AVALIAÇÃO PROSPECTIVA DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO MUNDO E NO BRASIL. Marcio Soares Dias

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1 AVALIAÇÃO PROSPECTIVA DA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO MUNDO E NO BRASIL Marcio Soares Dias Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear CDTN Comissão Nacional de Energia Nuclear- CNEN Tel. (031) RESUMO As previsões de crescimento econômico e energético mundial, realizadas pelo Energy Information Administration do US Department of Energy, indicam que o consumo de energia elétrica deverá crescer cerca de 9570 bilhões de kwh em 20 anos. A maior parte deste crescimento será baseada na expansão do uso do gás natural. Com o consumo elevado do gás natural e do petróleo, é projetada uma alta significativa dos preços desses combustíveis. A avaliação 2002 do EIA/DOE aponta para um crescimento da geração de eletricidade por fonte nuclear até 2010 e ainda que a retirada de centrais nucleares será menor que as projeções anteriores. A previsão de crescimento do consumo de eletricidade de 3,6%/ano para o Brasil está aquém da relação histórica formada pela taxa de crescimento do PIB (5%) + o fator de elasticidade (entre 1,2 e 1,7%). As taxas anuais para o crescimento econômico e energético do Brasil estão acima da média mundial, mas abaixo da previsão de países como México e China. Por questões de impacto nos custos de produtos brasileiros e na qualidade de vida do povo brasileiro, as opções de investimentos na geração de energia elétrica devem considerar a tendência mundial dos custos dos combustíveis primários e a redução da dependência externa no suprimento. Keywords: trends and projections, energy consumption, electricity generation, nuclear power. I. INTRODUÇÃO As informações apresentadas a seguir estão baseadas, principalmente, nos documentos do Energy Information Administration, EIA, órgão de previsão e análise integrada do U.S. Department of Energy, DOE. As informações do EIA constituem uma referência para a tomada de decisão, na área de energia, por dirigentes e governantes dos EUA. Frente a esta responsabilidade legal, as hipóteses/projeções admitidas pelo EIA são baseadas em leis e regulamentos vigentes e não são considerados os aspectos vinculados a legislações pendentes ou a recursos não apropriados. Nesse sentido as formulações são conservativas e projetam um horizonte até o ano de As mais recentes avaliações do cenário internacional pelo EIA estão consolidadas nos documentos International Energy Outlook, IEO-2001 e 2002, de março de 2001 e de 2002, respectivamente, e International Energy Review, de fevereiro de 2001, onde são apresentadas as evoluções históricas e as projeções, até 2020, do consumo mundial de energia, o mercado mundial de óleo, gás natural, carvão, energia nuclear, recursos hídricos e outras fontes renováveis, o uso da energia no transporte e as metas ambientais relacionadas com o uso da energia. O Annual Energy Outlook 2002, também editado pelo EIA, faz parte da documentação regular e de mesma temática, porém voltada para o cenário norte-americano. II. O CONSUMO MUNDIAL DE ENERGIA De acordo com as projeções do EIA, mostrada na Fig. 1(a), o consumo de energia crescerá de 403 para 645 EJ no período de 1999 a 2020 um crescimento de 60% num horizonte de 21 anos. A Fig. 1(b) mostra a distribuição deste consumo entre as regiões industrializada, em desenvolvimento e Europa Oriental + antiga União Soviética (EE/FSU). A discriminação da classificação regional, utilizada pelo EIA, é fornecida na Tabela 1. O resultado da Fig. 1(b), por sua vez, ressalta que a pressão do crescimento no período de 1999 a 2020 está concentrada, principalmente, nos países em desenvolvimento. As linhas verticais nestas figuras indicam o ano de referência da avaliação.

2 (a) Geral (b) Por região Figura 1. Consumo Mundial de Energia [1,2,3]. TABELA 1. Classificação Regional do EIA [1,2] Região Industrializada Região em Desenvolvimento EE/FSU América do Norte: Estados Unidos, Canadá e México Europa Ocidental: Reino Unido, França, Alemanha, Itália, Países Baixos e outros da Europa Ocidental Ásia Industrializada: Japão, Australásia (Nova Zelândia e territórios americanos) Ásia em Desenvolvimento: China, Índia, Coréia do Sul e outros asiáticos Oriente Médio: Turquia e outros do Oriente Médio África América Central e do Sul: Brasil e outros centro e sul-americanos antiga União Soviética e Europa Oriental As distribuições do consumo de energia por tipo de combustível, projetadas para o mundo e para os EUA, são mostradas nas Figs. 2(a) e (b), respectivamente. Nessas figuras são marcantes as previsões de crescimento do consumo de petróleo e de gás natural. Em 2020, os EUA ainda serão responsáveis por mais de 20% do consumo mundial de petróleo, gás natural e carvão. A Fig. 3(a) mostra a evolução do consumo mundial de eletricidade e a Fig. 3(b) apresenta o uso das fontes primárias de energia na geração de eletricidade. As regiões industrializadas e em desenvolvimento da Ásia + América apresentam, em termos absolutos, a mesma tendência de crescimento até Entretanto, em termos relativos ao ano de 1999, o consumo deverá aumentar cerca de 135% na região em desenvolvimento e de 48% na região industrializada. Todas as regiões sinalizam um forte crescimento no uso do gás natural, como fonte primária para atender o crescimento da demanda de energia elétrica até o ano de (a) Mundial (b) EUA Figura 2. Consumo de Energia por Fonte Primária [1,4].

3 (a) (b) Figura 3. Evolução do Consumo Mundial de Eletricidade (a) e da Fontes Primárias de Geração (b) [1]. Como maior consumidor de energia no mundo, o cenário de consumo nos EUA tem um impacto significativo na regulação da oferta e dos custos de combustíveis fósseis no mercado mundial. A Fig. 4 mostra a geração de eletricidade por tipo de combustível projetada para os EUA. Nessa figura é evidente a sustentação do crescimento do consumo de eletricidade com base na expansão do uso do gás natural e carvão. Fato importante é que já hoje os EUA são um mercado importador de gás natural. A Tabela 2 mostra os consumos totais de eletricidade, para as mesmas regiões e alguns países selecionados para comparação. Nessa tabela são fornecidos também os valores relativos ao Brasil e ao mundo. O crescimento mundial do consumo de eletricidade (9570 bilhões de kwh) entre 1999 e 2020 terá uma sustentação da ordem de 43% proveniente do gás natural como fonte primária de energia. Figura 4. Contribuições das Fontes Primárias na Geração de Eletricidade nos EUA [4]. TABELA 2. Consumo de Eletricidade por Região (em bilhões de kwh) [1] Região/País taxa (%) América do Norte ,1 EUA ,0 México ,0 Europa Ocidental ,7 Ásia Industrializada ,5 Europa Oriental/antiga URSS ,9 Ásia em Desenvolvimento ,5 China ,5 Coréia do Sul ,0 América Central e do Sul ,9 Brasil ,6 em Desenvolvimento ,2 Total Mundial ,7 Embora as edições anteriores do International Energy Outlook projetassem um declínio da energia nuclear como fonte primária na geração de eletricidade, a projeção 2002 foi revista face as previsões de maior utilização da capacidade instalada e de redução das retiradas de operação. A extensão das licenças operacionais (ou equivalentes) serão requeridas e garantidas em diversos países do mundo industrializado. A capacidade nuclear mundial deverá aumentar de 350 GW em 2000 para 363 GW em 2010 e 359 GW em Dos 98 GW de capacidade nuclear disponível em 2000 nos EUA, 10 GW estão previstos para serem retirados até Na previsão anterior do IEA a retirada nuclear era de 26 GW. Esta alteração é resultante da reavaliação dos custos do gerenciamento de centrais nucleares, considerando a renovação de licenças, e dos custos crescentes do gás natural [1,5]. A projeção para a energia nuclear é mostrada na Fig. 5.

4 Figura 5. Evolução da Capacidade Nuclear Segundo a Previsão 2002 do EIA/DOE [1]. Atualmente o mercado dos EUA é francamente importador de gás natural e o crescimento projetado para a dependência externa está sendo questionado em termos de segurança nacional e apontando a energia nuclear como uma solução estratégica. As avaliações de opções de centrais nucleares para 2010 estão avançadas nos EUA conforme o DOE [6]. No contexto do consumo crescente de gás natural, o custo projetado deste combustível também apresenta a tendência de alta continuada. Esta tendência aplica-se também ao petróleo. As Figs. 6(a) (b), (c) e (d) mostram, respectivamente, a projeção de custos dos combustíveis para as geradoras de eletricidade americanas, em base de U.S. cents do ano 2000/kWh, e as evoluções de custos do gás natural, do petróleo e da eletricidade em valores nominais. De 1988 a 2001 o fator de capacidade médio, considerando todas as centrais nucleares americanas, aumentou de 72% para 89,1%. Adicionalmente, 57 delas passaram por pequenas reformas que permitiram o aumento de suas potências que totalizou 2,2 GWe. Portanto, mesmo sem novos reatores (111 reatores em 1990 e 103 em 2001), a geração nuclear subiu de aproximadamente 300 bilhões de kwh em 1980, 577 bilhões de kwh em 1990 e 750 bilhões de kwh (20% do consumo total) em Concomitantemente, o custo médio de geração das centrais nucleares caiu de 3,04 cents/kwh em 88 para 1,83 cents/kwh em 99, recorde de custos baixo na comparação com as demais fontes de energia: 2,07 cents/kwh para o carvão; 3,18 cents/kwh para o óleo e 3,52 cents/kwh para o gás natural. Nos EUA espera-se que fator de disponibilidade das centrais nucleares alcance valores acima de 90% em No cenário mundial, o fator de disponibilidade médio do parque nuclear e os custos operacionais também acompanham a tendência americana. Em termos de custos operacionais, o estudo do EIA concluiu que as centrais nucleares de potência são competitivas em relação as unidades de geração a carvão e a gás natural. Esses custos, mostrados na Tabela 3, foram, em média, 2,2 a 4,1 cents/kwh para as unidades a gás natural, 1,9 a 3,3 cents/kwh para a unidades a carvão e 0,8 a 3,2 cents/kwh para as centrais nucleares. Os custos dos combustíveis no caso das geradoras americanas são altamente favoráveis ao combustível nuclear, como mostrado na Fig. 6(a). (a) Custos dos Combustíveis para as Geradoras de Eletricidade (dólares de 2000/kWh) (b) Custo Nominal de Extração/m 3 do Gás Natural, com Base nos 48 Preços Menores (c) Custo Nominal do Petróleo por Barril (d) Custo Nominal de Varejo da Eletricidade Figura 6. Projeção de Custos dos Combustíveis [4]. TABELA 3. Custos Operacionais de Centrais Nucleares, a Carvão e a Gás Natural [1] (valores em US cents/kwh) País Nuclear Carvão Gás Natural Canadá 0,8 1,9 2,2 Finlândia 1,5 2,3 3,0 França 1,5 3,3 3,9 Japão 3,2 3,2 4,0 Coréia 1,4 2,3 3,7 Espanha 1,9 2,9 4,1

5 III. O DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E A ELETRICIDADE DO BRASIL A interdependência entre as taxas de crescimento do PIB e do consumo de energia elétrica não é uma característica exclusiva do Brasil. As Figs. 7(a) e (b) permitem comparar as taxas PIB e do consumo de energia elétrica nos EUA e Brasil. (a) PIB/População (a) EUA Taxa de Crescimento Ano PIB Eletricidade (b) Brasil Figura 7. Taxas de PIB e do Consumo de Energia Elétrica nos EUA e no Brasil [2,7]. As Figs. 8(a), (b) e (c) mostram as evoluções projetadas para o PIB per capita, consumo de energia elétrica per capita e a intensidade do consumo de energia elétrica. As evoluções apresentadas referem-se ao Brasil, México, China, Coréia do Sul e EUA para fins de comparação. Os valores de população, PIB, consumos de energia e energia elétrica em 1999 desses países estão apresentados na Tabela 4. As taxas de crescimento anual dessas grandezas são também mostradas nessa Tabela. Os resultados dessas figuras mostram que Brasil e México estão ultrapassando as médias mundiais, mas não apresentam, no período de 20 anos, resultados expressivos em relação a essas médias. A Coréia do Sul, que nas décadas de 70/80 apresentava, por meio desses indicadores, situação menos favorável que o Brasil, descolou-se rapidamente das médias mundiais, como resultado de um forte desenvolvimento econômico e investimentos na geração de energia. De forma similar, os investimentos realizados pela China mostram resultados otimistas para um país com mais de 1 bilhão de habitantes. A Região Industrializada do mundo, EUA em particular, deverá ampliar nesse mesmo período a distância que a separa dos países em desenvolvimento. (b) Consumo Energia Elétrica/População (c) Intensidade de Energia Elétrica (* PIB em dólares de 1997) Figura 8. Evoluções de Indicadores de Desenvolvimento Econômico e Energético [1,2,3,4]. O Brasil, caso pretenda alcançar no horizonte de 15 anos uma condição de desenvolvimento econômico e social semelhante à que é desfrutada hoje pela Coréia, terá que promover um crescimento econômico de 6,5%/ano e para a geração elétrica a taxa de 6,8%/ano. No tocante ao crescimento do consumo de eletricidade, a taxa em questão tem grande possibilidade de ser atingida ou ultrapassada, mesmo que a economia não se desenvolva tanto: na década de 70 houve um crescimento anual de 11,8% e mesmo na década de 80 o crescimento foi de 6,0%. O fator de elasticidade, com que a taxa de crescimento do consumo elétrico supera a do crescimento econômico, apresentou os seguintes valores médios: 1,37, 3,75 e 1,76 nas décadas de 70, 80 e 90, respectivamente. Esses índices, dentro de um crescimento sustentável, dependem de características de nossa economia e infra-estrutura que não mudam rapidamente. Descartando-se o índice dos anos 80 e considerando-se que em dezembro de 2000 ele foi de 1,23, esse fator deve ficar na faixa de 1,2 a 1,7%. Se o país crescer a 5% nesta década, o crescimento do consumo elétrico deverá situar-se em torno de 6,5%/ano.

6 TABELA 4. Dados dos EUA, México, China, Coréia do Sul e Brasil [1]. População (milhões) PIB (bilhões de 1997 USD) Consumo de Energia (EJ) Consumo de Eletricidade (bilhões de kwh) País 1999 taxa taxa taxa taxa EUA 273 0, , , ,0 México 97 1, ,1 6,4 3, ,0 China , ,0 33,6 4, ,5 Coréia do Sul 46 0, ,5 7,7 2, ,0 Brasil 168 1, ,0 9,0 3, ,6 Mundial , ,2 402,9 2, ,7 IV. CONCLUSÃO Situação Internacional. O cenário internacional mostra uma clara e acentuada tendência de crescimento mundial do consumo de energia. O óleo, carvão e, principalmente, o gás natural são as principais fontes primárias projetadas para o atendimento deste crescimento. O consumo de energia elétrica deverá crescer em cerca de 48% no mundo industrializado e 135% no mundo em desenvolvimento. Em termos absolutos, o crescimento mundial do consumo de energia elétrica deve alcançar 9570 bilhões de kwh nos próximos 20 anos. A maior parte deste crescimento está prevista com base na expansão do uso do gás natural, como fonte primária de energia. A partir do alto consumo do gás natural e do petróleo, é projetada uma significativa alta dos preços reais e nominais destes combustíveis no mercado internacional. Por questões de segurança nacional e competitividade no mercado aberto, os países estão a busca de opções de investimentos em energia elétrica que reduzam os riscos associados à dependência externa para as fontes primárias de geração. Situação Nacional. As previsões do US EIA/DOE relacionadas com o Brasil para o período de 1999 a 2020 apontam uma evolução que não permitirá ao país descolarse dos indicadores médios mundiais. A previsão do crescimento anual do PIB de 5% não é pequena, mas a previsão de 3,2% para o crescimento do PIB mundial é constituída principalmente pelo crescimento da região industrializada do mundo e alguns poucos países da região em desenvolvimento. A previsão de crescimento do consumo de eletricidade de 3,6%/ano para o Brasil está aquém da relação histórica formada pela taxa de crescimento do PIB (5%) + o fator de elasticidade (entre 1,2 a 1,7%). As taxas médias anuais para os indicadores de desenvolvimento econômico e energético do Brasil estão acima da média mundial, mas abaixo da previsão de países como México e China. A sustentação do crescimento econômico do Brasil depende claramente da disponibilidade de energias, em particular da energia elétrica. Por questões de impacto nos custos de produtos brasileiros e na qualidade de vida do povo brasileiro, as opções de investimentos na geração de energia elétrica devem considerar a tendência mundial dos custos dos combustíveis primários e a redução da dependência externa no seu suprimento. REFERÊNCIAS [1] U.S. DOE, Energy Information Administration. International Energy Outlook 2002, March (DOE/EIA-0484(2002)). [2] U.S. DOE, Energy Information Administration. International Energy Outlook 2001, March (DOE/EIA-0484(2001)). [3] U.S. DOE, Energy Information Administration. International Energy Annual 1999, February (DOE/EIA-0219(99)). [4] U.S. DOE, Energy Information Administration. Annual Energy Outlook 2002, December (DOE/EIA- 0383(2002)). [5] U.S. DOE, Energy Information Administration. EIA Reports, November 14, (EUA/2001/press185.html). Acesso em dezembro de [6] USDOE, Office of Nuclear Energy, Science and Technology and Nuclear Energy Research Advisory Committee. A Roadmap to Deploy New Nuclear Power Plants in the United States by 2010, v. I e II, Oct [7] ILUMINA. Você sabia?.pps, Acesso em maio de ABSTRACT The world use of electricity is projected to increase by 9,570 billions kwh over a span of 20 years. Natural gas is expected to account for the largest increment in electricity generation. As a result of high oil and natural gas consumption fuel prices are projected to rise in nominal dollars over the forecast horizon. Higher capacity utilisation and fewer expected retirements of running nuclear plants have resulted in a revision of EIA s projected consumption of electricity from nuclear power. Projection of 3.6%/year in the electricity consumption in Brazil is lower than the historical correlation given by the GDP (5%) growth rate plus 1.2 to 1.7%. GDP and energy consumption growth rates for Brazil are projected to be higher than the world value, but are lower than the projected values for countries like Mexico and China. Trends in primary fuel prices and external dependence on fuel supply are important factors for the Brazilian investments on electricity generation due their impact on costs and standard of living.

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