Economia
& Energia
No 25 - Março - Abril 2001
ISSN 1518-2932
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e&e No 25 Aplicação de
Coeficientes
da Matriz de Emissões Aplicação de Coeficientes da Matriz de Emissões Coeficientes de Emissão em Veículos Pesados
Matriz Energética e de Emissões
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Veja Também: Coeficientes de Emissão em Veículos Pesados e Emissões em Veículos Pesados Avaliação das Emissões em Veículos Leves1 – Resultados de Estudo HistóricoUm estudo histórico de 1970 a 1998 permitiu avaliar alguns parâmetros sobre o comportamento da frota e a influência da idade sobre o consumo dos veículos. Também foi possível inferir a parcela de gasolina cujo consumo pode ser atribuído à frota pesada. Como este consumo é relativamente pouco importante, optamos por tratar as emissões da frota pesada (caminhões e ônibus) a gasolina em conjunto com a de veículos do ciclo Otto. Para fins de análise das emissões por faixa de veículos consideraremos também as emissões de veículos leves a diesel e dos veículos pesados a gasolina. A avaliação da frota circulante total e por idade foi objeto do trabalho apresentado em número anterior da e&e. Foi possível obter a evolução da frota leve e pesada ao longo das últimas décadas. Usaremos, na avaliação das emissões, os valores a partir de 1970. O módulo físico de descrição da frota fornece os dados: por tipo de combustível (diesel, gasolina e álcool), por tipo de veículo (automóveis, comerciais leves, comerciais pesados e ônibus) e por faixa de idade (1 ano, 2 anos, 3 a 5 anos, 6 a 15 anos e Frota V que designa a frota velha, de veículos de mais de 15 anos). No caso da frota leve estamos interessados sobretudo nos veículos a álcool e a gasolina. Os valores referentes ao consumo de diesel em automóveis e comerciais leves foram tratados no Capítulo 4 e 5. O consumo de gás natural em veículos leves e o da gasolina (e álcool anidro na mistura) em veículos pesados foram tratados com a ajuda de coeficientes gerais de emissão no final deste capítulo. 2 - Os Parâmetros de ConsumoO consumo de veículos, dentro de uma mesma faixa, varia segundo o ano de fabricação e a idade. O primeiro fator refere-se às inovações e perfil dos modelos vendidos em cada ano. O uso do veículo, em quilometragem anual, varia com a idade do veículo, já que veículos mais antigos estão, de modo geral, em poder de pessoas de menor poder aquisitivo que o usam menos. Em um país como o Brasil em que não se conhece o número de veículos, não se deve esperar dados precisos sobre o consumo específico e a emissão por ano de fabricação e idade da frota. Como ficou claro em nosso estudo histórico e prospectivo (relatório ao MCT/PNUD), mencionado anteriormente, estes dados são, tentativamente, extraídos de dados globais e tirando partido da forte variação na composição da frota. Nesse estudo procuramos introduzir os valores de consumo em função da faixa de idade dos veículos. Os dados históricos, do relatório acima mencionado, permitem avaliar o consumo em função da idade média em virtude da variação da idade da frota de carros álcool, introduzidos no mercado a partir de 1979, e da de carros a gasolina, que envelheceu durante o período de venda predominante de carros a álcool para, em seguida, voltar a rejuvenescer com a volta da predominância de veículos leves a gasolina. Quando se dispõe de parâmetros confiáveis, o problema poderia ser tratado usando-se, para cada ano de fabricação, um consumo específico por km rodado em função da idade do veículo e multiplicando-se pela distância percorrida anualmente, em função da idade do veículo. Nos pareceu que este tratamento introduz um refinamento incoerente com a precariedade de dados existentes. Isto nos levou a sugerir um tratamento ligeiramente diferenciado do usual, mas cuja equivalência pode ser inferida a posteriori. A frota leve – automóveis e comerciais leves – foi tratada de maneira homogênea. Sabe-se que a tonelagem permitida para os chamados comerciais leves do ciclo Otto limitou seu uso verdadeiramente comercial. Não tendo um consumo específico muito superior e tendo uma participação na frota leve de cerca de 10% (valores para 1994) não nos pareceu útil tratá-la de forma separada. Consideramos, no entanto, seu consumo equivalente a dois automóveis do mesmo ano de fabricação. A variação do consumo com a idade foi avaliada em função da idade média no tratamento dos dados históricos. O consumo foi suposto decrescendo de forma linear a partir do ano de compra, até chegar a um valor mínimo de 0,5 tep em energia equivalente de gasolina (ou GN). Este valor é coerente com o observado para a frota a gasolina, na fase em que esteve na faixa de 13 anos de idade média, como mostrou o estudo histórico. O consumo foi suposto variando de acordo com uma reta [ c = a.t + b ] onde a é negativo (função decrescente com o tempo) e b expressa o nível inicial de consumo. O valor inferior de c foi limitado a 0,5. Tratamos de variar estes parâmetros de maneira a melhor reproduzir a curva de consumo ao longo dos anos. O valor de a = -0,1, correspondente ao ajuste para o álcool, foi considerado o mesmo para os veículos a gasolina e a álcool e o valor de b foi ajustado para cada combustível. As Figura 1 e 2 mostram o ajuste conseguido para o consumo, considerando a frota por idade, para veículos a gasolina e a álcool.
Figura 1- Consumo de Álcool da Frota sobrevivente e curva de consumo com a idade mostrada em 3
Figura 3: Curva de consumo com a idade e valores utilizados por faixa da idade. A reprodução do consumo de álcool verificado e mesmo do de gasolina, a partir do ajuste dos parâmetros, é bastante aceitável, tendo-se em vista que não existe no ajuste nenhuma hipótese sobre variação do consumo em função dos preços dos combustíveis e da evolução técnica dos veículos. Apenas o maior consumo da frota a álcool se explica pela política mantida, ao longo do tempo, de favorecer o preço do km rodado usando este combustível. Como nos últimos anos esta diferença havia sido reduzida, os carros a gasolina passaram a ser destinados a usos mais intensivos, como o da frotas de táxi e de serviços, o que explicaria o consumo superior ao calculado para os últimos anos. O ajuste serve para definir a distribuição do consumo pelas diferentes faixas de idade já que, com o envelhecimento do veículo, também as condições de emissão se modificam. Este perfil do consumo em função da idade é usado, com o consumo real de cada ano, para avaliar as emissões. 3 – As Emissões Geradoras do Efeito EstufaForam aplicados para veículos novos os fatores de emissão para gasolina (mistura carburante com 22% de álcool anidro em volume), baseados nos dados da CETESB apresentados na Tabela -1. Para a evaporação foram adotados os dados baseados nos veículos americanos de geração anterior. Estes dados foram adotados no Inventário de Gases de Efeito Estufa Brasileiro, em sua atual redação[1], atualmente disponível no endereço http://www.mct.gov.br. Faremos, no que se segue, algumas comparações entre os resultados do presente trabalho – que foi elaborado juntamente com o de objetivos prospectivos – com os dados desse trabalho anterior ( colocar o nome do trabalho) que visava levantar o inventário referente às emissões entre 1990 e 1994. Na Tabela -1 são apresentados os dados de emissão para veículos novos em g/km. Para uso neste trabalho eles foram convertidos para os valores em carbono. Implicitamente a Tabela-1 contém o consumo por km suposto para cada ano de fabricação. Tabela 1 – Emissões para Veículos Novos – Gasool (22% de Álcool Anidro em volume)
(*) 22% álcool anidro 76,75% da massa é C e massa específica de 0,7474 kg/litro. Na Tabela- 2, em seguida, apresentamos os dados em função do carbono emitido o que facilitará nossos cálculos de emissão. Tabela 2 – Massa de gases emitidos para uma unidade de massa de carbono contido (gasool).
Na Tabela 3 e 4 são mostradas os valores correspondentes ao álcool hidratado.
Tabela 4 - Massa de gases emitidos em função da massa de carbono contido (álcool hidratado).
5 - Emissões no Período 1990-1997O tratamento geral que foi aplicado aos dados permite a geração de resultados para todo o período 1990-1997 que serão apresentados em tabelas anexas 6A .1 a 3. Os valores do consumo anual de carburantes foram distribuídos entre os veículos de maneira que existisse a mesma proporção de consumo por faixa de idade que as calculadas. Na Tabela- 5 comparamos as frotas deste trabalho com as consideradas no Inventário. As frotas deste trabalho são cerca de 20% maior que a do Inventário. Como já comentamos, as estatísticas de frota no Brasil são precárias. Nossa frota foi ajustada para reproduzir o montante e a idade média da frota das estatísticas do DENATRAN citadas pela ANFAVEA em (R8). Elas praticamente coincidem com a frota total para os últimos anos utilizada pela ANFAVEA. As discrepâncias encontradas na apuração das emissões, que nos referiremos, em seguida, não são devidas a esta diferença na frota, já que os consumos e/ou as distâncias percorridas são ajustadas para reproduzir os valores do consumo. Tabela 5 - Frota de Veículos Leve (mil veículos Inventário (R11).
Este Trabalho
Comparação entre os dois trabalhos (nossos valores=100)
Os valores das emissões estão mostrados na Tabela -6.Foram consideradas nas emissões:· Frota estimada nas faixas etárias; · Consumo correspondente a essa frota, considerando o consumo do veículo novo no ano de origem e a idade do veículo; · Consumo renormalizado de maneira a reproduzir demanda Otto para veículos leves; · estimativa de uma degradação no nível das emissões para os hidrocarbonetos (inclusive metano) e para o monóxido de carbono[2];. · Determinação da emissão em carbono a partir da massa de carbono por kg de combustível; · Determinação da emissão no ano inicial de acordo com as Tabelas 2 e 4.; · Propagação das emissões no ano de venda dos veículos para cada faixa de idade (médias ponderada de valores conforme o caso); · Avaliação do efeito de envelhecimento por faixa etária para CO e HC; e · Determinação das emissões por combustível e por gás poluente. Tabela 6 - Emissões por Veículos Leves (mil t/ano) Gasolina (pura)
Álcool Anidro (na mistura)
Mistura Carburante (gasool)
Álcool Hidratado
Total
(*) O CO2 emitido a partir da biomassa é anulado na produção, sob o ponto de vista de efeito estufa. Do ponto de vista cumulativo, o mesmo procedimento deveria ser adotado para o CO. Os resultados deste trabalho para emissões têm uma concordância não longe da esperada para o álcool hidratado. Com efeito, o ajuste do consumo específico compensa o valor superior da frota. Existem diferenças bastante significativas no que se refere à mistura carburante ou gasool.. Aparentemente, essas diferenças se devem à adoção do critério diferente na contabilidade de carbono. Uma análise dessas diferenças é feita em anexo 6 – Variação na MisturaAs emissões com a mistura carburante variam de acordo com a sua composição. A consideração correta do efeito desta variação exigiria, no entanto, uma análise em cada momento do efeito das mudanças sobre essas emissões. Foram relatados efeitos sobre a emissão de CO que seriam tão mais positivos percentualmente, quanto piores fossem as condições de emissão. Este fato não parece estar refletido na tabela usada como referência. As variações na mistura carburante são mostradas no Gráfico da Figura 4.
No período focalizado por este trabalho, 1990/97 houve considerável mudança na mistura, sobretudo nos dois últimos anos. Em nosso processo de cálculo a divisão entre álcool anidro e gasolina é feita automaticamente. 7- Emissões por Idade da Frota O procedimento adotado permite identificar, por tipo de emissão, a faixa de idade em que se origina a emissão. O processo permite facilmente mudar estas faixas de idade. O levantamento foi feito, ano a ano, entre 1970 e 1998. As tabelas correspondentes são as Tabelas 6A.4,5 e 6. Na Figura 5 mostramos a evolução, por faixa etária das emissões de CO2 da gasolina (sem incluir as do álcool anidro que não devem ser contabilizadas por provir da biomassa).
Figura 5: Emissões da frota leve a gasolina por faixa de idade A Figura 6 mostra as dramáticas modificações nas emissões, fruto das modificações na frota.
Figura 7: As emissões dos veículos de mais de 5 anos eram responsáveis por quase 90% da emissões em 1988. 8 - Emissões EvitadasAs emissões evitadas pelo processo de substituição e deslocamento da frota que sofreu o país no passado, mas cujos efeitos perduram até hoje devem considerar portanto pelo menos três fatores: · A presença do álcool anidro e hidratado; · deslocamento da gasolina pelo diesel (de maior eficiência); e · A melhora na eficiência dos motores . Vamos tentar avaliar os dois primeiros. O uso do conceito de Energia Útil permite tratar de uma maneira clara e simples o processo de substituição sem confundí -lo com uma melhora geral na eficiência que seria o terceiro fator que afeta o conjunto dos combustíveis. Tabela 7:Emissões Evitadas Emissões Reais
Emissões Usando Gasolina
Emissões Evitadas
Emissões Evitadas (percentual em relação à gasolina)
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