CO2 and economic growth: An analysis for emissions from burning fossil fuels in liquid form in Brazil.

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1 MPRA Munich Personal RePEc Archive CO2 and economic growh: An analysis for emissions from burning fossil fuels in liquid form in Brazil. André Luiz Andrade Universiy Federal of Sana Caarina 13. May 2009 Online a hp://mpra.ub.uni-muenchen.de/15313/ MPRA Paper No , posed 20. May :15 UTC

2 CO 2 E CRESCIMENTO ECONÔMICO: UM ANÁLISE PARA AS EMISSÕES DOS COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS DE ORIGEM FÓSSIL NO BRASIL. André Luiz Campos de Andrade 1 Resumo: A relação enre crescimeno econômico e degradação ambienal vem sendo amplamene esudada no úlimos anos. Defensores da hipóese da Curva de Kuznes Ambienal (CKA) defendem que a pressão ambienal oriunda do crescimeno econômico é crescene num primeiro momeno e, à medida que a economia avança em seus eságios econômicos, a relação orna-se decrescene. No conexo desa discussão, ese rabalho preende analisar a relação exisene enre emissões de CO 2 decorrenes da queima de combusíveis fósseis na forma líquida e o crescimeno econômico brasileiro, por meio do PIB per capia, em um série hisórica que se inicia em Adicionalmene ambém será analisada a emissões de CO 2 eviadas decorrenes da políica energéica brasileira adoada a parir da década de 1970 para o seor de ranspores. As evidências enconradas indicam que a relação enre as duas variáveis é linearmene crescene, não sendo possível concluir pela exisência de uma CKA para o caso esudado. Palavras chaves: Emissões de CO 2, PIB per capia, Transpores, Curva de Kuznes Ambienal. Absrac: The relaionship beween economic growh and environmenal degradaion has been widely sudied in recen years. Defenders of he Environmenal Kuznes Curve (EKC) hypohesis argue ha he environmenal pressure coming from economic growh is growing a firs and as he economy moves on is developmen sages, he relaionship becomes decreasing. In his discussion, his paper aims o analyze he relaionship beween CO2 emissions, resuling from burning fossil fuels in liquid form, and he Brazilian economic growh, by means of per capia GDP, wih a ime series beginning a Addiionally, i is discussed he avoided CO2 emissions arising from he Brazilian energy policy adoped from he 1970s o he ranspor secor. The evidence found indicaes ha he relaionship beween he wo variables is linearly increasing, no allowing o conclude ha here is an EKC for he case in sudy. Key words: CO 2 emissions, per capia GDP, ransporaion, Environmenal Kuznes Curve. 1 Especialisa em Políica Públicas e Gesão Governamenal do Minisério do Planejameno e Mesrando em Economia pela Universidade Federal de Sana Caarina.

3 CO 2 E CRESCIMENTO ECONÔMICO: UM ANÁLISE PARA AS EMISSÕES DOS COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS DE ORIGEM FÓSSIL NO BRASIL. 1- Inrodução Crescimeno econômico e energia são quesões vinculadas enre si. Essa relação foi foralecida com o adveno da Segunda Revolução Indusrial liderada pelos Esados Unidos da América e que eve nos combusíveis fósseis sua principal fone energéica, padrão que se maném aé os dias auais. A parir de enão, a dependência relacionada aos combusíveis fósseis (combusíveis nãorenováveis) aumenou, ornando a economia mundial exremamene dependene e vulnerável à sua principal fone de energia, endo nos dois choques de peróleo da década de 1970 os maiores exemplos de como o referido insumo energéico pode impacar odo o sisema econômico mundial. Pascoe(2007) apona, em seu esudo, que cerca de 80% de oda a energia consumida no mundo é oriunda de fone fóssil. Segundo Calabi e al(1979) um dos principais faores do explosivo aumeno do consumo do peróleo e seus derivados no século XX foi a endência à fluidização dos combusíveis. De fao, enquano que no ano de 1901 as emissões de dióxido de carbono(co 2 ) decorrenes da queima de combusíveis fósseis líquidos respondiam por apenas 7% do oal das emissões das fones não renováveis em 2005 essa relação era de 65%. O seor de ranspores eve imporane paricipação nese aumeno de emissões, haja visa a consolidação do modal rodoviário, inensivo no uso de combusíveis fósseis, como principal inegrane de mariz logísica brasileira ao longo do século XX. Somene o fao da exrema dependência em relação às fones fósseis e a possibilidade, ainda que conroversa, de seu esgoameno no médio prazo jusificariam a disseminação de projeos e pesquisas ao redor do mundo que buscassem fones alernaivas de energia, o que de fao ocorreu após os choques da década 70. No enano, discussões envolvendo o ema assumiram um maior espaço na agenda mundial com o adveno do debae acerca das mudanças climáicas globais, que possuem na emissão de gases do efeio esufa(gee) provenienes da queima de combusíveis fósseis, principal componene do aual desequilíbrio climáico. No caso brasileiro, embora a uilização de fones não renováveis enha ulrapassado o de fones renováveis nos úlimos anos, ainda é possível afirmar que o país possui uma mariz energéica limpa quando comparada aos demais países em desenvolvimeno e desenvolvidos. No enano a fore dependência que o seor de ranspores, sobreudo no 2

4 modal rodoviário, possui em relação aos combusíveis de origem fóssil é fao a se considerar em evenuais debaes acerca da miigação de gases do efeio esufa decorrenes da queima de combusíveis fósseis. Nesse senido, ese rabalho em por objeivo analisar a relação exisene enre emissões de CO 2 decorrenes da queima de combusíveis fósseis na forma líquida e o crescimeno econômico brasileiro, por meio do PIB per capia, em um série hisórica que se inicia em Adicionalmene ambém será analisada a emissões de CO 2 eviadas decorrenes da políica energéica brasileira adoada a parir da década de 1970 para o seor de ranspores. Para cumprir ese objeivo, o exo esá organizado, além desa inrodução, como segue: a seção 2 apresena breves aspecos eóricos da relação enre crescimeno econômico e emissão de CO 2 oriundas da queima de combusíveis fósseis, na seção 3 é formulado o modelo economérico para verificação da relação hipoéica, a seção 4 raa das esimaivas economéricas e da análise dos resulados, por fim a seção 5 apresena as considerações finais. 2-Emissões de CO 2 e crescimeno econômico O referencial eórico que subsidiará a formulação do modelo economérico da seção subsequene enconra-se susenado no esudos relacionados à relação enre o crescimeno econômico e seus impacos ambienais que alguns auores susenam exisir e a denominam de Curva de Kuznez Ambienal. Em rabalho seminal, Grossman e Krueger (1991), buscando evidenciar a relação enre emissão de poluenes (maerial pariculado em suspensão (SPM) e dióxido sulfúrico (SO 2 )) e o PIB per capia para os Esados Unidos, enconraram uma curva em formao de U inverido, que a parir de enão foi denominada Curva de Kuznez Ambienal (CKA). A Figura 1 ilusra esa relação. 3

5 Figura 1: Curva de Kuznes Ambienal para SO 2 Fone: Panayoou (1993). A rajeória ascendene represenaria o eságio de mudança de uma economia agrícola para uma esruura indusrial, num conexo de baixa ou nenhuma regulamenação ambienal que associado às prioridades esaais no que se refere ao aumeno da renda colocaria a quesão ambienal num plano secundário frene ao crescimeno econômico. Com o incremeno da renda e, sobreudo, com o crescene cuso marginal da poluição oriundo das exernalidades negaivas decorrenes do processo de indusrialização da economia aliado a maior conscienização ecológica da sociedade e a crescene escassez de recursos naurais, o país se enconraria obrigado a buscar um novo formao de desenvolvimeno, com ecnologias mais limpas que, junamene com o incremeno da imporância da economia de serviços, levaria a economia ao recho descendene da curva. A aceiação do segundo recho (declinane) da curva não é ão consensual quano o primeiro, uma vez que, como sugerem Suri e Chapmam (1998), a declividade negaiva poderia esar ocorrendo não apenas por uma vonade sócio-esaal, mas pela ransferência de méodos produivos inensivos em poluição dos países indusrializados para os países em desenvolvimeno (exporação de poluição). A parir do seminal esudo muios ouros vêm sendo realizados na enaiva de associar a evolução da renda per capia com os índices de poluição. Variáveis como emissões auomoivas, emissão de gases do efeio esufa e desmaameno são uilizadas na enaiva de se buscar evidências empíricas que comprovem a CKA. Levanamenos das diversas análises 4

6 sobre a relação podem ser enconrados em Sern(1998), Sagl (1999), Dinda (2004) e He (2007). A maioria dos esudos chega às mesmas conclusões quano à exisência da CKA, como, por exemplo, as invesigações de Cropper e Griffihs (1994) e de Hilon e Levinson (1998). A fala de consenso, no enano, parece persisir nas explicações quano ao recho descendene da curva, iso é, como e porque se verifica uma melhora nos indicadores ambienais manendo-se o incremeno da renda per capia. Para aingir os objeivos dese arigo a análise será concenrada na emissões decorrenes da queima de combusíveis fósseis líquidos, principal fone energéica para o seor de ranspores, e o PIB per capia. A hipóese dese rabalho é que a relação em formao de U inverido não se verifica para o caso analisado, enconrando-se a relação CO 2 - PIB percapia em uma rajeória ascendene, ainda que as inervenções do governo brasileiro ocorridas aé o momeno enham conseguido reduzir a emissão de carbono na amosfera, como será viso adiane (Alvim e al,2009). 3-Formulação do modelo economérico Para a realização das análises necessárias ao arigo será uilizado um modelo de regressão com duas variáveis e, por conar com um amanho amosral relaivamene longo, a abordagem economérica será a das séries emporais. A relação enre produção e poluição em sido radicionalmene proposa nas formas quadráica e cúbica. Sagl (1999) cia alguns esudos que êm enconrado evidências de uma curva em forma de N, ao invés da forma em U-inverido preconizada pela CKA. O modelo possui uma equação única, na seguine forma: 2 3 P = α + β1.y + β 2.Y + β3.y + u (Eq. 1) Onde P represena as emissões de CO 2 decorrenes da queima de combusíveis fósseis líquidos per capia no ano, α é um ermo consane, u um ermo de erro esocásico. Y é a renda per capia no ano ano e O modelo permiirá esar as várias formas da relação enre as variáveis e, conforme a significância esaísica dos coeficienes, a função de regressão represenará as diferenes relações enre renda per capia e emissão de CO 2. Resumidamene emos que: 5

7 1) Se β 1> 0 e β 2 = β 3 = 0, a relação enre emissões de CO 2 e PIB per capia será posiiva e linear, com o aumeno do PIB percapia levando ao aumeno das emissões; 2) Se β 1> 0, β 2 < 0 e β 3 = 0 a relação erá o formao de U inverido, como prevê a CKA; 3) Se β 1> 0, β 2 < 0 e β 3 >0 a curva erá um formao de N, indicando que a relação enre as variáveis após enrar num recho negaivo reomou a forma posiiva; 4) Se β 1< 0 e β 2 = β 3 = 0, emos uma siuação onde a relação CO 2 versus PIB per capia é linearmene negaiva. 4 - Esimaiva do modelo e análise dos resulados Esa seção em o objeivo realizar a esimaiva economérica do modelo formulado na seção anerior. Para isso apresena, primeiramene, as fones dos dados e o seus respecivos raamenos para em seguida reporar as esimaivas, bem como os eses economéricos para validação esaísica dos resulados. Após, realiza-se a análise dos resulados à luz da eoria previamene mencionada Colea e raameno economérico dos dados Para a variável P, visando esabelecer uma relação com o seor de ranspores opou-se por analisar o consumo dos combusíveis fósseis líquidos, para isso foram uilizados dados referenes às emissões de CO 2 oriundas da queima de combusíveis fósseis líquidos, per capia, obidos em CDIAC(2009), sendo que cada unidade da série represena 1000 oneladas de Carbono. A escolha da variável CO 2 como indicador da degradação ambienal jusifica-se pelo fao de que esse poluene é o principal componene do conjuno 2 de gases do efeio esufa (GEE), geradores do aquecimeno global. Ademais, opou-se por analisar os dados em fluxo (emissões) ao invés de em esoque(concenração), uma vez que a primeira esá ligada direamene com o nível correne da aividade econômica (ALMEIDA e CARVALHO, 2008). Para a variável explicaiva Y foram uilizados dados referenes ao produo inerno bruo(pib) per capia obidos em IPEA(2009), sendo que cada unidade da série represena US$ 1000,00, a preços de Cabe desacar que o PIB per capia elevado à segunda e à erceira poência foram incluídos na regressão para esar as diferenes possibilidades de inflexão, pois, como 2 Além do CO 2, os principais gases do efeio esufa são: Vapor d água(h 2 0), Ozônio(O 3 ), Meano(CH 4 ), Óxido Niroso(N 2 0), Clorofluorcarbonos(CFCs), Hidrofluorcarbonos(HFCs) e Perfluorcarbonos(PFCs). (MAY, LUSTOSA e VINHA, 2003). 6

8 explicam Suri e Chapman (1998), a forma quadráica do PIB capa aspecos da economia não consanes com o seu crescimeno, como é o caso das mudanças ecnológicas e das regulações ambienais. Os dados selecionados abrangem o período de 1901 a Anes do início das esimaivas, verificou-se a esacionariedade da séries por meio do ese Dickey-Fuller Aumenado, fornecido pelo sofware Eviews. Os resulados obidos indicaram que ambas as séries não são esacionárias em nível, sendo enconrada a esacionariedade apenas com as séries em primeira diferença, moivo pelo qual opou-se em esimar o modelo com as variáveis em primeira diferença, iso é, considerou-se que as séries são inegradas de ordem 1, I(1). Também foi verificado, aravés do ese de Johansen, que as duas variáveis são coinegradas Esimaivas e inerpreação dos resulados O Modelo economérico descrio na equação 1 foi esimado usando-se o sofware Eviews e o méodo uilizado foi o dos mínimos quadrados ordinários. As esimaivas obidas indicam que as emissões de CO 2 possuem uma relação linear e posiivamene inclinada com o PIB per capia, não sendo esaisicamene signficanes, ao nível de 5% de significância, os esimadores obidos para o ermo consane e para a segunda e erceira poências do PIB per capia. Tabela 1- Resulados do Modelo da Equação 1 Variável Coeficiene Desvio Padrão Esaísica Prob. Y 3,55E 05 1,16E 05 3, , Y -3,19E 05 2,06E 05-1, , Y 9,68E 05 8,23E 05 1, ,2423 α 1,07E 06 1,10E 06 0, ,3320 R 2 0, SC -20,28684 R 2 Ajusado 0, AIC -20,38855 Esaísica D.W 1, ( Ausência de auocorrelação) Fone: Elaboração do auor com dados da pesquisa Pelos resulados obidos, emos que um aumeno na renda per capia possui um efeio posiivo sobre as emissões de CO2 relacionadas à queima de combusíveis fósseis líquidos no país. 7

9 Aena-se, enrano, para o fao de que o coeficiene da varíavel da segunda poência do PIB apresena uma esaísica com probabilidade (12,51%) muio próxima da aceiação de sua esimaiva como diferene de zero se considerarmos um nível de significância de 10%, o que pode sinalizar uma proximidade ao pono de inflexão da relação enre as duas variáveis. Visando verificar se a evolução da relação analisada apresenou alguma aleração decorrene das políicas energéicas implemenadas no país e com o inuio de foralecer os argumenos oferecidos na conclusão final dese rabalho, foram realizadas duas esimações fundamenadas no modelo formulado pela equação 1, uma na qual a variável explicada é a uilizada aneriormene, qual seja a emissão de CO 2 oriunda da queima de combusíveis fósseis líquido e oura onde a variável explicada é a emissão de CO 2 presumida, aqui enendida como a soma enre emissões realizadas e emissões eviadas por cona do implemeno das políicas energéicas da década de 1970 e calculada conforme meodologia descria em Alvim e all(2009). Deve-se alerar para o fao que os auores calcularam as emissões eviadas apenas para o seor de ranspore rodoviário, o que conribui com o enfoque que ese arigo fornece ao referido seor. Oura quesão de cunho meodológico e que deve ser mencionada anes da apresenação dos resulados das regressões refere-se ao fao de que o amanho amosral é reduzido para o período compreendido enre 1970 e 2005, uma vez que ese é o período analisado pelos auores. Tabela 2 - Comparaivo enre emissões realizadas e eviadas. Variável Y para emissão Y para emissão de de CO2 realizada CO2 presumida Coeficiene β 4,59E 05 5,12E-05 1 Desvio Padrão 1,04E 05 1,04E 05 Esaísica 4, , Prob. 0,0001 0,0000 R 2 0, , R 2 Ajusado 0, , Esaísica D.W 1, , SC -19, ,42372 AIC -19, ,55703 Fone: Elaboração do auor com dados da pesquisa 8

10 Os coeficienes esimados para o ermo consane e para a segunda e erceira poência do PIB per capia não foram esaisicamene signficanes, moivo pelo qual opou-se por não reporálos no comparaivo. Da mesma forma que a análise anerior, as variáveis ambém foram uilizadas em primeira diferença, pois em ambos os casos são inegradas de ordem 1, I(1). Da análise da abela 2 percebe-se que a implemenação das políicas energéicas da década de 1970, ainda que na sua concepção não possuíssem vieses de proeção ambienal, mas sim aspecos relacionados à segurança energéica e às quesões relacionadas a elavação dos cusos dos combusíveis, conribuíram para diminuir o impaco do crescimeno da renda per capia sobre as emissões de CO 2, conforme se depreende do menor coeficiene esimado para a regressão onde a variável explicada é emissão de CO 2 realizada. Como aponam Alvin e al(2009), as políicas concebidas no período ciado correspondem, principalmene, à subsiuição da gasolina pelo gás naural, à subsiuição da gasolina pelo óleo diesel no seor de ranspores de cargas e passageiros e denominado por alguns auores de dieselização da froa e o adveno do Programa Nacional do Álcool Pro-Álcool. Porano, numa evenual ausência das políicas acima, o impaco do crescimeno econômico nas emissões, represenado na abela 2 por β 1, eria sido maior. Graficamene as siuação real e eviada para o caso pode ser esboçadas como apresena a figura 2: Figura 2 Comparação das emissões de CO2 presumida e realizada CO2 em 1OOO on de carbono Ano CO2REALIZADA CO2PRESUMIDA Fone: Elaboração própria com dados de CDIAC (2009) e Alvin e al(2008) 9

11 As emissões eviadas aqui analisadas oalizam ,8 mil oneladas de carbono para o período analisado, número que corresponde aproximadamene à oda a quanidade emiida de carbono para as emissões de CO 2 analisadas nese arigo para o período compreendido enre os anos de 2002 e 2005, inclusive. 5 - Considerações finais A conciliação enre crescimeno ecônomico e a susenabilidade ambienal é um dos principais desafios na agenda de discussão de um modelo de desenvolvimeno susenável a nível global. Nos úlimos anos diversos esudos empíricos vêm enconrando resulados disinos quano a forma clássica de análise da relação enre crescimeno econômico e qualidade ambienal raduzida na hipóese da Curva de Kuznes Ambienal. Ese arigo, ao demonsrar que a relação enre emissões de CO 2 oriundas da queima de combusíveis fosséis líquido e PIB per capia é posiiva e crescene, aé o momeno, indica que a o aumeno da aividade econômica não leva, necessariamene, a uma melhora dos indicadores ambienais, indo ao enconro dos esudos que consideram que a CKA deve ser relaivizada, não se raduzindo em uma verdade absolua. No caso brasileiro, muio embora as políicas energéicas mencionadas nese rabalho enham alerado a rajeória de emissões de carbono na amosfera para um nível menor do que o presumido, nos seores dependenes da forma de energia analisada, sobreudo nos ranspores, a relação permanece crescene, sinalizando que a reversão da relação aqui analisada requer a coninuidade e expansão da ações visando a subsiuição de fones energéicas não-renováveis por fones renováveis, como as oriundas da biomassa, denre ouras iniciaivas que avançam além da quesão energéica. Medidas como a implemenação do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel - PNPB, que ao prever a misura de óleos vegeais ao óleo diesel para consumo diminuem a quanidade de emissões de CO 2 lançadas na amosfera são relevanes e devem ser objeo permanene de aperfeiçoameno e expansão, pois aliam desenvolvimeno ecnólogico, social e econômico com as ponencialidades inerenes ao erriório brasileiro. No enano, apenas soluções relacionadas ao aumeno da paricipação dos combusíveis renováveis na mariz energéica brasileira alvez não sejam suficienes para alerar o sinal da relação demonsrada nese rabalho, deve-se, porano, buscar novos paradigmas para um desenvolvimeno susenável, como no caso da mariz logísica de ranspores do país que 10

12 necessia ser reesrurada para modais mais eficienes energeicamene e menos agressivo ao meio ambiene que o rodoviário. 6 - Referências bibliográficas ALMEIDA, E. e CARVALHO, T. A hipóese da curva de kuznes ambienal global: uma perspeciva economérico-espacial. Disponível em: < >. Acessado em: 28 abr ALVIM, C. e al. Avaliação das emissões eviadas pela políica energéica brasileira no seor ranspore rodoviário. Economia & Energia, Rio de Janeiro, ano XII, n. 70, ou/nov Disponível em < >. Acesso em: 10 maio CALABI, A e al. A energia e a economia brasileira. São Paulo, Pioneira/Fundação Insiuo de Pesquisas Econômicas, CAPRIGLIONE, P. A energia renovável na mariz energéica brasileira f. Disseração (Mesrado em Finanças e Economia Empresarial) Escola de Economia de São Paulo, Fundação Geúlio Vargas, São Paulo, CARBON DIOXIDE INFORMATION ANALYSIS CENTER (CDIAC). Washingon, EUA. Disponível em: < hp://cdiac.ornl.gov/ >. Acesso em 29 abr CROPPER, M.; GRIFFITHS, G. The ineracion of populaion, growh and environmenal qualiy. American Economic Review, Pisburgh, v.84, p , DINDA, S. Environmenal Kuznes Curve Hypohesis: A Survey. Ecological Economics, vol. 49, p , ENDERS, W. Applied economeric ime series. 2ª ed. Danvers,MA,USA. Wiley, GOLDEMBERG, J. Energia e desenvolvimeno. Esudos Avançados, São Paulo, v.12, n.33, p. 7-15, GROSSMAN, G.; KRUEGER, A. Environmenal Impacs of A Norh American Free Trade Agreemen. NBER, Working Paper no. 3914, Cambridge, MA, EUA, GUJARATI, D. Economeria básica. 3ª ed. São Paulo: Pearson Educaion do Brasil,

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