Universidade de São Paulo Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz

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1 Universidade de São Paulo Escola Superior de Agriculura Luiz de Queiroz Os programas de álcool como combusíveis nos EUA, no Japão e na União Européia e as possibilidades de exporação do Brasil Sérgio Rangel Figueira Tese apresenada, para obenção do íulo de douor em Ciências, Área de Concenração: Economia Aplicada Piracicaba 2005

2 Sérgio Rangel Figueira Economisa Os programas de álcool como combusível nos EUA, no Japão e na União Européia e as possibilidades de exporação do Brasil Orienadora: Prof a Dr a. HELOISA LEE BURNQUIST Tese apresenada, para obenção do íulo de douor em Ciências, Área de Concenração: Economia Aplicada. Piracicaba 2005

3 Dados Inernacionais de Caalogação na Publicação (CIP) DIVISÃO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - ESALQ/USP Figueira, Sérgio Rangel Os programas de álcool como combusível nos EUA, no Japão e na União Européia e as possibilidades de exporação do Brasil / Sérgio Rangel Figueira. - - Piracicaba, p. : il. Tese (Douorado) - - Escola Superior de Agriculura Luiz de Queiroz, Álcool como combusível 2. Brasil 3. Esados Unidos 4. Exporação 5. Japão 6. União Européia I. Tíulo CDD Permiida a cópia oal ou parcial dese documeno, desde que ciada a fone O auor

4 3 Dedico ao meu pai, José Francisco e minha mãe, Maria Conceição

5 4 AGRADECIMENTOS À orienadora Heloisa Lee Burnquis, pela dedicação em odas as eapas desse rabalho. Agradecimeno especial à professora Mirian Bacchi, pelo fundamenal apoio na uilização do modelo de Box-Jenkins e pelas paricipações no seminário e qualificação. À professora Sílvia Miranda, pela paricipação no seminário e qualificação, e ao professor Geraldo San ana, pela paricipação na qualificação. Ambos forneceram preciosas sugesões para a realização dese rabalho. Ao professor Marcos Jank, pelas sugesões para a escolha do ema. Aos professores do Deparameno de Economia, Adminisração e Sociologia, oda a minha graidão pelos conhecimenos ransferidos. À CAPES, pela bolsa concedida. À Maielli, pela paciência e dedicação no aendimeno. À Ligiana e ao Álvaro pelo aendimeno na biblioeca. A odos os funcionários da ESALQ, que propiciaram a esruura para a realização dos cursos e da ese. Ao Luiz Carlos Corrêa Carvalho e ao professor Guilherme Dias, pelas conversas ao longo dese rabalho. Aos colegas do douorado: Cárlion, Humbero, Kleber, Samuel, Piedade e Alivinio, pelo qual comparilhamos inúmeros cursos oferecidos no deparameno, pela amizade e companheirismo. Ao Jonas, pelas conversas a respeio da ese. Ao pessoal da República: Humbero, Ary, Mauro, Lucilio, Emerson, Marcelo e a odos os demais evenuais moradores. Ao grupo de esudos em comércio inernacional (GECINT), pelo qual enho o prazer e orgulho de paricipar, pelas discussões e rocas de informações. À odos os colegas da ESALQ, pelo companheirismo esalqueano. À oda a família e amigos, pelo apoio na realização de mais esá jornada na minha vida.

6 5 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS RESUMO ABSTRACT INTRODUÇÃO O problema e sua imporância Objeivos Jusificaiva DESENVOLVIMENTO Revisão da lieraura A evolução do programa do álcool combusível no Brasil Exporações brasileiras de álcool O mercado de açúcar O efeio esufa e o proocolo de Quioo O proocolo de Quioo Exernalidades posiivas ambienais relacionadas à uilização do álcool combusível Redução da emissão de CO 2 aravés da uilização do álcool como combusível Redução da uilização de MTBE, principalmene nos EUA O impaco do MTBE na água nos Esados Unidos da América Insabilidade na ofera de peróleo Programas americano, japonês e europeu para se uilizar o eanol como combusível O programa americano do eanol para combusível O programa da gasolina oxigenada de inverno dos EUA... 68

7 O programa de gasolina reformulada nos EUA O programa de gasolina renovável nos EUA (Renewable Fuels Sandard RFS) O programa de eanol E Ofera de eanol nos Esados Unidos O programa do eanol no Japão Os programas de eanol na União Européia Demanda por eanol na União Européia Ofera de eanol na União Européia Modelos de demanda por gasolina Meodologia, procedimenos e dados Meodologia Modelos univariados Modelos de função de ransferência Procedimenos Eapas para a realização de previsões em um modelo univariado uilizando-se da meodologia de Box-Jenkins Idenificação Idenificação da ordem de inegração do filro Idenificação da ordem de inegração da série pela visualização gráfica Idenificação da ordem de inegração da série pelo ese de Dickey-Fuller Idenificação, pela visualização gráfica, de séries cuja sazonalidade não é esacionária Tese de raiz uniária sazonal A Idenificação dos modelos ARMA

8 Idenificação do Modelo Auo Regressivo AR Idenificação do modelo de médias móveis MA Idenificação do Modelo auo-regressivo de médias móveis (ARMA) Idenificação do modelo ARMA sazonal Esimação e checagem de diagnósico Análise dos resíduos Tese de auocorrelação residual Tese de Box Pierce Tese de correlação cruzada Avaliação da ordem do modelo Menor erro quadráico médio Previsão Eapas para a realização de previsões em um modelo de função de ransferência Idenificação Esimação e checagem de diagnósico Análise dos resíduos Tese de superajusameno e de subajusameno Menor erro quadráico médio Previsão Dados Resulados e discussão Projeções sobre consumo de eanol nos Esados Unidos Previsão do consumo de gasolina nos EUA Seleção do modelo

9 Idenificação Esimação Verificação Tese de auocorrelação residual Tese de Box-Pierce Tese de correlação cruzada Erro quadráico médio Previsão do consumo de gasolina Cenários para o consumo de eanol nos EUA Primeiro cenário: subsiuição da adição do MTBE na gasolina, pelo eanol carburane, em 17 esados nore-americanos Segundo cenário: subsiuição da adição do MTBE na gasolina, pelo eanol carburane, em odos os esados nore-americanos Terceiro cenário: Programa de combusíveis renováveis Discussão: impacos dos cenários de consumo de eanol nos Esados Unidos na uilização de milho e os subsídios à produção da maéria prima Projeções sobre o consumo de eanol no Japão Previsão sobre o consumo de gasolina no Japão Seleção do modelo Esimação Verificação Tese de auocorrelação residual Tese de Box-Pierce Tese de correlação cruzada

10 Menor erro quadráico médio Previsão do consumo de gasolina Projeção do consumo de eanol Discussão: possibilidade de exporação de eanol do Brasil para o mercado japonês Projeções sobre o consumo de eanol na Alemanha, França, Iália, e Reino Unido Projeções sobre o consumo de gasolina na França, Iália, Alemanha e Reino Unido Previsão sobre o consumo de gasolina na Alemanha Seleção do modelo Esimação Verificação Tese de auocorrelação residual Tese de Box-Pierce Tese de correlação cruzada Menor erro quadráico médio Previsão do consumo de gasolina Previsão sobre o consumo de gasolina na Alemanha, Iália, França e Reino Unido Seleção do modelo Esimação Verificação Tese de auocorrelação residual Tese de Box-Pierce Tese de correlação cruzada Menor erro quadráico médio Previsão do consumo de gasolina

11 Inferências sobre o consumo de gasolina na França, Alemanha, Iália e Reino Unido Projeções sobre o consumo de eanol na Alemanha Projeções sobre o consumo de eanol na França, Iália, Reino Unido e Alemanha Projeções sobre o consumo de álcool anidro no Brasil Previsões sobre o consumo de gasolina no Brasil uilizando-se da função de ransferência Idenificação Modelo Univariado sobre o consumo de gasolina no Brasil Esimação Verificação Tese de auocorrelação residual Tese de Box-Pierce Tese de correlação cruzada Menor erro quadráico médio Modelo univariado para a evolução do PIB no Brasil Verificação Tese de auocorrelação residual Tese de Box-Pierce Tese de correlação cruzada Menor erro quadráico médio Análise da função de correlação cruzada enre o PIB e o consumo de gasolina Esimação Verificação Análise das funções de auocorrelações dos resíduos

12 Tese de Box-Pierce Tese de correlação cruzada enre o resíduo e a variável explicaiva Menor erro quadráico médio Cenários para o consumo de gasolina no Brasil Considerações sobre as projeções do consumo de gasolina no Brasil Projeções sobre consumo de álcool anidro no Brasil Previsão sobre o consumo de álcool hidraado no Brasil Seleção do modelo Esimação Verificação Tese de auocorrelação residual Tese de Box-Pierce Tese de correlação cruzada Menor erro quadráico médio Previsão do consumo de álcool hidraado CONCLUSÕES REFERÊNCIAS ANEXOS

13 12 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Fluxo simplificado do processo de produção de açúcar e álcool Figura 2 - Evolução mensal do preço do barril de peróleo, em US$, período: jan/70 aé dez/ Figura 3 - Evolução da produção brasileira de álcool, período:1970 aé Figura 4 - Evolução da produção de carros a álcool e a gasolina/diesel no Brasil, período: 1979 aé Figura 5 - Desino da cana de açúcar volada para a produção de álcool e de açúcar, período: 1975/1976 aé 1999/ Figura 6 - Vendas e expecaivas de vendas de carros bicombusíveis, período: 2003 aé Figura 7 - Exporações brasileiras de álcool, período: 1996 aé Figura 8 - Principais desinos das exporações brasileiras de álcool, milhões de liros, no ano de Figura 9 - Comércio mundial de eanol, milhões de liros, períodos: 1998 aé Figura 10 - Exporações brasileiras de açúcar, período: 1990 aé Figura 11 - Desenho ilusraivo das formas de conaminação da água pelo MTBE Figura 12 - Projeções sobre a ofera mundial de Peróleo, período: 1960 aé Figura 13 - Hisórico da produção de eanol nos EUA, período: 1980 aé Figura 14 - Milho uilizado nos EUA para a produção de eanol, período: 1980 aé Figura 15 - Evolução da produção de biodiesel na União Européia, milhares de oneladas, período: 1993 ae Figura 16 - Produção de eanol na União Européia, milhares de oneladas, períodos: 1993 aé

14 13 Figura 17 - Produção de biodiesel nos países da União Européia, milhares de oneladas, no ano de Figura 18 - Produção de eanol nos países da União Européia, milhares de oneladas, no ano de Figura 19 - Gráficos conendo as FACs de uma série inegrada de segunda ordem Figura 20 - Procedimenos para se efeuar o ese de raiz uniária Figura 21 - Função de auocorrelação com uma série sazonalmene não esacionária Figura 22 - Exemplos de Função de Auocorrelação e Auocorrelação Parcial para modelos Auo Regressivos de ordem 0 (represenado como AR(0)) e de ordem 1(AR(1)) Figura 23 - Exemplos de Função de Auocorrelação e Auocorrelação Parcial para modelos AuoRegressivos de ordem 2 (AR(2)) Figura 24 - Exemplos de função de auocorrelação (FAC) e de auocorrelação parcial (FACP) para modelos de Média Móvel (MA) de ordem 0 e Figura 25 - Exemplos de Função de Auocorrelação (FAC) e Auocorrelação Parcial (FACP) modelos de Média Móvel (MA) de ordem Figura 26 - Gráficos relaivos ao modelo ARMA (1,1) Figura 27 - Função de auocorrelação esimada para o consumo de gasolina nos EUA, período da série: 1980 aé Figura 28 - Auocorrelação da demanda de gasolina nos EUA após a diferença, período da série: 1980 aé Figura 29 - Auocorrelação do consumo de gasolina nos Esados Unidos com diferença e diferença sazonal, período da série: 1980 aé Figura 30 - Auocorrelação parcial do consumo de gasolina nos Esados Unidos após a exração da diferença e da diferença sazonal, período da série: 1980 aé Figura 31 - Valores esimados, previsos e os inervalos de confiança do consumo de gasolina nos Esados Unidos, período: 1 ri 1995 aé 4 ri

15 14 Figura 32 - Resulado da previsão do consumo de gasolina para os EUA, período 2004 aé Figura 33 - Resulado dos cenários I, II e III de consumo de eanol nos EUA, períodos: 2004 aé Figura 34 - Valores observados e previsos de consumo de gasolina no Japão, em bilhões de liros 1 ri aé 4 ri Figura 35 - Previsão anual da ofera de gasolina no Japão, em bilhões de liros, período: 2004 aé Figura 36 - Valores observados e previsos, em bilhões de liros, período: 2001 aé Figura 37 - Previsão da ofera de gasolina na Alemanha, período: 2004 aé Figura 38 - Valores observados e previsos, período: 1 ri aé 4 ri Figura 39 - Previsão de ofera rimesral de gasolina na Alemanha, França, Iália e Reino Unido, período: 2004 aé Figura 40 - Evolução das porcenagens de consumo de gasolina e de óleo diesel para auomóveis no Reino Unido, período: 1989 aé Figura 41 - Evolução das porcenagens de consumo de gasolina e óleo diesel na Alemanha, período: 1989 aé Figura 42 - Evolução das porcenagens de consumo de gasolina e óleo diesel na França, período: 1989 aé Figura 43 - Evolução das porcenagens de consumo de gasolina e óleo diesel na Iália, período: 1989 aé Figura 44 - Comparação enre os valores previsos e os observados, período: 1 ri aé 4 ri Figura 45 - Valores esimados e previsos do PIB, período: 1 ri 2001 aé 4 ri Figura 46 - Análise comparaiva enre o valor observado e o previso, período: 1 ri 2001 aé 4 ri

16 15 Figura 47 - Resulados de simulação de Cenários relaivos ao crescimeno do consumo de gasolina no Brasil, período: 2004 aé Figura 48 - Valores observados e previsos para o consumo de gasolina na economia brasileira, em bilhões de liros, período: 1 ri 2001 aé 4 ri Figura 49 - Curva de aprendizagem relaiva à produção de eanol no Brasil Figura 50 - Cenários oimisa e muio oimisa com relação a imporação de eanol Figura 51- Gráfico sobre a produção de eanol no mundo, em milhões de liros Figura 52 - Evolução da Produção Mundial nos Principais Países Produores, período: 1998 aé Figura 53 - Imporação de eanol uilizada para combusível e ouros fins Figura 54 - Mapa da localização das planas indusriais de produção de eanol nos Esados Unidos Figura 55- Função de Auocorrelação do consumo de gasolina no Japão Figura 56 - Auocorrelação da demanda de gasolina no Japão após a diferença Figura 57 - Auocorrelação da demanda de gasolina no Japão com diferença e diferença sazonal Figura 58 - Auocorrelação parcial da demanda de gasolina no Japão após a diferença e a diferença sazonal Figura 59 - Função de auocorrelação do consumo de gasolina na Alemanha Figura 60 - Auocorrelação da demanda de gasolina na Alemanha após a diferença Figura 61 - Auocorrelação da demanda de gasolina na Alemanha com diferença e diferença sazonal Figura 62 - Auocorrelação parcial da demanda de gasolina na Alemanha com diferença e diferença sazonal Figura 63 - Função de auocorrelação do consumo de gasolina na Alemanha, Reino Unido, França e Iália

17 16 Figura 64 - Auocorrelação da demanda de gasolina na França, Alemanha, Reino Unido e Iália após a aplicação de duas diferenças Figura 65 - Auocorrelação da demanda de gasolina na França, Alemanha, Reino Unido e Iália com diferença e diferença sazonal Figura 66 - Auocorrelação parcial da demanda de gasolina na Alemanha, França, Iália e Reino Unido com duas diferenças e diferença sazonal Figura 67 - Auocorrelação do consumo de gasolina no Brasil Figura 68 - Auocorrelação do consumo de gasolina no Brasil após a diferença Figura 69 - Auocorrelação parcial da demanda de gasolina no Brasil após a diferença Figura 70 - Auocorrelação do PIB no Brasil Figura 71 - Auocorrelação do PIB no Brasil após a diferença Figura 72 - Função de Auocorrelação do PIB após se exrair a diferença e a diferença sazonal Figura 73 - Auocorrelação parcial do PIB após se exrair a diferença e a diferença sazonal Figura 74 - Função de auocorrelação do consumo álcool hidraado no Brasil Figura 75 - Auocorrelação do consumo de álcool hidraado após a diferença e a diferença sazonal Figura 76 - Auocorrelação parcial do consumo de álcool hidraado após a diferença e a diferença sazonal

18 17 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Produção de cana-de-açúcar no Brasil principais esados produores -; em Tabela 2 - Produção de álcool no Brasil por região e Esado; em milhões de liros, safras: 1996/97 aé 2002/ Tabela 3 - Produção de cana-de-açúcar nos 10 maiores países produores em 2003; período: 1996 aé Tabela 4 - Produividade dos 10 principais países produores de cana de açúcar, período: 1996 aé Tabela 5 - Produividade dos esados produores de cana-de-açúcar no Brasil; períodos: 1997 aé Tabela 6 - Consumo per capia dos maiores consumidores mundiais de açúcar, período: 1994 aé Tabela 7 - Gases responsáveis pelo efeio esufa Tabela 8 - Gases do efeio esufa e suas principais fones anropogênicas Tabela 9 - Redução necessária dos principais países emissores de CO Tabela 10 - Redução da emissão de CO2 pela uilização de álcool, no ano de Tabela 11 - Balanço das emissões líquidas de CO 2 devido à produção de cana-de-açúcar e uilização de eanol, no ano de Tabela 12 - Balanço da ofera e da demanda de MTBE nos EUA, período: 1995 aé Tabela 13 - Consumo esimado de MTBE em gasolina reformula e oxigenada de inverno por esado, período: 1995 aé Tabela 14 - Áreas com programas de gasolina de inverno dos Esados Unidos, aé julho de

19 Tabela 15 - Áreas redesignadas dos Esados Unidos: inicialmene pariciparam do programa de gasolina oxigenada de inverno, no enano abandonaram o programa por deixar de apresenar problemas de excesso de monóxido de Carbono no ar, aé julho de Tabela 16 - Programa de gasolina reformulada de inverno dos EUA Tabela 17 - Programa de gasolina reformulada de verão dos EUA Tabela 18 - Volume aplicável de combusível renovável nos EUA, período: 2005 aé Tabela 19 - Principais fones alernaivas de energia para veículos nos Esados Unidos, período: 1995 aé Tabela 20 - Evolução do consumo de E-85 nos Esados Unidos; Milhões de Galões; nos anos de 1998, 2000 e Tabela 21 - Tendências da ofera oal de energia primária no Japão e porcenagens por fones de energia Tabela 22 - Tese de raiz uniária para séries individuais, para a série de consumo de gasolina nos EUA, período da série: 1980 aé Tabela 23 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ μ e τ αμ, para a série de gasolina americana, período da série: 1980 aé Tabela 24 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, para a série de consumo de gasolina dos Esados Unidos, período da série: 1980 aé Tabela 25 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, considerando-se a segunda diferença, para a série de gasolina americana, período da série: 1980 aé Tabela 26 - Valores uilizados para o ese de raiz uniária sazonal, período da série: 1980 aé Tabela 27 - Valores esimados do processo gerador do consumo de gasolina americano, período da série: 1980 aé

20 19 Tabela 28 - Valores das auocorrelações residuais para a série do consumo de gasolina nos Esados Unidos, período da série: 1980 aé Tabela 29 - Correlações cruzadas enre o resíduo e o consumo de gasolina, período da série: 1980 aé Tabela 30 - Milhões de oneladas de milho necessárias para a produção de eanol nos Cenários I, II e III, referenes ao consumo do combusível na economia nore- americana, período: 2004 aé Tabela 31- Desino do milho nore-americano por forma de uilização, no ano de Tabela 32 - Cenários sobre a possibilidade de imporação de eanol dos países caribenhos, período: 2004 aé Tabela 33 - Esimaiva de subsídios concedidos para a produção de eanol nos EUA, em bilhões de dólares, para os rês cenários, período: 2004 aé Tabela 34 - Valores esimados do processo gerador do consumo de gasolina no Japão, período da série: 1990 aé Tabela 35 - Valores das auocorrelações do consumo de gasolina no Japão, período da série: 1990 aé Tabela 36 - Correlação cruzada enre o resíduo e o consumo de gasolina no Japão, período da série: 1990 aé Tabela 37 - Consumo anual de eanol no Japão, caso a misura se orne compulsória, período: 2004 aé Tabela 38 - Projeção da necessidade de cana-de-açúcar para a exporação do álcool pelo Brasil, período 2004 aé Tabela 39 - Valores esimados do processo gerador do consumo de gasolina na Alemanha, período da série: 1990 aé Tabela 40 Valores das auocorrelações do consumo de gasolina na Alemanha, período da série: 1990 aé

21 20 Tabela 41 - Correlação cruzada enre o resíduo e o consumo de gasolina na Alemanha, período da série: 1990 aé Tabela 42 - Valores esimados do processo gerador do consumo de gasolina na Alemanha, França, Reino Unido e Iália, período da série: 1990 aé Tabela 43 Valores das auocorrelações do consumo de gasolina na Alemanha, França, Reino Unido e Iália, período da série: 1990 aé Tabela 44 - Correlação cruzada enre o resíduo e o consumo de gasolina na Alemanha, França, Reino Unido e Iália, período da série: 1990 aé Tabela 45 - Consumo esimado de eanol na Alemanha, período: 2004 aé Tabela 46 - Consumo esimado de eanol nos quaro países da União Européia, período: 2004 aé Tabela 47 - Valores esimados do processo gerador do consumo de gasolina no Brasil, modelo univariado; período da série 1991 aé Tabela 48 - Valores das auocorrelações do consumo de gasolina no Brasil, período da série: 1991 aé Tabela 49 - Correlação cruzada enre o resíduo e o consumo de gasolina no Brasil, período da série: 1991 aé Tabela 50 - Valores esimados do processo gerador do PIB no Brasil, período da série: 1991 aé Tabela 51 - Valores das auocorrelações, período da série: 1991 aé Tabela 52 - Correlação cruzada enre o resíduo e a evolução do PIB brasileiro, período da série: 1991 aé Tabela 53 - Resulados da função de correlação cruzada enre o consumo de gasolina no Brasil e o PIB, período da série: 1991 a Tabela 54 - Valores esimados do processo gerador do consumo de gasolina no Brasil, período da série: 1990 aé

22 21 Tabela 55 - Valores das auocorrelações para a Função de Transferência do consumo de gasolina no Brasil, período da série: 1991 aé Tabela 56 - Correlação cruzada enre o resíduo e o consumo de gasolina no Brasil, período da série: 1991 aé Tabela 57- Resulados das projeções do consumo anual de álcool anidro no Brasil, considerando-se os seguines cenários: Cenário I (crescimeno do PIB de 1,22%); Cenário II (crescimeno do PIB de 2,9%); e Cenário III (crescimeno do PIB de 4,6%), período: 2004 aé Tabela 58 - Valores esimados para o processo gerador do consumo de álcool hidraado no Brasil, período da série: 1991 aé Tabela 59 - Valores das auocorrelações do consumo de álcool hidraado no Brasil, período da série: 1991 aé Tabela 60 - Correlação cruzada enre o resíduo e o consumo de álcool hidraado no Brasil, período da série: 1991 aé Tabela 61 - Projeções sobre o consumo de álcool hidraado no Brasil, período: 2004 aé Tabela 62 - Capacidade de produção de eanol nos esados produores em Tabela 63 - Ofera de gasolina para moores nos EUA (milhões de barris por dia), Tabela 64 - Quanidade vendida de gasolina para uilização comercial no Japão, unidade de medida: milhões de liros, período: 1º ri aé 4º ri Tabela 65 - Consumo de gasolina rimesral na França, unidade de medida: bilhões de liros, período: 1 ri aé 4 ri Tabela 66 - Consumo rimesral de gasolina na Alemanha: Bilhões de liros, período: 1 ri aé 4 ri de Tabela 67 - Consumo rimesral de gasolina na Iália: Bilhões de liros, período: 1 ri aé 4 ri Tabela 68 - Consumo rimesral de gasolina no Reino Unido: Bilhões de liros, período: 1 ri aé 4 ri de

23 Tabela 69 - Consumo de gasolina rimesral no Brasil. Esimaiva de quanidade média de barris consumidos por dia, período: 1 ri aé 4 ri Tabela 70 - Evolução do PIB no Brasil adoando-se a Base Móvel, período: 1 ri aé 4 ri de Tabela 71 - Tese de akaike e shwarz para a série americana Tabela 72 - eses de Akaike e Schwarz Tabela 73 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ τ e τ βτ, para a série de consumo de gasolina no Japão Tabela 74 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ μ e τ αμ, para a série de consumo de gasolina no Japão Tabela 75 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, para a série de consumo de gasolina no Japão Tabela 76 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, considerando-se a segunda diferença, para a série de consumo de gasolina no Japão Tabela 77 - Valores uilizados para o ese de dickey-fuller sazonal Tabela 78 - Teses de Akaike e Schwarz Tabela 79 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ τ e τ βτ, para o consumo de gasolina na Alemanha Tabela 80 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ μ e τ αμ, para o consumo de gasolina na Alemanha Tabela 81 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, para o consumo de gasolina na Alemanha Tabela 82 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, considerando-se a segunda diferença, para o consumo de gasolina na Alemanha Tabela 83 - Valores uilizados para o ese de dickey-fuller sazonal

24 23 Tabela 84 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ τ e τ βτ, para o consumo de gasolina na França, Alemanha, Reino Unido e Iália Tabela 85 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ μ e τ αμ, para o consumo de gasolina na França, Alemanha, Reino Unido e Iália Tabela 86 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, para o consumo de gasolina na França, Alemanha, Reino Unido e Iália Tabela 87 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, considerando-se a segunda diferença, para o consumo de gasolina na França, Alemanha, Reino Unido e Iália Tabela 88 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, considerando-se a segunda diferença, para o consumo de gasolina na França, Alemanha, Reino Unido e Iália Tabela 89 - Valores uilizados para o ese de dickey-fuller sazonal Tabela 90 - Variação real do PIB Tabela 91 - Teses Akaike e Schwarz Tabela 92 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ τ e τ βτ Tabela 93 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ μ e τ αμ Tabela 94 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ Tabela 95 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, considerando-se a segunda diferença Tabela 96 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ, considerando-se a segunda diferença Tabela 97 - Resíduo enre os valores previsos e os observados, no período: 4 ri e 4 ri

25 Tabela 98 - Teses Akaike e Shwarz Tabela 99 - Tese de raiz uniária para séries individuais τ τ e τ βτ Tabela Tese de raiz uniária para séries individuais τ μ e τ αμ Tabela Tese de raiz uniária para séries individuais τ Tabela Tese de raiz uniária para séries individuais, considerando-se a segunda diferença Tabela Valores dos resíduos Tabela Os eses akaike e Schwarz para a série de consumo de álcool hidraado aponaram para a uilização de 12 lags no ese de Dickey-Fuller Tabela Tese de raiz uniária para séries individuais τ τ e τ βτ, para o consumo de álcool hidraado no Brasil Tabela Tese de raiz uniária para séries individuais τ μ e τ αμ, para o consumo de álcool hidraado no Brasil Tabela Tese de raiz uniária para séries individuais τ, para o consumo de álcool hidraado no Brasil Tabela Tese de raiz uniária para séries individuais, considerando-se a segunda diferença, para o consumo de gasolina no Brasil Tabela Tese de raiz uniária para séries individuais, considerando-se a erceira diferença, para o consumo de álcool hidraado no Brasil

26 25 RESUMO Os programas de álcool como combusível nos EUA, no Japão e na União Européia e as possibilidades de exporação do Brasil O presene rabalho eve como objeivo delinear cenários para o consumo de eanol uilizado como combusível em países idenificados como fundamenais no desenvolvimeno do mercado inernacional de eanol, como é o caso dos Esados Unidos, Japão, União Européia e Brasil, considerando-se um horizone aé o ano de 2012, ano pelo qual os países raificaram, pelo Proocolo de Quioo, o compromisso de reduzir a emissão de gases causadores do efeio esufa. Para cumprir al objeivo, uilizou-se do modelo Box-Jenkins de séries emporais para se efeuar as projeções do consumo de gasolina neses países, no caso da União Européia projeou-se o consumo da Alemanha, isoladamene, e do conjuno das quaro maiores economias européias: Alemanha, França, Iália e Reino Unido. Após a realização das projeções, uilizaram-se as meas de misura de eanol, em processo de discussão nos países em quesão, obendo-se os cenários de consumo de eanol. No caso brasileiro, projeou-se o consumo de álcool anidro, misurado na gasolina, e o consumo de álcool hidraado. Para os Esados Unidos, consrui-se rês cenários alernaivos: no primeiro esimou-se um consumo de aproximadamene 7,2 bilhões de liros de eanol no ano de 2012; no segundo, um consumo de 12,3 bilhões de liros; e, no erceiro, um consumo de 18,9 bilhões de liros no ano de Neses rês cenários, os produores americanos de milho eriam plena capacidade de suprir a ofera, manendo-se o sisema de subsídios para os produores domésicos e arifas incidenes sobre a imporação de eanol. O Japão foi o país desenvolvido analisado com maior poencial para se ornar um grande imporador de eanol brasileiro. Caso a misura compulsória de 3% aé 2007 e 10% a parir de 2008 venha a ser efeivada, iso implicaria em uma grande expansão no consumo de eanol para cerca de 6,5 bilhões de liros no ano de O monane de eanol consumido deve ser basicamene imporado, devido à indisponibilidade do país em produzir eanol. Na União Européia, caso a Alemanha venha a adoar uma misura de 2% de eanol na gasolina, iso implicaria em consumo de aproximadamene 360,5 milhões de liros no ano de Caso os quaro países europeus analisados adoem a misura de 2 % de eanol na gasolina, o consumo seria da ordem de 1,36 bilhões de liros no ano de Projeou-se, ainda, o consumo de álcool anidro e hidraado no Brasil. Apesar da poencialidade do mercado japonês e da possibilidade de exporar para a Alemanha, o mercado brasileiro coninua sendo o maior mercado poencial para o seor sucroalcooleiro brasileiro. Caso o preço do álcool hidraado se manenha compeiivo em relação ao da gasolina, ese mercado possui um grande poencial de crescimeno, principalmene com a possibilidade de expansão da froa de carros bicombusíveis. Manendo-se a rajeória de crescimeno de 2002 e 2003, o consumo do álcool hidraado poderá aingir 17,4 bilhões de liros em Palavras chave: Álcool combusível; Esados Unidos; Japão; União Européia; Brasil.

27 26 ABSTRACT The ehanol fuel programs in he Unied Saes, Japan and European Union and Brazil's exporaion possibiliies. The presen work aimed o delineae scenarios for ehanol consumpion used as fuel in counries idenified as fundamenal for he growh of he inernaional marke of ehanol, such as he Unied Saes, Japan, European Union and Brazil, considering a horizon unil he year of 2012, when he counries raified, hrough he Kyoo Proocol, he commimen o reduce he emission of gases which cause he greenhouse effec. In order o do so, a Box-Jenkins model of ime series was delineaed and esimaed o forecas he gasoline consumpion in hese counries. In he case of he European Union he consumpion of Germany was firs projeced separaely, and hen he consumpion of he group of he four bigges European economies: Germany, France, Ialy and Unied Kingdom was also projeced as a group. Afer figuring ou he projeced consumpion levels, he goals of mixure of ehanol were used, along wih he counries in quesion, esablishing heir own scenarios of ehanol consumpion. In he Brazilian case, he consumpion anhydrous alcohol, mixed wih he gasoline, was projeced separaely from he hydraed alcohol consumpion. For he Unied Saes, hree alernaive scenarios were projeced: he firs esimaed a consumpion of roughly 7.2 billion liers of ehanol in he year of 2012; he second, a consumpion of 12.3 billion liers; and he hird, a consumpion of 18.9 billion liers for he year of In hese hree scenarios, he American maize producers would have full capaciy o supply he demand, considering ha he exising subsidies for domesic producers and ariffs upon ehanol impors remain. The resuls showed ha Japan was he developed counry wih greaer poenial o become a Brazilian imporer of ehanol. In case he compulsory mixure of 3% up o 2007 and 10% unil 2008 becomes effecive, he consumpion of ehanol would expand by 6.5 billion liers in he year of The amoun of ehanol consumed in Japan mus basically be impored, since he counry does no produce he fuel. In he European Union, considering ha Germany adops a mixure of 2% of ehanol in he gasoline, a consumpion of approximaely million liers would resul in In case he four European counries considered for he analysis adop he mixure of 2 % of ehanol in he gasoline, he consumpion would be abou 1.36 billion liers by The anhydrous and hydraed alcohol consumpion was also projeced for Brazil. Despie he poenial of he Japanese marke and he possibiliy o expor o Germany, he Brazilian marke coninued o be he bigges poenial marke for he Brazilian sugar-ehanol secor. In case he price of he hydraed alcohol remains compeiive compared o gasoline, i has a grea poenial of growh, mainly wih he possibiliy of expansion of he flee of flex fuel cars. If he growh rae ha prevailed for 2002 and 2003 is susained, he consumpion of he hydraed alcohol is likely o reach 17.4 billion liers by Keywords: Fuel Ehanol, Unied Saes; Japan, European Union, Brazilian expors

28 27 1 INTRODUÇÃO 1.1 O problema e sua imporância O Brasil foi pioneiro na uilização do álcool como combusível em larga escala. No ano de 1975, o país passou a implemenar o Programa Nacional do Álcool com o objeivo de reduzir a imporação de peróleo. Poseriormene, em 1980, os EUA adoam um programa de uilização do eanol como combusível, produzido principalmene a parir do milho. O programa de eanol nore americano foi implanado com o objeivo de esabilizar o preço do milho, além de implemenar uma fone alernaiva de combusível. No final da década de 1990 e início de 2000, ouros países desenvolvidos e em desenvolvimeno passam a analisar a possibilidade de implemenação de programas de biocombusíveis, podendo-se considerar como faores moivadores desses programas: o impaco ambienal, redução da emissão dos gases causadores do efeio esufa, e a esraégia dos países em diversificar sua mariz energéica, ornando-a menos dependene do peróleo. 1 As elevadas e crescenes emissões de dióxido de carbono (CO 2 ) 2 são as principais responsáveis pelo efeio esufa. Considera-se, aualmene, que o principal elemeno propulsor de emissão de CO 2 é o modelo de produção e de consumo energéico, que se baseia no uso inensivo dos recursos fósseis não renováveis: carvão mineral, peróleo, gás, ec, que é adoado como base do processo produivo prevalecene. Além do modelo energéico, vem conribuindo para o efeio esufa a desruição de floresas e ecossisemas, que funcionam como sumidouros e reservaórios naurais de absorção do dióxido de carbono. 1 Com as crises sociais e políicas nos principais países produores de peróleo e alguns esudos aponando para a redução da ofera de peróleo no médio prazo, a excessiva dependência do peróleo na mariz energéica passou a ser considerado um faor de risco para muios países desenvolvidos. 2 O dióxido de carbono (CO 2 ) não é um gás óxico, não sendo considerado, porano, um poluene amosférico local. Embora não óxico, o CO 2 é um dos principais gases responsáveis pelo efeio esufa; desa forma, considera-se o CO 2 como um poluene global.

29 28 Em Quioo, no Japão, em 1997, realizou-se uma conferência enre 154 países membros das Nações Unidas 3, endo como resulado o Proocolo de Quioo, com uma proposa concrea de início do processo de esabilização das emissões de gases geradores do efeio esufa. O Proocolo dividiu os países em dois grupos: o Anexo 1 (países mais indusrializados, grandes emissores de CO 2 ) e os países do Não-anexo 1 (países que podem aumenar suas emissões, pois provavelmene necessiam aumenar a sua ofera energéica, para aender às necessidades básicas de desenvolvimeno). De acordo com o Proocolo de Quioo, os países do Anexo I ficam obrigados a reduzir suas emissões de gases geradores de efeio esufa, para que elas se ornem 5,2% inferiores aos níveis de emissão de O Proocolo esabeleceu ainda que essa redução deverá ser realizada enre 2008 e 2012 (fase definida como o primeiro período de cumprimeno do Proocolo). Os 39 países que compõem o Anexo I do Proocolo de Quioo devem promover, ao longo do período de 2008 a 2012, reduções diferenciadas, omando por base as emissões regisradas em Para a União Européia, por exemplo, prevê-se uma redução de 8%, para o Japão, uma redução de 6%, e os EUA deverão reduzir, caso venha a raificar o acordo, 7% de suas emissões. Tendo como impulso inicial o esímulo para os países do Anexo I adoarem uma mariz energéica mais limpa, com menores emissões de gases geradores do efeio esufa e menos dependenes do peróleo em sua mariz energéica, alguns países desenvolvidos, ais como Ausrália, Japão e alguns países da União Européia esão analisando projeos para misurar o álcool na gasolina. Apesar dos Esados Unidos não erem raificado o Proocolo de Quioo, aé 2005, o seu programa de uso do eanol como combusível vem-se expandindo, endo as seguines moivações: - adoar uma mariz energéica mais limpa, em ermos de emissão de poluenes; - a descobera de MTBE (Meil-Tércio-Buil-Éer), considerado cancerígeno e poluidor dos lençóis freáicos, na água de alguns esados americanos, principalmene na Califórnia, que forçou a subsiuição do MTBE pelo eanol em alguns esados americanos; - o lobby dos produores de milho americanos; e a esraégia para reduzir a dependência por imporação de peróleo. 3 A discussão sobre as mudanças climáicas e os efeios dos gases poluenes na camada de ozônio, iniciaram na conferência de Torono em Em 1992, no Rio de Janeiro, 154 países membros das Nações Unidas, raificaram um compromisso de reduzir aé 2012 para os níveis de 1990 a emissão de gases geradores do efeio esufa. As pares envolvidas na reunião se compromeeram a realizar uma série de enconros para avaliar o seu desempenho quano a redução de emissão de CO 2. Esses enconros foram denominados de conferências das pares. As primeiras duas conferências foram realizadas em Berlim, Alemanha em 1995, e em Geneva na Suíça, em julho de A erceira conferência foi realizada em dezembro de 1997, em Quioo, no Japão (ENVIRONMENT CANADA, 2001).

30 29 Na União Européia, esipularam-se prazos para a implanação dos biocombusíveis. Esses esabelecem que aé 2005, 2% de odos os combusíveis devem ser originários de biomassa, e aé 2010, esse percenual deve se elevar para 5,75%. No Japão esá em curso um programa para misurar álcool na gasolina para reduzir a emissão de CO 2. Foi aprovada, pelo minisro japonês do meio ambiene, uma políica para reduzir os gases causadores do efeio esufa aravés de uma misura de álcool na gasolina da ordem de 10% aé Aualmene, a legislação japonesa permie, mas não obriga, a misura de 3% de álcool na gasolina. Além dos países do Anexo I, muios países em desenvolvimeno, ais como Colômbia, China e Índia, ambém esão implanando programas de misura do eanol na gasolina com o inuio de ornar sua mariz energéica mais limpa, reduzir a dependência do peróleo e gerar renda para seus produores agrícolas. O Brasil em ineresse em acompanhar eses programas de uilização do álcool como combusível endo como inuio explorar esse mercado como um poencial exporador do produo, pois apresena as seguines vanagens comparaivas: o Brasil foi pioneiro na uilização do álcool como combusível, garanindo ao país o conhecimeno desa ecnologia da produção e da comercialização do álcool, permiindo redução dos cusos de produção (ver Anexo A); o seor sucroalcooleiro brasileiro apresena grande compeiividade inernacional, ano na produção de açúcar, como de álcool; e o país ainda apresena área com poencial para ampliar a produção de cana de açúcar.

31 Objeivos O objeivo geral dese rabalho consise em delinear cenários para o consumo de eanol em países idenificados como fundamenais no desenvolvimeno do mercado inernacional de eanol, como é o caso dos Esados Unidos, Japão, União Européia e Brasil, considerando-se um horizone aé o ano de 2012, ano pelo qual os países raificaram o compromisso de reduzir a emissão de gases causadores do efeio esufa pelo Proocolo de Quioo. Deverão ser avaliadas, ainda nesse conexo, as possibilidades de exporação brasileira de álcool anidro. Para cumprir o objeivo geral, o presene rabalho assume como objeivos específicos: Apresenar um panorama da siuação correne dos programas de eanol nos EUA, Japão e União Européia no que se refere às suas meas para a misura de eanol na gasolina. Uilizar modelos de previsão de Box-Jenkins para ober previsões de consumo de gasolina nesses mesmos países aé 2012, ano em que os países se compromeeram a reduzir a emissão de CO 2 pelo Proocolo de Quioo. Com base nessas previsões da demanda por combusível e as caracerísicas dos programas de eanol nos países selecionados, serão feias projeções sobre o consumo de eanol para os EUA, Japão e União Européia. Pesquisar a evolução da ofera de eanol nos EUA, França, Espanha e Suécia, países desenvolvidos produores de eanol. Com base nas projeções de demanda e de ofera de eanol neses países, avaliar poenciais necessidades de imporação. No caso brasileiro preende-se projear o consumo de álcool anidro e hidraado. Será uilizada a meodologia de Box-Jenkins para prever o consumo de gasolina e álcool hidraado no Brasil aé Com base na previsão do consumo de gasolina será projeado o consumo de álcool anidro.

32 Jusificaiva Vários países do mundo, ano os desenvolvidos, como os países em desenvolvimeno, esão adoando programas para a uilização de biocombusíveis em sua mariz energéica. A perspeciva de que o Brasil venha a se ornar ambém um grande exporador de eanol apresena-se posiiva para a economia nacional, por criar imporane poencial para a enrada de divisas e geração de renda e emprego. O seor sucroalcooleiro possui uma grande imporância para a economia nacional, paricularmene para o esado de São Paulo que concenra cerca de 60% da produção nacional. Além do esado de São Paulo, são imporanes esados produores de cana-de-açúcar na região Cenro-Sul do país, o Paraná, Minas Gerais, Mao Grosso e Goiás. Na região Nore- Nordese, desacam-se os esados de Alagoas e Pernambuco (Tabela 1).

33 32 Tabela 1 - Produção de cana-de-açúcar no Brasil principais esados produores -; em 1000 oneladas, safras: 1990/91 aé 2003/04 Safras (mil oneladas) Esados 90/91 94/95 99/00 02/03 03/04 PARÁ MARANHÃO PIAUÍ R. G. NORTE PARAÍBA PERNAMBUCO ALAGOAS SERGIPE BAHIA NORTE-NORDESTE MINAS GERAIS ESPÍRITO SANTO RIO DE JANEIRO SÃO PAULO PARANÁ MATO GROSSO MATO GROSSO DO SUL GOIÁS CENTRO-SUL BRASIL Fone: União da Agroindúsria Canavieira de São Paulo - UNICA (2005) Noa: O seor sucroalcooleiro esá insalado no Cenro-Sul e no Nore-Nordese, permiindo-se a produção de cana e seus derivados o ano odo, em dois períodos inercalados. Na região Cenro-Sul, a colheia da cana ocorre de maio a ouubro, enquano na região Nore-Nordese, esse período compreende ouubro a abril. Dadas essas caracerísicas, a safra é represenada em dois anos. Como exemplo, represena-se a safra de 90/91. Aualmene, a maioria das usinas insaladas no Brasil produzem álcool anidro e hidraado, além de açúcar, dando ao sisema um grande grau de flexibilidade (BANCO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E SOCIAL - BNDES, 2003), conforme sisema ilusrado na Figura 1.

34 33 Álcool Cana-deaçúcar Traameno do caldo Fermen ação Desilação Lavagem da cana Exração Traameno do caldo Produção do açúcar Açúcar Figura 1 - Fluxo simplificado do processo de produção de açúcar e álcool Fone: Moreira; Goldemberg (2000) O Brasil cona com 284 usinas fabricando álcool, das quais 234 produzem ano álcool anidro como hidraado (Tabela 2). A região Nordese, radicional na produção de açúcar, cona hoje com 70 usinas produzindo álcool. O Nore do país possui duas usinas produzindo ese produo. A região Cenro-Sul coném 212 usinas. Dese oal, 172 usinas produzem anidro e hidraado e 40 produzem apenas hidraado (BNDES, 2003). O Esado de São Paulo desaca-se como o maior produor de álcool do Cenro-Sul e do país, com 128 usinas produoras de álcool, sendo responsável pela produção de 3/4 do açúcar e 2/3 do álcool fabricado na região (a produção esimada de álcool na região Cenro-Sul, na safra 2002/2003, é de 11,014 bilhões de liros). O Paraná é o segundo maior produor da região, conando com 26 usinas produzindo álcool. Minas Gerais vem em erceiro, com 16 usinas. O esado de Goiás produz em 11 usinas, enquano no Mao Grosso a produção é realizada por cerca de 10 usinas. O esado do Mao Grosso do Sul compreende 9 usinas, no Rio de Janeiro exisem 6 usinas em operação, no Espírio Sano são 5 usinas e no Rio Grande do Sul apenas 1 usina maném produção no Esado (BNDES, 2003). Além de ser o maior produor e apresenar vanagem comparaiva na produção de álcool, o Brasil apresena poencial de crescimeno na produção dese produo. Acredia-se que o país enha capacidade insalada para a produção de 16 bilhões de liros por ano (BNDES, 2003). Como a produção na safra 2003/2004 foi de 14,8 bilhões, conforme se verifica na Tabela 2, o

35 Brasil ainda eria o poencial de ampliar a produção de álcool em pouco mais de 1 bilhão de liros, sem a necessidade de novos invesimenos nas planas indusriais. No enano, deve-se considerar a flexibilidade das planas indusriais para a produção de açúcar, álcool anidro, e álcool hidraado. Daí se infere que qualquer avaliação da capacidade insalada para produção de álcool deve levar em cona ambém à quanidade de açúcar a ser produzido. Tabela 2 - Produção de álcool no Brasil por região e Esado; em milhões de liros, safras: 1996/97 aé 2002/03 Esados Safras (milhões de liros) 96/97 97/98 98/99 99/00 00/01 01/02 02/03 03/04 NORTE/ NORDESTE PARÁ ,5 25,5 31,2 24,9 26,4 35 MARANHÃO ,9 57,1 46, ,5 89,8 PIAUÍ ,7 15,4 16,6 18,6 22,8 22,3 RIO G. DO ,7 110,1 68,5 93,8 79,8 99 NORTE 94,8 PARAÍBA , ,5 218,3 226,6 240,3 277,7 PERNAMBU ,5 433,5 339,8 297,3 261,9 306,9 CO 378,2 ALAGOAS ,5 561,2 550,5 712,6 562,2 567,8 725,5 SERGIPE 67, ,1 46,8 58, ,3 62 BAHIA ,6 76,3 60,1 48,4 54,4 57,8 49,6 CENTRO/ SUL MINAS , , ,4 635,8 799,2 GERAIS ESPÍRITO , , ,5 183,9 SANTO RIO DE , ,8 92,5 64, ,9 JANEIRO SÃO PAULO PARANÁ , MATO ,9 527, ,3 580,1 653,9 792,1 GROSSO MATO ,5 345, ,7 396, ,5 GROSSO DO SUL GOIÁS ,5 447, ,4 379, ,3 BRASIL ,7 Fone: UNICA (2005) 34

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