Estrutura Tarifária de Energia Elétrica

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1 Estrutura Tarifária de Energia Elétrica A Estrutura Tarifária de Energia Elétrica II: Teoria de precificação e metodologia regulatória Cristiano Silva Silveira Bloco 1 Microeconomia aplicada à precificação de energia 1

2 Conteúdo 1. Custos de produção: o lado da oferta 2. O lado da demanda 3. Excedentes do produtor e dos consumidores 4. Monopólio natural e a regulação econômica 5. A regulação de preços em um monopólio 6. Preços regulados lineares e não lineares 1. Custos de produção: o lado da oferta 2

3 A função custo A função custo define o custo total para a produção de uma certa uantidade i do(s) produto(s) ofertado(s): CT( i ) Sendo i um vetor de n produtos. Quando n = 1 Firma monoproduto Quando n > 1 Firma multi-produto A função custo aui definida é supostamente eficiente no sentido econômico: a função de custo mínimo. $ A uestão da eficiência produtiva CT() C C * Ineficiências: - Técnica - Alocativa - De escala * 3

4 A curva de custos e o tempo Imaginemos a curva de custos de uma planta $ CT() CF MAX A curva de custos e o tempo Em algum momento será necessário expandir CT () $ CT() CF CF MAX MAX 4

5 A curva de custos e o tempo No longo prazo... $ CT LP () Não existem custos fixos no LP CT LP (0) = 0?? A curva de custos e o tempo A curva CT LP é a curva de custo mínimo $ CT LP () Menor custo possível Dada uma demanda * 5

6 Retomando a curva de curto prazo Supondo ue a firma produza apenas 1 produto, seu custo total, ao nível de produção, será: Custo Fixo CT () Custo variável Exemplo: Suponhamos ue a função custo da firma seja CT() = ,2 2 Para se produzir 100 unidades, o custo total será: CT(100) = = $ O custo médio de produção Supondo ue a firma produza apenas 1 produto, seu custo médio, ao nível de produção, será: CT ( ) Cme( ) Nota: Função custo médio não é bem definida para = 0. Caso CT(0) > 0, tem-se ue CM(0) tenderá a infinito. Do contrário, haverá uma indeterminação do tipo (0/0). 6

7 O custo médio de produção Exemplo: CT() = 1, CT ( ) Cme( ) 2 1, ,2 Para 100 unidades produzidas: CM(100)=125 $/unid O custo marginal de produção Supondo ue a firma produza apenas 1 produto, seu custo marginal, ao nível de produção, será: Cmg( ) dct ( ) d CT ( ) Cmg( ) para 0 7

8 O custo marginal de produção No nosso exemplo: 2 d(1,2 500) Cmg( ) 2, 4 d Para = 100 Cmg(100) = 240 $/unid Graficamente 300,00 250,00 CM(x) Cmg(x) 200,00 CMmin = Cmg 150,00 100,00 50,00 0,

9 Escala de produção 300,00 250,00 CM() Cmg() 200,00 150,00 100,00 Economia de escala CMmin = Cmg Deseconomia de escala 50,00 0, Relação entre Cme e Cmg Deseconomia de escala Cme Economia de escala Cmg Cmg Custa menos para produzir uma unidade adicional do ue custou, em média, para produzir todas. Custa mais para produzir uma unidade adicional do ue custou, em média, para produzir todas. 9

10 Retomando o nosso exemplo 300,00 250,00 CM() Cmg() 200,00 150,00 CT=1, ,00 50,00 0, Aumentando-se o custo fixo 300,00 CM() 250,00 200,00 150,00 Aumenta-se a região de economia de escala Cmg() CT=1, ,00 50,00 0, Empresas ue possuem custos de capital enormes, como as distribuidoras Cme Enorme economia de escala Preço p/ euilíbrio econômico Cmg Preço eficiente Prejuízo Euilíbrio 10

11 A relação entre Preço e Cme Lucro Cme Prejuízo Preço Preço O preço é menor ue o Cme. O preço é maior ue o Cme. Receita e lucro Dado um determinado preço: L( ) R( ) P R( ) CT ( ) Para o nosso exemplo, se P=100 $/unid: L( ) 100 1,

12 Receita e lucro 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 CM() Cmg() preço L() Receita e lucro Encontrando o lucro máximo algebricamente: L( ) 100 1,2 dl( ) 0 d 100 2,4 0 41,

13 Receita e lucro De forma genérica, para o lucro máximo: L( ) R( ) CT ( ) dl( ) 0 d dr( ) dct ( ) d d Rmg( ) Cmg( ) Receita e lucro Para o nosso exemplo: R( ) 100 CT ( ) 1,2 Rmg( ) 100 Cmg( ) 2,4 41,

14 Receita e lucro 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 CM() Cmg() preço L() Estamos na região de deseconomias de escala 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 CM() Cmg() preço L()

15 A função custo multiproduto Caso mais comum: Firmas produzem n produtos CT( 1,2 ) Cf Cv( 1 ) Cv( 2 ) Cv( 1,2 ) Como calcular os preços dos dois produtos? Custos NÃO diretamente atribuíveis Custos atribuíveis Vai para o preço dos dois produtos Vai para o preço de cada produto 2. O lado da demanda 15

16 A função demanda Q(p) (unidades) Dado ue a renda é constante, para bens normais e de necessidade. p ($/unidade) Usualmente: A função inversa da demanda P() ($/unidade) Para bens comuns, uanto maior o preço, menor a uantidade demandada (unidades) 16

17 O ue é elasticidade? P() ($/unidade) Aumento de 1% no preço ( 0 ) p / / p 0 0 x p 0 Diminuição de x% da demanda 0 (unidades) Consumidores muito elásticos P() ($/unidade) Aumento de 1% no preço p 0 Diminuição de x% da demanda 0 (unidades) 17

18 Consumidores pouco elásticos P() ($/unidade) Aumento de 1% no preço p 0 Diminuição de x% da demanda 0 (unidades) Definição matemática P() ($/unidade) Aumento infinitesimal no preço d p ( 0 ) 0 dp 0 p 0 Diminuição de demanda 0 (unidades) 18

19 Para o caso da energia elétrica P() (R$/MWh) No trabalho de Schmidt e Lima (2004) FGV Aumento de 1% no preço p 0 residencial = -0,085 comercial = -0,174 industrial = -0,129 Diminuição de x% da demanda 0 (MWh) Uma nota sobre produtos inelásticos e o modelo price-cap A receita seria: Perda de receita R ( Aumento do consumo p ) p Estratégia ótima de desconto em empresas com mercado inelástico: preço por blocos Desconto p Preço teto Preço com desconto firme 19

20 3. Excedente do produtor e dos consumidores Oferta e Demanda P() ($/unidade) Oferta = Cmg p e demanda e (unidades) 20

21 O conceito de bem-estar: o produtor P() ($/unidade) Oferta = Cmg p e RECEITA e (unidades) O conceito de bem-estar: o produtor P() ($/unidade) Oferta = Cmg p e CUSTO TOTAL e (unidades) 21

22 O conceito de bem-estar: o produtor P() ($/unidade) Oferta = Cmg p e LUCRO e (unidades) O conceito de bem-estar: o consumidor P() ($/unidade) p e UTILIDADE DO CONSUMIDOR demanda e (unidades) 22

23 O conceito de bem-estar: o consumidor P() ($/unidade) p e VALOR PAGO PELO CONSUMIDOR demanda e (unidades) O conceito de bem-estar: o consumidor P() ($/unidade) EXCEDENTE DO CONSUMIDOR p e demanda e (unidades) 23

24 O bem estar social P() ($/unidade) Excedente do consumidor Oferta = Cmg p e Excedente do produtor demanda e (unidades) 4. Monopólio natural e a regulação econômica 24

25 Estruturas de Mercado Quando o lado da demanda também é considerado OFERTA DEMANDA 25

26 O mercado em competição perfeita 4 características fundamentais: 1. Indústria é fragmentada: Formada por vários consumidores e produtores, relativamente peuenos. 2. Produtos são homogêneos: Consumidores consideram os produtos idênticos, independente de ual firma os produziu. 3. Informação Perfeita: Consumidores têm total informação sobre os preços cobrados por cada firma integrante do mercado em uestão. 4. Igualdade de acesso aos recursos produtivos: Tecnologia e insumos produtivos (capital, trabalho e terra) são de livre acesso, tanto para firmas incumbentes como para firmas entrantes. Na competição perfeita P() ($/unidade) Oferta = Cmg p e demanda e (unidades) 26

27 Na competição perfeita P() ($/unidade) Oferta = Cmg Máximo bem estar social O preço de euilíbrio não é distorcivo p e demanda e (unidades) No monopólio P() ($/unidade) Cmg p M markup p e demanda Rmg M e (unidades) 27

28 O peso morto do monopólio P() ($/unidade) Excedente do consumidor Oferta = Cmg p M Peso morto markup Excedente do produtor demanda M (unidades) A definição de um Monopólio Natural Sub-aditividade de custos $$$ C( Q) C( 1) C( 2)... C( k ) Q k i i1 $$$$$ 28

29 29 O caso Monoproduto Q Q C C i i ) ( ) ( Supondo ue haja economias de escala k i i Q 1 ) (... ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( N k i k i i i C C C Q C Q C Q Q C C Outra definição: Economias de escopo Para o caso de 2 produtos, 1 e 2 ) (0,,0) ( ), ( C C C

30 O caso Multiproduto Formulação mais complexa, mas de maneira geral A regulação de preços em um monopólio 30

31 Qual o preço ideal? Custo marginal? $/unid D() Deseuilíbrio econômico Cme P=Cmg Cme Cmg * Qual o preço ideal? Custo médio? $/unid D() Peso morto P = Cme Cmg Cme Cmg * 31

32 O papel da regulação Euilíbrio entre eficiência alocativa e eficiência produtiva Eficiência Produtiva Eficiência Alocativa Menor custo de produção Preço mais próximo do Cmg Uma firma produzindo Euilíbrio econômico a preços justos Um panorama sobre os modelos de regulação clássicos Modelos de Regulação Muito usado nos EUA Criticado pelo efeito Averch-Johnson Earnings- sharing Usado inicialmente na Inglaterra. Muito difundido no mundo Regulação por incentivos Regulação pelo custo do serviço Price-cap Revenue-cap Yardistick Competition 32

33 O modelo regulatório da distribuição no Brasil Regulação pelo custo Valoração e Remuneração Regulação por incentivos Análise de Desempenho - Base de Remuneração - Quota de Reintegração - Taxa de Remuneração - Fator X - Operação & Manutenção - Perdas Não Técnicas - Perdas Técnicas - Qualidade de fornecimento - Outras receitas Como diminuir o peso morto do monopólio? P() ($/unidade) Excedente do consumidor Oferta = Cmg p M Peso morto markup Excedente do produtor demanda M (unidades) 33

34 Existem algumas soluções clássicas Algumas delas são: Considerando apenas o nível tarifário - Regulação por incentivos - Regulação por referência Considerando também a estrutura tarifária (ou discriminação de preços) - Preços lineares: Preços de Ramsey - Preços não lineares: A tarifa em duas partes/multi-partes A discriminação de preços em um monopólio Discriminação de preços de 1º grau: Situação teórica, na ual o monopolista sabe o preço de reserva de cada consumidor. Discriminação de preços de 2º grau: Os preços diferem por uantidade consumida (Tarifas multipartes). Discriminação de preços de 3º grau: Os preços diferem por características dos consumidores (Ramsey). 34

35 6. Preços lineares e não lineares Solução por preços lineares: O caso monoproduto Solução através do nível tarifário... Custo/unid D Peso morto Cme() Real Cme() Reg Cmg () * ( uantidade) 35

36 Preços lineares: O caso multiproduto A regra de Ramsey (1927) Segundo ótimo Custo/unid D Custo/unid D Peso morto Peso morto Cme() Cme() Cmg () Cmg () * ( uantidade) * ( uantidade) Consumidores mais elásticos pagam preços menores; consumidores menos elásticos pagam preços maiores Preços não lineares: A tarifa em duas partes (Coase, 1946) $/unidade P=Cme P() P( ) A c P=Cmg tg = c A Deficit / N A Pme( ) A c 36

37 Qual o modelo ideal? Fatura ($) Tarifa linear Fatura ($) Tarifa não linear -Tarifa em duas partes F = Cme Q A F = A + Cmg Q Quantidade consumida(q) Neste caso, como há redução de consumo de ambos os consumidores, haverá perda de bem estar social Quantidade consumida(q) Neste caso, a tarifa de acesso pode ser muito alta para o consumidor peueno, retirando-o do mercado $/unid Supondo a presença de dois tipo de consumidores Pg(Q) Pp(Q) Rg > Rp Para curvas de demanda com forte monotonicidade: A preços iguais, consumidores com maior renda tem maior consumo P Qp Qg 37

38 Mas, consumidores com maior demanda têm maiores excedentes Excedente do consumidor grande Excedente do consumidor peueno P = Cmg Qp Qg A tarifa de acesso como uma parte do excedente de cada consumidor Excedente do consumidor Tarifa de acesso.exc P = Cmg Qg 38

39 Há uma solução ótima para este problema: Tarifas multi-partes ( Trade-off entre E e P*) Fatura ($) F1 = Cme Q F2 = E + P Q A F = A + Cmg Q E Qd Quantidade consumida(q) Para os consumidores grandes: Menor redução da demanda Para os consumidores peuenos: Menor a uantidade ue deixa o sistema Para o produtor: Mais lucro em relação às duas outras alternativas (P=Cme ou duas partes) Fatura ($) Mais modalidades: mais eficiência P 0 P 1 P 2 P 3 Quanto maior a uantidade consumida, tarifas de acesso maiores E 3 E 2 E 1 E 0 E tarifas marginais menores Quantidade consumida(q) Duas interpretações: 1) Os consumidores auto-selecionam a melhor opção, aumentando seu bem-estar e o do produtor 2) Em uma economia de escala: Maiores uantidades resultam em custos médios menores 39

40 Um exemplo Receita reuerida Receita total R$ ,00 Custos fixos R$ ,00 Custo marginal 0,1 R$/kWh Mercado Nro de consumidores Consumo médio Consumo total Alta renda kwh kwh Média renda kwh kwh Baixa renda kwh kwh Total kwh 1) Quanto seria a tarifa linear a custos médios, em R$/kWh? 2) Quanto seria a tarifa de acesso, na tarifação 2P? Um exemplo Receita reuerida Receita total R$ ,00 Custos fixos R$ ,00 Custo marginal 0,1 R$/kWh Mercado Nro de consumidores Consumo médio Consumo total Alta renda kwh kwh Média renda kwh kwh Baixa renda kwh kwh Total kwh 3) Quanto seria a fatura média de cada classe de consumidor para o caso da cobrança linear a custos médios? 40

41 Resolução das uestões 1 e 2 Tarifa linear Tarifa não linear Tarifa marginal Tarifa de acesso 0,500 R$/kWh 0,10 R$/kWh 40,00 R$/consumidor Receita marginal R$ ,00 Déficit de receita R$ ,00 R$ 40,00 é muito alto para o consumidor de baixa renda? Resolução da uestão 3 Fatura média a custos médios Alta renda R$ 250,00 Média renda R$ 90,00 Baixa renda R$ 32,00 Qual a melhor opção, tarifa linear ou tarifa em 2 partes? 41

42 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 180,00 200,00 220,00 240,00 260,00 280,00 300,00 320,00 340,00 360,00 380,00 400,00 420,00 440,00 460,00 480,00 500,00 14/11/2013 Outra solução melhor: tarifa multi-partes Consumo total Alta renda kwh Média renda kwh Baixa renda kwh Excedentes Tarifa de acesso Tarifa marginal Receita Marginal Alta renda 20,000% 89,53 0, Média renda 28,800% 32,23 0, Baixa renda 51,200% 11,46 0, ,00 200,00 150,00 100,00 M1 M2 M3 50,00 - Uma possibilidade prática: Encargos na TUSD Existe alguma forma de cobrança não distorciva? Fatura (Td enc d ) D (Te enc e ) E Fatura (Td ) D (Te enc ) E e Enc fixo 42

43 Os encargos e a tarifa de acesso α = Encargos N k=1 E k Tarifa de acesso Conclusão: Maiores excedentes Maior disponibilidade a pagar Maior tarifa fixa Excedente do consumidor grande Excedente do consumidor peueno P = Cmg Qp Qg 43

44 Para o consumidor: Tarifa Trinômia FAT = T D D + T E E + Encargos Fatura/kW.mês TUSD TE Sem encargos $/kw.mês $/kwh Hu/mês CMOA D CMOA E TUSD Enc TE Enc D P D E kw kwh Caso exemplo: Dados reais A estrutura da tarifa fixa Excedentes dos subgrupos tarifários ENCARGOS FIXOS A2 100,000% A3 35,206% A3a 1,822% A4 2,529% B1 0,021% B2 0,105% B3 0,105% B4 0,757% 44

45 Resultados para a simulação de uma distribuidora Azul A2 ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO DP 13,55 R$/kW.mês 10,99 R$/kW.mês -18,92% DFP 1,73 R$/kW.mês 1,17 R$/kW.mês -32,56% EPS 227,70 R$/MWh 212,81 R$/MWh -6,54% EFPS 140,60 R$/MWh 125,71 R$/MWh -10,59% EPU 205,58 R$/MWh 190,69 R$/MWh -7,24% EFPU 127,77 R$/MWh 112,87 R$/MWh -11,66% FIXO ,19 R$/mês Azul A3 ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO DP 18,97 R$/kW.mês 14,69 R$/kW.mês -22,57% DFP 3,52 R$/kW.mês 2,39 R$/kW.mês -32,14% EPS 227,70 R$/MWh 216,20 R$/MWh -5,05% EFPS 140,60 R$/MWh 129,10 R$/MWh -8,18% EPU 205,58 R$/MWh 194,08 R$/MWh -5,59% EFPU 127,77 R$/MWh 116,27 R$/MWh -9,00% FIXO ,55 R$/mês Resultados para a simulação de uma distribuidora Azul A4 ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO DP 23,08 R$/kW.mês 16,07 R$/kW.mês -30,35% DFP 5,62 R$/kW.mês 3,35 R$/kW.mês -40,42% EPS 227,70 R$/MWh 216,18 R$/MWh -5,06% EFPS 140,60 R$/MWh 129,08 R$/MWh -8,19% EPU 205,58 R$/MWh 194,07 R$/MWh -5,60% EFPU 127,77 R$/MWh 116,25 R$/MWh -9,01% FIXO 835,29 R$/mês Verde A4 ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO D 5,62 R$/kW.mês 3,35 R$/kW.mês -40,42% EPS 763,58 R$/MWh 589,44 R$/MWh -22,81% EFPS 140,60 R$/MWh 129,08 R$/MWh -8,19% EPU 741,46 R$/MWh 567,32 R$/MWh -23,49% EFPU 127,77 R$/MWh 116,25 R$/MWh -9,01% FIXO 835,29 R$/mês A4 Convencional ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO D 17,57 R$/kW.mês 10,33 R$/kW.mês -41,24% E 152,42 R$/MWh 140,47 R$/MWh -7,84% FIXO 835,29 R$/mês 45

46 Resultados para a simulação de uma distribuidora B1 - Média ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO E 268,84 R$/MWh 249,06 R$/MWh -7,36% FIXO 6,41 R$/mês B2 ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO E 145,21 R$/MWh 134,53 R$/MWh -7,36% FIXO 30,25 R$/mês B3 ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO E 231,67 R$/MWh 214,62 R$/MWh -7,36% FIXO 26,98 R$/mês B4 ATUAL PROPOSTA VARIAÇÃO E 119,38 R$/MWh 110,60 R$/MWh -7,36% FIXO 249,99 R$/mês Resultados para a simulação de uma distribuidora B1 por faixas de consumo 0kWh até 30kWh E ATUAL 93,12 R$/MWh PROPOSTA 86,27 R$/MWh 0,65 R$/mês 30kWh até 100kWh E 160,29 R$/MWh 148,49 R$/MWh 2,05 R$/mês 100kWh até LBR E 161,31 R$/MWh 149,44 R$/MWh 7,09 R$/mês LBR até 500kWh E 241,96 R$/MWh 224,16 R$/MWh 14,07 R$/mês 500kWh até 1000kWh E 268,84 R$/MWh 249,06 R$/MWh 22,53 R$/mês acima 1000kWh E 268,84 R$/MWh 249,06 R$/MWh 72,74 R$/mês 46

47 Resultados para a simulação de uma distribuidora B1 por faixas de consumo (Com consideração social: delta = 9,3%) ATUAL PROPOSTA 0kWh até 30kWh E 93,12 R$/MWh 86,27 R$/MWh 0,50 R$/mês 30kWh até 100kWh E 160,29 R$/MWh 148,49 R$/MWh 1,65 R$/mês 100kWh até LBR E 161,31 R$/MWh 149,44 R$/MWh 6,67 R$/mês LBR até 500kWh E 241,96 R$/MWh 224,16 R$/MWh 15,09 R$/mês 500kWh até 1000kWh E 268,84 R$/MWh 249,06 R$/MWh 28,36 R$/mês acima 1000kWh E 268,84 R$/MWh 249,06 R$/MWh 97,65 R$/mês Fim do Bloco 1 Obrigado! cristiano@daimon.com.br 47