MATRIZ
ENERGÉTICA
TRIZ ENERGÉTICA
DO ES
T
ADO DO RIO DE J
ANEIRO 2008 — 20
20
DO ESTADO
DO RIO DE JANEIRO
2008 — 2020
Capa Matriz 22102010.indd 2
ENERGÉTICA
DO ESTADO
DO RIO DE JANEIRO
2008 — 2020
Governador
Sérgio Cabral
Vice-Governador
Luiz Fernando Pezão
Secretário de Estado de Desenvolvimento Econômico,
Energia, Indústria e Serviços
Julio Cesar Carmo Bueno
ENERGÉTICA
DO ESTADO
DO RIO DE JANEIRO
2008 — 2020
índice
Capítulo 1
Introdução
6
Capítulo 2
Metodologia
11
Capítulo 3
Descrição do modelo
12
Capítulo 4
Cenários macroeconômicos
27
Capítulo 5
Matriz energética por setor de consumo
30
Capítulo 6
Oferta de energia no Estado do Rio de Janeiro
44
Capítulo 7
Emissões de gases de efeito estufa
93
Capítulo 8
Anexos
101
Tabelas de projeção da demanda
101
Tabelas de projeção de consumo para a geração de energia
114
Tabelas de coeficientes de conversão
117
1. introdução
Entre as recentes ações empreendidas para o aperfeiçoamento dos principais instrumentos de planejamento indicativo do setor energético fluminense, merece destaque a elaboração da Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro para o período 2008 — 2020, que recebeu o apoio técnico e a colaboração de órgãos federais, estaduais, municipais e da iniciativa privada, que possibilitaram a atualização da base de dados econômicos, sociais e energéticos, imprescindível para o êxito deste trabalho.
Com a publicação da Matriz Energética, os planejadores passam a contar com uma ferramenta capaz de simu-lar diferentes trajetórias de evolução para a demanda e a oferta de energia no Estado, ao longo da próxima década. Podem também avaliar com rapidez os impactos de políticas de estímulo ao crescimento econômico, tanto no consumo como no suprimento energético ao mercado local.
A Matriz Energética ganha ainda mais importância para o Estado do Rio de Janeiro no atual momento, em que a economia estadual, responsável por 11,5% do PIB do País em 2008, reúne condições para deflagrar um vigo-roso ciclo de expansão nos próximos anos. Isso exigirá investimentos substanciais no setor energético flumi-nense, permitindo a implantação dos empreendimentos industriais de grande porte já anunciados, bem como a realização dos eventos esportivos, como a Copa do Mundo de 2014 e os Jogos Olímpicos de 2016.
Dessa forma, espera-se que o presente trabalho auxilie no estabelecimento de metas e objetivos e na defini-ção de ações que promovam a garantia do atendimento da demanda energética futura, viabilizando o pleno crescimento da economia fluminense até o ano de 2020.
Cabem nesta breve introdução alguns comentários sobre o desenvolvimento da Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro 2008 — 2020. A primeira etapa de sua elaboração consistiu na correção da série histórica do Balanço Energético do Estado do Rio de Janeiro, entre os anos de 1980 e 2005, e na atualização do Balan-ço até o ano de 2008.
Em seguida, realizou-se a análise comparativa das metodologias e modelos de projeção mais adequados para a estruturação e desenvolvimento da Matriz Energética. O processo de seleção da metodologia resultou na escolha do modelo LEAP (Long-range Energy Alternatives Planning System), desenvolvido pelo Stockholm En-vironmental Institute — SEI.
Os capítulos 2 e 3 desta Matriz Energética abordam os aspectos metodológicos e a descrição do modelo em-pregado no desenvolvimento do trabalho. Em linhas gerais, o LEAP é um modelo contábil que emprega coefi-cientes técnicos e relações quantitativas simples para a determinação da demanda de energia em cada setor. A escolha do LEAP foi motivada por sua simplicidade de uso e pela facilidade que proporciona de modelar a matriz energética de forma estruturada e flexível, por setores consumidores e usos finais da energia, de acordo com as tecnologias disponíveis e as características específicas de cada setor. Além disto, possui um módulo para variáveis e parâmetros macroeconômicos, que propicia a adoção de cenários de referência para simular o com-portamento da oferta e da demanda de energia, a médio e longo prazo, nos diversos setores da economia. No capítulo 4 desta publicação são detalhados os dois cenários macroeconômicos que serviram de referência para a obtenção dos resultados da Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro 2008 — 2020. O primeiro destes, denominado cenário de referência, consistiu no ajuste da tendência histórica de crescimento do PIB se-torial, visando incorporar às taxas calculadas para o passado recente as perspectivas vigentes de crescimento para setores específicos da economia fluminense.
A título de ilustração, o cenário de referência sugere para o PIB da indústria fluminense um crescimento a ta-xas anuais de 5% e 6%, respectivamente, nos períodos 2008 — 2012 e 2013 — 2020. Para o setor comercial e de serviços, o mesmo cenário adota uma evolução a taxas anuais de 3% e 4% nos intervalos acima citados. O segundo cenário contemplado na execução deste projeto, denominado otimista, foi estabelecido de maneira a possibilitar a comparação de duas trajetórias distintas de evolução da Matriz Energética Estadual. O cenário otimista corresponde a um aumento de 2 pontos percentuais nas taxas de crescimento previstas no cenário de referência em todos os setores da economia, no período 2013 — 2020, com a exceção dos setores de transpor-te rodoviário e aéreo, para os quais aplica-se o aumento de 2 pontos percentuais também às taxas previstas no período 2008 — 2012.
Os demais parâmetros destes cenários, bem como a variação esperada da intensidade energética nos diversos setores da economia, ao longo do período de projeção da Matriz Energética, estão disponíveis para consulta no capítulo 4 desta publicação.
No que tange à evolução da oferta de energia no Estado do Rio de Janeiro no período 2008 — 2020, estima-se um aumento na capacidade de refino de petróleo, fruto da entrada em operação do Complexo Petroquímico (COMPERJ) em 2012, com capacidade de processamento de 150.000 barris/dia, levando a um aumento da produção de óleo diesel e outras fontes secundárias de petróleo. Além deste projeto, no Rio de Janeiro está localizada a refinaria REDUC, que possui capacidade de processar cerca de 242.000 barris/dia de petróleo, representando 11,6% da capacidade total de refino do País.
Em 2008, as reservas provadas de gás natural no Estado do Rio de Janeiro somaram 173 bilhões de m3,
re-presentando 47,5% das reservas nacionais, enquanto a produção estadual foi de 24 milhões m3/dia de gás
natural, alcançando 40,6% da produção nacional. O Estado deverá manter a capacidade atual de processa-mento de gás natural, já que não estão previstos investiprocessa-mentos em ampliação ou construção de novas UPGNs, instalações cujo objetivo é separar as frações pesadas ou ricas (propano e mais pesados) existentes no gás natural úmido produzido, gerando o chamado gás natural seco (metano e etano) e uma corrente de Líquido de Gás Natural (LGN).
Para o tratamento do LGN e separação de seus componentes, entre os quais o propano e o butano que for-mam o gás liquefeito de petróleo (GLP) e as frações mais pesadas, conhecidas como gasolina natural, está previsto para o ano de 2010 o início da operação da Unidade de Fracionamento de Líquidos de Gás Natural (UFL-II), instalada na REDUC, que tem capacidade para processar 5.350 m3/dia de LGN e dispõe de cinco
esfe-ras para armazenamento de produtos, sendo duas para LGN e três para GLP.
No cenário de referência, a produção de gás natural seco resultante do processamento de gás úmido nos cen-tros de transformação situados no Estado deverá alcançar, em 2020, o patamar de 6.347 milhões de m3,
con-tra um consumo de 5.439 milhões de m3 nos diversos segmentos consumidores.
Em 2008, o Estado do Rio de Janeiro possuía um parque gerador elétrico diversificado, formado por 6 usinas termelétricas, 2 termonucleares, 11 pequenas centrais hidrelétricas — PCHs e 5 hidrelétricas. Esses empreen-dimentos totalizavam uma capacidade instalada de 7.015 MW, com uma produção de 37.451 GWh (não consi-derando os autoprodutores), ou 9,1% da produção nacional das Centrais Elétricas de Serviço Público, e um consumo de 38.011 GWh, equivalente a 8,9% do consumo do País. Somado a isto, o Estado possui um parque autoprodutor de eletricidade com uma potência aproximada de 800 MW, além de 17 empresas cogeradoras. No período 2008 — 2020, estão previstos diversos novos projetos para o parque gerador estadual, como hi-drelétricas e PCHs (totalizando uma capacidade adicional de 524 MW), eólicas (28 MW), termonuclear (1.350 MW) e termelétricas (490 MW).
A ampliação da capacidade instalada do parque gerador e o aumento esperado da demanda de eletricidade fazem com que a geração elétrica estadual atinja, em 2020, o patamar de 60.030 GWh (não considerando os autoprodutores) no cenário de referência, para um consumo de 52.937 GWh, indicando uma posição energéti-ca superavitária (desconsiderando as perdas na transmissão e distribuição). Vale observar que, energéti-caso não ocor-ram outros investimentos além dos previstos neste trabalho, a geração elétrica no Estado dependerá cada vez mais de fontes não renováveis.
Em 2020, a geração via centrais termelétricas (convencional e ciclo combinado) passará a 42% do total esta-dual no cenário de referência, o que representa o dobro da participação estimada para o ano de 2010.
A leitura dos próximos capítulos ensejará a oportunidade de aprofundar conhecimentos acerca das caracterís-ticas energécaracterís-ticas do Estado do Rio de Janeiro e dos aspectos metodológicos determinantes para a elaboração desta Matriz Energética. Para concluir esta introdução, apresenta-se a seguir um conjunto de gráficos conten-do a síntese conten-dos principais resultaconten-dos obticonten-dos por meio conten-do modelo de projeção da Matriz Energética conten-do Estaconten-do do Rio de Janeiro, para o período 2008 — 2020.
Secretário de Estado de Desenvolvimento Econômico, Energia, Indústria e Serviços
Gasolina 5,9% Óleo diesel 14,5% GlP 3,7% Óleo Combustível 3,3% Coque de Carvão mineral 9.1% querosene de aviação 4,1% outros 8,9% enerGia elétriCa 20,5% etanol 3,5% Gás natural 26,5% Gasolina 6,1% Óleo diesel 14,2% GlP 2,5% Óleo Combustível 2,5% Coque de Carvão mineral 9.8% querosene de aviação 5,3% outros 6,8% enerGia elétriCa 17,4% etanol 9,4% Gás natural 26,0% Gasolina 5,4% Óleo diesel 14,2% GlP 2,3% Óleo Combustível 2,5% Coque de Carvão mineral 9.9% querosene de aviação 7,3% outros 7,4% enerGia elétriCa 17,3% etanol 8,2% Gás natural 25.5% GráfiCo 1.1
Participação dos energéticos no Consumo total do estado do rio de Janeiro 2008 e 2020
Participação no Consumo por Energético 2008
Participação no Consumo por Energético 2020 — Cenário de Referência
GráfiCo 1.2
Participação dos modais no Consumo energético do setor transporte 2008 e 2020 Hidroviário 8,8% aéreo 12,3% ferroviário 2,8% rodoviário 76,1% Hidroviário 7,2% aéreo 13,0% ferroviário 2,3% rodoviário 77,5% Hidroviário 7,4% aéreo 18,1% ferroviário 2,3% rodoviário 72,2% Participação no Transporte 2008
Participação no Transporte 2020 — Cenário de Referência
GráfiCo 1.3
Participação dos subsetores no Consumo energético industrial
2008 e 20201
1 As participações dos subsetores em 2020 são iguais para os dois cenários, conforme detalhado no capítulo 5.
Participação da Indústria 2008 Participação da Indústria 2020 Produtos de minerais não metáliCos 8,7% extração e tratamento de minerais 0,8% outras indústrias 5,9% bebidas 2,5% Produtos alimentíCios 4,7% têxtil 0,3% químiCa 9,8% PaPel e Celulose 0,8% metalurGia 66,5% Produtos de minerais não metáliCos 9,9% extração e tratamento de minerais 0,5% outras indústrias 6,0% bebidas 2,9% Produtos alimentíCios 6,7% têxtil 0,5% químiCa 10,0% PaPel e Celulose 1,2% metalurGia 62,3%
2. Metodologia
2.1 matriz enerGétiCa do estado do rio de Janeiro
A Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro foi desenvolvida utilizando o software LEAP — Long-range Energy Alternatives Planning System.
O LEAP foi concebido e desenvolvido no Stockholm Environmental Institute — SEI e é um instrumento contábil destinado à construção de modelos de planejamento energético-ambientais integrados, baseados em cenários de curto, médio e longo prazos. Sua finalidade básica é servir ao planejamento de alternativas energéticas por meio de cenários econômicos, tecnológicos, energéticos e ambientais, definidos de maneira exógena, isto é, fora do modelo, e que são utilizadas para a quantificação de resultados que permitam avaliar os impactos de determinadas políticas públicas.
O LEAP possibilita uma abordagem flexível para a formulação de modelos de sistemas energéticos, baseada em relações físicas contábeis, sendo adequado à projeção de demanda e oferta de energia, análises de custo-benefício e cálculo de emissões de Gases de Efeito Estufa e de poluentes atmosféricos. O software inclui, ainda, uma base de dados quantitativos sobre características tecnológicas, custos e impactos ambientais de diversas tecnologias de energia, além de dados qualitativos que guiam o usuário até páginas da web com outras informações (TED Database). É uma ferramenta que possui aplicabilidade local, nacional e regional.
2.2 a demanda de enerGia
O consumo de energia de uma dada região evolui, essencialmente, a partir de três efeitos:
Efeito Atividade: a variação do nível de atividade normalmente implica maiores/menores necessidades de serviços de energia. Este depende da evolução de variáveis como população, renda e produção econômica da região avaliada.
Efeito Estrutura: a competição entre as fontes de energia aptas a prestar um mesmo serviço de energia, em função, por exemplo, de variáveis tais como preço e acesso, se reflete na estrutura de consumo de módulos homogêneos de demanda de energia, quanto às atividades econômicas e aos usos finais.
Efeito Intensidade: diz respeito ao consumo específico de energia e pode sofrer alterações por meio de mudanças tecnológicas (desenvolvimento de equipamentos mais eficientes em termos de consumo de energia), sem que se afete o nível dos serviços de energia, ou, então, a partir da redução do tempo de uso de um dado equipamento. Assim sendo, a previsão da demanda de energia dos setores produtivos de uma economia depende da evolução de três variáveis:
Nível de Atividade de Cada Setor — NA, expresso por um indicador apropriado (valor agregado, produção física bruta etc.);
Intensidade Energética — IE, definida como a quantidade de energia necessária para a produção de uma unidade do indicador de atividade selecionado para a projeção;
Estrutura do Consumo de Energia em Cada Setor, que representa a forma como se espera a evolução da composição do consumo.
A equação final para a demanda de energia, por setor econômico, é:
DEMANDA DE ENERGIA = NÍVEL DE ATIVIDADE * INTENSIDADE ENERGÉTICA
No caso do LEAP, a variação dos níveis de atividade projetados é exógena ao modelo energético. As Intensi-dades Energéticas são calculadas para o ano-base e também podem variar em função do tempo (no horizonte temporal da projeção), ao se considerarem cenários de aumento da eficiência energética e de maior penetração de novas tecnologias menos energo-intensivas nos diferentes setores. Outra variável que também pode ser inserida na modelagem com o LEAP é o grau de participação das diferentes fontes de energia que alimentam a matriz energética de um dado setor econômico, e a sua evolução no horizonte temporal definido para a proje-ção. Estes temas serão explicados com mais detalhes nos itens relativos a cada um dos setores econômicos.
3. descrição do Modelo
3.1 etaPas do modelo utilizado na matriz enerGétiCa do estado do rio de Janeiro
O modelo utilizado para o desenvolvimento da Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro 2008 — 2020 foi preparado seguindo-se as etapas abaixo:
Construção de um ano-base de consumo de energia e de atividade econômica.
Definição de cenários que projetem a evolução das variáveis macroeconômicas, considerando-se aspectos relacionados ao crescimento do país, tais como População e Taxa de Crescimento Demográfico, PIB e Taxa de Crescimento do PIB, PIB do Setor Primário, PIB do Setor Secundário e PIB do Setor Terciário, PIB per Capita etc., Composição setorial do PIB nacional e premissas para a sua evolução.
Definição de cenários que projetem a evolução das variáveis setoriais, relacionadas à participação de cada segmento da economia fluminense e à evolução do valor agregado da produção por segmento, tais como: Número de Domicílios, Número de Habitantes por Domicílio, Frota de Veículos, Carga Transportada no Modal Rodoviário.
Formulação de hipóteses para cada um dos cenários, a respeito do uso da energia em cada um dos segmentos consumidores, isto é, em cada setor da economia. Determinação das intensidades energéticas, ganhos de eficiência energética e do nível de penetração de tecnologias.
Com o intuito de facilitar os cálculos e de conferir simplicidade ao modelo proposto no presente trabalho, optou-se pela utilização da classificação setorial adotada no Balanço Energético do Estado do Rio de Janeiro — BEERJ, que, por sua vez, é compatível com a atual classificação do Balanço Energético Nacional — BEN. Esta classificação e suas respectivas variáveis de entrada são apresentadas na Tabela 3.1, a seguir.
As projeções da matriz foram feitas em nível estadual, de forma integrada, para todas as fontes de energia consumidas e ofertadas no Estado.
Os resultados de projeções de demanda gerados pelo modelo desenvolvido no LEAP são expressos em termos de consumo final de energia, sendo possível analisá-los de diversas formas. É possível analisar o consumo por setor, por subsetor e por fonte de energia consumida.
SETORES DA ECONOMIA A DETERMINAçãO DO NÍVEL DE ATIVIDADEVARIáVEL UTILIzADA PARA UNIDADE
Energético PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Residencial Renda Disponível das Famílias Milhões de Reais de 2008 Comercial e de Serviços PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Agropecuário PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Transportes
PIB Setorial População
Renda Disponível das Famílias
Milhões de Reais de 2008 Nº de Habitantes Milhões de Reais de 2008 Frota Frota de Veículos de 2008 Industrial PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Estatal PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Extração e Tratamento de
Minerais PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Produtos de Minerais Não
Metálicos PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Metalúrgica PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Papel e Celulose PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Química PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Têxtil PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Alimentos PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Bebidas PIB Setorial Milhões de Reais de 2008 Outras Indústrias PIB Setorial Milhões de Reais de 2008
tabela 3.1
variáveis de entrada no leaP por setor da economia
3.1.1 definição das hipóteses dos cenários e das variáveis utilizadas
Foram elaborados dois cenários para a Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro: um Cenário Otimista e um Cenário de Referência ou de Tendência Histórica. Os cenários englobam premissas técnico-econômicas para a evolução da economia do Estado do Rio de Janeiro e para a evolução do consumo de energia. Os cenários serão detalhados nas próximas seções.
3.1.2 definição do ano-base
O ano-base escolhido para a construção do modelo foi 2008, por ser o ano mais recente para o qual todas as variáveis e informações necessárias estavam disponíveis. Além desse fato, 2008 não foi um ano atípico em termos de consumo de energia no Estado do Rio de Janeiro, o que, caso acontecesse, poderia gerar distorções quanto às projeções futuras.
3.1.3 as variáveis utilizadas
As variáveis macroeconômicas utilizadas na elaboração do modelo foram as seguintes: 4 O PIB do Estado do Rio de Janeiro e projeções de sua taxa de crescimento;
4 O PIB dos setores industrial, agropecuário e comercial e projeções de suas taxas de crescimento;
4 O PIB dos setores econômicos segundo classificação determinada no Balanço Energético do Estado do Rio de Janeiro, obtido junto ao IBGE;
4A participação relativa do PIB de cada um desses setores no PIB total do Estado;
4A população do Estado do Rio de Janeiro e as projeções de suas taxas de crescimento para o horizonte temporal do trabalho. As projeções oficiais do IBGE foram utilizadas;
4 O número de domicílios do Estado, o número de habitantes por domicílio e suas respectivas projeções. Diversas outras variáveis foram utilizadas para a construção da matriz, muitas das quais já foram mencionadas nos itens relativos aos setores econômicos. As mais importantes são:
4 Percentual de domicílios rurais e urbanos;
4 Percentual de domicílios rurais eletrificados e não eletrificados; 4 Percentual de biodiesel adicionado ao diesel;
4 Percentual de etanol anidro na gasolina A;
4 Percentual de etanol hidratado utilizado pelos veículos flex fuel;
4 Percentuais de participação das fontes de energia nas matrizes energéticas setoriais; 4Intensidades energéticas, por fonte de energia, por setor econômico;
ANO POPULAçãO DOMICÍLIOS (103) 19 97 14.080.335 Nd 1998 14.248.953 Nd 1999 14.418.384 Nd 2000 14.588.624 Nd 2 0 0 1 14 .739.19 1 4.504 2002 14.895.357 4.680 2003 15.045.188 4 . 8 14 2004 15.188.870 4.868 2005 15.326.592 4 . 9 1 1 2006 15.458.541 5.096 2007 15.584.906 5.180 2008 15.685.874 5.258 tabela 3.2
População e domicílios no estado do rio de Janeiro 1997 — 2008
PERÍODO % DE BIODIESEL NO DIESEL 2010 5% 2012 6% 2014 7% 2016 8% 2018 9% 2020 10% tabela 3.3
Percentual de biodiesel no Óleo diesel Comercializado no brasil 2010 — 2020
fonte: anP 2010
3.1.4 modelagem setorial
A modelagem da matriz energética foi feita de forma agregada para os setores da economia fluminense, con-forme a classificação utilizada pelo Balanço Energético do Estado do Rio de Janeiro — BEERJ, anteriormente apresentada.
Para a projeção da demanda de energia, foram consideradas todas as fontes consumidas nos diferentes se-tores da economia fluminense, a saber: óleo diesel, biodiesel (100% de origem vegetal), gás natural, álcool etílico hidratado e anidro, gasolina, gasolina de aviação, querosene de aviação, energia elétrica, querosene ilu-minante, GLP, lenha, óleo combustível, coque de carvão mineral, bagaço de cana-de-açúcar e carvão vegetal. Algumas outras fontes de energia, devido ao seu reduzido consumo no Estado do Rio de Janeiro, foram agre-gadas em grupos, de acordo com a classificação adotada no BEERJ. São elas: outras fontes primárias (resídu-os vegetais e industriais), outras fontes secundárias de petróleo (gás de refinaria e coque de petróleo), outras fontes secundárias de carvão mineral (gás de coqueria, gás de aciaria, gás de alto forno).
Cabe destacar que a projeção da demanda de biodiesel não foi feita separadamente, mas sim atrelada à projeção de demanda do óleo diesel, da qual ele representa uma parcela obrigatória, determinada pelas resoluções da ANP — Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Desta forma, o aumento do consumo de biodiesel virá em função do aumento da demanda de óleo diesel e do aumento do percentual do mesmo na mistura, no horizonte de projeção da matriz, conforme mostra a Tabela 3.3.
A demanda dos derivados de petróleo não energéticos foi também projetada, na medida em que sua produção está atrelada àquela dos derivados energéticos. Foram eles: asfalto, parafinas, lubrificantes e solventes. Os setores da economia fluminense foram divididos em módulos homogêneos de consumo de energia e os serviços de energia considerados na matriz foram selecionados de acordo com o Balanço Nacional de Energia Útil — BEU 2004.
O Balanço de Energia Útil é um modelo que permite processar as informações setoriais dos Balanços Energéticos para obter estimativas da Energia Final destinada a sete diferentes Usos Finais (Força Motriz, Calor de Processo, Aquecimento Direto, Refrigeração, Iluminação, Eletroquímica e Outros Usos), e, com base nos rendimentos do primeiro processo de transformação energética, estimar a Energia Útil efetivamente consumida em cada uso.
força motriz: energia usada em motores estacionários ou de veículos de transporte individual ou coletivo,
de carga, bombeamento nos setores de água e saneamento, tratores, máquinas agrícolas, de terraplenagem e de movimentação de terras. Também estão incluídos nesta categoria os veículos de transporte vertical em edifícios e as máquinas específicas de pequenas empresas comerciais, tais como oficinas, padarias, postos de combustíveis etc.
2 Energia Final é a energia fornecida aos equipamentos. Por Energia Útil entende-se a energia de que dispõe o consumidor depois da última conversão feita nos seus próprios equipamentos. Trata-se da Energia Final diminuída das perdas na conversão.
Calor de Processo: energia usada em caldeiras e em aquecedores de água ou de fluidos térmicos. Uso típico
do Setor Industrial.
aquecimento direto: energia usada em fornos, fornalhas, radiação, aquecimento por indução, condução e
micro-ondas. O aquecimento direto é uma das aplicações mais frequentes e mais diversificadas da energia. Em cada setor e para cada tipo de insumo energético o aquecimento direto assume uma forma particular, com rendimentos energéticos próprios.
Frequentemente encontram-se, dentro de um mesmo setor, equipamentos muito diferenciados que usam o mesmo insumo energético. Além disso, o rendimento efetivo depende substancialmente das condições de ope-ração dos equipamentos que convertem a Energia Final em Energia Útil.
Refrigeração: energia usada em geladeiras, freezers, equipamentos de refrigeração tanto de ciclo de compressão quanto de ciclo de absorção.
Condicionamento de Ar: energia usada em condicionadores de ar. Iluminação: energia usada em iluminação de interiores e exteriores.
Eletroquímica: energia usada em células eletrolíticas, processos de galvanoplastia, eletroforese e eletro-deposição. Outros Usos: energia usada em computadores, telecomunicações, máquinas de escritório, xerografia e demais equipamentos eletrônicos.
Cabe mencionar que, em alguns casos, várias fontes podem fornecer um mesmo serviço de energia (por exemplo, etanol e gasolina para força motriz no Setor de Transportes) e haverá competição entre as diversas fontes. Em outros casos, tal fato não acontece, como, por exemplo, o uso da eletricidade para iluminação no Setor Residencial.
A relação entre a Energia Útil e aEnergia Final2corresponde aos Rendimentos Energéticos Médios dos Setores
nos diferentes processos de conversão de energia, e os rendimentos na conversão de energia são variáveis de entrada no LEAP quando das análises que envolvem a Energia Útil.
A Tabela 3.4 mostra a variação dos Rendimentos Energéticos Médios para todos os setores contemplados na matriz energética brasileira, de acordo com os dados do BEU 2004.
A seguir, serão feitas algumas considerações a respeito da modelagem da demanda de energia de cada setor e, na seção 3.3, a respeito da modelagem da oferta.
SETOR DA ECONOMIA 1984 1994 2004 Residencial 33,5 43,4 47,4 Comercial 30,9 50,4 55,3 Público 39,4 48,9 56,2 Agropecuário 33,0 45,5 50,2 Transporte Rodoviário 30,7 35,1 37,2 Transporte Ferroviário 43,2 51,3 49,5 Transporte Aéreo 29,8 32,9 35,8 Transporte Hidroviário 35,0 42,0 46,0 TOTAL INDUSTRIAL 62,2 67,9 72,0 Cimento 42,0 49,0 52,7 Ferro-Gusa e Aço 68,1 72,2 75,4 Ferro-Ligas 51,2 56,8 58,0 Mineração e Pelotização 52,4 62,8 66,0 Não Ferrosos e Outros Metais 55,7 59,1 63,4
Química 73,7 76,3 82,4 Alimentos e Bebidas 66,3 72,2 75,8 Têxtil 74,7 78,7 82,6 Papel e Celulose 71,3 75,8 80,5 Cerâmica 34,2 42,2 48,6 Outros 49,3 57,2 60,4 TOTAL GERAL 46,9 53,9 57,5 tabela 3.4
evolução dos rendimentos energéticos por setor da economia brasileira 1984 — 1994 — 2004
tabela 3.5
Projeção da População e domicílios no rio de Janeiro 2009 — 2020
ANO POPULAçãO (hab) DOMICÍLIOS (103)
2009 15.826.165 5.348 2010 15.968.600 5.440 2011 16.112. 318 5.533 2012 16.527.329 5.628 2013 16.403.645 5.724 2014 16.551.278 5.822 2015 16.700.239 5.922 2016 16.833.841 6.018 2017 16.968.512 6.115 2018 17.104.260 6.213 2019 17.241.094 6.314 2020 17.379.023 6.416 fonte: ibGe 3.1.4.1 setor residencial
O Setor Residencial compreende os domicílios e foi subdividido em urbano e rural. Foi considerado que 100% das residências do Estado do Rio de Janeiro têm acesso à energia elétrica.
A modelagem do consumo de energia do Setor Residencial contemplou os seguintes usos: cocção, iluminação, refrigeração, aquecimento de água, condicionamento de ar e outros usos de eletricidade. Com base nos dados da PNAD 2008 — Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios do IBGE e nas respostas dos questionários en-viados às distribuidoras de energia elétrica e gás natural foi possível estimar o percentual de energia utilizado para cada finalidade. As principais fontes de energia consumidas neste setor são: lenha, eletricidade, GLP e gás natural seco.
A variável utilizada como determinante do nível de atividade do setor residencial foi a renda disponível das famílias, além da população, do número de domicílios e do número de habitantes por domicílio. A tabela 3.5mostra a projeção da população e do número de domicílios no Estado, no período 2009 — 2020.
3.1.4.2 setor de transportes
A modelagem do consumo de energia do Setor de Transportes considerou os quatro modais: rodoviário, fer-roviário, aquaviário e aéreo. O uso da energia neste setor é unicamente a força motriz, e as fontes de energia consumidas são: óleo combustível, gás natural veicular — GNV, etanol anidro, etanol hidratado, gasolina, que-rosene de aviação, gasolina de aviação, óleo diesel (e biodiesel) e eletricidade.
A evolução da demanda de energia no transporte rodoviário foi feita considerando-se a frota de veículos, por combustível utilizado. A renda da população e a evolução da frota de veículos foram utilizadas como determi-nantes do transporte individual (etanol anidro e hidratado e gasolina) e o PIB da indústria foi utilizado como determinante do transporte de cargas (consumo de óleo diesel e de biodiesel). A evolução do transporte de passageiros foi feita a partir do crescimento da população.
No caso do transporte aéreo a demanda foi vinculada ao crescimento do próprio PIB do setor, verificado em projeções setoriais. As fontes de energia consideradas foram o querosene de aviação e a gasolina de aviação.
No caso do transporte aquaviário, a variável escolhida para a vinculação da demanda de energia foi seu pró-prio PIB. As fontes de energia deste subsetor são o óleo diesel, o biodiesel e o óleo combustível, que compõem o bunker, combustível utilizado pelos navios.
O transporte ferroviário foi também dividido em transporte de carga e transporte de passageiros, tendo sido considerados os metrôs e os trens. As variáveis escolhidas para a determinação do nível de atividade foram: a população (para o transporte ferroviário de passageiros) e o PIB Industrial (para o transporte ferroviário de cargas). A projeção de investimentos para o setor também foi considerada.
3.1.4.3 setor Comercial e de serviços
O Setor Comercial e de Serviços compreende as seguintes atividades: comércio varejista, comércio ataca-dista, serviços de comunicações, serviços de alojamento e alimentação, serviços de reparação, manutenção e instalação, serviços pessoais, serviços de radiodifusão, televisão e diversões, serviços auxiliares diversos, serviços de saúde, serviços de administração, locação e arrendamento de bens e serviços de loteamento e incorporação de bens imóveis, controladoras de participações societárias, instituições financeiras, sociedades seguradoras de capitalização e entidades de previdência privada, escritórios centrais e regionais de gerência e administração, serviços comunitários e sociais, ensino e cooperativas.
A modelagem do consumo de energia do Setor Comercial e de Serviços considerou três usos distintos para a energia: usos de eletricidade, geração de calor e força motriz. Com base em dados do Balanço Nacional de Energia Útil 2004, foi possível estimar o percentual de energia utilizado para cada finalidade. As principais fontes de energia consumidas neste setor são: lenha, óleo diesel (e biodiesel) e eletricidade.
A variável utilizada como determinante do nível de atividade foi o PIB do Setor Comercial e de Serviços, sendo também consideradas as previsões de investimentos.
3.1.4.4 setor estatal
O Setor Estatal ou Público compreende as atividades dos prédios públicos (administração pública, hospitais e escolas) e a iluminação pública.
A modelagem do consumo de energia do Setor Estatal considerou dois usos distintos: usos de eletricidade e geração de calor. Com base em dados do Balanço Nacional de Energia Útil 2004, foi possível estimar o percentual de energia utilizado para cada finalidade.
As principais fontes de energia consumidas neste setor são: óleo combustível, GLP, gás natural seco, óleo diesel (e biodiesel) e eletricidade.
A variável utilizada como determinante do nível de atividade foi o PIB do Setor Público, bem como o planejamento de investimentos nesse segmento.
3.1.4.5 setor industrial
O Setor Industrial compreende as atividades de transformação de todos os tipos de indústrias do Estado do Rio de Janeiro.
A modelagem do consumo de energia do Setor Industrial considerou três usos distintos para a energia: usos de eletricidade, geração de calor e força motriz. Com base em dados do Balanço Nacional de Energia Útil 2004, foi possível estimar o percentual de energia utilizado para cada finalidade. As principais fontes de energia consumidas neste setor são: óleo combustível, gás natural seco, GLP, bagaço de cana-de-açúcar, coque de carvão mineral, outras fontes secundárias de carvão mineral, carvão vegetal, lenha, óleo diesel (e biodiesel), eletricidade e outras fontes primárias (tais como resíduos sólidos urbanos, casca de arroz, lixívia negra, entre outros).
Conforme anteriormente mencionado, para que se mantivesse a compatibilidade da matriz energética com o Balanço Energético do Estado do Rio de Janeiro, o Setor Industrial foi dividido em subsetores: Extração e Tratamento de Minerais, Produtos de Minerais Não Metálicos, Metalúrgica, Papel e Celulose, Química, Têxtil, Alimentos, Bebidas e Outras Indústrias.
A variável utilizada como determinante do nível de atividade foi o PIB do Setor Industrial, considerando-se os PIBs dos subsetores mencionados. O planejamento de investimentos também foi considerado, e, neste sentido, destaca-se a entrada em operação da planta siderúrgica da CSA — Companhia Siderúrgica do Atlântico — em 2011.
3.1.4.6 setor agropecuário
O Setor Agropecuário compreende as seguintes atividades: agricultura, outros tipos de culturas vegetais, pecuária, outros tipos de criação animal, extração vegetal e pesca.
A modelagem do consumo de energia do Setor Agropecuário considerou três usos distintos: usos de eletricida-de, geração de calor e força motriz. Com base em dados do Balanço Nacional de Energia Útil 2004, foi possível estimar o percentual de energia utilizado para cada finalidade. As principais fontes de energia consumidas neste setor são: lenha, óleo diesel (e biodiesel) e eletricidade.
A variável utilizada como determinante do nível de atividade foi o PIB do Setor Agropecuário, bem como os investimentos previstos no horizonte considerado, ou seja, 2008 — 2020.
3.1.4.7 setor energético
A modelagem do consumo de energia do Setor Energético considerou dois usos distintos para a energia consumida: usos de eletricidade e geração de calor. As principais fontes de energia consumidas neste setor são: gás natural seco e úmido, GLP, óleo combustível, óleo diesel (e biodiesel), outras fontes secundárias de petróleo (gás de refinaria e coque de petróleo), outras fontes secundárias de carvão mineral (esta categoria inclui gás de coqueria, alcatrão, gás de aciaria e gás de alto forno) e eletricidade.
A variável utilizada como determinante do nível de atividade deste setor foi o PIB, além do planejamento de investimentos para o horizonte 2008 — 2020.
3.1.4.8 Consumo não energético
O Consumo Não Energético considerou as seguintes fontes de energia: etanol hidratado, querosene ilumi-nante, outras fontes secundárias de carvão mineral e produtos não energéticos. Os derivados de petróleo não energéticos considerados na matriz foram os seguintes: asfaltos, parafinas, lubrificantes e solventes. O nível de atividade econômica e sua evolução foram determinados a partir do crescimento projetado para os se-tores da economia ou para o tipo de indústria consumidora de tais insumos, conforme mostra a Tabela 3.6. Cabe mencionar que foram também analisados os investimentos previstos para tais setores, no horizonte temporal da projeção.
PRODUTO DETERMINANTE DO NÍVEL DE ATIVIDADE ECONôMICA
Outras Secundárias de Carvão Mineral Indústria de Metalurgia Querosene Iluminante Outras Indústrias
Etanol Hidratado Outras Indústrias Asfaltos, Parafinas, Lubrificantes e Solventes —
Produtos Não Energéticos de Petróleo Transporte Rodoviário
tabela 3.6
determinantes dos níveis de atividade econômica que afetam o Consumo dos Produtos não energéticos
3.2 atividade eConômiCa e intensidade enerGétiCa3
A Tabela 3.1 mostra que os PIBs setoriais foram utilizados como indicadores de Nível de Atividade para os seto-res Industrial, Comercial e de Serviços, Estatal, Energético e Agropecuário. Para o Setor Residencial foi utilizada como variável a Renda Disponível das Famílias e para o Setor de Transportes em alguns casos foi utilizada a Ren-da (transporte individual) e em outros casos foi utilizaRen-da a População (transporte coletivo).
Para a determinação da projeção dessas variáveis no horizonte temporal da Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro, foram feitos levantamentos de suas séries históricas e estudos prospectivos a respeito dos in-vestimentos setoriais.
As Intensidades Energéticas por setor econômico e por fonte de energia utilizada foram também calculadas, na unidade de tep/R$ de 2008. Da mesma forma, foram analisadas as séries históricas dessas variáveis (con-sumo de energia por fonte, por setor econômico, por ano) e as tendências de substituição entre as diferentes fontes de energia, conforme tabelas a seguir.
É importante salientar que essas variáveis são exógenas ao modelo de projeção, devendo alimentar os cená-rios construídos no LEAP.
As projeções de consumo de energia foram baseadas na análise das séries históricas das variáveis utilizadas e em premissas qualitativas para a evolução dos parâmetros técnicos e econômicos que alimentam o modelo. Tais premissas serão discutidas mais adiante, no item sobre os cenários. Foram também observadas as partici-pações de cada uma das fontes de energia no consumo de energia final dos diferentes setores econômicos. A variação assumida para a Intensidade Energética, em ambos os cenários, foi equivalente a -0,5% a.a., ou seja, a uma redução do consumo de energia por unidade produzida, para todas as fontes de energia, para todos os setores da economia do Estado, durante todo o horizonte de projeção da matriz. Este valor é um pouco mais conservador do que aquele considerado pela Empresa de Pesquisa Energética — EPE, para o mesmo período; entretanto, optou-se por utilizá-lo após se verificar a tendência real observada no Estado do Rio de Janeiro na última década.
A redução da Intensidade Energética se verifica, em especial, pela adoção de novas tecnologias mais eficientes do ponto de vista do consumo de energia (evolução tecnológica dos equipamentos, por exemplo, substituição de televisores convencionais por televisores de plasma e LCD), mas também como consequência da adoção de hábitos de conservação de energia por parte da sociedade (como se verificou logo após o racionamento de 2002, no Brasil) e devido a mudanças estruturais na matriz energética da região analisada, que passa a ofere-cer ou ampliar a oferta de energéticos de uso mais eficiente (por exemplo, ampliação da participação do gás natural na matriz energética brasileira, fonte cujo uso é mais eficiente em usinas térmicas).
tabela 3.7
evolução do Consumo de energia por setor (103 tep)
1997 — 2008 SETORES 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Transportes 4.434 4.293 4.049 3.812 4.027 4.288 3.850 4.021 4.275 4.561 5.010 5.326 Residencial 1.701 1.800 1.828 1.804 1.665 1.618 1.683 1.689 1.701 1.701 1.769 1.748 Comercial e Serviços 567 606 627 663 621 622 643 649 695 703 734 752 Estatal 366 377 395 419 385 401 361 365 388 403 410 413 Industrial 4.418 4.292 4.466 4.148 4.009 3.838 4.327 4.535 4.451 4.328 4.421 4.555 Agropecuário 151 156 163 135 164 187 178 153 104 123 126 125 Energético 1.540 1.667 1.774 1.940 2.058 1.940 2.140 2.182 2.253 2.389 2.409 2.552
Consumo Final Não Energético 295 280 290 278 273 284 278 287 287 292 300 302
fonte: beerJ 2008
tabela 3.8
evolução da Participação de energéticos no setor transporte (%) 1997 — 2008
tabela 3.9
evolução da Participação de energéticos no transporte rodoviário (%) 1997 — 2008 ENERGÉTICOS 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Óleo Diesel 34,0 36,0 38,6 40,2 40,5 39,5 36,8 34,4 34,4 35,5 36,3 36,5 Óleo Combustível 4,2 4,7 4,2 4,7 4,6 4,6 5,5 5,5 5,6 5,8 5,5 5,5 Gasolina 31,4 31,6 29,7 28,5 26,7 26,7 27,0 26,6 23,5 22,1 19,1 17,6 Querosene 15,1 13,4 12,6 13,2 14,3 12,2 11,1 11,8 12,6 11,5 12,1 12,2 Gás Natural 0,6 1,2 2,0 3,9 6,5 8,6 12,0 13,6 15,7 17,9 18,6 17,1 Eletricidade 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 álcool Etílico 14,3 12,7 12,4 9,0 6,9 7,9 7,0 7,5 7,6 6,6 7,8 10,5 TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 ENERGÉTICOS 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Óleo Diesel 40,1 42,0 44,4 47,0 47,6 45,1 41,0 39,4 39,0 39,5 40,3 40,7 Gasolina 40,6 40,3 37,4 36,5 34,9 34,0 34,6 33,7 30,6 28,7 25,1 23,0 Gás Natural 0,8 1,5 2,5 5,0 8,4 10,9 15,4 17,3 20,5 23,2 24,3 22,4 álcool Etílico 18,5 16,2 15,7 11,5 9,1 10,0 9,0 9,6 9,9 8,6 10,3 13,9 TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 fonte: beerJ 2008 fonte: beerJ 2008 tabela 3.10
evolução da Participação de energéticos no setor industrial (%) 1997 — 2008 ENERGÉTICOS 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Carvão Energético 0,4 0,4 0,4 0,1 0,3 0,4 0,3 0,1 0,3 0,2 0,3 0,1 Lenha 1,5 1,4 1,2 1,2 1,2 1,2 1,0 0,9 0,8 0,8 0,8 0,7 Bagaço 4,5 5,1 4,7 4,6 4,5 5,7 5,0 5,3 5,7 4,8 4,6 4,4 Outras Fontes Primárias 1,0 1,2 1,6 0,2 0,1 0,7 0,8 1,1 1,2 1,3 1,2 1,3 Óleo Diesel 1,1 1,3 1,2 1,2 1,4 1,5 1,5 1,5 1,6 1,7 2,0 2,0 Óleo Combustível 8,1 8,2 7,5 6,4 5,1 3,1 2,5 2,0 1,6 0,7 0,5 0,5 GLP 0,3 0,5 0,5 0,4 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 Gás Natural 17,6 14,5 16,0 17,5 23,1 22,1 25,9 26,3 29,0 30,7 30,3 29,6 Coque de Carvão Mineral 36,3 37,9 37,7 36,2 32,9 33,8 34,8 34,9 31,6 29,9 30,0 32,0 Eletricidade 20,1 20,5 19,7 22,8 21,9 22,2 20,1 19,5 20,4 22,0 21,7 20,5 Carvão Vegetal 2,4 2,3 2,4 1,5 1,5 1,4 1,3 1,8 1,3 1,2 1,2 1,5 Outras Secundárias de Petróleo 1,9 2,0 2,2 2,7 2,5 2,1 1,7 1,7 1,7 2,6 2,6 3,2 Outras Secundárias de Carvão Mineral 4,8 4,7 4,9 5,2 5,3 5,6 4,8 4,6 4,5 3,7 4,4 3,8 TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 fonte: beerJ 2008
tabela 3.11
evolução da Participação do Consumo de energia no setor industrial (%) 1997 — 2008 SETORES 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Extração e Tratamento de Minerais 0,7 0,8 0,9 0,8 0,7 0,6 0,7 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5 Produtos de Minerais Não Metálicos 9,5 10,1 11,6 9,2 8,8 9,3 8,2 8,3 9,1 10,0 9,7 10,2 Metalurgia 64,1 62,1 61,7 64,4 63,9 63,0 65,9 65,1 62,5 61,2 62,3 63,9 Papel e Celulose 1,6 1,5 1,6 1,6 1,1 1,3 1,1 1,0 1,2 1,3 1,5 1,2 Química 8,1 8,2 8,0 7,6 8,9 7,6 8,0 9,0 9,6 10,2 10,0 9,0 Têxtil 0,7 0,6 0,6 0,8 0,7 0,7 0,6 0,5 0,7 0,6 0,6 0,5 Produtos Alimentícios 7,6 8,5 8,0 8,0 8,1 9,3 8,5 8,3 8,7 7,9 7,6 6,8 Bebidas 1,9 2,0 2,0 2,1 2,3 2,3 1,9 1,9 2,1 2,3 2,1 2,0 Outras Indústrias 5,8 6,2 5,6 5,5 5,5 5,9 5,1 5,4 5,5 6,0 5,7 5,9 TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 fonte: beerJ 2008 tabela 3.12
evolução da Participação de energéticos no setor residencial (%) 1997 — 2008 ENERGÉTICOS 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Lenha 14,2 13,2 12,7 12,5 13,1 13,1 12,0 11,5 11,1 10,7 9,9 9,8 GLP 33,2 31,4 31,3 31,3 34,0 34,7 32,7 32,6 31,0 30,2 31,3 30,6 Querosene 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Gás Natural 0,9 0,9 1,1 1,5 1,6 1,9 5,4 5,8 5,7 5,2 5,5 5,8 Eletricidade 51,6 54,4 54,8 54,6 51,2 50,2 49,8 50,1 52,2 53,9 53,3 53,8 TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 fonte: beerJ 2008
3.3 modelaGem da oferta
A oferta de energia no Estado do Rio de Janeiro foi também construída com a utilização do LEAP, resultando num modelo integrado de projeção de oferta e demanda de energia. Foram inseridas na matriz todas as unidades que ofertam ou ofertarão (até 2020) algum tipo de fonte de energia no Estado.
A análise da oferta incluiu a conversão e o transporte da energia desde os recursos primários até a energia final. Os módulos considerados foram: geração de energia elétrica, refino de petróleo e processamento de gás natural úmido, transporte de gás natural seco e transmissão de energia elétrica. Assim sendo, as perdas nas etapas de transmissão e distribuição de energia foram também consideradas e foram inseridos dados relativos às perdas verificadas nas redes.
No caso da produção de eletricidade, as tecnologias idênticas foram intencionalmente agrupadas numa única central representativa (por exemplo, uma usina térmica a gás natural, ciclo combinado, representa todas as usinas do mesmo tipo existentes no Estado).
Para cada processo foi necessário identificar as características técnicas e econômicas, tais como capacidade instalada, rendimentos médios dos processos, disponibilidade máxima, custos de produção e dados ambientais sobre emissões. Foi considerado um despacho por ordem de mérito semelhante ao utilizado atualmente no Sistema Interligado Nacional — SIN. As instalações de auto produção foram inseridas separadamente, e o auto consumo foi admitido como “perdas”, conforme a proxy do LEAP.
As instalações consideradas foram: 4 Refinarias de Petróleo
4 Centrais de Processamento de Gás Natural 4 Centrais Elétricas:
4 Centrais Termoelétricas Convencionais 4 Centrais Termoelétricas a Ciclo Combinado 4 Centrais Hidrelétricas
4 Centrais Termonucleares 4 Centrais Eólicas
4 Centrais Elétricas Autoprodutoras 4 Pequenas Centrais Hidrelétricas — PCHs
4 Unidade de Processamento do Combustível Nuclear 4 Coquerias
4 Carvoarias
4 Plantas Produtoras de Biodiesel 4 Destilarias de Açúcar e de Etanol
4 Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
3.3.1 variáveis de entrada para a modelagem da oferta
O LEAP utiliza, para a modelagem da oferta, diversas informações referentes às instalações de conversão que a compõem. É necessária a caracterização de tais instalações para que o software possa prever como se dará a sua operação nos anos projetados. Conforme anteriormente mencionado, entre as variáveis utilizadas estão: as eficiências dos processos, a ordem de despacho das centrais elétricas e a curva de carga do sistema, os perfis de produção de derivados de petróleo das refinarias e das UPGNs, os fatores de capacidade, entre outras. A simulação de refinarias de petróleo e de UPGNs utiliza as mesmas estruturas básicas da geração elétrica, mas usa uma única entrada (petróleo cru) e diversas saídas (todos os derivados de petróleo produzidos na unidade). No caso do Estado do Rio de Janeiro, a única refinaria simulada foi a REDUC — Refinaria Duque de Caxias, uma vez que a Refinaria de Manguinhos está funcionando apenas como unidade formuladora de gasolina.
Cabe mencionar que a cogeração de energia (a bagaço de cana-de-açúcar ou a gás natural seco) foi também considerada no modelo. Cogeração, segundo sua definição clássica, vem a ser a produção simultânea de energia elétrica ou mecânica e de energia térmica (utilizável) num sistema de conversão simples de energia. A cogeração no Estado do Rio de Janeiro foi incluída na demanda, dentro do setor onde ocorre (Setor Comercial e de Serviços, verificada em hotéis, hospitais e shopping centers, e no Setor Industrial), consumindo seu respectivo energético e ofertando, como subproduto, o calor gerado.
Algumas das informações necessárias foram obtidas diretamente junto aos operadores das instalações; outras foram obtidas da literatura disponível, como, por exemplo, as eficiências de conversão relacionadas na Tabela 3.13.
3.3.2 novos Projetos de oferta de energia no estado do rio de Janeiro
Em termos de novos projetos para a ampliação da oferta de energia no Estado do Rio de Janeiro, foi
considerada no modelo a entrada em operação das seguintes plantas de geração de energia previstas para o horizonte da projeção:
Usina de Etanol Canabrava — Fonte: Usina Canabrava;
Central Produtora de Biodiesel Cesbra Química AS — Fonte: ANP;
Unidade de Produção de Coque na CSA — Companhia Siderúrgica do Atlântico — Fonte: CSA; COMPERJ — Fonte: FIRJAN;
Ampliações diversas nas unidades de processamento da REDUC — Refinaria Duque de Caxias — Fonte: SEDEIS — Secretaria de Estado de Desenvolvimento Econômico, Energia, Indústria e Serviços;
Diversas PCHs — Pequenas Centrais Hidrelétricas — Fonte: ANEEL; Central Hidrelétrica de Simplício — Fonte: ANEEL;
Central de Energia Eólica de Gargaú — Fonte: ANEEL;
Usina Térmica da Companhia Termoelétrica do Atlântico — Fonte: CSA; Central Termonuclear de Angra III — Fonte: Eletronuclear e ANEEL. Na seção 6, referente à oferta de energia, tais projetos serão detalhados.
SISTEMA/EQUIPAMENTO TIPO DE CONVERSãO EFICIêNCIA Geradores Elétricos Mecânica-Elétrica 70–99% Motores Elétricos Elétrica-Mecânica 50–95% Fornalha a Gás Química-Térmica 70–95% Turbina de Vento Mecânica-Elétrica 35–50% Termelétrica Convencional Química-Térmica-Mecânica-Elétrica 30–40% Termonuclear Nuclear-Térmica-Mecânica-Elétrica 30–35% Motor Automotivo Química-Térmica-Mecânica 20–30% Lâmpada Fluorescente Elétrica-Luminosa 20% Lâmpada Incandescente Elétrica-Luminosa 5% Célula Solar Luminosa-Elétrica 5–28%
tabela 3.13
eficiências de alguns sistemas e equipamentos de Conversão de energia
4. cenários MacroeconôMicos
Para elaboração da Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro 2008 — 2020 foram adotados dois cenários, denominados Cenário de Referência e Cenário Otimista.
O Cenário de Referência foi elaborado a partir da tendência histórica de crescimento da economia
fluminense para o período 1997 — 2007 e ajustado a partir de dados mais recentes sobre projetos em curso ou previstos. O objetivo principal desta ação foi o de alinhar as expectativas quanto à evolução do PIB de setores específicos da economia fluminense, tendo em vista que em alguns setores houve queda ou aumento acentuados na atividade econômica no período histórico observado, e a reprodução destas taxas históricas na matriz energética não seria coerente com as perspectivas atuais de crescimento do PIB.
Essa reversão de expectativa de alguns setores que tiveram crescimento negativo no período 1997 — 2007 está baseada na retomada de crescimento que o Estado do Rio de Janeiro vem apresentando nos últimos anos e nas perspectivas dos novos projetos em andamento, em que se destacam a Companhia Siderúrgica do Atlântico — CSA, Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro — COMPERJ, Usina Termonuclear Angra III, Complexo Portuário de Açu, Coquepar, construção de navios petroleiros e plataformas de petróleo, expansão da Refinaria Duque de Caxias — REDUC, construção de novas hidrelétricas e pequenas centrais hidrelétricas. Acrescente-se, ainda, os novos investimentos federais em infraestrutura em parceria com o Governo do Esta-do Esta-do Rio de Janeiro.
Um setor que deverá continuar a crescer significativamente é o de extração de petróleo e gás, com o início da exploração e produção de petróleo da camada pré-sal. A exploração das reservas na camada pré-sal ao longo das bacias de Campos e Santos na plataforma continental brasileira deverá beneficiar diretamente o Estado do Rio de Janeiro, não só pelo aumento da produção de petróleo e gás natural, mas, principalmente, pelos in-vestimentos em infraestrutura (plataformas, barcos e apoio, terminais e unidades de apoio logístico).
Dois outros grandes eventos que causarão impactos ao longo da próxima década no Estado do Rio de Janeiro são a Copa do Mundo de 2014 e os Jogos Olímpicos do Rio de Janeiro em 2016. Investimentos decorrentes de tais eventos terão reflexos em toda a cadeia produtiva da economia, mas com impacto destacado nos setores de serviços, infraestrutura e construção civil.
No segmento de infraestrutura civil, os principais investimentos serão na construção e reforma de instalações esportivas, hotéis, rodovias, portos, aeroportos, metrô e trens. Na infraestrutura de serviços estão previstos investimentos nos segmentos de telecomunicações, energia elétrica, segurança, hotelaria, saúde, gerando um efeito multiplicador significativo nas atividades do setor de turismo e produtores de bens e serviços.
Além do impacto direto desses investimentos na economia do Estado do Rio de Janeiro na próxima década, temos os impactos indiretos: melhoria da imagem do Rio de Janeiro e do Brasil no exterior; melhor aproveita-mento do potencial turístico do Estado do Rio de Janeiro; melhoria da qualidade da infraestrutura e serviços, que se traduzirá em uma melhoria na infraestrutura de turismo e na qualidade de vida da população.
O Cenário Otimista também foi elaborado a partir da tendência histórica de crescimento da economia flumi-nense para o período 1997 — 2007. Contudo, neste cenário procura-se reproduzir uma trajetória de crescimen-to mais ambiciosa para o Estado a partir de 2013, quando deverá ocorrer uma aceleração do ritmo de implan-tação de obras e projetos vinculados à realização da Copa do Mundo e das Olimpíadas, além da ampliação do fluxo de turistas e da entrada em operação de alguns projetos. Não menos importante, considera-se como hi-pótese que o clima de celebração aguardado para estes eventos, associado ao aquecimento na economia local em virtude do aumento do poder aquisitivo das classes C e D, poderá descortinar novas oportunidades de in-vestimentos em diversos setores produtivos, que terão reflexo na economia fluminense no período em estudo. O Cenário Otimista foi adotado como alternativo, correspondendo a um aumento de 2 pontos percentuais nas taxas de crescimento previstas no Cenário de Referência, apenas para o período 2013 — 2020, em todos os setores da economia, exceto no caso dos setores de transporte rodoviário e aéreo, nos quais aplica-se o aumento de 2 pontos percentuais também às taxas previstas no período 2008 — 2012. O tratamento diferen-ciado dado a estes últimos, a partir do ano de 2008, resulta da constatação de que o processo de expansão econômica vivenciado no País já exerce uma pressão forte sobre estes setores. Tal afirmação é corroborada pela tendência observada de incremento do transporte de cargas e de passageiros nas rodovias, aumento da
frota das empresas aéreas, da ocupação das aeronaves e do tráfego aéreo nos aeroportos, bem como de cres-cimento da frota de automóveis particulares.
As taxas adotadas no Cenário de Referência e no Cenário Otimista são apresentadas naTabela 4.1.
Para o crescimento da população utilizou-se a projeção do IBGE para 2010 para o Rio de Janeiro; e a taxa do número de habitantes por domicílio e o percentual de domicílios urbanos têm como referência a PNAD 2008 (IBGE). As taxas de crescimento do percentual de biodiesel no diesel estão de acordo com as Portarias da ANP; para o percentual de etanol anidro na gasolina C adotou-se o percentual atualmente praticado, de acor-do com as Portarias acor-do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento — MAPA.
Em termos energéticos, os dois cenários consideram que a evolução da participação das diversas fontes de energia nos diferentes setores da economia fluminense manterá a tendência observada na última década. Em destaque, tem-se uma maior participação do gás natural em detrimento do óleo combustível e do óleo diesel, além de uma redução da participação de fontes como a lenha e o carvão vegetal.
Cabe mencionar que este é apenas um dos exercícios de substituição possíveis de serem feitos, considerando-se a maneira como a matriz energética foi concebida. À medida que outras sugestões de cenários energéticos forem concebidas, estes poderão facilmente ser incorporados ao modelo.
Neste capítulo, pretende-se destacar os resultados das projeções da demanda de energia em cada setor de consumo do Estado do Rio de Janeiro, no período 2008 — 2020, obtidos por meio do modelo de previsão LEAP. Para tanto, serão considerados os resultados gerados para os dois cenários macroeconômicos, de referência e otimista, adotados neste trabalho.
PIB SETORIAL PIB SETORIAL
CENáRIO DE REFERêNCIA CENáRIO OTIMISTA
SETOR Variação anual
2008 — 2012 Variação anual 2013 — 2020 Variação anual 2008 — 2012 Variação anual 2013 — 2020 Agropecuária 2,0% 3,0% 2,0% 5,0% Comercial e Serviços 3,0% 4,0% 3,0% 6,0% Setor Energético 3,0% 4,0% 3,0% 6,0% Setor Estatal 1,0% 2,0% 1,0% 4,0% Indústria 5,0% 6,0% 5,0% 8,0% Produtos de Minerais Não Metálicos 3,0% 4,0% 3,0% 6,0% Extração e Tratamento de Minerais 6,0% 7,0% 6,0% 9,0% Metalurgia 5,0% 5,5% 5,0% 7,5% Papel e celulose 0,0% 1,0% 0,0% 3,0% Química 4,0% 5,0% 4,0% 7,0% Têxtil 1,0% 2,0% 1,0% 4,0% Produtos Alimentícios 1,0% 2,0% 1,0% 4,0% Bebidas 3,0% 4,0% 3,0% 6,0% Outras Indústrias 4,0% 5,0% 4,0% 7,0% Transporte Transporte Rodoviário 2,0% 3,0% 4,0% 6,0% Transporte Ferroviário 4,0% 5,0% 4,0% 7,0% Transporte Hidroviário 4,0% 5,0% 4,0% 7,0% Transporte Aéreo 4,0% 5,0% 6,0% 8,0% tabela 4.1
Cenários de referência e otimista
fonte: iePuC; ibGe — Censos demoGráfiCos deCenais 1991 e 2000, e Pnads de 2007 e 2008; anP; detran
CENáRIO DE REFERêNCIA CENáRIO OTIMISTA
OUTRAS VARIáVEIS
DE CENáRIO Variação anual
2008 — 2020 Variação anual 2008 — 2020 População 0,9% 2010/15 0,8% 2015/20 0,9% 2010/15 0,8% 2015/20 Número de Habitantes por
Domicílio (Média) -0,8% -0,8%
Renda Disponível das Famílias
0,8% 0,9%
Percentual de Domicílios
Urbanos 98% até 2020 98% até 2020
Frota de Veículos a Gasolina C
1,6% 1,6%
Frota de Veículos a álcool -0,5% -0,5% Frota de Veículos
Multicombustível 25% 25%
Frota de Veículos a GNV 3% até 2011 5% 2012 — 2020
3% até 2011 5% 2012 — 2020 Percentual de Etanol Anidro na
Gasolina C 25% 25% Percentual de Biodiesel no Diesel 6% — 2012 7% — 2014 8% — 2016 9% — 2018 10% — 2020 6% — 2012 7% — 2014 8% — 2016 9% — 2018 10% — 2020
5. Matriz energética por setor
de consuMo
As tabelas com as previsões da demanda de energia para os diversos setores de consumo estão disponíveis para consulta no Anexo 8.1.
5.1 setor residenCial
A demanda de energia do setor residencial do Estado do Rio de Janeiro terá um crescimento modesto no período 2008 — 2020, quando comparado ao dos demais setores analisados neste trabalho. O consumo crescerá de 1.749 mil tep em 2008 para 1.892 mil tep em 2020, no cenário de referência, e para 2.010 mil tep, no cenário otimista, com taxas de 0,7% a.a. e 1,2% a.a., respectivamente.
O setor residencial pode ser subdividido em duas categorias, urbana e rural, as quais responderam por 87,6% e 12,4%, respectivamente, do consumo energético residencial no ano 2008. O consumo residencial apresentará tendências contrárias de crescimento para a área urbana e rural, no período 2008 — 2020. Enquanto a demanda urbana crescerá a taxas de 1,2% a.a. e 1,8% a.a. nos cenários de referência e otimista, capitaneada pelo crescimento do consumo de energia elétrica, GLP e gás natural, o consumo na área rural terá um decréscimo de 5,2% a.a. e 4,7% a.a., respectivamente, nos mesmos cenários. Este comportamento reflete a continuidade do processo de urbanização e melhoria da qualidade de vida no interior do Estado, que reduzirá o percentual de domicílios rurais de 3,3%, em 2008, para 2,0%, em 2020, e provocará uma queda no consumo da lenha neste período.
Em termos de participação das fontes no consumo total residencial, nota-se a forte presença da energia elétrica, que contribuiu com 53,8% do consumo energético residencial em 2008, além do GLP (30,6%), lenha (9,8%) e gás natural (5,9%). No período 2008 — 2020, haverá um processo de substituição energética, com a redução do peso da lenha para 4,4% do total em 2020, nos dois cenários adotados, compensado pelo aumento da participação da energia elétrica, gás natural e GLP, que passarão a representar 57,3%, 7,2% e 31,2% do total em 2020, respectivamente, tanto para o cenário de referência como para o otimista.
As participações das fontes no consumo do setor residencial para os anos de 2008 e 2020 são destacadas no Gráfico 5.1.
GráfiCo 5.1
Participação de energéticos no setor residencial (%) 2008 e 2020
Demanda Residencial 2008 Demanda Residencial 2020
enerGia elétriCa 53,78% Gás natural seCo 5,88% GlP 30,55% lenHa 9,75% querosene iluminante 0,01% lenHa 4,36% GlP 31,16% solar 0,03% enerGia elétriCa 57,25% Gás natural seCo 7,20% solar 0,03%
5.2 setor de transPortes
A demanda de energia do setor de transportes do Estado do Rio de Janeiro terá uma forte expansão no período 2008 — 2020, com taxas de crescimento projetadas para o setor de 6,0% a.a. no cenário de referência e 7,0% a.a. no cenário otimista. Assim, o consumo do setor saltará de 5.326 mil tep no ano de 2008 para 10.717 mil tep em 2020, no cenário de referência, e 12.109 mil tep, no cenário otimista.
O setor de transportes será um dos mais beneficiados pelos investimentos em infraestrutura previstos para o Estado nos próximos anos. Entre os projetos, destacam-se a reforma e a ampliação de aeroportos e a expansão da rede metroviária, que, aliadas ao incremento da frota de automóveis, possibilitarão um aumento significativo da movimentação de cargas e passageiros no Estado.
O setor de transportes fluminense é composto por quatro modais: o rodoviário, que representou 76,1% do consumo total energético do setor em 2008, o aéreo (12,3%), o hidroviário (8,8%) e o ferroviário (2,8%). As principais fontes consumidas são o óleo diesel, que respondeu por 35,8% do total do setor em 2008, a gasolina A (17,5%), o gás natural (17,1%), o querosene de aviação (12,2%), o etanol anidro e hidratado (10,6%), além de outras fontes de menor expressão, conforme mostra o Gráfico 5.4.
As principais fontes consumidas são o óleo diesel, que respondeu por 35,8% do total do setor em 2008, a gasolina A (17,5%), o gás natural (17,1%), o querosene de aviação (12,2%), o etanol anidro e hidratado (10,6%), além de outras fontes de menor expressão. O peso do óleo diesel no consumo do setor de transportes, seja em nível estadual ou mesmo nacional, reflete o histórico do planejamento do setor, que sempre privilegiou a expansão do modal rodoviário, tanto para o escoamento da produção como para o transporte de passageiros, em detrimento dos demais modais.
Analisando o comportamento esperado dos subsetores no período 2008 — 2020, nota-se que o consumo ener-gético do modal rodoviário terá um crescimento de 6,2% a.a. e 6,6% a.a., respectivamente, nos cenários de referência e otimista. Desta forma, sua participação deverá subir para 77,5% no cenário de referência, ao pas-so que terá uma redução para 72,2% no otimista. Entre os modais de transporte, o rodoviário é o que possui a matriz energética mais diversificada. No Rio de Janeiro, os combustíveis utilizados no modal rodoviário são o óleo diesel, responsável por 39,9% do consumo rodoviário total em 2008, a gasolina A (23,0%), o gás natural (22,5%), o etanol anidro e hidratado (13,8%), além de uma pequena contribuição do biodiesel4 , inferior a 1%
do total, conforme verifica-se no Gráfico 5.2.
No mesmo período, o consumo energético do modal ferroviário terá crescimento de 4,3% a.a. e 5,5% a.a. nos cenários de referência e otimista, inferior ao crescimento do setor de transportes como um todo, resultando em queda na participação do modal ferroviário para o patamar de 2,3% do total consumido nos dois cenários. Observa-se o predomínio da energia elétrica e do óleo diesel no consumo energético do modal ferroviário, os quais representaram 20,8% e 77,6%, respectivamente, do total consumido em ferrovias em 2008, restando uma pequena fração do consumo relativa à participação do biodiesel, de acordo com o Gráfico 5.3.
O consumo energético do modal aéreo terá crescimento de 6,5% a.a. e 10,6% a.a. nos cenários de referência e otimista, no período 2008 — 2020, o que irá aumentar a participação deste modal no consumo do setor em 2020 para 13%, no cenário de referência, e 18,1%, no cenário otimista. O combustível empregado no modal aé-reo é o querosene de aviação (QAV), que responde por quase a totalidade do consumo deste segmento, sendo uma pequena fração do consumo aéreo atendida pela gasolina de aviação.
O consumo energético do setor hidroviário terá crescimento no período 2008 — 2020 a taxas de 4,1% a.a. no cenário de referência e 5,5% a.a. no cenário otimista, inferiores à média do setor de transportes, provocando uma retração na sua participação para 7,2% e 7,4% do total consumido em 2020, nos cenários de referência e otimista, respectivamente.
O modal hidroviário utiliza principalmente o óleo combustível e o óleo diesel para atendimento de sua demanda, os quais corresponderam a 62,4% e 37,6%, respectivamente, do total consumido por este modal em 2008.
4 Vale ressaltar que o biodiesel não é consumido separadamente, mas sim em mistura com o óleo diesel. A penetração do biodiesel na matriz de consumo energético deste setor dependerá do crescimento da demanda total de óleo diesel e do aumento do percentual de mistura de biodiesel ao diesel.
etanol Hidratado 25,3% Gás natural seCo 17,5% etanol Hidratado 24,0% Gás natural seCo 16,6% Óleo diesel 30,2% biodiesel 3,4% etanol anidro 4,4% Gasolina a 19,2% Óleo diesel 32,9% Gasolina a 18,5% GráfiCo 5.2
Participação de energéticos no transporte rodoviário (%) 2008 e 2020
Demanda Rodoviário 2020 — Cenário de Referência
Demanda Rodoviário 2020 — Cenário Otimista biodiesel 3,7% etanol anidro 4,3% Demanda Rodoviário 2008 etanol Hidratado 8,5% Gás natural seCo 22,5% Gasolina a 23,0% Óleo diesel 39,9% biodiesel 0,8% etanol anidro5,3%
GráfiCo 5.3
Participação de energéticos no transporte ferroviário (%) 2008 e 2020
Demanda Ferroviário 2008
Demanda Ferroviário 2020 — Cenário de Referência
Demanda Ferroviário 2020 — Cenário Otimista biodiesel 1,6% enerGia elétriCa 20,8% Óleo diesel 77,6% biodiesel 8,7% enerGia elétriCa 13,0% Óleo diesel 78,3% biodiesel 8,9% enerGia elétriCa 11,4% Óleo diesel 79,7%
