eee2p.gif (2459 bytes)

Economia & Energia
No 22 - Setembro-Outubro 2000     ISSN 1518-2932

setae.gif (977 bytes)  English Version

Apoio:         
fapemiggif.gif (1508 bytes)

BUSCA

CORREIO

DADOS ECONÔMICOS

DOWNLOAD

e&e ANTERIORES

e&e No 22
Matriz Energética 
Projeto Matriz Energética
Módulo Macroeconômico
Módulo Energia Equivalente
Energia para o Transporte
CNPE
     Decreto
     Lei

http://ecen.com

Exemplo de Aplicação do Método ao Setor de Veículos Leves

 1 - Comentários sobre a Metodologia

O módulo relativo ao comportamento dos meios de transporte foi em grande parte descrito em relatório anterior sobre a frota e, no momento, não se acha integrado aos outros módulos de maneira automática.Entretanto, é possível estabelecer a relação entre os dados do crescimento econômico e o consumo de energia, usando seus resultados nas projeções do consumo de energia e emissões do efeito estufa.

Objetivamos, portanto, alcançar um modelo, suficientemente, flexível para estudar várias alternativas na área energética e sua repercussão sobre as emissões. Buscamos também encontrar, no decorrer do tempo, grandezas conservativas ou de comportamento previsível que vinculem o uso da energia com a atividade econômica.

 O presente trabalho se encaixa em um conjunto mais geral, em construção, que busca conectar cenários econômicos a cenários energéticos e deduzir suas conseqüências sobre as emissões. O uso da energia equivalente visa, justamente, fornecer o instrumento para analisar  essas alternativas.

A introdução do conceito de energia equivalente torna as relações energia/produto menos dependentes do grau de desenvolvimento do país, conforme mostramos na referência (R3), anexada a este trabalho. Isto torna possível a comparação com a situação de outros países para orientar as projeções.

A 3.2 – Projeção Baseada em Dados Globais.

Como estamos tratando, no momento, de setores individualizados embora abrangentes, torna-se impositiva a abordagem partindo do consumo global para encontrar coerência com um cenário econômico. A abordagem permite, no entanto, (como esperamos demonstrar) avaliar repercussões de medidas específicas sobre o comportamento global.

A Figura 1 mostra a evolução do parâmetro Energia Equivalente / PIB entre 1970 e 1998  que se mostra adequada a extrapolações, acumulando uma variação inferior a 30% no período.

Para sua projeção, o programa fornece uma comparação entre os valores obtidos para outros países em diferentes estágios de crescimento. Os dados são de (R3) e consideram os valores do PIB tendo em vista os dados sobre a paridade do poder de compra – PPC, geralmente, conhecida sob a sigla em inglês PPP (purchasing-power parity). Os valores avaliados para os outros países em energia equivalente foram calculados a partir de rendimentos de referência citados no BEU brasileiro, conforme descritos neste trabalho. Os dados foram aplicados a setores econômicos de alto nível de agregação e para combustíveis também agrupados.

Figura 1 Resultados para o Brasil da razão Energia Equivalente / PIB, mostrando que esta razão é “bem comportada” ao longo do período e propícia a extrapolação.

 

Figura 2 – Visão parcial de tela de opção do programa (em elaboração). A comparação entre os vários países visa orientar a escolha do “Valor Limite,” para o qual tenderia a razão energia equivalente/PIB. Este valor deve ser introduzido, levando em consideração o valor para o Brasil no ano em estudo. No caso apresentado na tela,  o valor sugerido é 1,15 e corresponde a 0,38 kep/US$94.

A projeção deste parâmetro, já integrada com o módulo macro econômico, é feita com a ajuda de telas que orientam a escolha dos parâmetros a serem projetados com dados históricos. No caso, são exibidos, ainda na tela, os dados da relação energia equivalente/ PIB para um conjunto de países, cujos níveis de renda foram os mais variados possíveis.

No gráfico da Figura 2 os países estão orientados em ordem crescente do PIB (PPC) em US$90/hab. Para evitar problemas de conversão, os valores são dados relativos ao valor deste parâmetro para o Brasil no ano da comparação (1996).

Pode-se notar para todos os valores que, ao contrário dos índices energia final/PIB, não existe um comportamento sistemático onde e intensidade energética é justamente maior em países mais pobres. Isto se deve a sobrevalorização de energias tradicionais, como a lenha, já discutida anteriormente. Permanece, por outro lado, uma diferença nítida entre países, como os EUA e Canadá, altamente intensivos no uso de energia e os países da Europa  Ocidental e do Japão, que são menos intensivos no uso de energia. O Brasil  encontra-se, nesta análise em posição relativamente confortável.

Para a projeção global a mesma tela apresenta, como mostramos na Figura 3, os valores médios para o parâmetro a ser projetado de alguns grupos de países. Eles servem de valores de referência para intensidades máximas de energia que atingiria o Brasil. No caso, escolhemos o valor médio para países da Europa e Japão (1,15  do Brasil em 1996)

 

Figura 3:  Tela para projeção de energia equivalente/PIB (apresentada juntamente com a da figura anterior). São indicados os valores de referência.

O programa projeta então, com base nos valores do PIB calculados no módulo macroeconômico, o consumo de energia nos próximos 20 anos como é mostrado na Figura 4. Também estão resumidas as taxas de crescimento para os períodos de referência. A projeção da demanda de energia equivalente e do PIB também é mostrada  na Figura 4 juntamente com os valores históricos, a partir de 1970. O programa indica, na planilha, as taxas de crescimento para períodos determinados.

Figura 4 – Projeção do consumo de energia e de PIB com as taxas de crescimento indicadas. Os valores são referentes a 1998.

 

5 - Projeções para o Setor Transporte

 

As projeções do consumo de energia para o Setor Transportes devem se acoplar aos outros módulos. Nesse setor específico utilizamos, especialmente, os dados macroeconômicos e os referentes à frota.

Em nossa metodologia, tratamos de fazer uma projeção global para a energia assim como o fizemos para a economia. No caso econômico, as atividades específicas estarão limitadas ao envoltório e, o crescimento de cada setor será tratado como participação no total. No caso da projeção energética, esta é só uma primeira aproximação, já que os parâmetros globais podem estar influenciados,  por exemplo, por escolhas no crescimento relativo dos setores envolvidos.

Através de um processo interativo será considerado o novo cenário setorial (ou regional, segundo a abordagem) e modificados os parâmetros de entrada no ajuste (por exemplo, intensidade energética futura). Com base neste novo cenário geral e nas participações setoriais resultantes da primeira iteração serão recalculados os dados globais e setoriais. Nova iteração será realizada se for julgada necessária.

No presente estágio apenas dois setores estão sendo tratados: um relacionado à oferta (termoelétricas) e outro, relacionado à demanda, (transportes rodoviário, objeto desse trabalho). A etapa iterativa deve esperar uma rodada global.

Por necessidades determinadas pelo comportamento passado, o tratamento será diferente para o setor transporte coletivo e de cargas e para o de transporte individual. No caso do primeiro, ele será tratado como uma participação no consumo global e não seria necessária esta iteração. Para a maioria dos setores, como o do transporte individual, haveria necessidade de uma iteração global que acabaria afetando o conjunto. Pode-se usar, por enquanto, como controle, a participação desse setor no conjunto. Isto serviria  para preencher a necessidade de iteração mencionada anteriormente.

6 - Projeção do Transporte Coletivo e de Cargas

Na Figura 5 estamos considerando as participações dos transportes coletivo de carga e a do individual no consumo global de energia, expressa em energia equivalente. A participação dos transportes no consumo global será tomada diretamente nas projeções. A dos transportes individuais será usada como controle.

Apenas de passagem é interessante marcar a participação importante do transporte no uso da energia (cerca de 1/3 da energia equivalente). Por outro lado, cabe realçar a grande participação do transporte individual – que atende cerca de 20% da população – e que é responsável por  2/3 do combustível  consumido no transporte de cargas e passageiros em todas as outras modalidades de transporte (aéreo, ferroviário, hidroviário e rodoviário).

Figura 5 – As participações do transporte coletivo e de carga são extrapoladas segundo sua participação nos últimos 15 anos. As do transporte Individual serão usadas para controle.

Como primeira hipótese, estamos supondo que a participação predominante do transporte rodoviário não se modifique. Como foi visto anteriormente, esta participação cresceu no passado e atingiu cerca de 91%. As conseqüências, em termos de consumo energético e emissão, de uma possível reestruturação do setor transportes é um dos objetivos desse trabalho e será feita, no final, na comparação de alternativas.  

A 3.7 Participação dos Combustíveis em Outras Modalidades de Transporte

A participação de combustíveis nas outras modalidades é feita de uma forma preliminar. Sua análise completa e a de  outros setores será feita no âmbito do trabalho da Matriz Energética. Mesmo de uma forma preliminar e considerando que o transporte rodoviário corresponde a 90% do gasto de combustíveis é interessante uma projeção que não esteja longe da realidade para as outras modalidades.

A variedade de combustíveis usados nas outras modalidades de transporte foi reduzida nos trinta anos acompanhados pelo Balanço Energético Nacional. Como nos países desenvolvidos, não parece existir nenhuma mudança notável nestas modalidades,  optamos, conseqüentemente, por uma continuação das tendências observadas quanto a participação dos energéticos nas outras modalidades de transporte.

A participação das diversas modalidades foi tomada como a média dos três últimos anos.O transporte ferroviário absorveu, nos anos de 1996 a 1998, cerca de 2,1% do montante de energia equivalente do transporte de cargas e passageiros.

A participação histórica em energia equivalente dos diversos energéticos no Setor Ferroviário é mostrada na Figura 6 e a projeção correspondente a uma participação de 40% da eletricidade em 2020. A concorrência na projeção é suposta entre a eletricidade e o óleo diesel. O valor da participação da eletricidade é introduzido de forma exógena.

Figura 6: Participação energética histórica e projetada para a modalidade ferroviária.

A manutenção da participação do transporte ferroviário no total pode parecer muito conservativa, mas representaria uma inversão da tendência de decréscimo absoluto no consumo de energia que vinha se observando como pode ser visto no gráfico da Figura 7. A retomada pode ser coerente com alguma revitalização proveniente da privatização do setor que se encontrava, absolutamente, abandonado nos últimos anos.


Figura 7: Uso de energia equivalente no transporte ferroviário, valores históricos até 1998 e projetados nos anos seguintes.

Figura 8: Participação de combustíveis no transporte aéreo.

As Figuras A 3.8 e 9 mostram a projeção histórica e a suposta para o uso de energia equivalente no transporte hidroviário e aéreo


Figura 9: Participação de combustíveis no transporte hidroviário projetado para uma participação de 25% do óleo diesel.

Para se ter uma idéia da evolução do consumo no transporte rodoviário é necessário recorrer ao módulo físico, onde se estuda o comportamento da frota de veículos que condiciona o consumo de combustíveis.

 

8-Transporte Rodoviário Coletivo e de Carga

O transporte coletivo e de carga, como comentamos anteriormente, sofreu forte influência da “dieselização” da frota, provocada pela diferenciação do preço do diesel em relação ao da gasolina no primeiro choque de petróleo. O favorecimento do diesel foi mantido ainda com a implantação do PROÁLCOOL.

Esta diferenciação tem tornado inviável qualquer substituição do diesel. As alternativas que surgiram – álcool e gás natural – em que pese alguns estímulos se dirigem para a gasolina. Devemos assinalar que o diesel é um motor mais eficiente e, favoreceu, como veremos, a redução da emissão de CO2. Existem limitações na estrutura de refino que devem ser consideradas. Este problema ameaçou chegar no ponto crítico, mas a redução da participação do álcool carburante, a partir de 1986, eliminou o problema no horizonte próximo.

No consumo assinalado como transporte de carga está alocado todo o diesel rodoviário e a fração de consumo de gasolina e álcool anidro na mistura, usado em caminhões e ônibus. Foi considerado o efeito da frota remanescente na avaliação da contribuição do ciclo Otto, no transporte de cargas.

A contribuição do álcool hidratado foi avaliada e é praticamente desprezível. O uso de gás natural carburante no futuro será considerado apenas para veículos de passageiros. 


Figura  10: Participação dos combustíveis no Transporte Coletivo e de Carga. Note-se a drástica redução da participação dos combustíveis do ciclo Otto.



9–Frota X Consumo de Combustíveis

As estatísticas sobre o comportamento da frota são precárias e requerem avaliações baseadas na venda e sucatamento de veículos. O esforço anterior ajuda quando se quer fazer projeções.

Vimos que foi possível, a partir de informações sobre o total da frota por categoria fornecidos pelo DENATRAN e da idade média dos veículos, propor curvas de sucatamento diferenciadas por tipo de veículo. Também foi possível avaliar a evolução da frota, sua composição e idade.

 O uso dos dados de frota só são úteis para projeção de uso de energia e de emissões, quando se consegue acoplar as projeções de frota com o consumo de energia. Os consumos médio por tipo de veículo são praticamente desconhecidos no Brasil. Também existem poucas informações sobre a variação do consumo com o tempo.

Pode-se tirar vantagem das bruscas variações na composição da frota (diesel substituindo gasolina e álcool substituindo gasolina e vice-versa) para tentar obter alguns desses parâmetros.

Se classificarmos os veículos em pesados (caminhões e ônibus) e leves (automóveis e comerciais leves) podemos, em primeira aproximação, tomar o consumo por veículo do ciclo diesel, como o do veículo pesado, e do ciclo Otto, como dos veículos leves.

A avaliação, entretanto, não é tão simples, porque existe um considerável número de comerciais leves a diesel e alguns veículos de carga, remanescentes, a gasolina.

Além disso, o consumo por veículo sofre variações com a atividade econômica que não são imediatamente acompanhadas por variações correspondentes da frota. Existe, ainda, uma variação dos veículos no tempo que influem no consumo específico.

Em princípio,  trabalhar com energia equivalente introduz uma grande facilidade já que o consumo esperado (em kep de energia equivalente por quilômetro) de um veículo semelhante movido a diesel, gasolina, álcool ou gás natural deve ser o mesmo.

 

Figura 11: Consumo em energia Equivalente e por veículo. As duas curvas dão uma falsa sensação de melhoria de eficiência já que o consumo por veículo do ciclo diesel caiu pela introdução de um maior número de comerciais leves e, os do ciclo Otto, pela eliminação dos caminhões a gasolina.

Não obstante, com a introdução de veículos mais leves, o consumo de veículo diesel permanece ainda bastante superior, (da ordem de 20 tep / veículo ano ), ao dos veículos (predominante leves) do ciclo Otto 1,25 tep /ano.

As mudanças de estrutura da frota do ciclo Otto é bem mostrada na Figura 12, e as do ciclo Diesel na Figura A.3.13

Figura 12: Os automóveis aumentaram consideravelmente a participação na frota Otto e na geral. Os caminhões a gasolina (ou álcool) praticamente não existem mais.


Figura A.3.13-Mudança no perfil da frota diesel com a introdução dos comerciais leves

Pode-se tentar estabelecer a correspondência entre o consumo de um caminhão do ciclo Otto (de médio porte) em relação aos veículos leves. Podemos imaginar que um veículo pesado consuma, anualmente, um volume de combustível x vezes maior que um veículo leve. Se na transição multiplicarmos o número de veículos pesados por x acharíamos a frota em “ veículos leve equivalente”. Isto foi feito para a frota Otto (gasolina nos anos da transição). Usando um valor 9 obtém-se o resultado mostrado na Figura 14 que indica um consumo por “veículo leve equivalente,”  aproximadamente constante.  

O valor de 1,25 tep/ano é representativo do consumo de um veículo leve. O consumo de um caminhão leve seria 9 vezes superior. Esses consumos podem ser considerados diretamente em gasolina (ou gás natural). Para os demais combustíveis deve-se usar as equivalências indicadas. (1 tep de óleo diesel equivale a 1,517 tep de gasolina e 1 tep de álcool hidratado equivale a 1 tep de álcool hidratado que por sua vez, equivale a 1,37 tep de gasolina).

 


Figura 14.Fazendo-se um veículo pesado equivaler a 9 leves consegue-se uma curva de consumo por veículo que reproduz melhor as variações esperadas, devidas ao nível de atividade econômica.

 

Usando esta relação foi possível  discriminar o consumo de veículos pesados do de veículos leves. Encontramos que o consumo, em energia equivalente, com veículos de carga era cerca de 5% em 1970. Foi baseado nesta relação de consumo é que se pôde chegar aos resultados mostrados na Figura 11. Os valores obtidos a partir dos dados  da Figura 9 correspondem a uma superestimação do consumo com veículos leves já que não levam em conta a trajetória ascendente da frota leve na década de 70, retardada pela crise do  petróleo do início da década de oitenta.

Também é possível extrair dos dados de consumo do álcool hidratado a evolução do consumo com a idade média da frota. Este comportamento é mostrado na Figura 5. Naturalmente existem outros fatores que influenciam o consumo, inclusive a composição da frota com o passar dos anos. O comportamento da variação do consumo com a idade nas extrapolações foi considerado seguindo a reta ajustada para os dados do álcool. Admitiu-se um valor mínimo de 0,5 tep/ano por veículo.

Figura 15: Consumo por veículo em energia equivalente para veículos a álcool, em função da idade média da frota.

Figura 16– Consumo anual de veículo em função da idade média para veículos leves a álcool e a gasolina. 

A relação pode ser testada com os veículos a gasolina cuja idade média oscilou, nas mencionadas décadas, em virtude da renovação ou não da frota. Neste caso houve também mudanças na composição da frota. O resultado pode ser visto na Figura 16 para os quase 30 anos da série.

Pode-se observar, historicamente, a trajetória de encurtamento da idade e aumento do consumo dos veículos a gasolina quando era grande a entrada de veículos na década de setenta.  Na segunda metade dessa década, começou a cair o consumo por veículo (aumento do preço da gasolina e deslocamento dos comerciais leves de maior tonelagem para o diesel) que prosseguiu com o aumento da idade dos veículos que envelheceram devido à redução das vendas (substituição pelo álcool e queda global das vendas). Na década de noventa, recuperam-se as vendas de carro a gasolina e as globais, reduzindo-se a idade média e aumentando o consumo por veículo. Observa-se uma certa histerese no comportamento da curva. O valor mínimo de 0,5 tep/litro para extrapolações surge do observado para os veículos a gasolina.

A.3 10- Projeção da Frota

È de se esperar que o número de carros por habitante seja uma função da renda per capita. Outros fatores como distribuição de renda, preço do veículo em relação aos salários, condições de financiamento, preço de combustíveis devem ser também relevantes.

Frota por habitante e renda per capita tendem a crescer ao longo do tempo embora o PIB per capita no Brasil tenha passado por algumas oscilações no período considerado.  Tendo a frota uma inércia maior que o PIB, não se pode esperar uma correlação perfeita ao longo do tempo. Parece também interessante observar, além da trajetória no tempo, a correlação destas duas grandezas em outros países para um mesmo ano.

Para isso, dadas as notórias diferenças entre o poder de compra e os valores do PIB per capita passando pelas taxas de câmbio, é necessário expressa-lo em PPP.

Os valores do PIB per capita para os diversos países são os publicados pelo Banco Mundial (R7)[i] e os valores da Frota para os diversos países os publicados pela ANFAVEA (R8)[ii].

Os valores do PIB per capita estão em paridade de poder de compra (ou aquisitivo) em dólares americanos de 1995. O valor do PIB/hab para o Brasil em 1995 de 5400 US$/hab foi corrigido, para os demais anos, pelo deflator específico do PIB. Este deflator e a população são os fornecidos pelo IBGE (R9)[iii] . Os valores para o Brasil e alguns países do mundo são mostrados na Figura 16, 17 e 18.


Figura 16

Figuras 16 a e b.As figuras mostram. para o Brasil e alguns países do mundo os dados de PIB/hab e frota/hab para diversos países do mundo. Uma reta foi ajustada aos dados da frota total brasileira e aos dos demais países e serviu para projetar o crescimento futuro da frota. Deve-se notar o bom ajuste entre os dados de outros países e os brasileiros. No caso do Brasil o período da década de setenta (de maior crescimento per capita) o crescimento da frota/hab apresentou algum retardo em função do PIB/hab.

A participação dos veículos leves na frota brasileira cresceu extraordinariamente no período. Para o futuro foi suposto que corresponderia a 93% do total.


Figura 17: A participação dos veículos leves – majoritariamente destinada ao transporte individual de passageiros -  aumentou significativamente nas décadas de sessenta e setenta.

11 - Projeção da Frota Leve e seu Consumo

A Figura 18 mostra a evolução da Frota total e leve por habitante, verificada e projetada . Os dados do ajuste correspondente à figura anterior são mostrados aplicando-se os coeficientes da reta aos dados verificados do pib/hab. O crescimento percentual esperado para a frota total, em função dos crescimentos do PIB/hab deduzidos no módulo macroeconômico, foram extrapolados para o da frota leve, supondo-se constante sua participação na total.

 


Figura 18: Evolução da frota total e leve, ajustada em função dos coeficientes obtidos na figura anterior e usa projeção baseada na evolução projetada para o PIB/hab no módulo macroeconômico.

Figura 19: Evolução do consumo dos veículos existentes até 1999 e sua projeção baseada nos valores para a frota, mantido o consumo médio dos últimos anos.

Com a projeção da frota e admitindo-se o consumo por veículo de 1,25 tep de energia equivalente (em GN ou gasolina) por veículo e considerada a frota remanescente após 1999 tendo em vista o sucatamento esperado. Obtém-se os valores mostrados no gráfico da Figura 19. Para a frota remanescente foi considerado o efeito da idade média crescente dos veículos no consumo.

12- O Consumo de combustíveis no Transporte

O consumo da frota é considerado em energia equivalente e o consumo efetivo de combustíveis depende da distribuição da venda de veículos entre os diversos tipos, além de fatores conjunturais. Não foram consideradas conversões para os veículos antigos embora possível em situações muito vantajosas de preço de combustível ou de falta de disponibilidade do combustível.

Para uma situação inercial de venda de 10000 veículos a álcool/ano, participação crescente mas modesta do GN chegando a 1% do total e mantida a taxa de mistura álcool anidro na gasolina de 1998. O consumo de combustíveis seria o indicado na Figura 20. Este é apenas um dos cenários possíveis e será usado nas comparações.

Figura 20: Participação histórica e “inercial” projetada no consumo de combustíveis nos veículos leves (prioritariamente destinado ao transporte individual) do ciclo Otto.

Acrescentando esses valores aos já avaliados a partir das hipóteses expostas no capítulo 4 do presente trabalho, obtém-se os dados da Figura 21. de consumo combustíveis no Setor Transportes

Figura 21: Evolução do consumo de combustíveis em todas as modalidades de transporte, hipótese “inercial” de participação dos combustíveis e das modalidades de transporte.


Figura 22: Participação dos combustíveis no consumo para o Setor Transportes.



[i] (R7) Relatório sobre o Desenvolvimento Mundial. 1997 – BIRD 276 pag.

[ii] (R8) Anuário Estatístico da ANFAVEA – Edição Eletrônica 1999

[iii] (R9) Estatísticas Históricas do Brasil – Séries Estatísticas Retrospectivas Volume 3 IBGE 1987 596 pag. e página eletrônica  http://www.ibge.gov.br