ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DO PREÇO DO VOLUME DE GÁS NATURAL IMPORTADO PELO BRASIL POR MEIO DE LINEARES E NÃO LINEARES
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- Ayrton Borges de Escobar
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1 Eixo Tmáico: Inovação Susnabilidad ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DO PREÇO DO VOLUME DE GÁS NATURAL IMPORTADO PELO BRASIL POR MEIO DE LINEARES E NÃO LINEARES ANALYSIS OF THE BEHAVIOR OF THE PRICE OF THE VOLUME OF NATURAL GAS IMPORTED BY BRAZIL THROUGH LINEAR AND NON-LINEAR Claudia Alin d Souza Ramsr, Adriano Mndonça Souza, Maiara d Olivira Noronha Luis Flip Dias Lops RESUMO O objivo dsa psquisa é prvr o prço do volum d gás naural imporado plo Brasil por mio d modlos linars não linars com o inuio d conhcr o comporamno fuuro dsa variávl. O sudo uilizou obsrvaçõs mnsais do príodo comprndido nr janiro d 000 a novmbro d 016, coladas no si da Agência Nacional do Prólo, Gás Naural Biocombusívis Suprinndência d Psquisa Dsnvolvimno Tcnológico (ANP) qu foram modladas sgundo os modlos ARIMA ARCH. O modlo adquado foi ARIMA (1,1,0) - ARCH(1), para a ralização da prvisão das imporaçõs spra-s qu sja úil para os omadors d dcisõs. Palavras-chav: modlos ARIMA, modlos ARCH, gás naural, imporaçõs, prvisão. ABSTRACT Th objciv of his rsarch is o prdic h pric of h volum of naural gas impord by Brazil hrough linar and nonlinar modls in ordr o know h fuur bhavior of his variabl. Th sudy usd monhly obsrvaions from January 000 o Novmbr 016, collcd on h wbsi of h Naional Agncy of Prolum, Naural Gas and Biofuls Suprinndncy of Rsarch and Tchnological Dvlopmn (ANP), which wr modld according o ARIMA and ARCH modls. Th appropria modl was ARIMA (1,1,0) - ARCH (1), o carry ou h impor forcas and is xpcd o b usful for dcision makrs. Kywords: ARIMA modls, ARCH modls, naural gas, impors, forcas. 1
2 1.INTRODUÇÃO O gás naural m aumnado su papl no mundo como fon d nrgia, m razão d sr o mnos polun causando mnor impaco ambinal quando comparado com as fons fóssis d gração d nrgia. Uma vanagm do uso do gás naural é possuir um lvado rndimno érmico no su pono d combusão. Essa caracrísica possibilia rduçõs no consumo d nrgia conribui para o aumno da qualidad da compiividad das indúsrias. Além d proporcionar conomias vanagns ambinais quando uilizado na ára d ranspor, subsiuindo a gasolina ou o ólo disl (SANTOS, FAGA, BARUFI, POULALLION, 007). No Brasil a uilização d gás naural iniciou no ano d 1940, com as dscobras d ólo gás na Bahia, andndo a indúsrias localizadas no Rcôncavo Baiano, o grand marco ocorru nos anos 80, ocorrndo o dsnvolvimno da bacia d Campos no sado do Rio d Janiro (PEREIRA al, 010). O grand rcord d produção só s du no ano d 01, produzindo 1% por dia do consumo mundial d gás naural, mas msmo assim não supr o consumo do mrcado brasiliro. Conform ANP (016), no ranking dos paíss da América Cnral do Sul o Brasil sá m º colocado dos paíss qu consomm mais gás naural, consumindo 3,5% da produção mundial. Conform psquisa divulgada plo Anuário Esaísico Brasiliro Prólo Gás Biocombusívis, no ranking d paíss com maior capacidad d rfino, o Brasil é o 8º colocado, rfinando, milhõs d barris/dia, o qu rprsna,3% da capacidad mundial. O Brasil prmancu na 31ª colocação na classificação das maiors rsrvas comprovadas d gás naural do mundo. O gás naural é rsponsávl por pouco mais d 10% da produção nrgéica brasilira, conquisando imporância dvido ao crscimno das dmandas por nrgia ao fao d sr mnos polun m carbono qu o prólo o carvão minral. Ainda, sua xploração uilização não sofrm inrfrência com as sazonalidads climáicas mporais, as quais dsfavorcm muias vzs o uso d cnrais hidrléricas, rsponsávis pla maior par da produção nrgéica do Brasil (FIOREZE al., 013) O objivo ds sudo é analisar o prço do volum d gás naural imporado plo Brasil por mio d modlos linars não linars com o inuio d conhcr o comporamno fuuro da média da volailidad ralizar prvisõs.. REVISÃO DA LITERATURA Os modlos ARIMA (auorrgrssivos ingrados d médias móvis) modlos mamáicos qu capam o comporamno d auocorrlação nr os valors d uma a séri mporal podm sr rprsnados pla quação 1 (BOX al.,1994; MARCHEZAN SOUZA, 010). φ B Δ # X % = θ B % (1) Ond: B é oprador rroaivo, d rprsna a ordm d ingração; f é o rmo auorrgrssivo, q é o parâmro d média móvl, Δ # corrspond ao númro d difrnças simpls com d corrspondndo a valors iguais a 1 ou ; % corrspond ao ruído branco. Séris qu aprsnam priodicidad podm sr ajusadas por um modlo ARIMA sazonal, rprsnado por SARIMA (p, d, q)(p,d, Q) s na forma da quação. f ( Q () S d D S B ) F ( B ) D D S Z = q ( B) ( B )
3 Ond: S é o príodo da sazonalidad qu pod sr rimsral, smsral ou anual conform o caso, F é o parâmro auorgrssivo sazonal Q é o parâmro d médias móvis. Os modlos linars da class gral ARIMA são avaliados por mio da anális d sus rsíduos qu dvm aprsnar caracrísicas d ruído branco, iso é, média zro, variância consan não auocorrlacioandos, % ~RB(0; σ 0 ). Mas s ss rsíduos aprsnarm algum ipo d dpndência pod-s ajusar os modlos auorgrssivos condicionadas a hrocdasicidad (ARCH) proposo por Engl (198) qu vrificam a xisência d hrocdasicidad rsidual - a volailidad. O modlo ARCH (p), m qu p dnoa a ordm do modlo, xprssa a variância condicional d a %, no príodo, dpnd d 0 %34. Essa variabilidad é xplicada pla volailidad nr os rros do modlo d prvisão linar, assim vrifica-s qu a variância dsss rros varia d um príodo para ouro, xisindo uma auocorrlação na variância dos rros d prvisão (MORETTIN TOLOI, 004). A idia principal do modlo ARCH é o fao d qu a variância d, no príodo d mpo, dpnd d -1. O rmo d rro, condicionado à informação disponívl no príodo ( - 1) sria disribuído conform a quação 3. ~ N[0,( + )] (3) a a Sgundo Buno (008), o modlo ARCH(m) é dfinido por: r = h (4) h = a + a r + + a r (5) m -m E, é indpndn idnicamn disribuído (i.i.d.) com média zro,, variância condicional. h é a Para assgurar qu a variância condicional sja posiiva fracamn sacionária, as sguins rsriçõs paraméricas são ncssárias: a 0 > 0, a ³ 0 para odo = m å a < 1. a % = σ 0 % % (6) Ond é a variância condicionada do rro. Na apa da modlagm ARCH os rsíduos conjuno do modlo ARIMA-ARCH ambém dvm saisfazr a condição d ruído branco. 3.METODOLOGIA O conjuno d dados uilizado nsa psquisa provém do si da Agência Nacional do Prólo, Gás Naural Biocombusívis Suprinndência d Psquisa Dsnvolvimno Tcnológico (ANP), rfr-s a uma séri mnsal do prço d imporaçõs d gás naural m barris, conndo 191 obsrvaçõs mnsais, comprndido no príodo d janiro d 000 a novmbro d 016. Ao s analisar uma séri mporal primiramn analisa-s a sacionaridad da séri por mio da inspção gráfica, das funçõs d auocorrlação por mio dos ss d raízs uniárias Dicky-Fullr Aumnado (ADF)(DICKEY FULLER, 1979) Kwaiakowski, Phillips, Schmid and Shin (KPSS)(KWIATKOWSKI, PHILLIPS, SCHMIDT, SHINNO, d 3
4 199). A sacionaridad d uma variávl é imporan na apa d modlagm da séri, fazndo com qu odos os insans d mpo passm a sr rprsnados plo modlo. Considrada sacionária a séri, ajusam-s modlos ARIMA concorrns qu rprsn a séri m sudo como forma d liminar a auocorrlação da variávl m sudo aprsn rsíduos com caracrísicas d ruído branco. Após sa apa invsiga-s os rsíduos quadráicos do mlhor modlo ARIMA ajusado, por mio das funçõs d auocorrlação auocorrlação parcial como forma d s vidnciar a prsnça d dpndência quadráica nr os insans d mpo, vidnciando-s a ncssidad d uma modlagm ARCH para rprsnar a variabilidad da séri. O modlo ARIMA rá a função d sudar o comporamno do nívl da séri no curo prazo o modlo ARCH a variabilidad da séri o su comporamno d prsisência. 4. RESULTADOS O prço d imporação do gás naural para o Brasil m nívl é aprsnado na Figura 1 obsrva-s um comporamno d ndência com movimnos sazonais, a séri ambém pod sr classificada como não sacionária. Na Figura obsrva-s qu a séri d imporação d gás naural ornou-s sacionária m média, mas aprsna oscilaçõs m grands ampliuds após a obsrvação 15, qu corrspond ao ano d 011, príodo d insabilidad do prço do gás naural, provavlmn s príodo aprsna caracrísicas da prsnça d volailidad. A condição d sacionaridad da séri srá conformada plos ss Dicky-Fullr Aumnado (ADF), Kwaiakowski, Phillips, Schmid and Shin (KPSS), qu aponaram a séri como não sacionária m nívl sacionária m primiras difrnças. FIGURA 1- Séri d imporaçõs d gás naural m nívl 3,500,000 3,000,000,500,000,000,000 1,500,000 1,000, , D acordo com Morin Toloi, (004), a sacionaridad é uma condição para ajusar um modlo ARIMA, na Figura, aprsna-s a séri m primiras difrnças. FIGURA - Séri d imporaçõs d gás naural m primira difrnça 300,000 00, , ,000-00, , ,
5 Vários modlos concorrns foram ajusados d acordo com os criérios pnalizadors AIC BIC, o modlo mlhor modlo foi um SARIMA (1,1,0)(1,0,0) 1 ARCH(1), conform Tabla1. TABELA 1 Modlos ARIMA ARCH para a séri d imporação do prço do gás Variávl Coficin Erro padrão Z Saisi c P-valor SARIMA (1,1,0)(1,0,0) 1 f F Equação da Variância Consan.85 x x % Esaísicas d Ajuss do Modlo R-squard Man dpndn var Adjusd R-squard S.D. dpndn var S.E. of rgrssion Akaik info cririon Sum squard rsid 9.54E+11 Schwarz cririon Log liklihood Hannan-Quinn crir Durbin-Wason sa Para scolha do mlhor modlo opou-s como rgra d dcisão dos criérios pnalizadors AIC BIC, qu dfinm os modlos parcimoniosos, por mio dos mnors valors nconrados na rcira porção da Tabla 4, saísicas d ajuss do modlo. Analisando os rsíduos d odos os modlos, o mlhor modlo nconrado é SARIMA (1,1,0)(1,0,0) 1 - ARCH(1), o qual cumpriu com a condição d rsíduos com caracrísicas d ruído branco. Obsrva-s qu xis uma insabilidad na séri m rmos d variabilidad rprsnada plo parâmro -1 com valor d 0,536, como s valor não é próximo da unidad, pod-s dizr qu sa variabilidad ndrá a volar ao su paamar d variabilidad normal não possuindo um fio prolongado. Na Figura 4, aprsnam-s as prvisõs in sampl o comporamno da volailidad. FIGURA 4 - Prvisão do prço do volum d gás naural imporado plo Brasil o comporamno da volailidad GF ± S.E. 3,500,000 5E+10 3,000,000 4E+10,500,000 3E+10,000,000 E+10 1,500,000 1,000, , E+10 0E Forcas of Varianc GF (a) ± S.E. (b) 5
6 Na Figura 4, noa-s qu o modlo nconrado é capaz d ralizar prvisõs confiávis Figura 4a, pois os valors prvisos são comprndidos no inrvalo d confiança proposo. Obsrva-s qu após o insan 150 xis uma oscilação do comporamno do prço d imporação do gás, sa informação é forncida plos picos capados pla volailidad simadas rprsnadas na Figura 4b. Na simaiva da volailidad, prcbm-s inrvalos d mpo com uma ala variabilidad, principalmn no ano Com a prvisão da séri m nívl com as simaivas da volailidad vrifica-s uma grand insabilidad nos prços do volum do gás. Pod-s dizr dsa manira qu a variação do prço prviso pod sofrr oscilaçõs no curo prazo. 5. CONCLUSÃO O sudo ralizado v como objivo nconrar um modlo d prvisão para as imporaçõs d gás naural, pois como s sab cada vz mais indúsrias uilizam sa fon d nrgia. O mlhor modlo SARIMA (1,1,0)(1,0,0) 1 - ARCH(1), foi capaz d capar o comporamno da séri rvlando os faors silizados da séri. O modlo d volailidad é imporan para qu auxili na inrpração das prvisõs, pois s prcb a xisência d variabilidad significaiva no príodo final m anális. As mprsas imporadoras d gás naural podm s bnficiar d modlos d prvisão, obndo informaçõs ancipadas do comporamno da variávl ans d s oma uma dcisão imporan. REFÊRENCIAS Agência Nacional do Prólo, Gás Naural Bicombusívis. ANP. Disponívl m: <hp:// Acsso m: dz 016. Banco Nacional d Dsnvolvimno Econômico Social. BNDES. Disponívl m:<hp:// onhcimno/bns/s3304.pdf>. Acssom: março 017. Box, G. E. P., Jnkins, G. M., &Rinsl, G. C. Tim sris analysis.nw Jrsy: Prnic Hall BUENO, R. L. S. Economria d Séris Tmporais. São Paulo: Cngag Larning, 008. DICKEY, D. & FULLER, W. 'Disribuion of h simaors for auorgrssiv im sris wih a uni roo', Journal of h Amrican Saisical Associaion 74(366), , ENGLE, Robr F. Auorgrssiv condiional hroscdasiciy wih simas of h varianc of Unid Kingdom inflaion.economrica: Journal of h Economric Sociy, p , 198. Fiorz, M., Hdlund, K. F. S., Grapin, C., Silva, T. C. N., d Azvdo, F. C. G., & da Cunha Kmrich, P. D. (013). Gás Naural: Poncialidads d uilização no Brasil. ElcronicJournalof Managmn, Educaionand Environmnal Tchnology (REGET), 10(10),
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