2. DEMANDA, OFERTA E RACIONAMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA

2.1. Consumo residencial de eletricidade

Desde a década de 1980 a crescente crise inflacionária brasileira deteriorava o poder de compra dos salários, dificultava o acesso ao crédito e desestimulava os investimentos. Com a adoção do Plano Real a economia voltou à estabilidade, com o controle da inflação, aumento real do poder de compra dos salários e maior acesso ao crédito, estimulando o consumo de bens e serviços. Isto ocasionou um aumento da demanda de energia elétrica acima do previsto pelo setor, que, em conseqüência, ficou sobrecarregado.

Além do fato de o aumento do poder aquisitivo ter levado ao aumento do consumo de bens duráveis e não duráveis, a estabilização monetária proporcionada pelo Plano Real refletiu também na acentuação do consumo final de eletricidade per capita. No entanto, verifica-se em 2001 que o sistema elétrico entra em colapso por não suportar o aumento da demanda e o não aumento dos investimentos neste setor, em especial no de transmissão de energia elétrica. Este fato levou à interrupção do sistema em algumas horas do dia, o chamado “apagão”. Neste momento o governo federal, através de propagandas, conscientização e colaboração da sociedade em geral e em especial dos empresários, inicia um intenso programa de racionamento de energia elétrica e de uso eficiente de energia com a finalidade de ganhar tempo para poder realizar os investimentos necessários para o setor. Esses métodos deram resultados quanto à conscientização e o consumo de energia elétrica caiu, evitando novos racionamentos de energia elétrica, conforme se observa no gráfico a seguir:

O Gráfico 1 mostra que, de 1970 a 2006, registrou-se diferentes movimentos da curva de consumo residencial de eletricidade por habitante. Utilizando a tabela de dados geradora do Gráfico 1 (ver Anexo I), deduz-se que, de 1970 a 1994, a média de crescimento do consumo foi aproximadamente 11 KWh/hab ao ano. De 1995 a 2000, esta média aumentou em quase duas vezes. Já de 2001 a 2006, houve uma redução deste consumo em aproximadamente cinco vezes em relação ao período de 1995 a 2000. No próprio gráfico em análise, pode-se observar que o período de 1995 a 2000 apresenta maiores taxas de crescimento anual de consumo. Porém a partir de 2001, durante e após o racionamento de energia, percebe-se uma redução abrupta da curva mostrando que as políticas de conscientização de uso racional da energia elétrica mudaram de fato o comportamento das empresas e da população em geral.

De forma semelhante, no Tocantins houve um salto no consumo de energia elétrica desde a sua criação, em 1988. De acordo com o BEN (2004 e 2007, tabela 8.2) o consumo residencial de eletricidade passou de 51 GWh (1988) para 357 GWh (2006), um aumento de 288%. A geração elétrica passou de 2.540 GWh em 2002 para 5.947 GWh em 2006. Em termos relativos, a participação da região Norte no consumo residencial de eletricidade no Brasil aumentou de 4,09% (1970) para 5,12% (2006).

2.2. Modelos de demanda residencial de eletricidade

A demanda residencial de eletricidade é derivada da demanda pelos serviços domésticos, tais como o aquecimento de água, resfriamento, preparação e armazenamento de alimentos e entretenimento, que são realizados pelo uso de aparelhos elétricos como chuveiro, ferro elétrico, condicionador de ar, ventilador, forno microondas, televisão, computador, aparelho de som, batedeira, liquidificador, geladeira, lâmpada, etc. Os determinantes do consumo doméstico de energia elétrica estão ligados ao preço da eletricidade, à renda do consumidor, à estrutura residencial e às características demográficas e climáticas. Nos anos 50 foram feitos os primeiros estudos sobre demanda residencial de eletricidade, com destaque para o trabalho de Houthakker (1951), abordando as tarifas de energia elétrica. Então a partir da segunda metade do século passado foi aberto o caminho para os estudos do tema de energia elétrica, a implicação das tarifas para a demanda do setor (Garcez & Ghirardi, 2003).

Conforme mostra Garcez & Ghirardi (2003), um modelo econométrico da demanda residencial de eletricidade é o clássico de Wilson (1971):

Q = K + b1P + b2G + b3Y + b4R + b5C + ε (forma linear)

lnQ = 10,25 – 1,33lnP + 0,31lnG – 0,46lnY + 0,49lnR + 0,04lnC (forma logarítmica)

Onde Q é a demanda média de eletricidade por consumidor (em KWh/ano), P é o preço médio da eletricidade, G é o preço médio do gás natural, Y é a renda média familiar, R é o número de quartos por consumidor, C é o número de graus diários de temperatura, e ε é o termo de erro da regressão.

O modelo de Anderson (1973, apud Garcez & Ghirardi, 2003), também utiliza uma função logarítmica, mas contempla outras variáveis, conforme a seguir:

lnX = a0 + a1lnPE + a2lnPG + a3lnPO + a4lnPC + a5lnPBG + a6lnY + a7lnHS + a8SHU + a9NU + a10W + a11S + u

Onde X é o consumo residencial de eletricidade, PE é o preço da eletricidade, PG é o preço do gás, PO é o preço do óleo para aquecimento, PC é o preço do carvão, PBG é o preço do gás de cozinha, Y é a renda familiar, HS é o tamanho médio da família, SHU é o número de unidades residenciais, NU é o número de residências não urbanas, W é a temperatura média de dezembro, S é a temperatura média de julho e u é o termo de erro da regressão.

Com uma abordagem de ajustamento parcial, o modelo de Donnelly (1984, apud Garcez & Ghirardi, 2003) estima a demanda residencial de eletricidade por uma série temporal com a variável dependente defasada:

lnQET = –2,94 – 0,35lnPET + 0,19lnPST + 0,31lnYt + 0,20lnHDDt + 0,55lnQET–1

Onde QET é o consumo residencial de eletricidade, PET é o preço da eletricidade, PST é o índice de preço de outros combustíveis, Yt é a renda familiar, HDDt são os graus diários de aquecimento. Neste modelo, a inclusão da variável defasada (QET–1) indica que o consumo passado de energia influi na demanda atual.

Até aqui, os modelos citados têm em comum a presença de variáveis como renda (familiar), tarifa de energia elétrica, preço de outros serviços de energia e temperatura. A ênfase nestas variáveis mostra a grande significância delas para a formulação de um modelo de demanda residencial de eletricidade, tendo elas um aspecto essencial. As poucas variações nos modelos podem se referir, portanto, às características geográficas ou sócio-econômicas locais.

Modernas metodologias econométricas conseguem reunir as capacidades explicativas e preditivas de um modelo através de uma análise estrutural dinâmica, seja utilizando dados de séries temporais, dados dispostos em painel ou em cortes temporais (cross-sections). Por exemplo, existem os modelos de função de transferência linear (LFT), modelos auto-regressivos de defasagens distribuídas (ADL), modelos de ajustamento parcial (PAM), modelos auto-regressivos vetoriais (VAR) e mecanismos de correção de erros (ECM) (Garcez & Ghirardi, 2003).

De maneira mais simples, os modelos de demanda residencial de eletricidade podem ser assim estruturados conforme o exposto em Jannuzzi & Swisher (1997):

(1) O uso total de eletricidade residencial é a soma da energia por serviços domésticos:

i=n

ER = ∑EiR

i=1

Onde ER é o uso total residencial de eletricidade e EiR é o uso específico, sendo i o uso-final específico do serviço (iluminação, calefação, resfriamento, etc.).

(2) o uso-final de cada serviço pode ser especificado assim:

i=n

E = ∑Qi • Ii

i=1

Onde E é o uso-final específico do serviço, Qi é a quantidade do serviço específico de energia e Ii é a intensidade do uso energético para cada serviço de energia i.

(3) então no setor residencial teríamos:

EiR = Ni • Pi • Mi • Ii

Onde EiR é o uso específico do serviço, Ni é o número total de residências com uso-final i, Pi é o nível de penetração dos aparelhos por uso-final i, Mi é o número de horas, graus-dia ou freqüência do uso por serviço de energia i e Ii é a intensidade do uso-final i.

(4) se desejarmos separar os serviços por classes de renda, a demanda total é dada por:

n,m

ER = ∑Ei,jR

i,j=1

Onde ER é o uso total residencial de eletricidade, Ei,jR é o uso residencial por serviço e classe de renda, i é o uso-final específico e j é a classe de renda.

Este modelo é mais intuitivo que os demais. As variáveis de interesse relacionam-se aos equipamentos eletroeletrônicos dentro da residência. O consumo de energia elétrica residencial é a soma dos consumos de energia dos aparelhos eletrodomésticos. Estes, por sua vez, são calculados a partir da potência de cada aparelho multiplicada pelo número de horas, graus-dia ou freqüência do uso e pela quantidade de unidades disponíveis na residência (chamada de nível de penetração). Por fim, o consumo residencial de eletricidade pode ser agrupado por faixas de renda. Este modelo foi utilizado no item 6.4 (Modelo de consumo residencial de energia elétrica aplicado ao Tocantins).

A realização de cálculos econométricos para estimar a demanda de eletricidade é importante porque (i) ajuda a compreender o comportamento da população quanto ao consumo de eletricidade, (ii) assiste à tomada de decisões dos agentes econômicos, na sua escolha de investir no setor elétrico e (iii) serve de suporte para a elaboração de políticas públicas, para o planejamento do setor elétrico e para a regulação econômica do mercado de energia elétrica (Garcez & Ghirardi, 2003). Então, o estudo da demanda de energia elétrica tem importância estrutural e conjuntural no planejamento e gerenciamento do setor elétrico e na possibilidade de fazer previsões de consumo, de modo a garantir o abastecimento energético a curto e longo prazo.