Consumo Residencial Eletricidade Sbpe 2014

7/23/2019 Consumo Residencial Eletricidade Sbpe 2014

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Polticas Energticas para a Sustentabilidade25 a 27 de agosto de 2014

FlorianpolisSC

Estudo Sobre os Fatores que Afetam o Consumo de Energia

Eltrica no Setor Residencial Brasileiro

Maria Jos CharfuelanVillarrea1

Joo Manoel Losada Moreira2

RESUMO

O consumo residencial de energia eltrica no Brasil aumentou 54 % enquanto o

consumo total de energia eltrica no Pas aumentou 46 %. Neste trabalho estuda-se

o comportamento do consumo de eletricidade residencial em funo dos fatores renda

domiciliar, nmero de domiclios e tarifa de eletricidade. A tcnica de anlise utilizada

a LMDI (logarithmic mean weight divisia method) a partir de um conjunto de

variveis explicativas. Os resultados indicam que a renda domiciliar teve um efeito

predominante entre 2003 e 2012 sobre o consumo de eletricidade residencial. A

intensidade eltrica dos domiclios, definida como a razo entre consumo de

eletricidade domiciliar e a renda domiciliar, caiu 10 % no perodo estudado. A

eletricidade consumida por residncias aumentou 24 %. A varivel R/T (razo entre

renda domiciliar e tarifa de eletricidade residencial) uma boa candidata para induzir

comportamentos desejveis evoluo do consumo de eletricidade residencial. A

partir das contribuies da decomposio LMDI obteve-se coeficientes de elasticidade

entre o consumo de eletricidade domiciliar e as variveis explicativas. Os resultados

permitem fazer projees para os prximos anos com erros de 27%.

1Universidade Federal do ABC, [email protected] (autora correspondente)2Universidade Federal do ABC, [email protected], 11-4996-0115


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Palavras-chave: consumo de eletricidade residencial, LMDI, renda domiciliar.

ABSTRACT

The residential electricity consumption in Brazil increased 54 % while the total

electricity consumption in the country, only 46 %. In this paper we study the behavior

of residential electricity consumption considering the following factors: household

income, number of households and electricity tariff. The analysis technique used was

the logarithmic mean weight divider method (LMDI) from a set of explanatory variables.

The results indicate that household income had a predominant effect between 2003

and 2012 on the electricity consumption in residences. The electric intensity of

households, defined as the ratio of household electricity consumption and household

income, fell 10 % over the period studied. The electricity consumed by households

increased by 24 %. The explanatory variable R/T (ratio between household income

and residential electricity tariff) is a good candidate to induce a desirable evolution over

time to the residential electricity consumption. The LMDI decomposition furnished

elasticity coefficients between the electricity consumption of households and the

explanatory variables. The results allow making projections for the coming years with

errors of 27 %.

Keywords: Household electricity consumption, LMDI, household income

1. INTRODUO

O setor residencial o segundo maior consumidor de eletricidade no Brasil e o

segundo setor depois do comercial com maior crescimento, 54% no consumo total

entre 2003 e 2012 (EPE, 2014). Aumentos no consumo de energia so normalmente

associados a vrios fatores como o aumento da populao, atividade econmica,

mudanas nas necessidades bsicas e tarifas da eletricidade (Nakajima e Hamori,2010; Acho e Schaeffer, 2009; Saad, 2009; Ghisiet al, 2007; Narayan et al, 2007;

Halvorsen e Larsen, 2001; Jannuzzi e Chipper, 1991). No Brasil, o aumento no nmero

de domiclios e o processo de universalizao do consumo de energia eltrica, entre

outros fatores, levaram a um aumento no consumo pelo setor residencial (Acho e

Schaeffer, 2009;Ghisiet al, 2007; Jannuzzi e Chipper, 1991). Um fator que aumentou

de importncia na ltima dcada foi o aumento de renda da populao brasileira.


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H dados sobre renda da populao e consumo de energia eltrica, disponibilizados

pelo IBGE e EPE, que podem ser cruzados para uma avaliao de fatores. O Balano

Energtico Nacional apresenta resultados de consumo de energia eltrica pelo setor

residencial e de preo da energia eltrica (EPE, 2014).

O objetivo deste trabalho estudar, a partir desta base de dados, os principais fatores

que influenciaram o aumento do consumo de energia eltrica no setor residencial do

Brasil entre 2003 e 2012. A metodologia utilizada baseia-se na decomposio do

consumo de energia em vrios fatores determinantes utilizando o mtodo denominado

logarithmic mean weight divisia method ou LMDI (Ang e Lee, 1994; Ang, 2005;

Lenzen, 2006; Acho e Schaeffer, 2009). Com seus resultados obtem-se elasticidades

que permitem fazer projees sobre o comportamento do consumo de eletricidaderesidencial.

Neste artigo apresentam-se inicialmente o mtodo LMDI para a decomposio do

consumo de energia, os dados utilizados e a definio das variveis que definem os

fatores determinantes sobre o consumo de eletricidade. Em seguida, apresenta-se o

comportamento das variveis de estudo, a decomposio e a discusso dos

resultados.

2. METODOLOGIA E DADOS

2.1. A Tcnica de Decomposio LMDI

A tcnica de decomposio LMDI permite obter a contribuio de variveis sobre uma

dada grandeza a partir de sries temporais de todas elas (Ang e Lee, 1994). Esta

tcnica permite quantificar as contribuies relativas de diferentes fatores sobre a

grandeza de interesse, que neste trabalho o consumo de energia residencial, E(t),

onde t representa um dado ano. Assume-se que o comportamento temporal de E(t)

possa ser descrito por um conjunto de variveis temporais

1(), (), () ()por meio de uma funo explicativa:() (1, , , ) 1()() () (1)

Isto , uma funo explicativa dada pelo produto das vrias variveis. Com a variao

diferencial do consumo de energia definida como:


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4

=1. (2)

As mudanas do consumo de energia entre dois momentos distintos 0 e T pode ser

obtida pela integrao do lado direito da Eq. 2 nos limites de integrao dados pelos

valores das variveis1,, ... ,entre 0 e T. Com a tcnica de decomposio LMDIobtm-se a taxa de variao de cada um dos fatores que afeitam a energia total

residencial, a partir da media logartmica, se tem que:

=1

=1 0( 0 )

=1ln0 (3)

Tomando o valor para como verdadeiro pode-se determinar a elasticidade entreE e Xi como

. (4)

A partir da elasticidade pode-se estimar a variao no consumo de energia eltrica

residencial devido a variaes na varivel Xi.

2.2. Dados Sobre o Consumo de Eletricidade nos Domiclios

Inicialmente foram identificadas as variveis medidas nos censos do IBGE e estudos

da EPE e ANEEL que pudessem ser consideradas fatores importantes para

determinar o comportamento do consumo de eletricidade residencial. O perodo de

estudo entendeu-se de 2003 a 2012. Estudos sobre consumo de energia em setores

da economia sugerem que possveis fatores explicativos so renda domiciliar, nmerode domiclios e tarifa de eletricidade (Acho e Schaeffer, 2009; Ghisiet al, 2007;

Jannuzzi e Schipper, 1991; Narayan et al, 2007; Weismann et al, 2011).

O nmero de domiclios particulares e a renda dos domiclios foram coletadas do IBGE

(IBGE, 2014),conforme quantificadas pelas respectivas sries temporais. Sendo a

renda no censo definida em termos de quantidade de salrios mnimos, a renda

domiciliar foi obtida a partir da mdia do salario mnimo mensal para cada ano. Os

valores de salrio mnimo foram obtidos das sries temporais do Banco Central do


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Brasil ajustadas pelo IPCA para contabilizar os efeitos inflacionrios (BCa, 2014; BCb,

2014).

A srie de consumo de energia eltrica do setor residencial foi obtida no balano

energtico nacional e outros documentos da Empresa de Pesquisa Energtica (EPE,2007; EPE, 2014). Os valores mdios de tarifa de eletricidade para cada ano foi obtida

no site da Agncia Nacional de Energia Eltrica (ANEEL, 2014). Na Tabela 1

apresentam-se os dados obtidos para a anlise.

Tabela 1Consumo de eletricidade residencial, nmero de domiclios, renda domiciliar e

tarifa de eletricidade residencial entre 2003 e 2012.

2.3. Construes das Variveis Explicativas para a Tcnica LMDI

Os fatores escolhidos como determinantes para o entendimento do consumo de

eletricidade no setor residencial, E, foram o nmero de domiclios, D, renda domiciliar,

R, e tarifa residencial mdia de eletricidade com tributos, T. Para se representar E

conforme a Eq. 1, isto , em termos de um produto de variveis explicativas, que foram

definidas em termos de razes entre os fatores escolhidos. Com E e os fatores R, D

e T possvel obter 6 relaes diferentes (E/R, E/D, E/T, R/D, R/T e D/T)

desconsiderando relaes recprocas por trazerem a mesma informao. Para se

construir a funo explicativa E(t) deve-se escolher as relaes entre as 6 possveis

que possuem algum significado econmico, social ou tcnico. Estas relaes trazem

algum significado explicativo como, por exemplo, E/R que pode ser interpretada como

uma intensidade de consumo de eletricidade residencial em relao renda

domiciliar. A relao D/T, entretanto, de interpretao difcil e foi descartada. Assim,

Perodo

Nmero de

Domicilios(unid)

Renda Domiciliar(R$) Tarifa de energaelctrica (R$/GWh)

Consumo de

energa eltricaresidencial (GWh)

2003 47.968,0 54.917.770,01 310.196,70 76.162,17

2004 49.850,0 57.227.142,42 352.978,04 78.470,11

2005 51.453,0 59.080.875,14 388.775,95 82.644,26

2006 52.630,0 65.120.911,15 414.718,99 85.783,83

2007 53.533,0 70.772.429,78 411.046,59 89.885,37

2008 55.217,0 77.048.854,22 390.231,73 94.746,39

2009 56.055,0 80.168.736,18 404.059,99 100.776,17

2011 57.415,0 87.149.823,47 437.816,47 111.970,67

2012 59.474,0 94.342.302,10 462.503,14 117.567,17


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tomando N = 6, as variveis Xi, i=1,6 presentes na Eqs. 1, so E/R, E/D, T/E, D/R, R/T

e R, respectivamente. A Eq. 1 que define a funo explicativa se torna:

()

. (5)

A Eq. 7 uma identidade e abrange todas as relaes entre os fatores escolhidos com

possibilidade de explicar o comportamento do consumo de eletricidade residencial.

3. RESULTADOS OBTIDOS

Com os dados obtidos da Tabela 1 normalizados em relao ao ano de 2003,

reproduz-se na Figura 1 o comportamento das sries temporais referentes aos fatores

que podem ter influenciado o consumo residencial de eletricidade ao longo do perodode analise (2003-2012). As relaes definidas entre estes fatores mostradas na Eq. 5

so apresentadas na Figura 2. Estas tambm foram normalizadas com base no ano

2003.

Figura 1Comportamento temporal do consumo de energia residencial (E), tarifa de

eletricidade (T), nmero de domiclios (D) e renda, domiciliar (R) entre 2003 e 2012.

Figura 2Comportamento temporal das relaes definidas nas Eqs. 3 a 4 entre 2003 e 2012.


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3.1 Resultados da Decomposio LMDI

A tcnica de decomposio LMDI fornece a contribuio de cada varivel explicativa

para a variao do consumo de eletricidade total, seja ela positiva ou negativa. A

Figura 3 apresenta os resultados obtidos para a contribuio de cada varivel dafuno explicativa dada pela Eq. 5 para o perodo 2003-2012. Na ordenada da figura

tem-se a contribuio da varivel explicativa para a variao do consumo de energia

residencial. A magnitude de cada varivel explicativa fornece a importncia de seu

efeito sobre o consumo de energia residencial. A variao de consumo de eletricidade

entre 2003 e 2012, 41405 GWh conforme a Tabela 1, mostrado na figura 3 como a

variao da varivel E.

Figura 3Contribuio das variveis explicativas para a variao do consumo de energia

eltrica residencial no perodo 2003-2012.

3.2. Coeficientes de elasticidade

A Figura 4 apresenta os coeficientes de elasticidade do consumo de energia em

relao as variveis explicativas conforme na Eq. 6 a partir dos valores de apresentados na Figura 3.

Figura 4Variao dos coeficientes de elasticidade da decomposio para o perodo 2003-2012


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3.3. Preciso do Modelo LMDI Obtido

A Tabela 3 apresenta as estimativas para a variao do consumo de eletricidade

residencial utilizando os coeficientes elasticidade da Figura 4 e a Eq. 6 escrita para

. O erro percentual entre a estimativa e o valor real para cada caso apresentadona tabela. O desvio padro dos 36 dados foi de 27 %.

Tabela 3Estimativas para a variao de consumo de eletricidade residencial utilizando os

coeficientes de elasticidade e erros relativos.

4. DISCUSSO DOS RESULTADOS

4.1. Variveis Explicativas

Observa-se na Figura 1 que todos os fatores apresentaram aumento entre 2003 e

2012. A renda domiciliar foi o fator com maior crescimento, 72 %, seguido da tarifa

mdia de eletricidade com um 49 %, e do nmero total de domiclios que aumentou

24%. O fator com comportamento mais varivel ao longo do perodo de anlise foi a

tarifa de eletricidade que apresentou uma queda a partir de 2006 e voltou a crescer a

partir de 2009.

E

(GWh)

Erro

(%)

E

(GWh)

Erro

(%)

2004 3.510,0 52 2007 1.354,5 -67

2005 9.450,3 46 2008 5.379,9 -40

2006 10.335,8 7 2009 11.498,7 -232007 11.690,3 -15 2011 23.623,2 -10

2008 15.715,7 -15 2012 31.069,2 -2

2009 21.834,4 -11 2008 4.025,4 -17

2011 33.959,0 -5 2009 10.144,2 -7

2012 41.405,0 0 2011 22.268,7 1

2005 5.940,3 42 2012 29.714,7 7

2006 6.825,8 -7 2009 6.118,8 1

2007 8.180,3 -28 2011 18.243,4 6

2008 12.205,7 -25 2012 25.689,4 13

2009 18.324,4 -18 2011 12.124,6 8

2011 30.449,0 -9 2012 19.570,6 17

2012 37.895,0 -3 2011 2012 7.446,0 33

2006 5.792,5 85 27%

2007 7.147,0 -1

2008 11.172,4 -8

2009 17.291,2 -5

2011 29.415,8 0

2012 36.861,8 6

Caso

2008

2009

DESVIO PADRO

Caso

2003

2004

2005

2006

2007


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Observa-se na Figura 2 que o maior crescimento entre as variveis explicativas foi de

R/D (quase 40 %), seguido por E/D (24 %) e R/T (15 %). A relao E/R entre consumo

de eletricidade e renda domiciliar mostrou uma queda em torno de 10%. A relao E/R

pode ser interpretada como uma intensidade eltrica domiciliar em relao renda.

Esta grandeza est caindo ao longo da ltima dcada. De forma similar, E/D pode ser

interpretada como uma intensidade eltrica residencial quanto ao nmero de

domiclios. A relao E/D apresentou um aumento de 24 % indicando que os

domiclios brasileiros esto consumindo mais energia.

4.2. Decomposio LMDI

De acordo com resultados apresentados na Figura 3, R e E/D so as variveis

explicativas com maior contribuio positiva na variao total de energia no perodo

de estudo. Outro fator importante no consumo de energia eltrica residencial D/R,

mas sua contribuio negativa representando o inverso da disponibilidade de renda

nos domiclios, R/D. A intensidade eltrica do setor residencial, dado por E/R, caiu ao

longo de 2003-2012 e, portanto, o consumo de eletricidade nas residncias cresceu

de forma menos intensa que a renda domiciliar.

A tarifa tem um efeito inverso sobre o consumo de eletricidade, pois seu aumento

tende a reduzi-la. O consumo de eletricidade compete com outras demandas dos

moradores domiciliares e a relao R/T entre renda domiciliar e tarifa mostra esta

influncia. A contribuio positiva, conforme mostram as Figura 3, indica que o

aumento da renda compensou a variao tarifria entre 2003 e 2012. Mas no entre

2003 e 2006 quando ocorreu o oposto.

4.3. Preciso das Elasticidades Obtidas com a Decomposio LMDI

Os coeficientes obtidos pela decomposio LMDI entre 2003 e 2012 foram utilizados

para obter a elasticidade do consumo de eletricidade nos domiclios em relao s

variveis explicativas. A preciso obtida para os 36 casos possveis estados foi de 27

%. A Tabela 3 mostra que os maiores erros ocorreram para estimativas de curto prazo

como por exemplo 2004 e 2005 a partir de 2003, 2005 a partir de 2004, 2006 a partir

de 2005, 2007 a partir de 2006 e 2008 a partir de 2007. H tambm grande erros para

estimativas envolvendo o anos 2006 e 2007 devido as mudanas que as variveis

tiveram nesse perodo. Assumindo que os erros das estimativas obedeam a uma


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distribuio normal pode-se dizer que o valor real da variao do consumo de

eletricidade domiciliar esteja entre o valor estimado 27 % com 68% de confiana ou

54% com 95% de confiana.

5. CONCLUSES

Os fatores que influenciaram mais o aumento no consumo de energia eltrica nas

residncias foram a renda domiciliar, o numero de domiclios e a tarifa, nesta ordem.

A razo entre o consumo de eletricidade e a renda domiciliares, interpretada como

uma intensidade eltrica domiciliar, caiu 10 % entre 2003 e 2012. E/D apresentou um

aumento de 24 % indicando que os domiclios brasileiros aumentaram neste perodo

o consumo de energia eltrica.

Os coeficientes de elasticidade obtidos pela tcnica LMDI identificam a importncia

relativa das variveis explicativas sobre o comportamento do consumo de eletricidade

domiciliar. As estimativas utilizando estas elasticidades podem ser utilizadas para

projees produzindo resultado com desvio de padro de 27 % com 68 % de

confiana. Entre as variveis explicativas independentes do consumo de eletricidade,

E, R/D tem maior influencia sobre a eletricidade consumida nos domiclios seguida de

R/T. Esta ultima uma boa candidata para induzir comportamentos desejveis

evoluo do consumo de eletricidade residencial.

6. AGRADECIMENTOS

A primeira autora agradece o apoio financeiro na forma de bolsa de estudo da CAPES.

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