Décio Luiz Gazzoni

Energia: um cenário global


Décio Luiz Gazzoni - 17 jan 2011 - 07:31 - Última atualização em: 09 nov 2011 - 19:15
1. Introdução
Anualmente, a Agencia de Informações de Energia do Departamento de Energia dos Estados Unidos (EIA/DOE) autaliza seu cenários prospectivos de oferta e demanda global de energia. Considero muito importante o exame frequente dos cenários elaborados por agências conceituadas, como forma de balizar as tendências e os rumos do mercado. A partir de dados agregados é possível inferir comportamentos individuais do mercado. Por exemplo, o crescimento sustentado de energia renovável, embora em caráter global e conjunto, é um bom indicador de políticas públicas de sustentação de um nicho de mercado, como é o biodiesel.

A última análise do EIA, liberada em 2010, utiliza como referencia o ano de 2007 e projeta diversos parâmetros de mercado e ambientais nos próximos 25 anos (até 2035). No período, é estimado que o consumo de energia aumente em 49 por cento. Em números absolutos, significa que o consumo total de energia no mundo cresce de 523 para 780 EJ (Figura 1). Porém esta demana não é linear entre os países, pois a demanda de energia em países não membros da OCDE aumenta em 84 %, enquanto nos países da OCDE o incremento será de 14%. Os países membros da OCDE são Alemanha, Austrália, Áustria, Bélgica, Canadá, Chile, Coréia, Dinamarca, Eslováquia, Eslovênia, Espanha, Estados Unidos, Finlândia, França, Grécia, Holanda, Hungria, Irlanda, Islândia, Israel, Itália, Japão, Luxemburgo, México, Nova Zelândia, Noruega, Polônia, Portugal, Republica Tcheca, Suécia, Suíça, Turquia e Reino Unido.

Figura 1. Consumo mundial de energia
consumo mundial de energia

2. Demanda agregada
No cenário Referência da AIE, ocorre um aumento do consumo mundial de energia independente da fonte durante o período de projeção (Figura 2). Os combustíveis fósseis devem continuar a fornecer grande parte da energia utilizada no mundo. Embora permaneça como a principal fonte de energia, seu market share cai de 35% para 30%, entre 2007 e 2035 O principal fator apontado é a subida constate do preço do petróleo mundial. Entretanto, particularmente vislumbro perspectivas de pressão voluntária da sociedade e de políticas públicas de fomento à energia renovável, no mesmo período, em função das mudanças climáticas globais. No caso, a emissão de gases de efeito estufa, que tem no setor de energia a principal fonte emissora, sofrerá restrições cada vez mais severas, ao mesmo tempo em que os acordos internacinais de limitação de emissões instarão os governos a fomentarem a sua produção e uso.
 
Figura 2. Demanda mundial de energia por tipo de fonte

consumo mundial de energia

O preço do petróleo é particularmente sensível à flutuação da oferta e da demanda. No curto prazo, de acordo com os analistas da EIA, após 2 anos de diminuição da procura (2008 e 2009), o consumo de mundial de derivados de petróleo deverá aumentar em 2010 e manter a trajetória nos próximos anos, em virtude da retomada do crescimento econômico mundial. As projeções da EIA são de um preço médio de US$ 79,00 / barril em 2010, aumentando para US$ 108,00 / barril em 2020 e US$ 133,00 / barril em 2035, em valores constantes de 2010. A Figura 3 mostra a participação percentual de cada grupo no mercado de energia.

Figura 3. Participação percentual da oferta por fontes de energia

consumo mundial de energia

Apesar da importância dos números agregados, o seu desdobramento permite importantes inferências sobre os rumos do mercado. Os combustíveis líquidos, derivados de petróleo ou renováveis continuam a ser a fonte de energia mais importante em escala global, ao longo do período de projeção, dada a sua importância nos setores de transporte e industrial. A seguir, apresentamos uma análise compacta das projeções do cenário de referência da AIE, segmentada por tipo de fonte de energia e por grande setor consumidor de energia.

3. Combustíveis líquidos
Embora não seja usual a categorização desta forma, a EIA usa a classificação de Combustíveis Líquidos considerando derivados do petróleo e outros combustíveis líquidos, como etanol e biodiesel, combustíveis líquidos produzidos a partir de carvão, os líquidos de gás natural e o hidrogênio líquido.

O consumo mundial de combustíveis líquidos e cresce de 86,1 milhões de barris / dia (2007) para 92,1 milhões de barris / dia em 2020; 103,9 milhões de barris / dia em 2030 e 110,6 milhões de barris / dia em 2035. De acordo com as projeções, o consumo de combustíveis líquidos permanece estável no setor da construção, aumenta modestamente no setor industrial, mas declina no setor de geração de energia elétrica. No setor de transportes, apesar do aumento dos preços, a utilização de combustíveis líquidos se incremetará, em média, 1,3 % ao ano, ou 45 por cento entre 2007-2035.

Figura 4. Produção de combustíveis líquidos

consumo mundial de energia

Para atender ao aumento da demanda mundial tanto os suprimentos convencionais (derivados de petróleo e biocombustíveis) quanto os não convencionais (incluindo areias betuminosas, óleo extra-pesado, biocombustíveis, carvão para líquidos, gás-para-líquidos e óleo de xisto), a oferta total aumenta 25,8 milhões de barris / dia entre 2007-2035. Este número fornece uma boa estimativa do crescimento do mercado no período e a possibilidade de o acréscimo ser capturado pelos biocombustíveis.

O cenário de referência pressupõe que os países da Opep investirão em capacidade de produção incremental de forma a manter uma quota de aproximadamente 40 % da produção total em 2035, coerente com as sua participação nos últimos 15 anos. Isto posto, estes países contribuirão com 11,5 milhões de barris / dia e os países não pertencentes à OPEP com 4,8 milhões de barris por dia incrementais para atender a demanda prevista em 2035.

Os combustíveis líquidos não convencionais devem crescer, em média, 4,9 % ao ano, até 2035. O motivo alegado para a diferença de crescimento entre combustíveis convencionais (de petróleo) e os não convencionais é o elevado preço do petróleo no período, permitindo que os recursos energéticos não convencionais se tornem economicamente competitivos. Adicionalmente, os analistas referem outros fatores que possam afetar o abastecimento, incluindo: políticas governamentais que limitem o acesso à energia fóssil; conflitos; atividades terroristsa; a falta de avanços tecnológicos e acesso à tecnologia no setor de prospecção de petróleo; alto custo de produção; ações de proteção ambiental e outras considerações geopolíticas de curto ou longo prazo.

A produção mundial de combustíveis líquidos não convencionais, que somou apenas 3,4 milhões de barris / dia em 2007, aumenta para 12,9 milhões de barris / dia e será responsável por 12 % do total mundial da oferta em 2035. As portentosas reservas de areias betuminosas do Canadá e os biocombustíveis, principalmente do Brasil e dos EUA, são considerados os principais componentes da produção de combustíveis líquidos não convencionais, representando 70% do incremento da oferta não convencional do período.

4. Gás natural
O gás natural - considerado o menos poluente dos combustíveis fósseis – aumentará aumento ponderávelmente a oferta nos próximos anos, e é o grande concorrente dos biocombustíveis no médio e longo prazo, devendo aliviar a pressão mundial por energia renovável. O consumo mundial de gás natural aumenta 44% no cenário de referência, passando de 108 trilhões de pés cúbicos em 2007 para 156 trilhões de pés cúbicos em 2035. O setor industrial consome mais gás natural do que qualquer outro setor na utilização e, na projeção, continua como o maior usuário até 2035, quando 39% da oferta mundial de gás natural será consumida para fins industriais. A geração de eletricidade é outro importante uso do gás natural, e sua participação na geração de eletricidade, em escala, mundial aumenta de 33% em 2007 para 36% em 2035.

O maior aumento previsto na produção de gás natural (Figura 5) provém de países não pertencentes à OCDE, com os maiores incrementos provenientes do Médio Oriente (aumento de 16 trilhões de pés cúbicos no período 2007-2035), África (7 trilhões de pés cúbicos), Rússia e os outros países da Europa e Eurásia não pertencentes à OCDE (6 trilhões de pés cúbicos).

Figura 5. Produção mundial de gás natural

consumo mundial de energia

Embora a potencialidade dos reservatórios de baixa permeabilidade, de gás de xisto e da produção de metano do carvão ainda não tenham sido integralmente avaliadas, a AIE prevê um aumento substancial nos fornecimentos, especialmente dos Estados Unidos, Canadá e China. Em 2035, estas fontes responderão por 63% da oferta no Canadá e 56% na China. O comércio mundial de gás natural, tanto por gasodutos quanto sob a forma de gás natural liquefeito (GNL), aumentarão sensivelmente no período.

A maior parte do aumento previsto da oferta de GNL vem do Oriente Médio e da Austrália, onde novos projetos de liquefacção devem entrar em funcionamento na próxima década. No cenário referência, a capacidade de liquefação mundial aumenta 2,4 vezes, passando de cerca de 8 trilhões de pés cúbicos em 2007 para 19 trilhões de pés cúbicos em 2035. Além disso, novos gasodutos em construção ou em projecto aumentarão as exportações de gás natural da África aos mercados europeus e da Eurásia para a China.

5. Carvão
Na ausência de políticas nacionais e / ou acordos internacionais vinculativos que possam limitar ou reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, projeta-se o consumo mundial de carvão aumentando de 140 EJ em 2007 para 218 EJ em 2035, a uma taxa média anual de 1,6 por cento. Grande parte do aumento projetado no uso do carvão ocorre em países asiáticos não pertencentes à OCDE, que representa 95 por cento do aumento total no uso mundial de carvão entre 2007 e 2035 (Figura 6).
 
Figura 6. Demanda de carvão mineral nas principais regiões consumidoras

consumo mundial de energia

A crescente demanda por energia para geração de eletricidade e para a produção industrial na região deverá ser atendida, em grande parte, pelo carvão. A capacidade instalada de geração de eletricidade a paritr carvão mais do que dobra na China entre 2007 e 2035, enquanto o seu consumo de carvão no setor industrial cresce 55%.

6. Eletricidade
O aumento projetado na geração de eletricidade, em escala mundial, é de 87%. O consumo passa de 18 trilhões de kilowatthoras em 2007 para 25 trilhões de kilowatthoras em 2020 e 35 trilhões de kilowatthoras em 2035. Em geral, nos países da OCDE, onde os mercados de eletricidade estão bem estabelecidos e os padrões de consumo estão maduros, o crescimento é mais lento do que em países não membros da OCDE, onde existe uma grande demanda potencial reprimida. No cenário de referência, a geração em países não membros da OCDE aumenta 3,3% ao ano em média, em comparação com 1,1% ao ano nos países da OCDE.

O rápido aumento dos preços da energia mundial de 2003-2008, combinada com preocupações sobre as conseqüências ambientais das emissões de gases com efeito de estufa, conduziu a um renovado interesse em alternativas aos combustíveis fósseis, particularmente, os recursos de energia nuclear e renovável. Como resultado, as perspectivas de longo prazo continuam a melhorar para a geração de ambos (nuclear e fontes renováveis), apoiadas por incentivos do governo e pela alta dos preços dos combustíveis fósseis (Figura 7).
 
Figura 7. Geração de eletricidade, por fonte.

consumo mundial de energia

De 2007 a 2035, a utilização de energias renováveis para geração de eletricidade cresce a uma média de 3% ao ano (Figura 8), e a participação de energias renováveis na produção de eletricidade no mundo aumenta de 18% em 2007 para 23% em 2035. A participação do carvão aumenta em 2,3% ao ano, no cenário referência, tornando-o a segunda fonte em taxa de crescimento na geração de eletricidade, durante o período.

Figura 8. Geração de eletricidade por fontes renováveis

consumo mundial de energia

Entretanto, as perspectivas para o carvão podem ser alteradas substancialmente, se legislações futuras venham a reduzir ou limitar o crescimento das emissões de gases de efeito estufa, na ausência de tecnologias que sequestrem as emissões produzidas pela combustão do carvão. A geração a partir do gás natural e da energia nuclear, que produzem níveis mais baixos de emissões de gases de efeito estufa (gás natural) ou mesmo nenhuma emissão (nuclear), aumentam de e 2% ao ano.

Grande parte do aumento mundial no fornecimento de electricidade renovável será provido por energia hidrelétrica e eólica. Dos 4,5 trilhões de kilowatthora de geração renovável aumentou durante o período de projeção, 54% será fornecido por energia hidrelétrica e 26% por eólico. De acordo com o estudo da EIA, com exceção de hidroelétrica e eólica, as tecnologias de geração mais renováveis não são economicamente competitivas com os combustíveis fósseis ao longo do período, a não ser em casos especiais. Entre estes casos inclue-se a cogeração com usinas de cana e as termoelétricas a biomassa, no Brasil. Nos demais casos, apenas com o suporte decidido de políticas públicas será possível incrementar a participação de energia renovável na geração de eletricidade.

A geração de eletricidade a partir de energia nuclear aumenta de cerca de 2,6 trilhões de kilowatthora em 2007 para 3,6 trilhões de kilowatthora em 2020, e para 4,5 trilhões de kilowatthora em 2035. O aumento dos preços futuros do petróleo tornará a energia nuclear economicamente competitiva com a geração a partir do carvão, gás natural e biomassa, apesar dos custos de capital relativamente altos na construição de usinas nucleares. Além disso, tem sido observado que as instalações nucleares possuem as maiores taxas de utilização da capacidade instalada e muitas das velhas centrais nucleares nos países da OCDE e da Eurásia não membros da OCDE terão prorrogada o seu ciclo de vida operacional.

Em todo o mundo, a geração nuclear está atraindo o interesse e os países que não dispõem de outra fonte para perseguir sua soberania energética buscam aumentar a diversidade de suas fontes de energia, melhorar a segurança energética, e proporcionar uma alternativa de baixo carbono para combustíveis fósseis.

Ainda assim, há uma considerável incerteza associado às projeções de energia nuclear. Questões que poderiam retardar a expansão da energia nuclear no futuro incluem a segurança da planta, a eliminação dos resíduos radioativos, os custos de construção, o umento do risco do investimento e a preocupação com a proliferação de material nuclear, esta associada não apenas à temática ambiental e de saúde pública, mas com ameaças terroristas.

Essas questões continuam a suscitar preocupação pública em muitos países e podem prejudicar o desenvolvimento de novos reatores nucleares, onde houver alternativa de geração. No entanto, até que estas questões fiquem clarificadas, a EIA ainda incorpora a melhoria das perspectivas para a energia nuclear mundial, em seu cenário de referência. A projeção para a produção de eletricidade nuclear em 2030 é 9% por cento maior do que a projeção publicada no ano passado.

7.  Indústria
O setor industrial consome, atualmente, cerca de 50% do total da energia produzida no mundo. A energia consumida pelo setor industrial inclui manufatura, agricultura, mineração e construção civil e para uma ampla gama de atividades, tais como o processamento e montagem, climatização e iluminação. Em escala global, o cenário da AIE projeta que o consumo de energia industrial cresce de 194 EJ em 2007 para -276 EJ em 2035.

A demanda industrial de energia varia entre regiões e países do mundo, com base nos níveis e combinações de atividade econômica e desenvolvimento tecnológico, entre outros fatores. Os países não membros da OCDE representam cerca de 100% do aumento mundial projetado para o consumo industrial de energia, com média de 1,8% ao ano (Figura 9).

Figura 9. Demanda de energia no setor industrial.

consumo mundial de energia

Os países da OCDE serão submetidos a uma transição de economias de fabricação para uma economia de serviços, nas próximas décadas, seguindo uma tendência já observada no passado recente, o que significa menor intensidade energética por unidade de PIB. Ao mesmo tempo, prevê-se um crescimento econômico relativamente lento, comparado aos países não membros. O consumo de energia industrial na região da OCDE como um todo cresce a uma média de apenas 0,2% ao ano a partir de 2007 até 2035, o que é considerado baixo em comparação com um aumento médio de 0,9% ao ano de uso de energia pelo setor comercial.

Em 2007, o setor industrial consumiu 13,7 EJ de energia proveniente de fontes renováveis, ou cerca de 7% do total. De 2007 a 2035, uso de energias renováveis no setor industrial aumenta em todo o mundo a uma taxa média de 1,8% ao ano. Mesmo assim, o market share das energias renováveis no setor industrial aumenta apenas para 8 por cento em 2035, o que significa que praticamente se apropriará apenas da energia incremental produzida, mantendo inalterada a base atual.

8. Transporte
O setor de transportes é o segundo maior consumidor de energia, após o setor industrial, e inclui a energia consumida no deslocamento de pessoas e mercadorias por via rodoviária, ferroviária, aérea, fluvial e marítima e por dutos. Quase 30% do total de energia do mundo entregue é utilizado para o transporte, a maior parte na forma de combustíveis líquidos. O setor de transportes aumenta a participação no consumo mundial de combustíveis líquidos de 53% em 2007 para 61% em 2035, respondendo por 87% do aumento total do consumo no período. Assim, a compreensão da evolução do uso da energia para transporte é o fator mais importante na avaliação das tendências futuras do mercado de combustíveis líquidos.

Os preços internacionais do petróleo atingiram níveis historicamente elevados em 2008, em parte devido a um forte aumento na demanda por combustíveis de transporte, especialmente nos países emergentes, ou seja, economias fora da OCDE (Figura 10). Neste países o consumo de energia aumentou 4,5% em 2007 e 7,3% em 2008, antes do impacto da recessão econômica mundial de 2008-2009, a qual redundou em uma desaceleração na atividade do setor de transportes. Mesmo em 2009, os países não membros da OCDE aumentaram em 3,2% o uso de energia para transporte.

Com a recuperação econômica robusta prevista para a China, Índia e outros países não membros da OCDE, a demanda crescente por matérias-primas, produtos manufaturados, negócios e viagens pessoais provocará o crescimento acelerado do consumo de energia para o transporte, tanto no curto quanto no longo prazo. No cenário de referência, os países não pertencentes à OCDE incrementam o uso de energia para transporte em 2,6% ao ano, entre 2007 e 2035.

Figura 10. Demanda de energia no setor de transportes

consumo mundial de energia

Os preços elevados do petróleo e as consequências da recessão econômica tiveram impactos mais profundos sobre as economias da OCDE, onde o consumo de energia caiu 1,3% em 2008 e 2% em 2009. A recuperação iniciada em 2010 tem sido lenta e será fortemente impactada no futuro, pois os EUA e outros países da OCDE estão implementando uma série de novas medidas para aumentar a eficiência do uso de combustível por suas frotas de veículos, além de alterar os regimes de tributação para encorajar a poupança e o melhor uso do combustível. Assim, o cenário prevê que o uso de energia pelo setor de transporte nos países da OCDE cresça apenas 0,3% ao ano durante o período de projeção, com a particularidade de que os níveis de consumo de 2007 seriam atingidos apenas após 2020.

No longo prazo, tanto para países membros quanto não membros da OCDE, o aumento da procura de viagens pessoais é um fator primário fortemente impulsionador do aumento projetado na demanda de energia para o transporte. A forte taxa de urbanização e o aumentado sustentado dos rendimentos pessoais têm contribuído para maior demanda de transporte aéreo e de motorização (mais veículos mais per capita) nas economias em crescimento.

Aumentos na demanda de transporte de mercadorias são esperados como resultado do crescimento econômico global contínuo e sustentado, sendo inferior à taxa mundial para os países da OCDE. Neste contexto, o transporte por caminhão (mais importante para países fora da OCDE) deverá liderar o crescimento na demanda por combustíveis de transporte. Além disso, como o comércio entre países aumenta, o volume de mercadorias transportadas por via aérea e navios mercantes também deverá aumentar rapidamente.

9. Emissões de dióxido de carbono
As emissões mundiais de dióxido de relacionados com a energia aumentará de 29,7 bilhões de toneladas em 2007 para 33,8 bilhões de toneladas em 2020 e 42,4 bilhões de toneladas em 2035 - um aumento de 43% durante o período de projeção. Ou seja, em condições ceteris paribus do cenário de referência, mesmo metas sem ambição, como a do Tratado de Kyoto, serão olimpicamente descumpridas. Este é um aspecto a considerar fortemente nas tratativas internacionais pós Copenhagen, pois a sociedade global, representada pelos Governos nacionais, está fatalmente condenada a conseguir um grande acordo para redução das emissões de gases de efeito estufa e não há como não considerar fortes reduções de emissões no setor de energia. Aí está a grande oportunidade do segmento de geração de energia renovável.

Com o forte crescimento econômico e o uso intensivo de combustíveis fósseis para a maioria das economias não membros da OCDE, e considerando apenas as políticas atuais, a maior parte do aumento projetado das emissões de dióxido de carbono ocorre entre as nações em desenvolvimento não pertencentes à OCDE. Em 2007, as emissões não OCDE ultrapassaram as emissões da OCDE em 17% por cento. Em 2035, a projeção é que apenas um terço das emissões gloabais de GEE do setor de energia ocorram em países da OCDE (Figura 11).

Figura 11. Emissões globais de dióxido de carbono pelo setor de energia.

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Um grau significativo de incerteza envolve qualquer projeção a longo prazo das emissões de dióxido de carbono relacionadas à energia. As principais fontes de incertezas incluem estimativas de consumo de energia no total e por fonte de combustível. A Identidade Kaya, desenvolvida a partir de um algoritmo formulado pelo engenheiro japonês Yoichi Kaya, fornece uma abordagem intuitiva para a interpretação das tendências históricas e projeções de emissões de dióxido de carbono.

Kaya demonstrou uma relação fixa entre a produção econômica e a meta de redução de carbono. A relação entre quatro fatores importantes (as emissões de carbono, a intensidade de carbono do sistema energético, a intensidade energética da economia e a produção econômica) foi colocada na fórmula abaixo:

IK= (C/E) x (E/Y) x (Y/P) x P

Onde IK é a identidade Kaya, C= carbono emitido em determinado período; E= energia consumida no período; Y= produção econômica; e P= população. A simulação do período do cenário é apresentada na Figura 12.

Figura 12. Impacto do fator Kaya no setor de energia
consumo mundial de energia

Dos quatro componentes Kaya, os políticos estão mais ativamente preocupado com a intensidade energética da economia e a intensidade de carbono da energia, que são mais facilmente atingidas pelas políticas públicas ao seu dispor para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. É neste setor que devem se concentrar os esforços para um grande acordo internacional para descarbonização da economia, em especial no setor de Energia.

10. Conclusão
O cenário de Referencia (business-as-usual) é um dos três cenários trabalhados pela Agencia de Informações de Energia do USDOE. Os outros dois são Alto Crescimento Econômico e Baixo Crescimento Econômico, selecionados pela alta correlação entre aquecimento econômico e demanda de energia. Neste cenário são consideradas apenas as legislações e políticas públicas vigentes no momento de sua elaboração, sem considerar quaisquer propostas em discussão ou em andamento, tanto domesticamente para cada país ou bloco, como para acordos internacionais. Igualmente, o cenário considera apenas a energia comercialisável, não levando em conta, por exemplo, a energia originária de extrativismo ou coleta de biomassa.

Os números apresentados são altamente coerentes com a situação atual, porém os autores ressaltam o grau de incerteza do dimensionamento do mercado quando associado com diversos fatores diretrizes, como as variáveis econômicas (crescimento do PIB, inclusão social, inflação), demográficas (crescimento populacional, taxa de urbanização), ambientais (emissões de GEE), sociais (conflitos entre produção de alimentos e de energia), geopolíticas (terrorismo, lideranças emergentes, desequilíbrios entre blocos), entre outras. Assim mesmo, o documento é extremamente útil para iluminar a trajetória do longo prazo, restringindo os espaços de prospecção e permitindo balizar com um grau menor de variabilidade os investimentos privados e as políticas públicas.

Décio Gazzoni é Engenheiro Agrônomo, assessor da SAE/Presidência da República.