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
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 )
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 - 0 1 1 Sgundo Buno (008), o modlo ARCH(m) é dfinido por: r = h (4) h = a + a r + + a r (5) 0 1-1 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
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 1,000,000 500,000 5 50 75 100 15 150 175 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 00,000 100,000 0-100,000-00,000-300,000-400,000 5 50 75 100 15 150 175 4
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 1-0.068839 0.033340 -.064774 0.0389 F 1 0.845856 0.04514 18.73754 0.0000 Equação da Variância Consan.85 x 10 9 3.7 x10 8 8.730433 0.0000 0 %34 0.53648 0.136634 3.94691 0.0001 Esaísicas d Ajuss do Modlo R-squard 0.53740 Man dpndn var 11573.0 Adjusd R-squard 0.534906 S.D. dpndn var 105557.4 S.E. of rgrssion 71987.8 Akaik info cririon 5.09554 Sum squard rsid 9.54E+11 Schwarz cririon 5.16491 Log liklihood -39.885 Hannan-Quinn crir. 5.1365 Durbin-Wason sa.441985 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 1,000,000 500,000 5 50 75 100 15 150 175 1E+10 0E+00 5 50 75 100 15 150 175 Forcas of Varianc GF (a) ± S.E. (b) 5
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 015 016. 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://www.anp.gov.br/>. Acsso m: dz 016. Banco Nacional d Dsnvolvimno Econômico Social. BNDES. Disponívl m:<hp://www.bnds.gov.br/sibndes/xpor/sis/dfaul/bnds_p/galrias/arquivos/c onhcimno/bns/s3304.pdf>. Acssom: março 017. Box, G. E. P., Jnkins, G. M., &Rinsl, G. C. Tim sris analysis.nw Jrsy: Prnic Hall 1994. 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), 47-431, 1979. ENGLE, Robr F. Auorgrssiv condiional hroscdasiciy wih simas of h varianc of Unid Kingdom inflaion.economrica: Journal of h Economric Sociy, p. 987-1007, 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), 51-65. 6
KWIATKOWSKI, D., PHILLIPS, P. C., SCHMIDT, P., SHIN, Y. Tsing h null hypohsis of saionariy agains h alrnaiv of a uni roo. How sur ar w ha conomic im sris hav a uni roo? JournalofEconomrics44, 199. MARCHEZANI, A.. SOUZA, A. M. Prvisão do prço dos principais grãos produzidos no Rio Grand do Sul Forcasinghpricof major grainsproducd in Rio Grand do Sul Ciência Rural, Sana Maria, v.40, n.11, p.368-374, nov, 010 ISSN 0103-8478 Morin, P. A., &Toloi, C. Anális d séris mporais. Bluchr. 006. MORETTIN, P. A.; TOLOI, C. M. C. Anális d Séris Tmporais. São Paulo, Edgard Blüchr, 004. PEREIRA, A. H. al. GÁS NATURAL, IMPACTOS E BENEFÍCIOS. Disponívl m: hp://www.unisalsiano.du.br/nconro007/rabalho/acios/cc55830881.pdf. Acsso m: nov 016. SANTOS, Edmilson; FAGA, Murilo; BARUFI, Clara; POULALLION, Paul.NauralGas Th consrucionof a nw civilizaion.rvisa Esud. Av., 007, vol. 1, Nº 59, pp. 67-90. 7