região, ademais do comportamento já observado para os países, ficam evidentes algumas características interessantes das regiões: os países do Oriente Médio apresentam uma grande intensidade energética (cuja causa não foi identificada), a Eurásia, onde predominam países da extinta União Soviética, apresenta alta intensidade energética que pode ser decorrente da ineficiência econômica do regime anteriormente vigente. No entanto, deve-se lembrar que a abertura econômica trouxe àqueles países uma brutal queda no denominador (PIB) com conseqüente aumento da razão representada. É sabido que a queda na produção não conduz a uma redução correspondente no consumo de energia pelas ineficiências resultantes da baixa taxa de uso e pela própria inércia do consumo. A Europa revela-se uma região rica, mas que apresenta um coeficiente energia elétrica/ PIB bastante inferior ao da América do Norte sendo, inclusive, inferior à média mundial. A intensidade do uso da energia elétrica no Brasil já está quase no nível europeu.

Para a projeção do consumo elétrico no Brasil, é importante saber como se comporta este parâmetro ao longo do tempo, principalmente em países desenvolvidos. Com efeito, as Figuras 4.6 e 4.7 mostram as intensidades de uso da eletricidade para diferentes estágios de desenvolvimento na atualidade, mas para um único ano.

No Brasil o crescimento do consumo da energia elétrica vem, há décadas, superando o do PIB, como mostra a Figura 4.8 (aumento da razão consumo eletricidade/PIB). Esta Figura é uma das que servem para orientar a escolha dos parâmetros de projeção no programa usado neste trabalho. As opções de projeção sugerem (por comparação com outros países) uma tendência à saturação desse crescimento como indicado na figura abaixo.

Figura 4.8: Evolução da intensidade elétrica por produto e por habitante e extrapolações consideradas.

Note-se que se as projeções supõem uma saturação da energia por unidade PIB; no entanto, a intensidade energia/habitante ainda estaria longe da saturação. Este comportamento (de certa forma inesperado) é coerente com o mostrado na Figura 4.3 onde não se observa esgotamento do consumo de eletricidade por habitante no nível mundial[7].

Na Figura 4.9, também usando o conjunto de dados da EIA/DOE, mostra-se a evolução da intensidade elétrica na economia para as diversas regiões do globo.

Figura 4.9: Razão Energia Elétrica/ PIB para as diversas regiões e a do Brasil que é praticamente constante ao longo do período para o mundo (levemente decrescente)

A Figura 4.9 mostra uma certa convergência das diversas regiões: A América do Norte e Eurásia vêm reduzindo sua intensidade elétrica enquanto a  América do Sul e Central (inclusive o Brasil) aumentaram esta intensidade, sendo que o Oriente Médio já ultrapassou a média mundial. África, Ásia e Oceania têm mantido suas intensidades sendo que a da Europa caiu ligeiramente acompanhando a média mundial. O comportamento verificado reforça a hipótese de que a intensidade energética tende a se manter aproximadamente constante ao longo dos próximos anos.

5 - Comparação com as Projeções da EPE e da WWF

5 - Comparação com as Projeções da EPE e da WWF

É interessante ressaltar que os cenários macroeconômicos de referência da EPE e da e&e são bastante semelhantes[8], mas não idênticos, como pode ser observado na Figura 5.1. Em particular, o crescimento dos primeiros anos (que resultam do Plano 2015) é superior, no caso da EPE, ao do período 2015 a 2020. Os valores da e&e são praticamente idênticos aos da EPE para o ano 2000 e maiores deste ano em diante.

Figura 5.1: Comparação entre os cenários econômicos de referência da e&e e EPE (B1).

As hipóteses de base e a metodologia das duas avaliações são bastante semelhantes. Este trabalho serve, portanto, de teste de consistência para as projeções da EPE e para considerar com agilidade outras hipóteses. As projeções no Plano 2030 consideram explicitamente uma parcela de conservação de energia considerada viável pela equipe que elaborou o estudo.

Os valores do PIB para os cenários de referência dos dois estudos já foram mostrados graficamente e estão resumidos na Tabela 5.1. Os resultados da demanda de energia elétrica também são semelhantes, como pode ser observado na Figura 5.2. O diferencial observado vem fundamentalmente das hipóteses de conservação adicionadas recentemente ao trabalho da EPE e da diferente evolução do PIB. Note-se, ainda que o valor correspondente daquele trabalho não inclui o consumo no setor energético que, em 2005, foi cerca de 6% do consumo total.

Figura 5.2: Resultados para a demanda de energia elétrica (nível do consumo final) das projeções dos cenários básicos da EPE e e&e.

No presente trabalho, a conservação é levada em conta quando se toma como paradigma nas projeções futuras países desenvolvidos onde existe forte preocupação com a conservação de energia (Europa Ocidental e Japão). Assim, a conservação foi implicitamente considerada tanto na parte da energia total como na da eletricidade, não havendo necessidade de outros ajustes.

O estudo já referido, patrocinado pela WWF, que contou com a participação de várias conceituadas entidades ligadas à conservação de energia ou a energias alternativas, apresenta resultados bastante discrepantes dos dois outros aqui abordados, tendo sido gerada alguma polêmica entre os autores dos estudos da EPE e da WWF.

O comportamento do valor do consumo de energia elétrica/PIB (expresso em PPC) em função do PIB/habitante é mostrado na Figura 5.3 para as projeções e&e, EPE e para o estudo da WWF.

 

 

Figura 5.3: Projeções de energia elétrica/habitante, comparadas com a tendência mundial.

Deve-se assinalar que os horizontes de projeção são diferentes: no presente estudo é 2035, no da EPE 2030, e no da WWF 2020. A projeção da e&e já é inferior ao do atual padrão mundial e se afasta gradualmente dela, a da EPE afasta-se um pouco mais desse padrão enquanto a da WWF diverge completamente dele ao supor que um importante incremento do PIB/habitante será conseguido praticamente mantendo constante o consumo per capita de eletricidade.

Também é interessante comparar o comportamento da variável energia elétrica/ produto para os referidos estudos, como é mostrado na Figura 5.4.

 

Figura 5.4: Consumo energia Elétrica/ PIB nos três estudos considerados.

A comparação mostra que a projeção da EPE fundamentalmente mantém a razão energia elétrica/PIB observada nos últimos anos enquanto a da e&e  admite a continuação da tendência de um moderado aumento da intensidade do uso da energia elétrica com tendência à saturação após 2035. O valor da WWF é em 2020 inferior em 14% ao valor verificado por ocasião do “apagão” de 2001.

O resultado mostrado na Figura 5.5 resulta da limitação da participação da eletricidade em 33%. Já os resultados da WWF são bastante difíceis de reproduzir no programa já que o mesmo leva em conta a inércia do sistema.

A Tabela 5.1 compara os valores das projeções de PIB e consumo de energia elétrica adotando-se a intensidade de uso da eletricidade correspondente à participação de 33% da energia elétrica no total em energia equivalente (valores revistos) e os anteriores. Note-se que os valores intermediários não foram fornecidos pela EPE sendo deduzidos a partir dos gráficos e de taxas de crescimento (fornecidos os valores extremos 2000 e 2030)[9]. Para a WWF usou-se o valor para 2020 do consumo de eletricidade sendo os valores intermediários interpolados para os gráficos. A taxa de crescimento de consumo de eletricidade do estudo da WWF seria de 1,7% ao ano para um crescimento do PIB (o mesmo suposto pela EPE) de 3,8% ao ano.

 

Figura 5.5: Simulação do consumo de energia elétrica da EPE com o programa da e&e e da WWF alterando-se o parâmetro de participação futura da energia elétrica no consumo total. Esta aproximação deu origem aos valores revistos da Tabela 5.1

Tabela 5.1: Comparação de Resultados e&e (originais e revistos), EPE e WWF

 

 

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

PIB e&e

(2000
=100)

100

111

129

158

200

256

335

444

PIB EPE

(2000=
100)

100

111

137

168

195

239

303

 

Eletric e&e1

TWh

332

375

451

576

743

966

1280

1710

Eletric e&e r

TWh

332

375

441

544

695

900

1188

1582

Eletric EPE

TWh

321

388

471

575

703

859

1046

 

Eletric.WWF

TWh

 

388

 

 

500

 

 

 

Taxas de Crescimento

 

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2005

2005

 

 

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2020

2030

PIB e&e

% ano

2,2%

3,0%

4,2%

4,7%

5,1%

5,6%

4,0%

4,5%

PIB EPE

% ano

2,2%

4,2%

4,2%

3,0%

4,2%

4,9%

3,8%

4,1%

Eletric e&e1

% ano

2,5%

3,7%

5,0%

5,2%

5,4%

5,8%

4,7%

5,0%

Eletric e&e r

% ano

2,5%

3,3%

4,3%

5,0%

5,3%

5,7%

4,2%

4,7%

Eletr. EPE

% ano

3,8%

4,0%

4,1%

4,1%

4,1%

4,0%

4,0%

 

Eletric.WWF

% ano

 

 

 

 

 

 

1,7%

 

e&e1 – Valores Originais; e&er Valores Revistos

 

6 - Conclusão

As projeções e&e e da EPE são concordantes dentro da incerteza esperada neste tipo de estudos, mas divergem bastante do estudo da WWF. A hipótese alternativa da e&e, mostrada na Tabela 5.1, tem premissas energéticas praticamente coincidentes com as da EPE, divergindo ligeiramente no que concerne ao cenário econômico.

A redução do desperdício de energia elétrica e a mudança do perfil industrial e agrícola brasileiro, excessivamente voltado para a exportação de produtos básicos e intermediários de baixo valor agregado, é desejável sob todos os pontos de vista. A inércia observada no comportamento do parâmetro consumo de energia elétrica/ produto em outros países faz duvidar de mudanças bruscas nesta razão. Além disto, o Brasil está longe de ser um país moderno, sendo o acesso da população à energia elétrica limitado e, em alguns locais, ainda inexistente. Também deve ser considerado que, com a escassez de combustíveis fósseis, o uso de energia elétrica em muitas atividades como, por exemplo, o transporte de carga e passageiros deve se intensificar.

O estudo patrocinado pela WWF apresenta conclusões coerentes com o objetivo das instituições que a ela se associaram e representa uma importante contribuição para a mensuração do potencial de economia de energia existente. No entanto, a velocidade das mudanças sugeridas parece pouco provável no horizonte estudado. Basta lembra que se supõe reduzir a intensidade do uso da energia elétrica de coeficientes próximos aos da Europa (0,27 kWh/US$) e aos da África (0,20 kWh/US$) nos próximos quinze anos e crescendo o PIB a cerca de 4% ao ano.

Se o suprimento da eletricidade for planejado em função de economias de difícil ou longa realização, o resultado pode ser um sério prejuízo à capacidade de crescimento do País.

Além disso, ao contrário de previsões anteriores, a taxa de crescimento considerada nos estudos da EPE (e da e&e) é muito inferior à taxa almejada pelo Governo e não parece restar no atual planejamento margem de segurança para reduzir a potência instalada sem risco de desabastecimento nos próximos anos,


[1] Forma de expressar a energia considerando a eficiência relativa dos diversos energéticos em cada setor da economia

[2] A participação em energia equivalente da eletricidade é bem maior do que quando expressa em energia final, já que é levada em conta sua maior eficiência no uso.

[3] Valores reais do PIB expressos pelo câmbio de 2003.

[4] Chame-se atenção ainda de que trata-se do consumo final e não da demanda bruta, que inclui perdas.

[5] Os valores do PIB em PPC para o período 1980 a 2004, para o qual se dispõe de avaliação por paridade de poder de compra, têm praticamente o mesmo comportamento relativo dos valores anuais do PIB em termos reais. Isto permite fazer uma extensão do conceito de paridade de poder de compra para o período 1970 a 1979 e para a projeção dos anos seguintes.

[6] A disparidade entre taxas de câmbio em relação à paridade do poder de compra é uma realidade que persiste em vários países, não obstante a maior abertura econômica nos últimos tempos. É de se esperar, no entanto, que não sendo revertido o processo de internacionalização da economia, essa diferença venha a desaparecer. Em qualquer caso, no entanto, é o valor real do PIB que deve ser observado.

[7] A energia elétrica é por excelência a forma adequada às aglomerações urbanas já que a poluição local é quase nula. O gás natural canalizado (também um combustível urbano) apareceu, nas últimas décadas, como concorrente da eletricidade em algumas de suas aplicações locais, ou associado a ela na cogeração. Para o futuro, com o esperado esgotamento do petróleo e mesmo do gás natural, a eletricidade é o vetor natural das energias nuclear, eólica, geotérmica e da biomassa, bem como o de uma eventual retomada do carvão mineral. Isto pode abrir novos espaços para a expansão do uso da energia elétrica.

[8]  A coincidência vem de premissas semelhantes sendo que o cenário da e&e é fundamentalmente o de estudo anterior publicado na e&e No 49 e precede o da EPE.

[9] Os valores para eletricidade da EPE correspondem ao consumo sem o setor energético e seriam cerca de 6% superiores aos da tabela (consumo final de 1110 TWh em 2030).

 

Graphic Edition/Edição Gráfica:
MAK
Editoração Eletrônic
a

Revised/Revisado:
Thursday, 26 April 2012
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