O MERCADO BRASILEIRO DE BIOMASSA PARA GERAÇÃO ELETRICIDADE

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1 O MERCADO BRASILEIRO DE BIOMASSA PARA GERAÇÃO ELETRICIDADE Luiz Moreira Coelho Junior 1, Edvaldo Pereira Santos Júnior 2, Filipe Vanderlei Alencar 3, Helena Cristina Carvalho Soares 4 1 Economista, Dr. Engenharia Florestal - luiz@cear.ufpb.br, 2 Graduando em Engenharia de Energias Renováveis - edvaldo.junior@cear.ufpb.br, 3 Graduando em Engenharia de Energias Renováveis filipe.alencar@cear.ufpb.br, 4 Graduanda em Engenharia de Energias Renováveis helena.soares@cear.ufpb.br Centro de Energias Alternativas e Renováveis - CEAR da Universidade Federal da Paraíba UFPB Cx. Postal 5115, CEP , João Pessoal - PB, RESUMO A energia é um dos fatores vitais para o desenvolvimento econômico e para promoção da estabilidade das nações. Em busca da sustentabilidade, as energias renováveis são alternativas aos combustíveis fósseis, onde se destaca a bioenergia. Este trabalho estudou a produção de energia elétrica brasileira a base de biomassa. A mensuração da produção foi realizada por meio da Razão de Concentração (CR), Índice de Herfindahl- Hirschman (HHI) e o Índice de Gini (G). Foi possível diagnosticar as concentrações industriais, regionais e por fonte de matéria prima para biogeração de eletricidade. Verificou-se que a concentração da produção de eletricidade por meio da biomassa é muito alta, por fonte de matéria-prima, destaca-se o uso do bagaço de cana. As empresas produtoras de bioenergia não apresentam concentrações elevadas, caracterizando um mercado bastante equilibrado. A concentração das empresas para geração de eletricidade por meio da biomassa é bem diversificada. As demais fontes da biomassa para são de concentração moderadamente alto a muito alto; Na região Sudeste concentra o maior número de usinas bioenergéticas, destacando São Paulo; seguido das regiões Sul e Nordeste. Palavras Chave: bioenergia, concentração industrial, economia da energia renovável. ABSTRACT THE BRAZILIAN MARKET BIOMASS FOR ELECTRICITY GENERATION Energy is one of the vital factors for economic development and for promoting stability of nations. In search of sustainability, renewables energy are alternatives to fossil fuels, which highlights the bioenergy. This work studied the production of Brazilian electric energy from biomass. The measurement of the production was performed by the Concentration Ratio (CR), the Herfindahl -Hirschman Index (HHI) and the Gini coefficient (G). It was possible to diagnose industrial, regional and source of raw material for bio-generation of electricity concentrations. It was found that the concentration of the production of electricity using biomass is very high, by source of raw material, the use of bagasse was highlighting. Companies producing bioenergy do not present high concentrations, featuring a fairly balanced market; the concentration of companies for electricity generation through biomass is well diversified. All other sources of biomass are moderately high to very high concentration; on the Southeast region concentrates the max number of bioenergy plants, highlighting São Paulo, followed by regions South and Northeast. Keywords: bioenergy, industrial concentration, renewable energy economy. INTRODUÇÃO A energia é um dos fatores vitais para o desenvolvimento econômico e para promoção da estabilidade das nações. Seu suprimento e seu uso mundial continuam a ser dominado pelos combustíveis fósseis, o que é um entrave ao desenvolvimento sustentável (ROVERE, 1996). Com o aumento da intensidade energética e da eficiência energética favorecem a sustentabilidade dos processos produtivos. Combinados, estes efeitos causam mudanças estruturais na economia e no progresso tecnológico devido às variações de preços dos insumos. A bioenergia é uma alternativa com potencial de substituir parcialmente os combustíveis fósseis, apesar de não possuir a capacidade de solucionar totalmente o problema energético do mundo (GOLDEMBERG et al., 2008). Cortez (2008) afirma que há duas razões principais para o crescente demanda da biomassa. A primeira vem do uso e da extração de combustíveis fósseis como petróleo e carvão mineral, são demasiadamente

2 primitivos, se contrapondo ao momento vivido pela sociedade contemporânea. A segunda trata do iminente impacto causado por estas fontes energéticas às mudanças climáticas, em outras palavras o aquecimento global. Além desses fatos também há o pensamento positivista de que a bioenergia é cíclica, já que sua fonte não é tão afetada por mudanças de época e mudanças climáticas (FAO, 2007). A biomassa pode ser produzida a partir dos vegetais (agrícolas e florestais) e resíduos orgânicos (sólidos urbanos). O Brasil é destaque mundial na produção de energia a base de biomassa na matriz energética, embora que a principal fonte vem da energia hidráulica, a bioenergia representa 8,4% de participação na matriz elétrica nacional. O país apresenta uma vasta produção, advindo principalmente da cana-de-açúcar, carvão vegetal, arroz e licor negro (subproduto da produção de celulose) (BRASIL, 2013). A aplicação da bioenergia vai além da geração de eletricidade, como também para o aquecimento e combustíveis para meios de transportes, principalmente os terrestres. Quanto ao aquecimento há predominância dos sólidos de madeira, para os combustíveis pelo processo de geração mecânica utilizam-se os óleos advindos das culturas oleaginosas (FAO, 2007). A cana de açúcar predomina na cultura brasileira desde a colonização e continua sendo um produto representativo na pauta do mercado doméstico seja na produção de etanol e na geração de energia elétrica. A produção de eletricidade resulta da queima do bagaço e os resíduos são utilizados na agricultura fechando o ciclo da sustentabilidade. Segundo Aneel (2013) o bagaço da cana-de-açúcar representa cerca 80% da produção bioenergética brasileira. Vale destacar que o uso do bagaço de cana é totalmente renovável e valoriza o mercado nacional sucroalcooleiro, além de ser uma tecnologia estritamente nacional. No ano de 2003 a agroindústria canavieira do Brasil apresentou potencial de geração de 12 mil MW, sendo a capacidade instalada no país de 70 mil MW (ORTEGA FILHO, 2003). Na época de seca, período no qual os reservatórios das hidroelétricas estão com capacidade produtiva reduzida, a produção bioenergética mostra-se ainda mais necessária, à matriz energética nacional. Contudo, este trabalho estudou o mercado brasileiro de biomassa para geração de eletricidade, ano 2013, com um enfoque no uso do bagaço de cana. MATERIAIS E MÉTODOS Dados utilizados Os dados utilizados para analisar a produção da bioenergia brasileira, por fonte e empresas, são do Banco de Informações de Geração (BIG) da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), referente ao dia 30 de outubro, acumulado de 2013, disponível em < Para estudar a concentração de mercado do bagaço de cana brasileiro com fins energético utilizou-se o Balanço Energético Nacional (BEN) disponível em < Medidas de concentração As medidas de concentração podem ser classificadas como parciais ou sumárias. Os índices parciais consideram apenas a parte das fontes que atuam em certa indústria. Já os índices sumários utilizam dados de todas as fontes que atuam no mercado. As razões de concentração são consideradas os exemplos mais importantes de índices parciais. Já os índices de Herfindahl Hirschman é o que melhor representa os índices sumários. Além desse índice de concentração, existe ainda o Índice de Gini (G) que é uma medida utilizada para verificar a desigualdade, principalmente da renda, mas que pode também pode ser usado para medir a diferença entre o tamanho e o poder econômico empresarial. Os índices utilizados nesse trabalho são caracterizados a seguir. A Razão de Concentração [CR(k)] considera a participação do consumo dos k (sendo k = 1, 2,..., n) fontes energéticas de determinada indústria. Bain (1959) diz que a forma algébrica da razão de concentração é em que, ( ) ( ) CR k k = si CR k = Razão de concentração de k fontes energéticas; si = market share, em porcentagem, da fonte energética ou empresas i. Convencionalmente, utiliza-se o CR(4) e o CR(8) para análise de concentração industrial, pois na medida em que o valor do índice aumenta, eleva-se também o poder de mercado virtual dos países maiores exportadores. A Tabela 1 ilustra os diferentes níveis de concentração e as respectivas classificações para CR(4) e CR(8). Para o cálculo da razão de concentração, as participações dos países foram ordenadas de forma decrescente. O Índice Herfindahl-Hirschman (HHI), também conhecido como Índice Herfindahl, é uma ferramenta de análise de concentração de mercado proposta de forma independente por Hirschman (1945) e Herfindahl (1950). Em 1964, Hirschman (1964) publicou a obra The Paternity of an Index que reivindica a posse original do índice. i= 1

3 O HHI mede a concentração industrial utilizando os dados de todos os países, em dada indústria, por meio da expressão: n 2 H HI = si em que, n = número de fontes energéticas ou empresas; s i = market share, em porcentagem, da fonte energética ou empresas i. Tabela 1. Classificação do grau de concentração. Table 1. Classification the degree of concentration Grau de Concentração CR (4) CR(8) Muito Alto 75% ou mais 90% ou mais Alto 65% - 75% 85% - 90% Moderadamente Alto 50% - 65% 70% - 85% Moderadamente Baixo 35% - 50% 45% - 70% Baixo 35% ou menos 45% ou menos Fonte: Bain (1959). O HHI evidencia os pesos relativos da participação de cada fonte energética. Ao se elevar ao quadrado o market share das fontes energéticas, atribui-se um maior peso aos que têm maior participação. Segundo Resende (1994) o limite inferior do índice é 1/n, situação em que todas as fontes energéticas têm o mesmo tamanho. Já o limite superior do índice é igual a 1, indicando haver uma concentração máxima, quando há uma situação de monopólio. Para o uso de análises comparativas, quando ocorre uma variação no número de fontes energéticas em dada indústria, Resende (1994) sugeriu um ajuste na fórmula do HHI, da seguinte forma: ' 1 i = 1 ( ) H HI = nhhi 1 ; n > 1 n 1 A utilização dessa equação implica em um intervalo de variação entre 0 e 1 para o HHI. Assim, à medida que o índice se afasta de zero maior será a concentração. Ou seja, se a variação ocorre no intervalo 0 HHI 0,1, o mercado é desconcentrado. O intervalo 0,1 HHI 0,18 indica um mercado pouco concentrado. Mas, quando HHI > 0,18, o mercado é muito concentrado (RESENDE e BOFF, 2002). O Coeficiente de Gini (G) é uma medida de desigualdade desenvolvida por Gini (1912) na obra Variabilità e mutabilità. Este coeficiente, originalmente formulado para medir a desigualdade de renda pode, também, ser usado para medir o grau de desigualdade das exportações de produtos florestais dos países. O índice é uma ferramenta acessória aos coeficientes de concentração, uma vez que uma concentração elevada implica em uma desigualdade maior. O cálculo do índice é feito utilizando-se a seguinte expressão, n ( sij + si ) i= 1 G = 1 n em que, n = número de fontes energéticas; s ij = participação cumulativa das fontes energéticas em ordem crescente; s i = market share, em porcentagem, da fonte energética i do total consumido da indústria. O índice varia entre 0 e 1, classificado da seguinte forma: 0,101 0,250 desigualdade nula a fraca; 0,251 0,500 desigualdade fraca a média; 0,501 0,700 desigualdade média a forte; 0,701 0,900 desigualdade forte a muito forte; 0,900 1,000 desigualdade muito forte a absoluta. RESULTADOS E DISCUSSÃO Segundo os dados da Anaeel (2013), capacidade instalada de geração de eletricidade é da ordem de kw, onde a energia de biomassa é responsável por kw. A Figura 1 apresenta as matérias primas que compõe a biomassa brasileira para geração de eletricidade, em O bagaço da cana representa 82% da produção vem do setor sucroalcooleiro, seguido do licor negro (14%) e dos resíduos florestais (3%) advindos do setor florestal e apenas 1%, representando outras fontes de biomassa como a casca de arroz, o biogás e o capim elefante.

4 Figura 1. Composição das matérias-primas na produção bioenergética brasileira. Figure 1. Composition of raw materials in the Brazilian bioenergy production. Fonte: Aneel (2013) Os indicadores de concentração para fontes de biomassa de geração de eletricidade confirmam que é concentrado. Por meio do CR (2) e CR (4) indica que a concentração é muito alta, com 95,2% e 99,17%, respectivamente. O HHI de 0,69 mostrou extremamente concentrado. Já o índice de Gini de 0,6766 mostra desigualdade média a forte. Sob o ponto de vista das empresas geradoras de eletricidade a partir da biomassa tem-se uma conjuntura mais robusta. Segundo a Aneel (2013), o Brasil possui 470 empresas de geração bioenergia, 100 participam com 66% da geração nacional. A Eldorado Brasil e a Suzano Mucuri são as duas maiores geradoras de energia a partir da biomassa, representam 3% produção nacional e juntas geraram 440 MW. No cenário das empresas geradoras de bioenergia apresentam características de mercado competitivo. Os indicadores HHI e G mostram que a desigualdade é nula ou fraca com valor de 0,0038 e 0,19, respectivamente. Das firmas à base de biomassa, nenhuma produz energia com o objetivo apenas para comercialização, outras 85 empresas fazem autoprodução de energia, 211 são empresas de produção independente, 170 apresentam apenas registro na Aneel e duas registraram como mini e micro geradores. Do total de empresas brasileiras geradoras de bioenergia, 379 firmas utilizam o bagaço da cana como fonte de matéria prima. Em 2010, o bagaço de cana foi responsável por 67% das firmas geradoras de bioenergia nacional. É importante ressaltar que os dados referem ao local de onde é gerada a eletricidade e não onde são produzidas as matérias primas. O maior número de empresas são consumidores de bagaço da cana-de-açúcar, e apresentam uma concentração baixa a muito baixa como pode ser visto na Tabela 2. Tabela 2. Indicadores de concentração das firmas produtoras de energia elétrica a base de biomassa, distribuído por fontes de matérias primas. Table 2. Concentration indicators of firms producing electric energy from biomass, distributed sources of raw materials. Fontes energéticas CR (2) CR(4) CR(8) HHI G Nº firmas Bagaço de Cana 0,0290 0,0554 0,1010 0,0034 0, Licor Negro 0,2875 0,5317 0,8185 0,0375 0, Resíduos de Madeira 0,2320 0,3961 0,5726 0,0348 0, Casca de Arroz 0,4803 0,7054 0,9671 0,0806 0, Biogás 0,5188 0,8238 0,9624 0,1688 0, O bagaço de cana entre todas fontes é a que apresenta a menor concentração industrial, seus índices de razão concentração, de Herfindahl Hirschman ajustado e de Gini mostram uma concentração pequena inferido em mercado competitivo. Com base nos CR (4) e CR (8) a concentração é classificada como baixa segundo Bain (1959). Em relação ao HHI o valor se encontra muito próximo ao 0 (zero), indicando baixa concentração. Enquanto G do bagaço da cana infere uma concentração nula ou fraca. O licor negro percebe-se que o CR(4) e CR(8) indicam que a utilização se trata de uma concentração moderadamente alta, o HHI mostra uma concentração no valor de 0,0979, o que representa uma divergência de resultado ao CR(k), juntamente ao G de 0,38 que demonstra uma desigualdade fraca e média. Os resíduos de madeira que apresenta 42 empresas tem uma concentração considerada moderadamente baixa segundo o índice de razão concentração, em relação aos demais indicadores a análise é semelhante destaca-se como uma concentração nula ou fraca.

5 A casca de arroz apresenta um CR(4) no valor de 0,70, o que a caracteriza como uma concentração alta. O HHI de 0.08 contrapõe este pensamento mostrando uma desconcentração, mas o G reforça a concepção que essa concentração é média, mostrando que a casca de arroz é uma das que mais mostra concentração dentre as fontes de biomassa. Por fim, o biogás se mostra como uma matéria prima concentrada, baseada na observação da razão concentração observa-se uma concentração muito alta, fato esse reforçado pelo HHI um mercado um pouco mais concentrado que os anteriores. O bagaço de cana não apresenta utilização somente ao que se refere a geração elétrica, mas também ao setor alimentício, de papel e celulose e o setor industrial, a Tabela 4 mostra como toda essa potência é dividida no Brasil. A produção nacional de bagaço de cana é consumido no mercado doméstico. No período de 2004 a 2012, a taxa média de crescimento anual da produção de bagaço de cana é de 5,23% a.a.. Observa-se que do consumo total, há uma média de uso no valor de 7,27 % destinada a transformação que evolui em uma taxa de 13,9% a.a. Ainda assim a maioria da produção é distribuída para o consumo energético, subdividindo-se no setor energético e industrial. Tabela 3. Oferta e demanda de bagaço de cana para eletricidade no Brasil (10³ ton). Table 3. Supply and demand of sugarcane bagasse for electricity in Brazil (10³ ton). Descrição Produção Consumo total Transformação Consumo final energético Setor energético Industrial Alimentos e bebidas Papel e celulose Fonte: BEN (2012) No consumo final energético existe uma divisão entre o setor energético e o industrial, onde o primeiro representa cerca de 40% da utilização e o consumo na parte industrial ocupa a parcela de 60% do consumo final energético. A concentração de sua utilização é maior no setor industrial, isso se deve a razão de que o Brasil é um país onde o consumo de açúcar e seus derivados são altos e as indústrias produtoras procuram utilizar seus resíduos de forma mais eficaz. Dentro do setor energético industrial estão presentes o setor de alimentos e bebidas e papel e celulose, este primeiro domina com 99,75% o consumo da indústria, a sua taxa de crescimento é de 4,5% a.a. Enquanto o setor de papel e celulose representa apenas 0,25% de participação no setor energético industrial e um crescimento de 0,3% a.a.. A Figura 2 mostra a participação regional da produção brasileira de bioenergia à base de bagaço de cana. Podese observar uma desigualdade na produção, sendo o sudeste a principal região produtora com um potencial de 55802,51 KW. No estado de São Paulo estão implantadas as maiores usinas nacionais, em virtude de ser o maior polo industrial brasileiro. Figura 2. Produção regional da bioenergia a partir do bagaço de cana Figure 2. Regional production of bioenergy from sugarcane bagasse Fonte: Aneel (2013).

6 CONCLUSÃO A partir das análises realizadas conclui-se que: A concentração da produção de eletricidade por meio da biomassa é muito alta, por fonte de matériaprima, destaca-se o uso do bagaço de cana; As empresas produtoras de bioenergia não apresentam concentrações elevadas, caracterizando um mercado bastante equilibrado; A concentração das empresas para geração de eletricidade por meio da biomassa é bem diversificada; As demais fontes da biomassa para são de concentração moderadamente alto a muito alto; Na região Sudeste concentrado maior número de usinas bioenergéticas, destacando São Paulo; seguido das regiões Sul e Nordeste. REFERÊNCIAS Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL. Banco de Informações de Geração (BIG). Disponível em: < Acesso em: 30 de outubro BAIN, J. Industrial organization. New York: J. Wiley, p. BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Plano Nacional de Energia 2030 / Ministério de Minas e Energia; colaboração Empresa de Pesquisa Energética. Brasília : MME : EPE, v. : il. BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Balanço Nacional Enegético Séries Históricas. Disponível em: < Acesso em: 02 de novembro 2013 CORTEZ, L. A. B.; LORA, E. E. S.; GÓMEZ E. O. Biomassa para energia. Campinas: Editora da Unicamp FAO. Programa das Nações Unidas para agricultura e Alimento. Sustainable bioenergy: A framework for decision makes. Rome, p. GINI, C. Variabilità e mutabilità (1912). In: PIZETTI, E.; SALVEMINI, T. (Ed.). Reprinted in memorie di metodologica statistica. Rome: Libreria Eredi Virgilio Veschi, GOLDEMBERG, J.; COELHO, S.; GUARDABASSI, P. The sustainability of ethanol production from sugarcane. Energy Policy. v. 36, p HERFINDAHL, O. C. Concentration in the Steel Industry f. Thesis (Ph.D.) - Columbia University, New York, HIRSCHMAN, A. O. National power and the structure of foreign trade. Berkley: University of California, p. HIRSCHMAN, A. O. The paternity of an index. The American Economic Review, Pittsburgh, v. 54, n. 5, p , Sept ORTEGA FILHO, S., O Potencial da Agroindústria Canavieira do Brasil. Serrana. FBT_Faculdade de Ciências Farmacêuticas USP. RESENDE, M. Medidas de concentração industrial: uma resenha. Revista Análise Econômica, Porto Alegre, v. 12, n. 21, p , jul./set ROVERE, E. L. L. Energia e meio ambiente. In: MARGULIS, S. (Ed.). Meio ambiente: aspectos técnicos e econômicos. 2. ed. Brasília: IPEA, 246 p