UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Engenharia Mecânica
MARINA DE ABREU AZEVEDO
Avaliação de impactos socioeconômicos de
dois perfis de geração de eletricidade no
Brasil em 2030: uma análise de
insumo-produto
CAMPINAS
MARINA DE ABREU AZEVEDO
Avaliação de impactos socioeconômicos de
dois perfis de geração de eletricidade no
Brasil em 2030: uma análise de
insumo-produto
Orientador: Profa. Dra. Carla Kazue Nakao Cavaliero Coorientador: Prof. Dr. Marcelo Pereira da Cunha
CAMPINAS 2018
Dissertação de Mestrado apresentada à Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Mestra em Planejamento de Sistemas Energéticos.
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELO(A) ALUNA MARINA DE ABREU AZEVEDO, E ORIENTADA PELA PROFA. DRA CARLA KAZUE NAKAO CAVALIERO.
... ASSINATURA DA ORIENTADORA
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas Biblioteca da Área de Engenharia e Arquitetura
Luciana Pietrosanto Milla - CRB 8/8129
Azevedo, Marina de Abreu,
Az25c AzeAvaliação de impactos socioeconômicos de dois perfis de geração de eletricidade no Brasil em 2030 : uma análise de insumo-produto / Marina de Abreu Azevedo. – Campinas, SP : [s.n.], 2018.
AzeOrientador: Carla Kazue Nakao Cavaliero.
AzeCoorientador: Marcelo Pereira Cunha.
AzeDissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica.
Aze1. Setor elétrico. 2. Input Analysis Product. 3. Produto interno bruto -Brasil. 4. Fatores socioeconômicos. 5. Projeção. I. Cavaliero, Carla Kazue Nakao, 1971-. II. Cunha, Marcelo Pereira, 1967-. III. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica. IV. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Evaluation of the socioeconomic impacts of two profiles of electricity generation in Brazil in 2030 : an input-output analysis
Palavras-chave em inglês: Electricity sector
Input analysis - Product
Gross domestic product - Brazil Socioeconomic factors
Projection
Área de concentração: Planejamento de Sistemas Energéticos Titulação: Mestra em Planejamento de Sistemas Energéticos Banca examinadora:
Carla Kazue Nakao Cavaliero [Orientador] Aleix Altimiras Martin
Arnaldo Cesar da Silva Walter Data de defesa: 16-04-2018
Programa de Pós-Graduação: Planejamento de Sistemas Energéticos
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
COMISSÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA
MECÂNICA
PLANEJAMENTO DE SISTEMAS ENERGÉTICOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO ACADEMICO
Avaliação de impactos socioeconômicos de
dois perfis de geração de eletricidade no
Brasil em 2030: uma análise de
insumo-produto
Autor: Marina de Abreu Azevedo
Orientador: Carla Kazue Nakao Cavaliero Coorientador: Marcelo Pereira da Cunha
A Banca Examinadora composta pelos membros abaixo aprovou esta Dissertação:
Profa. Dra. Carla Kazue Nakao Cavaliero
Faculdade de Engenharia Mecânica - Universidade Estadual de Campinas Prof. Dr. Aleix Altimiras Martin
Instituto de Geociências - Universidade Estadual de Campinas Prof. Dr. Arnaldo Cesar da Silva Walter
Faculdade de Engenharia Mecânica - Universidade Estadual de Campinas
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida acadêmica do aluno.
Aos meus pais, que me deram todas as ferramentas para que chegar aqui fosse possível.
Agradecimentos
Devo agradecer em primeiro lugar a minha orientadora, professora Carla Kazue Nakao Cavaliero, que esteve presente em toda a minha vida acadêmica no mestrado. Com sua alegria, paciência e serenidade, me apoiou desde o primeiro dia até o último, sempre me fazendo acreditar que seria possível.
Ao meu coorientador, professor Marcelo Pereira da Cunha, que chegou ao final do meu primeiro ano de mestrado e foi absolutamente essencial no desenvolvimento desta pesquisa. Agradeço ao Marcelo por ter confiado na nossa ideia, por ter se feito disponível mesmo quando todos ao redor exigiam sua atenção, e pela sua generosidade e cuidado, estando sempre preocupado em compartilhar seus conhecimentos e me formar uma profissional melhor.
Agradeço, de todo coração, aos meus colegas do PSE, que se tornaram grandes amigos, companheiros de viagens, e referências de profissionais que admiro. Minha experiência como um todo ao longo desses 2 anos, foi enriquecida graças a presença de vocês, às trocas de ideias, os almoços, lanches e cafezinhos, churrascos, seminários, aulas e a simples companhia, que tornou tudo tão mais leve e irá deixar muita saudade.
Ao PSE e a todos os docentes, que colaboraram imensamente para a minha formação. Aos trabalhadores da FEM, que se dedicam todos os dias para que como aluna eu possa ter os recursos que necessito e um ambiente agradável para realizar minha pesquisa.
Agradeço à CAPES pelo suporte financeiro que possibilitou a realização deste Mestrado.
Por fim, agradeço aos meus amigos e familiares, que não estiveram diretamente envolvidos com o mestrado mas que estão constantemente presentes no meu emocional e psicológico. Aos que tanto amam, agradeço pelo apoio me escutando e tendo tamanha paciência com meus momentos de estresse e ausência.
Resumo
Após a 21ª Conferência das Partes da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, a Empresa de Pesquisa Energética – EPE – divulgou o relatório que descreveu as premissas macroeconômicas assumidas pelo governo federal na elaboração das propostas feitas na Contribuição Nacionalmente Determinada (do inglês Nationally
Determined Contributions - NDC) visando reduzir as emissões de gases de efeito estufa no
Brasil. O compromisso firmado englobou vários setores da economia e, no caso de setor de energia, foi apresentada a projeção do perfil de geração de eletricidade em 2030. No entanto, diante da mudança das condições macroeconômicas brasileiras consideradas na NDC, torna-se necessário reavaliar o torna-seu impacto na geração de eletricidade e as implicações socioeconômicas deles decorrentes (geração de empregos, nível de produção e produto interno bruto – PIB), que são justamente os objetivos dessa dissertação. Para tanto, foi aplicada a metodologia de Insumo-Produto como ferramenta de estudo e utilizou-se de uma matriz de Insumo-Produto com o setor elétrico desagregado em sete fontes de geração na análise comparativa de dois cenários: o cenário do setor elétrico previsto pela EPE em seu relatório (cenário A); e um novo cenário de projeção também para este setor (cenário B), porém que pressupõe uma expansão econômica mais contida. Os resultados finais indicaram que a substituição dos cenários levará a impactos negativos, resultando na perda de 96.803 empregos, retração de R$ 25.898 milhões no nível de produção e de R$ 18.845 milhões no PIB nacional em 2030.
Palavras chave: Setor elétrico, perfil de geração de eletricidade, indicadores socioeconômicos, análise de insumo-produto, contribuição nacionalmente determinada.
Abstract
Following the 21st Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change, the Brazilian Energy Research Company (EPE) released one report describing the macroeconomic assumptions made by the federal government in preparation for the proposals made in the Nationally Determined Contributions (NDC) to reduce greenhouse gas emissions in Brazil. The agreement reached encompassed several sectors of the economy and, in the case of the energy sector, the electricity generation profile was projected for the year 2030. However, the Brazilian macroeconomic conditions have passed through severe changes compared to the terms taken into account in the NDC. It became relevant to reassess the impacts concerning the electricity sector, and to evaluate its socioeconomic implications (job creation, production level and gross domestic product – GDP), which are the goals of this dissertation. Thereforeit was considered two scenarios for the electricity sector in 2030 and applied an Input-Output analysis to quantify the impacts of replacing one scenario for another. The scenarios are: the electricity sector scenario predicted by EPE in its report (scenario A); and a new scenario projected for the electricity sector also in 2030 (scenario B), that presupposes a more contained economic expansion. An Input-Output matrix was used as a study tool, which contains the electricity sector disaggregated in seven generation sources. The final results indicated that the substitution of scenario A to scenario B will lead to negative impacts resulting in a loss of 96,803 jobs, an economic downturn of R$ 25,898 million in the production level and, R$ 18,845 million in national GDP in 2030.
Key words: Electricity sector, electricity generation profile, socioeconomic indexes, input-output analysis, nationally determined contribution.
Lista de Ilustrações
Figura 1. Sistemas Isolados presentes nos estados brasileiros, em 2018.
...25
Figura 2. Linhas de transmissão do Sistema Interligado Nacional, em 2017.
...26 Figura 3. Histórico de participação e geração total (GWh) das fontes de energia
elétrica no SIN.
...28 Figura 4. Evolução da geração total de eletricidade (GWh) no Brasil, entre 1970 e
2016.
...29 Figura 5. Histórico de Energia Armazenada em Usinas Hidrelétricas do subsistema
Sudeste/ Centro-Oeste entre 1996 e 2017.
...32
Figura 6. Fases do processo geral de criação de cenários.
...37
Figura 7. Fluxograma da metodologia de pesquisa utilizada.
...47 Figura 8. Fluxograma do processo metodológico de Walter et al. (2015) reproduzido
no cenário B.
...53 Figura 9. Taxas médias anuais de crescimento do PIB brasileiro assumidas no cenário
B.
...55 Figura 10. Estimativas anuais das perdas de transmissão e distribuição de energia
elétrica do Cenário B, para o período de 2017 a 2030.
...58 Figura 11. Taxas médias de crescimento anual para consumo final de eletricidade, PIB,
e evolução da elasticidade, por período.
Brasil, no período de 2017 a 2030.
...59 Figura 13. Evolução da capacidade instalada de eletricidade no período de 2017 a
2030, subdivida por fontes, para o Cenário B.
...68 Figura 14. Modelo Insumo-Produto contendo desagregação do setor elétrico – Matriz
de transações.
...75 Figura 15. Matriz de transações utilizada no modelo de Insumo-Produto. ...78 Figura 16. Matriz A - Matriz de coeficientes técnicos para o modelo de
Insumo-Produto adaptado à desagregação do setor elétrico.
...79 Figura 17. Evolução da produtividade na Agropecuária, Industria e Serviços, no
período de 2001 a 2014.
...91 Figura 18. Projeção da produtividade na Agropecuária, Industria e Serviços, no período
de 2010 a 2030.
...93 Figura 19. Distribuição do impacto do setor elétrico sobre o valor da produção, entre os
componentes deste setor para a Etapa 1.
...102 Figura 20. Distribuição do impacto do setor elétrico sobre a geração de empregos, entre
os componentes deste setor para a Etapa 1.
...103 Figura 21. Distribuição do impacto do setor elétrico sobre o PIB setorial, entre os
componentes deste setor para a Etapa 1.
...103 Figura 22. Resultados para o valor da produção no setor elétrico, para as Etapas 2 e 3.
...108 Figura 23. Resultados para a geração de empregos no setor elétrico, para as Etapas 2 e
3.
...110 Figura 25. Setores que mais contribuem nos ganhos e perdas nos valores de produção,
para os resultados finais.
...113 Figura 26. Setores que mais contribuem nos ganhos e perdas nos PIB setoriais, para os
resultados finais.
...114 Figura 27. Setores que mais contribuem nos ganhos e perdas na geração de empregos,
para os resultados finais.
Lista de Tabelas
Tabela 1. Tabela de Insumo-Produto, onde zij representa unidades monetárias do produto do setor i destinadas ao setor j e Xi representa a produção total do i-ésimo setor.
...41 Tabela 2. Esquematização de uma matriz Insumo-Produto, com setores e produtos. ...42 Tabela 3. Consumo final de eletricidade e população total do Brasil em 2010 e 2030,
no cenário A.
...50 Tabela 4. Composição do Perfil de geração elétrica para o horizonte 2030, Cenário A. ...52 Tabela 5. Projeções da taxa média de crescimento do PIB Nacional (% a.a.). ...55
Tabela 6. Premissas do modelo de projeção do cenário B.
...56 Tabela 7. Consumo final de eletricidade e população total do Brasil em 2010 e 2030,
no cenário B.
...60 Tabela 8. Capacidade Instalada em 2017 e previsões para 2021 e 2026, em GW. ...61 Tabela 9. Capacidade Instalada e Fatores de capacidade por fontes de geração elétrica
em 2030, no cenário B.
...66 Tabela 10. Composição do Perfil de geração elétrica para o horizonte 2030, Cenário B. ...68 Tabela 11. Setores base para a análise de insumo-produto deste trabalho. ...71 Tabela 12. Matriz de coeficientes técnicos para o modelo Insumo-Produto. ...80 Tabela 13. Matriz Inversa da Matriz (I- ).
...81 Tabela 15. Composição das variáveis da demanda final aplicadas na Matriz de
Insumo-Produto para os cenários A e B.
...83 Tabela 16. Etapas da análise dos cenários A e B no modelo de Insumo-Produto. ...83 Tabela 17. Valores para o consumo total de eletricidade em 2010 e 2030, de acordo
com os cenários A e B.
...85 Tabela 18. Valor monetário absoluto do PIB em 2030, pelo cenário B, distribuído entre
as cinco componentes da demanda final.
...86 Tabela 19. Choques nas demandas finais dos setores da economia, para reproduzir o
cenário B no modelo de Insumo-Produto.
...91 Tabela 20. Dados assumidos para cálculo do ganho de produtividade nos setores da
economia em 2030.
...88 Tabela 21. Perfis de geração de eletricidade em 2030, para os cenários A e B.
...95 Tabela 22. Histórico nacional de crescimento da economia e da elasticidade-renda do
consumo final de eletricidade, em intervalos de 20 anos.
...96 Tabela 23. Valores monetários para a geração das fontes de energia, em de reais de
2010.
...99 Tabela 24. Valores gerados por cada fonte de energia em 2030, a preço básico, e
percentual de participação no total, para os cenários A e B.
...100 Tabela 25. Impactos macroeconômicos, em valores absolutos, para etapa 1.
...101 Tabela 26. Participações dos impactos macroeconômicos na Etapa
...104 Tabela 28. Setores que apresentaram maiores impactos nas categorias de impactos
analisadas, para a etapa 1.
...105 Tabela 29. Impactos macroeconômicos, em valores absolutos, para as etapas 2 e 3.
...107 Tabela 30. Participações dos impactos macroeconômicos para as Etapas 2 e 3.
...107 Tabela 31. Setores que apresentaram maiores impactos nas categorias de impactos
analisadas, para as etapas 2 e 3.
...111 Tabela 32. Impactos macroeconômicos, em valores absolutos.
...112 Tabela 33. Participações dos impactos macroeconômicos, em valores percentuais.
...112 Tabela 34. Valores projetados, em GWh, para as componentes da geração total de
energia elétrica no Brasil, no período de 2017 a 2030.
...132 Tabela 35. Histórico, período de 2000 a 2014, dos percentuais de participação das
componentes da Demanda final.
...133 Tabela 36. Valores absolutos das componentes da demanda final e suas participações,
para os setores econômicos em 2010.
...134 Tabela 37. Valores absolutos para as componentes da Demanda Final de cada setor da
economia, projetados para o ano 2030.
...137 Tabela 38. Histórico do PIB e Pessoal ocupado, para os setores primários, secundários
e terciários, no período de 2001 a 2014.
...139 Tabela 39. Resultados do modelo de Insumo-Produto: Etapa 1.
...140 Tabela 40. Resultados do modelo de Insumo-Produto: Etapa 2.
Tabela 41. Resultados do modelo de Insumo-Produto: Etapa 3.
...144 Tabela 42. Resultados finais do modelo de Insumo-Produto.
Lista de Abreviaturas e Siglas
AMPL - A Mathematical Programming Language BEN – Balanço Energético Nacional
BIG – Banco de Informações de Geração
CCEE – Câmara de Comercialização de Energia Elétrica
CERJ – Companhia de Eletricidade do Estado do Rio de Janeiro CMSE – Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico
CNPE – Conselho Nacional de Política Energética COP21 – Vigésima Primeira Conferência das Partes
COSERN – Companhia Energética do Rio Grande do Norte CPFL – Companhia Paulista de Força e Luz
ENERSUL – Empresa de Energia Elétrica do Mato Grosso do Sul EPE – Empresa de Pesquisa Energética
EUA – Estados Unidos da América FMI – Fundo Monetário Internacional GEE – Gases de Efeito Estufa
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change MIP – Matriz de Insumo-Produto
NDC – Contribuição Nacionalmente Determinada PCH – Pequenas Centrais Hidrelétricas
PDE – Plano Decenal de Expansão de Energia PIB – Produto Interno Bruto
PNE – Plano Nacional de Energia REAL – Regional Analysis Laboratory SIN – Sistema Interligado Nacional USD – USA Dollars
Sumário
1. Introdução. ………...19 1.1. Objetivo Geral. ………...21 1.2. Objetivos específicos. ……….………...………...……22 1.3. Estrutura da dissertação. ………...………22 2. Revisão da Literatura. ……….………...…...24 2.1. O sistema elétrico brasileiro....24 2.2. Vulnerabilidade da geração de eletricidade no Sistema Interligado Nacional.
...30 2.3. A Importância do Setor Elétrico na Economia Brasileira.
...33 2.4. Elaboração de cenários para o planejamento energético
...35 2.5. O Modelo de Insumo-Produto.
...40 3. Metodologia.
...46 3.1. Definição preliminar dos objetivos e escopo.
...46 3.2. Cenários.
...48 3.2.1. Caracterização do cenário A.
...48 3.2.1.1. Perfil de geração elétrica nacional do cenário A.
...51 3.2.2. Construção do cenário B.
3.2.2.1. Projeção da capacidade instalada de geração elétrica por fontes. ...61
3.2.2.2. Perfil de geração elétrica nacional em 2030 do cenário B.
...70 3.3. Análise de Insumo-Produto.
...70 3.3.1. Modelo Insumo-Produto para análise do setor elétrico.
...74 3.3.2. Descrição das etapas 1, 2 e 3.
...84 3.4. Indicadores de impactos socioeconômicos.
...97 4. Avaliação de Resultados.
...99 4.1. Resultados: Cenários A e B.
...99 4.2. Resultados: Impactos macroeconômicos da queda na produção do setor elétrico em
2030 – Etapa 1.
...104 4.3. Resultados: Impactos macroeconômicos da mudança no perfil de geração do setor
elétrico em 2030 – Etapas 2 e 3.
...110 4.4. Resultados Finais: Impactos macroeconômicos da mudança entre cenários.
...115 5. Conclusões.
...120 6. Referências Bibliográficas.
...124
APÊNDICE A – Projeção da geração total de energia elétrica no Brasil, no período de 2017 a 2030.
...136
APÊNDICE B – Histórico de percentuais das componentes da demanda final, no período de 2000 a 2014.
APÊNDICE C – Valores absolutos das componentes da demanda final, e suas respectivas participações, para os setores da economia nacional em 2010.
...138
APÊNDICE D – Valores absolutos das componentes da demanda final, projetados para 2030.
...141
APÊNDICE E – Histórico do PIB e Pessoal ocupado, para os setores primários, secundários e terciários, no período de 2001 a 2014.
...143
APÊNDICE F – Resultados do modelo de Insumo-Produto: Etapa 1.
...144
APÊNDICE G – Resultados do modelo de Insumo-Produto: Etapa 2.
...146
APÊNDICE H – Resultados do modelo de Insumo-Produto: Etapa 3.
...148
APÊNDICE I – Resultados finais do modelo de Insumo-Produto.
1 INTRODUÇÃO
Instrumento fundamental no desenvolvimento das sociedades, a eletricidade exerce um papel essencial no crescimento econômico mundial (HOLTZ, 2017). Ambos evoluem paralelamente e essa união tem o grande potencial de ampliar o bem-estar e proporcionar o desenvolvimento social. O acesso à segurança energética e o investimento na consolidação de fontes limpas e eficientes são, cada vez mais, práticas indispensáveis à uma economia moderna. O planejamento do setor elétrico com ações voltadas para essas práticas, garante medidas efetivas para a redução de riscos como: a falta de energia elétrica, a vulnerabilidade do sistema e a dependência energética.
O desenvolvimento do setor elétrico nacional está vinculado também à expansão do setor urbano na economia. As primeiras iniciativas de uso da energia elétrica no Brasil estão relacionadas com o processo de crescimento das cidades, em meados do século XIX, e sua aplicação em serviços públicos como de iluminação e transportes (GOMES, 2002). A importância socioeconômica atual da eletricidade pode ser avaliada não só em seu papel como vetor do desenvolvimento, mas também através dos prejuízos e transtornos que sua falta causa à sociedade. Lemma et al. (2016) avaliam múltiplos estudos, de diferentes países, que relacionam o uso de eletricidade e o crescimento econômico, concluindo que na grande maioria desses estudos, os dois tópicos estão estreitamente associados.
Segundo a Empresa de Pesquisa Energética – EPE, a análise da relação entre consumo de energia elétrica e economia pode ser realizada através de dois parâmetros principais (EPE, 2008). Estes parâmetros são a intensidade elétrica do PIB, que relaciona o consumo de eletricidade necessário para produzir cada unidade monetária do PIB; e a elasticidade-renda da demanda de eletricidade, que relaciona crescimento do consumo de energia elétrica com crescimento econômico. A tendência global é de que países mais desenvolvidos apresentem um maior consumo de energia elétrica por habitante e uma intensidade elétrica do PIB mais baixa (MME, 2017). De maneira que, na medida em que um país se desenvolve, sua renda e produtividade aumentam. No Brasil, historicamente a variação percentual no consumo de eletricidade se apresenta maior que a variação no crescimento do PIB. Sendo que no período mais recente, de 2000 a 2016, a elasticidade-renda média do consumo de eletricidade foi de 1,58 (EPE, 2017a).
Aprimorar o conhecimento sobre a integração entre setor elétrico e economia é primordial num contexto de planejamento estratégico do setor. Um bom planejamento do sistema elétrico tem por objetivo diagnosticar o desempenho do sistema, avaliar a carência de infraestruturas e analisar a necessidade de expansão da rede. Também possibilita que se atendam aos requisitos técnicos e econômicos das instalações e que se mantenha ou aumente a qualidade do serviço através de investimentos (CANDIAN, 2008). Posto isso, a habilidade de previsão das demandas futuras de eletricidade de uma região se tornou essencial para elaborar um bom planejamento que vise o atendimento destas demandas. Antecipar tendências de boas oportunidades e possíveis prejuízos, trata-se de uma ferramenta de apoio ao mercado para auxílio em tomada de decisões políticas, posicionamentos estratégicos e para elaboração de planos de ação. Referir-se ao planejamento elétrico, e seu mérito na economia de um país, é buscar compreender como esse setor interage com as atividades econômicas, qual seu peso e sua influência, e quais as consequências que pode trazer à sociedade.
Na conjuntura atual, frequentemente tem se buscado estudar a influência que o setor elétrico exerce nos fenômenos de mudanças climáticas (BIROL, 2008). A conscientização mundial para a importância de se investir em desenvolvimento sustentável está aumentando e acordos globais sobre o clima estão sendo pensados para unificar uma maior quantidade de nações em prol desse mesmo objetivo (JARAYAMAN & KANITKAR, 2016). O Acordo de Paris, criado em 2015, é um exemplo emblemático disso, pois trata-se de um acordo político que visa combater e se adaptar às mudanças no clima. Em princípio, o Acordo de Paris foi adotado por 195 países, dentre os quais 162 apresentaram propostas para serem implementadas entre 2020 e 2030 durante a Vigésima Primeira Conferência das Partes (COP21) (WATSON, et al., 2016). O mesmo representa um passo crítico em direção às ações coletivas em prol do clima global, por ter conseguido unir tantas nações na discussão desse assunto.
O setor elétrico se destaca nesse contexto por ser um dos grandes responsáveis pelas emissões de Gases do Efeito Estufa (GEE) mundiais (BIROL, 2008). Nesse contexto, uma das formas para se promover o desenvolvimento sustentável almejado é através de investimentos em pesquisas e instalações de fontes renováveis. O aumento na participação destas fontes nas matrizes de geração elétrica e a busca por tecnologias mais sustentáveis e eficientes são alguns dos tópicos em alta na pauta das agendas climáticas (JARAYAMAN & KANITKAR, 2016). Sendo assim, faz-se muito importante entender como mudanças na estrutura de
geração elétrica visando o cumprimento de metas estipuladas nos acordos climáticos globais irão interferir na economia e na sociedade.
Com relação ao contexto no qual o Brasil se insere dentro dos acordos climáticos, na COP21 o Brasil integrou o grupo de países que apresentaram suas propostas de investimentos internos visando o desenvolvimento sustentável. O documento apresentado, a Pretendida Contribuição Nacionalmente Determinada (iNDC - Intended Nationally Determined
Contribution), contempla medidas voltadas para diversos setores da economia, incluindo
propostas especificas de mudanças no setor elétrico, buscando a redução das emissões de GEE em 43% abaixo dos níveis de 2005, em 2030 (BRASIL, 2015). O embasamento para elaboração das metas publicadas considerou um contexto econômico diferente do atual e que, por consequência, levou a previsões de crescimento da economia e de investimentos ambiciosos no setor elétrico, os quais já não se fazem mais realidade (ROSSI & MELLO, 2017). Após a aprovação pelo Congresso Nacional, o Brasil concluiu, em setembro de 2016, o processo de ratificação do Acordo de Paris, fazendo com que a iNDC passe a se tornar NDC, ou sejam deixando de ser pretensão para tornar-se meta.
A crise econômica fortemente intensificada em meados de 2015, agravada pelo contexto político que se sucedeu no país após o impeachment da presidente Dilma Roussef, segue se perpetuando em 2018 e as perspectivas de recuperação econômica não foram consolidadas até o presente momento (ROSSI & MELLO, 2017). A forte contração da renda trouxe receio à população e à deterioração das expectativas de crescimento por parte dos agentes econômicos, criando um ambiente instável (ROSSI & MELLO, 2017). As premissas macroeconômicas assumidas à época da elaboração da NDC brasileira, e que serviram de base para pautar as projeções para o setor elétrico nacional em 2030 neste acordo, encontram-se defasadas e não condizem mais com a realidade atual.
Diante dessas circunstâncias se evidencia a necessidade de avaliar como o setor elétrico responderá às novas condições macroeconômicas e sociais no Brasil.
1.1 Objetivo geral
Considerando a forte retração na economia desencadeada na crise de 2015 e em seus anos seguintes e levando em conta as metas nacionais estipuladas para o setor elétrico dentro do contexto do Acordo de Paris (2015), esta dissertação visa averiguar três categorias de impactos socioeconômicos decorrentes das alterações em perfis de geração elétrica para o ano
de 2030, apontados por dois cenários: Cenário A, baseado em premissas detalhadas no documento da EPE, que serviu de base para elaboração, na época da COP21, da NDC brasileira); e o Cenário B, desenvolvido nessa dissertação com o fim específico de estimar um perfil de geração elétrica mais condizente com a nova realidade econômica traçada em 2017 para o Brasil, contemplando uma expansão menor da economia e do setor elétrico.
1.2 Objetivos específicos
Para atingir o objetivo geral, foram definidos como objetivos específicos:
a. Estimar o consumo final de eletricidade, a geração elétrica nacional para atender tal demanda e a composição do seu perfil em 2030 em função da redução do crescimento econômico, da elasticidade do consumo de energia elétrica em relação ao produto interno bruto – PIB – e das condições de expansão de cada fonte de energia de acordo com a literatura;
b. Avaliar as implicações socioeconômicas (nível da produção, geração de empregos e PIB setorial) por conta da mudança no perfil de geração elétrica caracterizado pelos dois cenários mencionados através da abordagem de Insumo-Produto.
1.3 Estrutura da dissertação
Essa dissertação está estruturada em cinco capítulos. O Capítulo 1, de Introdução, apresenta o tema tratado e a justificativa para realização da pesquisa, os objetivos do trabalho e sua estrutura.
O Capítulo 2 é a Revisão da Literatura dos temas centrais ao desenvolvimento desse estudo, sendo abordados assuntos referentes ao setor elétrico nacional e sua matriz, seu contexto histórico, conjuntura atual e importância econômica. Em seguida trata-se da elaboração de cenários para o planejamento energético. Por fim, são introduzidos os conceitos de insumo-produto, que servem de ferramenta para a análise dos impactos socioeconômicos.
O Capítulo 3 apresenta a Metodologia desenvolvida para este estudo e os pressupostos considerados para atingir o objetivo geral da dissertação.
No Capítulo 4, de Avaliação dos Resultados, são revelados os resultados encontrados e suas análises para os dois cenários trabalhados de crescimento econômico e de perfil de geração de energia elétrica em 2030.
Por fim, as Conclusões do estudo e as propostas para trabalhos futuros encontram-se no Capítulo 5.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 O sistema elétrico brasileiro
O sistema elétrico brasileiro passou por intensas modificações na década de 1990, quando as empresas públicas sofreram com as perdas de investimento e limitação dos seus recursos, reduzindo assim suas capacidades de expansão e modernização. O discurso em prol das privatizações se fortaleceu diante do endividamento que se instaurou e de uma economia deficitária. Tais fatores induziram à transição de um modelo majoritariamente estatal para outro baseado no capital privado, especialmente no capital estrangeiro (LORENZO, 2002). As empresas de energia elétrica desmembraram-se nos segmentos de geração, transmissão, distribuição e comercialização.
Segundo Lorenzo (2002), esse modelo, chamado modelo neoliberal, não perdurou por muito tempo. Seu processo de aceleração foi intenso até 1998, mas em seguida os problemas associados à sua estrutura se tornaram cada vez mais evidentes. A carência no abastecimento de energia, que se intensificou com o período de escassez de chuvas em 1999 e culminou com o estado crítico de acumulação de água nos reservatórios em 2001, levaram à instituição de uma política de racionamento. Além disso, a abordagem da livre concorrência falhou ao não conseguir reduzir as tarifas de eletricidade. Em resposta a essas questões, no início de 2002 o governo do presidente Fernando Henrique Cardoso autorizou empresas federais a voltarem a fazer parcerias com empresas privadas para a construção de novas usinas e outros empreendimentos de energia elétrica (ETCHEVERRY, 2008). Dessa maneira, diversas empresas que possuíam os recursos necessários se sentiram incentivadas a entrar no mercado de geração de eletricidade.
Com o início do governo do presidente Luiz Inácio Lula da Silva, em 2003, foram realizadas novamente mudanças no setor elétrico brasileiro, afim de que a eletricidade se consolidasse como um bem público. A ideia principal por trás da proposta do Novo Modelo do Setor Elétrico (NMSE)1, era a de que a energia elétrica se tratava de um insumo básico necessário ao bem-estar da sociedade e, portanto, o governo teria a função de prover essa
1 O terceiro modelo foi implantado por meio das Leis nº 10.847 e 10.848, de 15 de março de 2004, e pelo
Decreto nº 5.163, de 30 de julho de 2004. Este modelo foi precedido pelo Modelo Antigo, vigente até 1995, e pelo Modelo de Livre Mercado, que ficou em vigor entre 1995 e 2003 (GODOY, 2018).
energia à população a um preço e qualidade adequados (ETCHEVERRY, 2008). Esse modelo foi estruturado de maneira que em seu sistema de leilões as concessões das usinas seriam concedidas àqueles que oferecem a menor tarifa. A Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL – continuaria atuando como agente regulador para garantir a modicidade tarifária e o Operador Nacional do Sistema (ONS) manteve-se responsável pela coordenação e controle da operação das instalações de geração e transmissão de energia elétrica do setor elétrico brasileiro (CCEE, 2018).
Considerando os segmentos de geração e transmissão, o sistema elétrico mantém-se dividido em dois sistemas: os Sistemas Isolados e o Sistema Interligado Nacional (SIN).
Os Sistemas Isolados são sistemas de produção e transmissão de energia elétrica que não estão conectados ao SIN (ONS, 2018a). Esses sistemas atendem demandas pequenas de eletricidade, em regiões cuja distância e difícil acesso tornaria extremamente custosa a interligação aos grandes centros urbanos. Os sistemas isolados estão localizados na região Norte do Brasil, nos Estados do Amazonas, Acre, Amapá, Rondônia, Roraima e Pará, além de haver uma usina no estado do Mato Grosso e uma em Pernambuco, na ilha Fernando de Noronha (Figura 1) (ONS, 2018b).
Figura 1 Sistemas Isolados presentes nos estados brasileiros, em 2018.
Sua geração é predominantemente feita por térmicas a óleo diesel (ONS, 2018) e o planejamento da operação desses sistemas está desde maio de 2017 à cargo do ONS, o qual também assumiu as atribuições de previsão de carga dos Sistemas Isolados (ONS, 2018) 2.
Já o SIN está associado a grandes demandas, composto por instalações localizadas em quatro subsistemas: Sul, Sudeste/ Centro-Oeste, Nordeste e a maior parte da região Norte; e não necessariamente próximas dos pontos de consumo. Os subsistemas estão conectados através de um amplo sistema de transmissão e distribuição, que permite a transferência de energia com características sazonais (Figura 2). Com isso, pode-se promover o equilíbrio entre o déficit e o excesso de capacidade de geração das diferentes regiões, amenizando as variações climáticas e hidrológicas do país (ANEEL, 2002).
Figura 2 Linhas de transmissão do Sistema Interligado Nacional, em 2017.
Fonte: (ONS, 2018b)
2 Antes de maio de 2017, o planejamento dos Sistemas Isolados era realizado pelo Grupo Técnico Operacional
Tradicionalmente, os subsistemas Sul e Sudeste/Centro-Oeste realizam intercâmbio de energia no sentindo Sudeste/Centro-Oeste durante o período seco, e no sentido inverso (Sul) durante o período chuvoso. Similarmente, os subsistemas Norte e Nordeste realizam intercâmbio de energia no sentido Nordeste durante o primeiro semestre do ano, quando existe abundância de água na bacia do rio Tocantins, e no sentido Norte no segundo semestre do ano, quando ocorre o período de seca e escassez de água nessa região (ONS, 2017a). Com a ampliação da interligação entre os quatro subsistemas busca-se uma maior eficiência no atendimento da demanda de energia elétrica.
O SIN possui características que o distinguem da grande maioria dos países, como a forte predominância de fontes sazonais, a vasta extensão territorial que o sistema tem que englobar, as longas distâncias entre os grandes centros de consumo e as maiores usinas de geração, e as distinções marcantes entre as regiões dos subsistemas que compõem o SIN em relação às diferenças de geografia, densidade populacional, distribuição de renda e outros (WITTMANN, 2014). O sistema elétrico brasileiro é composto majoritariamente por usinas hidrelétricas, distribuídas em dezesseis bacias hidrográficas nas diferentes regiões do país, e múltiplos proprietários. Trata-se de um sistema hidrotérmico no qual a maior parte da energia gerada tem origem hídrica, sendo complementada por fontes térmicas (FUHRMANN, 2016).
A geração de hidroeletricidade nacional evoluiu de 300 TWh em 2002 para 450 TWh em 2011, e manteve-se em 410 TWh em 2016, abrindo espaço para o crescimento de participação da geração térmica convencional. A geração nuclear se manteve constante ao longo desses anos e a geração por usinas eólicas começou a ter um espaço mais significativo na matriz elétrica nacional a partir de 2012 (ONS, 2017a). As usinas eólicas vêm ganhando importância ao longo desses últimos anos no Brasil, especialmente nas regiões Nordeste e Sul do país, onde o número de instalações tem aumentado significativamente. Em 2001 as primeiras usinas de geração solar fotovoltaica entraram em operação e desde 2011 o número de usinas instaladas no Brasil vem crescendo consideravelmente (ANEEL, 2017). A Figura 3 apresenta a evolução, desde 2002, da geração de energia do SIN e da participação das fontes mencionadas neste sistema.
Figura 3 Histórico de participação e geração total (GWh) das fontes de energia elétrica no SIN.
Fonte: ONS (2017a).
O Brasil é um país de grande potencial hidrelétrico, e sua maior parte segue inexplorada. Estima-se que o potencial total é de 261 GW, dos quais cerca de 40% foram aproveitados (EPE, 2017a). A maior capacidade desse potencial disponível encontra-se na região Norte do país, mais especificamente na região da Amazônia. A Amazônia engloba 33% do potencial nacional, graças ao grande volume de água que passa pela região e às quedas topográficas nos afluentes do Rio Amazonas, quando esses descem a partir do Escudo Brasileiro (na parte sul da região) ou do Escudo Guianenses (no lado norte) (FEARNSIDE, 2015). Apesar de possuir o maior potencial remanescente do país, a região Norte também possui fortes ressalvas ambientais que limitam o acesso a esse potencial.
Em 2012, o Brasil estava listado como o segundo maior país em geração hidrelétrica no mundo, atrás somente da China (EPE, 2016a). A participação da energia hidráulica na matriz nacional representava 84% da geração elétrica total em 1970, porém gradualmente essa participação sofreu considerável redução e em 2015 as hidrelétricas representavam aproximadamente 65% da geração (EPE, 2017b). A Figura 3 apresenta o percentual das hidrelétricas na geração total de eletricidade no período de 2002 a 2016, e é possível perceber a redução em sua participação mesmo diante do crescimento na geração total. Parte desse
acréscimo na geração é suprido por fontes que se desenvolveram nos últimos anos, como as térmicas convencionais e as usinas eólicas.
A Figura 4, por sua vez, apresenta a evolução da geração de eletricidade no Brasil desde 1970 até 2016. Percebe-se com a análise do gráfico que a geração de eletricidade nos últimos 46 anos aumentou em mais 12 vezes e foi crescente durante quase todos esses anos com exceção de 2001, 2015 e 2016. Na primeira década registrada, de 1970 a 1980, a taxa de aumento da geração elétrica era bastante significativa e oscilava em torno de 11% ao ano (a.a.), comparando com o ano anterior. Já no período vivido a partir de 1981 o crescimento passou a ser mais contido, com taxa média de 4% (EPE, 2017a).
Figura 4 Evolução da geração total de eletricidade (GWh) no Brasil, entre 1970 e 2016.
Fonte: EPE (2017a).
Os anos que se destacam por terem aumento expressivo na sua geração elétrica total – maior que 10% - são 1984 e 2010. Em 1984, o Brasil estava vivendo a ditadura militar, período no qual o Estado constitui-se como o principal agente de financiamento e executor da política de infraestrutura, com isso foi possível o desenvolvimento acelerado do setor elétrico e a expansão de seu serviço (LORENZO, 2008). Em 2008 se iniciou uma grave crise financeira internacional que, no ano posterior, resultou na queda do consumo de eletricidade no setor industrial. Em 2010 houve recuperação significativa, ao mesmo tempo que os setores residencial e comercial seguiram com consumo crescente e de forma sustentada (EPE, 2011). Os únicos anos que apresentaram retração da geração de eletricidade foram 2001, em função
da crise de fornecimento de energia e, mais recentemente, 2015 e 2016, em virtude da crise econômica nacional (EPE, 2017b).
2.2 Vulnerabilidade da geração de eletricidade no Sistema Interligado Nacional
Usinas hidrelétricas podem ser classificadas em dois tipos mediante sua finalidade e capacidade de regularização, são essas as usinas de acumulação e a fio d’água. As usinas hidrelétricas de acumulação têm por característica a existência de reservatório, que permite que se mantenha determinado volume útil para regularização da vazão do curso d’água e que se crie a queda d’água. Enquanto as usinas a fio d’água não possuem um reservatório, seguindo apenas o fluxo natural dos corpos hídricos e, portanto, acabam sendo mais suscetíveis às condições pluviométricas. Nesse caso, quando sua vazão afluente é menor do que a capacidade máxima de turbinar da usina, toda esta vazão é utilizada para gerar energia. Nos períodos em que a vazão afluente é superior à capacidade máxima de turbinar da usina, toda eletricidade possível é gerada e o excedente é vertido (FALCETTA, 2015).
Conforme visto na Seção 2.1, o potencial hidrelétrico do Brasil é equivalente a 261GW. O grande potencial hidrelétrico disponível nas regiões Sul e Sudeste do país encontra-se quase totalmente explorado, enquanto as regiões Norte e Centro-Oeste concentram atualmente a maior capacidade hidrelétrica remanescente. Segundo Nobre (2014), a região da Amazônia, por sua vez, deverá cobrir a maior parte da expansão nos próximos anos.
O potencial hidrelétrico da região Amazônica é de 77.058 MW, porém, apenas 38% desse valor pode ser convertido em eletricidade sem restrições ambientais, geográficas, técnicas e sociais. Aproximadamente 80% do bioma dessa região pertence a terras indígenas e/ ou unidades de conservação (FEARNSIDE, 2015). Assim sendo, a tendência é de que a construção de novos empreendimentos hidrelétricos deverá ser feita com usinas a fio d’água (FALCETTA, 2015). Segundo Azevedo et al (2017), a expansão da geração de eletricidade por hidrelétricas no Brasil terá 90% de sua potência instalada na região da Amazônia. Essa potência outorgada que será incrementada na região da Amazônia equivale a 15,4 GW, dos quais 75% são provenientes de usinas a fio d’água.
No SIN as usinas de geração elétrica e os centros de demanda estão interligados. Para garantir o fornecimento de eletricidade ao consumidor final, o sistema funciona considerando o melhor aproveitamento da geração de usinas com fontes intermitentes e a capacidade de
regularização das demais usinas. No que condiz às usinas hidrelétricas, o SIN tem seu sistema de fornecimento de eletricidade ao consumidor final comprometido pela variabilidade e aleatoriedade das vazões naturais afluentes. Dessa maneira, maior será a confiabilidade e capacidade de regularização do sistema operado quanto maiores os volumes úteis dos reservatórios (TOLMASQUIM, 2016).
Assim, o aumento da participação de usinas hidrelétricas a fio d’água no sistema reduzem a sua flexibilidade, pois sem capacidade de armazenamento a energia hídrica disponível está mais suscetível às variações pluviométricas dos períodos úmidos e secos. Com isso, o sistema perde parte de sua reserva estratégica, pois em períodos de seca a eletricidade não tem como ser gerada por usinas a fio d’água, mas sim através das usinas de acumulação (SILVA, 2008). Uma das consequências desse modelo é uma participação maior de fontes complementares que garantam o fornecimento de energia em épocas de hidrologia desfavorável, como as fontes térmicas, e um sistema que se torna cada vez mais dependente de estações chuvosas subsequentes para se manter funcionando (ONS, 2017a).
Em regime de complementação, as usinas termelétricas exercem papel fundamental na flexibilidade do sistema para garantir o pleno atendimento da demanda, dada a intermitência das fontes renováveis. Essas tecnologias são empregadas no atendimento da demanda de ponta de carga diária e em variações imprevistas na operação de base, como mudanças nas condições meteorológicas e flutuações sazonais. Sendo assim, em períodos de hidrologia crítica ou desfavorável, usinas de complementação são acionadas com maior frequência e sua geração média, esperada ao longo da vida útil, aumenta (TOLMASQUIM, 2016).
A Figura 5 apresenta o histórico de evolução dos armazenamentos em usinas hidrelétricas do subsistema Sudeste/Centro-Oeste, responsável por cerca de 70% da capacidade total do SIN, registrando os valores mínimos, máximos e a média mensal por ano, desde 1996 até 2017.
Figura 5 Histórico de Energia Armazenada em Usinas Hidrelétricas do subsistema Sudeste/ Centro-Oeste entre 1996 e 2017.
Fonte: ONS (2017a).
Verifica-se há uma queda brusca na capacidade de armazenamento em 2001, cuja média esteve abaixo de 30%. No período que antecedeu o apagão de 2001, entre 1997 e 2000, a escassez de chuvas fez com que os reservatórios da região Sudeste atingissem um nível correspondente a 33% da sua capacidade, muito a baixo do ideal (LORENZO, 2008). A redução da capacidade do subsistema somada às chuvas atipicamente baixas no verão de 2000/ 2001 e a ausência de investimento no sistema de transmissão tiveram como consequência um intenso racionamento de energia elétrica no país (FALCETTA, 2015). O ano de 2014 registrou a menor porcentagem de energia armazenada dentro do período analisado, com 16% do mínimo da capacidade de armazenamento por hidrelétricas no mês de novembro. De 2014 a 2017 a média de armazenamento por essas usinas do subsistema Sudeste/ Centro-Oeste foi de 50%.
O estudo de Brito et al. (2009) indicou que o impacto direto da incorporação de usinas a fio d’água no SIN foi o aumento da geração térmica, que passou a ser acionada com mais frequência e intensificou as emissões de GEE. Levando em conta essas questões, é oportuno o estudo de como a incorporação de novas usinas térmicas poderá estabelecer uma maior flexibilidade do sistema frente à crescente participação de fontes intermitentes na matriz, mitigando os efeitos da perda de regularização do SIN.
Os fatores de capacidade (FC) são um parâmetro base usado como forma de avaliar a operação do sistema e são definidos pela relação entre a geração dentro de um período determinado (mês, trimestre, ano) e sua potência instalada (TOLMASQUIM, 2016). A variação do FC é um importante parâmetro dentro da análise da capacidade de regularização de um sistema de usinas elétricas, pois quando esse sistema é composto, em sua maioria, por usinas hidrelétricas de acumulação, a possibilidade de um armazenamento flexível e estável permite uma geração de energia mais constante ao longo do tempo. Uma geração constante significa um FC elevado, mesmo em caso de períodos chuvosos críticos. Neste modelo, a inserção de usinas a fio d’água implica na redução do FC, visto que se acrescenta um fator significativo de variabilidade ao conjunto (FALCETTA, 2015).
O estudo de Falcetta (2015) aponta ainda que, considerando uma condição de mínimas vazões (equivalente ao quadriênio que apresenta as menores vazões afluentes do histórico do SIN), haveria incremento de variabilidade ao longo do tempo no FC de todos os subsistemas do SIN. A região Norte apresentaria a maior redução de FC nos períodos secos de cada ano hidrológico. Enquanto o subsistema da região Sudeste/ Centro-Oeste é o que mais se manteria com pouca variação, sendo que nos períodos úmidos o FC seria reduzido e haveria um incremento ao longo dos períodos secos.
2.3 A Importância do setor elétrico na economia brasileira
O setor elétrico tem importância fundamental na economia brasileira. Logo no período de surgimento da indústria elétrica brasileira, na última década do Império no Brasil até o final da República Velha, em um espaço relativamente curto de tempo, ambos, a indústria de energia e o capital nacional, passaram por transformações em sua organização. O foco das políticas econômicas no Brasil era assegurar os interesses do setor agropecuário exportador e a estabilidade monetária, mesmo diante de um longo período de crescimento inicial e, do seu colapso econômico subsequente, durante a I Guerra Mundial. Simultaneamente, o desenvolvimento do setor elétrico não foi afetado e, de maneira indireta, o cenário econômico possibilitou ainda o surgimento das primeiras fábricas no país (DA SILVA, 2011).
Já no intervalo entre o governo do presidente Getúlio Vargas e o golpe militar de 1964, a recuperação industrial no Brasil se deu de forma rápida e a expansão da renda e da capacidade produtiva tiveram contribuição governamental fundamental em seu processo. Foi
uma época de grande crescimento dos centros urbanos, que aliado à expansão da produção industrial, gerou grande incentivo ao desenvolvimento do setor energético. A demanda por eletricidade cresceu e abriu-se margem no mercado para o avanço de sua capacidade produtiva, regulação e melhorias na qualidade do serviço (CABRAL, 1988).
No governo do presidente Juscelino Kubitschek a ideia de desenvolvimento do setor elétrico esteve atrelada ao comando das empresas estatais. A criação do Plano de Metas visou o crescimento da economia por meio de investimentos em cinco frentes principais, dentre estas estava o setor de energia elétrica. Do Plano, 23,7% dos recursos foram direcionados à eletricidade, tendo em vista atender à crescente demanda (DA SILVA, 2011). Menos de uma década depois, quase 90% da meta de expansão traçada havia sido cumprida. Nesse mesmo período, entre 1956 e 1960, o Produto Interno Bruto – PIB – evoluía 8,1% a.a. e a taxa de inflação era de 24,7% a.a.. Logo em seguida, entre os anos de 1961 e 1963, o PIB desacelerou para 5,1% a.a., enquanto a taxa de inflação disparou para 59,1% a.a. (HERMANN, 2005).
No período subsequente, aumentou-se a arrecadação via captação de recursos financeiros no mercado internacional, o que fez com que a capacidade instalada de geração elétrica no Brasil praticamente triplicasse entre 1963 a 1974. O aumento da oferta de eletricidade que se instaurou nesse intervalo foi estratégico para o crescimento econômico vivido na ditadura militar, e, a partir de 1974 até o final da década de 1970, embora o PIB ainda tivesse taxas de crescimento razoáveis, a inflação voltou a se expandir consideravelmente. Mesmo diante desse cenário, os investimentos das empresas estatais seguiram crescendo de maneira significativa. A Eletrobrás encarregou-se da promoção da indústria elétrica, criando o Plano 90, que teve por meta expandir a capacidade instalada de 17.500 MW em 1974, para 30.000 MW no final dos anos 80. Esse plano ambicioso de longo prazo, baseou-se na premissa de crescimento mínimo do PIB de 9% a.a., entre 1974 e 1990 (HERMANN, 2005).
O primeiro e segundo choques do preço do petróleo abalaram a economia mundial e a elevação dos juros externos criou muitas dificuldades para o modelo projetado. O fracasso em amenizar o desequilíbrio externo e a elevação do déficit comercial levaram ao aumento expressivo das despesas com renda, que forçaram o governo a adotar outra estratégia. O Plano 95 tratou-se da revisão do Plano 90 e contou com premissas mais modestas, principalmente no que se referia ao crescimento econômico. Em seguida, foi rebatizado para Plano 2000, com o contínuo processo de endividamento externo do setor de energia elétrica (HERMANN, 2005).
O período que vai de meados da década de 1980 a meados da década de 1990 caracterizou-se por uma fase de crise e subsequente estabilização econômica. Concomitantemente, o setor elétrico brasileiro passou pela sua primeira grande reestruturação, e essa fase foi marcada pela proposta de volta do capital privado. As melhores condições econômicas e sequência de crescimento vividos no final dos anos 1990 foram interrompidos pela crise de fornecimento de energia elétrica em 2001.
O racionamento adotado em 2001 diminuiu o consumo de energia e levou à redução das receitas das empresas do setor. As empresas começaram a enfrentar uma crise e o governo teve de reajustar as tarifas de todas as classes de consumo. Nesse período, a taxa de crescimento do PIB caiu de 4,4% em 2000, para 1,3% em 2001 (CORREIA, 2006). Sob o governo do presidente Luiz Inácio Lula da Silva, visando mitigar os efeitos da crise, foi realizada a contrarreforma do setor elétrico.
Os fatos aqui descritos mostram que por diversos momentos na história o setor elétrico desenvolveu-se via capital privado, nacional, estrangeiro e estatal. Baseando-se num modelo de cointegração entre séries e, em seguida, aplicando um modelo de correção de erros, Da Silva (2011) avaliou como o PIB brasileiro relaciona-se com a oferta energética do país, identificando a existência de correlação no longo prazo entre as variáveis estudadas. O autor aponta em seu estudo indícios de que a variação na oferta de eletricidade pode ser um fator limitante ao crescimento econômico no longo prazo. O autor também defende que uma melhoria no planejamento de longo prazo pode levar ao aperfeiçoamento na percepção de investimentos e tomadas de decisão governamental, auxiliando na projeção de infraestruturas mais adequadas ao desenvolvimento do setor (DA SILVA, 2011).
2.4 Elaboração de cenários para o planejamento energético
Considerar situações futuras na agenda de planejamento atual é uma tarefa complexa, porém necessária. Analisar horizontes distantes é uma importante ferramenta de planejamento, pois permite-se que sejam estruturados planos de ação e abordagens estratégicas. A direção do futuro é incerta e planejar não elimina essa incerteza, mas busca reduzi-la ao máximo possível, propiciando tomadas de decisões baseadas em hipóteses futuras (GODET & ROUBELAT, 1996).
Cenário é um termo utilizado para descrever uma possível situação futura, variando conforme os caminhos de desenvolvimento que levam à essa situação (GODET & ROUBELAT, 1996). Segundo Kosow & Gassner (2008), o objetivo de um cenário não é relatar o futuro, mas orientar sobre o que ele pode ser, uma orientação construída a partir de certos fatores estratégicos. Tais fatores são hipóteses que se baseiam em conhecimentos adquiridos no presente e no passado. Conceitos diferentes sobre o futuro e conhecimentos distintos levam a uma diversidade de concepções finais. Cenários também podem ser usados como uma ferramenta para análise do desenvolvimento de ideais desejados para o futuro, servindo como meio para comparação entre trajetórias; e das consequências de processos de tomada de decisão e de políticas públicas (KOSOW & GASSNER, 2008). Sendo assim, fatores e eventos podem ser deliberadamente incluídos e/ ou excluídos no processo de criação de um cenário.
Não existe apenas um método específico para criação de cenários, mas sim uma variedade de métodos de construção, uns mais simples que outros, e que permite que sejam dadas ênfases diferentes de forma a alcançar objetivos diferentes. O mais importante num método para projeção de cenários não é o resultado final encontrado, mas sim o detalhamento da estrutura metodológica e o relato do processo seguido até o resultado (GODET & ROUBELAT, 1996). Assim, torna-se viável para diversos pesquisadores encontrarem novos resultados, mais precisos, conforme mais conhecimento venha a ser adquirido.
Kosow & Gassner (2008) indicam que apesar de existirem uma multiplicidade de técnicas para criação de cenários, o processo de formação segue um curso geral comum, independente da técnica. Esse senso comum de criação dos cenários segue cinco fases individuais, que tomam diferentes formas dependendo da metodologia aplicada. As fases do processo são apresentadas na Figura 6.
Figura 6 Fases do processo geral de criação de cenários.
Fonte: IZT (2007).
A fase 1 trata da definição do propósito do cenário desenvolvido, seu escopo e áreas de estudo que serão incorporadas. A fase 2 trata da definição dos aspectos centrais que englobam o cenário. Os fatores estratégicos são variáveis, parâmetros, tendências e eventos identificados como essenciais ao curso de criação do cenário. A fase 3 é a análise desses fatores e sua abordagem difere de uma metodologia para outra. A fase 4 é a geração do cenário, o produto final resultante do processo. E a fase 5 é a descrição do processo aplicado, destacando seus principais pontos, as hipóteses assumidas, método utilizado, seus critérios e estratégias de desenvolvimento (KOSOW & GASSNER, 2008).
A criação de horizontes para o perfil elétrico tem como intuito antecipar possíveis eventos e inovações que possam impactar a sociedade e o seu relacionamento com a energia. A criação de cenários para o setor energético é uma prática recorrente no meio científico e empresarial. Nesse sentido, a EPE lança anualmente o Plano Decenal de Expansão de Energia, um relatório contendo as perspectivas de expansão futura, no horizonte de 10 anos, sob a ótica do governo federal. No último Plano, projetou-se dois cenários para a expansão da geração de eletricidade em 2026, considerando perspectivas macroeconômicas diferentes. Os cenários criados foram definidos como referencial e alternativo e o objetivo foi sinalizar qual seria a expansão ótima da oferta de energia elétrica levando em conta as diferentes possibilidades de crescimento da economia. Foi utilizado um modelo computacional de decisão de investimentos, projetado pela própria EPE, que estima a oferta para um mínimo
custo de investimento e de operação do sistema. As respostas para oferta do modelo de investimento foram simuladas em outro modelo, o Newave, e foram avaliados o atendimento à demanda máxima e o atendimento horário. Os modelos levam em consideração o detalhamento da operação, com as transações entre usinas, integração entre os subsistemas do SIN, importações, exportações, perdas, intermitência das fontes, projeção de carga de energia e demanda de potência (MME, 2017).
Wittmann (2014) construiu um cenário futuro de fornecimento de energia elétrica no Brasil, em 2050, considerando o agravamento da escassez de energia proveniente da produção hídrica e a aceleração do uso das fontes renováveis. O objetivo de sua pesquisa foi prospectar um cenário futuro composto por uma matriz elétrica alinhada com a busca pelo desenvolvimento sustentável nacional. A metodologia de pesquisa consistiu em sistematizar dados e informações de diferentes documentos elaborados por autores e organizações nacionais e internacionais. A hipótese assumida para caracterizar o cenário de desenvolvimento sustentável foi de que não haverá expansão do sistema elétrico por fontes térmicas baseadas em combustíveis fósseis.
Para alcançar seu cenário futuro mais sustentável, o processo utilizado por Wittmann (2014) foi subdividido em duas etapas principais. A primeira tratou da projeção do volume de produção; e na segunda etapa foi definida a distribuição por fontes desse volume. Para fixar o valor da necessidade de oferta de energia elétrica em 2050, os dados foram apurados através de um balanço de carga. Os fatores analisados no modelo, escolhidos para compor o balanço de carga, foram: população, intensidade elétrica per capita, demanda resultante, oferta mínima necessária, perdas técnicas, ganhos de eficiência e autoprodução. E para definir os valores de potência instalada que satisfizessem o equilíbrio das cargas, referente à oferta calculada, foram estabelecidos fatores de capacidade médios para cada fonte.
Para Rochedo (2016) o setor de energia está indiretamente relacionado ao crescimento econômico e populacional, e determinar o contexto macroeconômico é um requisito importante ao se considerar demandas futuras de serviços de energia pelos setores da economia. O objetivo do estudo de Rochedo (2016) foi criar um modelo, de horizonte temporal de 2010 a 2100, que permitisse avaliar os cenários RCP3 do IPCC4, os quais
apresentam possibilidades alternativas para o futuro baseando-se em premissas de origem socioeconômicas, tecnológicas e de desenvolvimento ambiental. A modelagem de Rochedo
3 Representative Concentration Pathways – RCP. 4 Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC.
(2016) avaliou os cenários do IPCC de acordo com a conjuntura do sistema energético nacional e as metas da Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC) brasileira para 2030, sendo considerados quatro parâmetros: fontes de energia para produção, perfil do consumo de energia, mudanças de uso da terra e produção agrícola.
Rochedo (2016) apresentou resultados para a demanda primária de energia no Brasil, além de contabilizar importações e exportações de produtos energéticos de modo a estimar a demanda total nacional. Os resultados encontrados apontaram para expansão do carvão mineral no sistema energético, não só para a produção de eletricidade, mas também no consumo final, especialmente do setor industrial. O estudo também apontou que dos quatro cenários do IPCC analisados, apenas um está em conformidade com a meta de emissões da NDC brasileira - os demais apresentam níveis de emissões acima do acordado - e que os principais desafios relacionados a limitação do aquecimento global deverão surgir após 2030.
Santos (2017) utilizou modelos computacionais para elaboração de estratégias de expansão do sistema elétrico brasileiro. Para estudar a expansão do setor, o autor projetou um cenário no horizonte de 30 anos para o parque elétrico brasileiro. O modelo utilizado teve três etapas principais: a primeira consistiu na projeção da demanda por eletricidade, escrita em linguagem Excel; a segunda tratou da otimização da oferta, escrita em AMPL5; e a terceira etapa correspondeu à integração dos resultados encontrados nas duas anteriores.
Para realizar a projeção da demanda por energia elétrica, o método partiu da configuração inicial da oferta, do consumo e das taxas de crescimento dos setores que compõem o consumo energético. Tais setores foram identificados através de dados do Balanço Energético Nacional – BEN. O modelo também permitiu que a progressão do consumo fosse diferenciada entre cada uma das fontes de energia, alcançando assim resultados mais precisos. Na etapa de otimização da oferta de energia elétrica, os dados de entrada do modelo computacional foram: custos dos combustíveis, perdas na transmissão de cargas, energia natural afluente 6, externalidades 7, a demanda energética projetada na etapa 1 e o crescimento econômico, caracterizado pelo PIB.
Apesar de haver métodos e abordagens bastante distintas quando o assunto é a criação de cenários para o setor elétrico, percebe-se pela revisão de literatura que também existem similaridades entre os modelos e que a inclusão de certos tópicos é recorrente nestes estudos.
5 A Mathematical Programming Language - AMPL
6 Corresponde à condição hidrológica anual média para cada usina.
A contextualização macroeconômica para o horizonte temporal de estudo, representada pelo crescimento econômico e demográfico, é constantemente encontrada em pesquisas sobre o setor elétrico. Assim como a projeção da demanda por eletricidade e a análise de dados históricos do BEN. No Capítulo 3 (seção 3.2.2), que inclui a metodologia de pesquisa, encontra-se retratada a modelagem empregada nessa dissertação para a criação dos cenários e determinação do perfil da geração elétrica nacional em 2030.
2.5 O Modelo de Insumo-Produto
Contabilidade econômica diz respeito ao registro contábil que relaciona as transações econômicas de um país em um sistema de contas. O estudo das contas nacionais e dos seus componentes é relevante para que se conheça melhor o ambiente econômico que se está lidando e se compreenda como tais componentes podem afetar o desempenho econômico nacional, pois considera-se que existe uma relação de interdependência entre os setores (CARDOSO, 2009).
A metodologia de Insumo-Produto se utiliza de dados das contas nacionais para avaliar os setores da economia através de um sistema que molda a economia nacional por meio de suas relações intersetoriais. Busca-se entender, por meio da metodologia de insumo-produto, como tais relações se estabelecem e fortalecem os elos da cadeia produtiva. A metodologia de insumo-produto foi difundida por Wassily Leontief após sua publicação em 1941. Leontief ganhou reconhecimento mundial por conta do seu trabalho com Insumo-Produto e das suas contribuições à sociedade.
A concepção básica do modelo consiste na existência de uma economia de n setores e m produtos, no qual cada setor necessita e faz uso de insumos de outros setores (consumo intermediário) para produzir seu produto final. As transações intersetoriais incluem importações, pagamento de impostos indiretos líquidos, remuneração dos fatores primários de produção, pagamento pelo fornecimento de insumos a outros setores e pagamento pelo consumo realizado pela demanda final (CUNHA, 2005). A Tabela 1 expressa matematicamente as relações de dependência entre os setores.
A letra z simboliza o consumo intermediário e se trata do fluxo monetário entre os setores produtivos em uma economia. Os consumos intermediários nas linhas de cada setor i, representam os insumos que este setor vendeu aos demais setores, ou seja, as receitas do setor