alternativas para a previsão de demanda de gás natural

197 Pages·2004·1.11 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

SÍLVIO CERONI DA SILVA

ALTERNATIVAS PARA A PREVISÃO DE
DEMANDA DE GÁS NATURAL: UM ESTUDO
ORIENTADO AO ESTADO DO
RIO GRANDE DO SUL

Porto Alegre
2003
2
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

SÍLVIO CERONI DA SILVA

ALTERNATIVAS PARA A PREVISÃO DE
DEMANDA DE GÁS NATURAL: UM ESTUDO
ORIENTADO AO ESTADO DO
RIO GRANDE DO SUL

Tese submetida ao Programa de Pós-
graduação em Engenharia de Produção da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
como requisito parcial à obtenção do título
de Doutor em Engenharia de Produção

Área de Concentração: Sistemas de Qualidade

Orientador: José Luis Duarte Ribeiro, Dr.

Banca Examinadora: Adib Paulo Abdalla Kurban, PhD
Luis Antonio Lindau, PhD
Paulo Smith Schneider, Dr

Porto Alegre, dezembro de 2003
3

Esta tese foi julgada adequada para a obtenção do título de Doutor em Engenharia de
Produção e aprovada em sua forma final pelo Orientador e pela Banca Examinadora
designada pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção.

Prof. José Luis Duarte Ribeiro, Dr.
Orientador

Prof. José Luis Duarte Ribeiro, Dr.
Coordenador PPGEP / UFRGS

Banca Examinadora:

Adib Paulo Abdalla Kurban, PhD
TBG – Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia-Brasil S.A.

Luis Antonio Lindau, PhD
PPGEP / UFRGS

Paulo Smith Schneider, Dr
Departamento de Engenharia Mecânica / UFRGS
4

Para minha esposa Carla e nossa filha Amanda.
5

AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Dr. José Luis Duarte Ribeiro, orientador deste trabalho, ao qual devo
grande parte de minha formação acadêmica.
A todos os integrantes do projeto Demangas.
Às empresas que apoiaram os estudos conduzidos neste trabalho: Petrobras,
Sulgas e TBG.
À minha família, por todo apoio recebido ao longo dos anos de estudo.
6

RESUMO

O tema da presente tese é a demanda do gás natural em um novo mercado, que se
encontra em expansão.O objetivo geral é o desenvolvimento de uma metodologia para a
previsão de demanda do gás natural, estabelecendo um método que integre as diversas
alternativas de previsão de demanda desenvolvidas. Primeiramente, é feita uma revisão da
literatura abordando os seguintes temas: (i) demanda de energia no Brasil e no mundo; (ii)
demanda de gás natural no Brasil e no mundo; (iii) oferta de gás natural no Rio Grande do
Sul; (iv) modelos de previsão de demanda energética; (v) pesquisa qualitativa e grupos
focados. São, então, desenvolvidas as alternativas para a previsão de demanda de gás natural:
(i) baseado em dados históricos do Rio Grande do Sul: com base no comportamento pregresso
da demanda energética estadual faz-se uma extrapolação dos dados de demanda futuros,
estimando-se um percentual de participação do gás natural neste mercado; (ii) baseado em
equações de previsão que se apóiam em dados sócio-econômicos: tomando-se como
embasamento o tamanho da população, PIB, número de veículos da frota do estado, e as
respectivas taxas de crescimento de cada uma destas variáveis, estima-se o potencial consumo
de gás natural; (iii) baseado em dados históricos de outros países: tomando-se por base os
dados de países onde já se encontra consolidado o mercado de gás natural, faz-se uma
analogia ao caso brasileiro, particularmente o estado do Rio Grande do Sul, visualizando o
posicionamento deste mercado frente à curva de crescimento e amadurecimento do mercado
consolidado; (iv) baseado na opinião dos clientes potenciais: através de grupos focados,
busca-se a compreensão das variáveis que influenciam as decisões dos consumidores de
energia, bem como a compreensão das soluções de compromisso (trade off) realizadas quando
da escolha dos diferentes energéticos, utilizando-se técnicas do tipo “preferência declarada”;
(v) baseado na opinião de especialistas: através de grupos focados com profissionais do setor
energético, economistas, engenheiros e administradores públicos busca-se o perfil de
demanda esperado para o gás natural. São aplicadas as alternativas individuais à previsão da
demanda do gás natural no estado do Rio Grande do Sul, verificando a necessidade de
adaptações ou desenvolvimentos adicionais das abordagens individuais. Neste momento,
começa-se a construção do método integrador, partindo-se da visualização de benefícios e
carências apresentados por cada alternativa individual. É, então, elaborada uma proposta para
integrar os resultados das diversas abordagens. Trata-se da construção de um método para a
previsão de demanda energética de gás natural que compatibiliza resultados qualitativos e
quantitativos gerados nas abordagens individuais. O método parte de diferentes inputs, ou
seja, os dados de saída gerados por cada abordagem individual, chegando a um output único
otimizado em relação à condição inicial. A fase final é a aplicação do método proposto à
previsão de demanda de gás natural no estado do Rio Grande do Sul, utilizando a base de
dados gerada para o estudo particular do estado.
7

ABSTRACT

This dissertation deals with methods to estimate the demand for natural gas in
new markets. The main objective is to develop a methodology to forecast natural gas demand.
For that matter, a method to integrate several alternative natural gas demand forecast types is
proposed. The dissertation starts with a literature review on: (i) Brasil and world energy
demand; (ii) Brasil and world natural gas demand; (iii) Rio Grande do Sul natural gas supply;
(iv) energy demand forecasting models; (v) qualitative research and focus groups. Then
alternative natural gas demand forecasting methods are developed: (i) based on Rio Grande do
Sul historic data: according to previous energy demand behavior we propose an extrapolation
of future demand data, estimating the market share for natural gas; (ii) based on forecasting
equations that consider social-economic data: analyzing population size, GDP, number of
vehicles, and respective increase rates we estimate natural gas consumption potential; (iii)
based on other countries historical data: we confront data from countries where the natural gas
market is stable with the Brazilian case, particularly in the State of Rio Grande do Sul,
comparing this market with stable markets; (iv) based on potential clients’ opinion: according
to focus groups we investigate investigate variables that influence decisions from energy
consumers and the trade offs made when choosing different energy sources, using techniques
such as stated preference studies; (v) based on expert opinion: according to focus groups
conducted with experts from the energy sector, economists, engineers and public
administrators we investigate the profile of natural gas demand in the state of Rio Grande do
Sul. The individual alternatives outlined above are applied to the Rio Grande do Sul natural
gas forecasting. Adaptations and additional developments in the model proposed are also
analyzed. We then propose an integrating method that considers benefits and drawbacks of
each individual forecasting alternatives. The method aims at producing natural gas demand
forecasts compatible with the qualitative and quantitative results produced in the individuals
approaches. The method start with different inputs that are the output data produced by each
individual approach; the result is a single optimized output. The last step in the proposed
method is an application in natural gas forecasting in the state of Rio Grande do Sul, using a
database generated for that particular matter.
8

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO....................................................................................................................16
1.1 Comentários Iniciais.................................................................................................16
1.2 Tema e Objetivos......................................................................................................19
1.3 Justificativa do Tema e dos Objetivos......................................................................19
1.4 Metodologia..............................................................................................................20
1.5 Estrutura....................................................................................................................22
1.6 Limitações.................................................................................................................22
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.............................................................................................23
2.1 Demanda de Energia no Brasil e no Mundo.............................................................23
2.2 Demanda de Gás Natural no Brasil e no Mundo......................................................27
2.2.1 Reservas de Gás Natural...............................................................................31
2.2.2 Demandas Regionais....................................................................................33
2.3 Oferta de Gás Natural no Rio Grande do Sul............................................................48
2.4 Modelos de Previsão de Demanda Energética..........................................................53
2.4.1 A Abordagem Econométrica para Previsão de Demanda............................54
2.4.2 A Abordagem Descritiva para Previsão de Demanda..................................55
2.4.3 Outros Modelos de Previsão de Demanda Energética..................................58
2.4.4 Modelos Aplicados a Casos Brasileiros.......................................................61
2.4.5 Séries Temporais..........................................................................................62
2.5 Pesquisa Qualitativa..................................................................................................64
2.5.1 Pesquisa Qualitativa no Cenário Internacional.............................................66
2.5.2 Grupos Focados............................................................................................68
2.5.3 Opinião de Especialistas...............................................................................76
3. ABORDAGENS INDIVIDUAIS PARA PREVISÃO DE DEMANDA.............................78
3.1 Abordagem Baseada em Dados Históricos...............................................................78
9
3.2 Abordagem Baseada em Equações de Previsão que se Apóiam em Dados Sócio-
Econômicos.....................................................................................................................80
3.3 Abordagem Baseada em Dados Históricos de Outros Países...................................85
3.4 Abordagem Baseada na Opinião dos Clientes Potenciais.........................................87
3.4.1 Investigação Preliminar do Consumo Potencial de GN...............................88
3.4.2 Resultados do Grupos Focados.....................................................................94
3.4.3 Listagem dos Atributos Demandados.........................................................105
3.4.4 Investigação Através de Pesquisa Quantitativa..........................................109
3.5 Abordagem Baseada na Opinião de Especialistas..................................................116
3.5.1 Setor Industrial, Comercial e Residencial..................................................117
3.5.2 Setor Automotivo.......................................................................................125
4. UM MÉTODO PARA INTEGRAR AS ABORDAGENS DESENVOLVIDAS..............134
4.1 O Modelo Integrador para Previsão de Demanda Aplicado aos Setores Industrial,
Comercial e Residencial................................................................................................134
4.1.1 Apresentação..............................................................................................134
4.1.2 Municípios..................................................................................................137
4.1.3 Segmentos...................................................................................................137
4.1.4 Variáveis Consideradas na Previsão...........................................................138
4.1.5 Etapas da Modelagem.................................................................................139
4.1.6 Previsões de Demanda de GN....................................................................145
4.1.7 Validação da Modelagem...........................................................................146
4.2 O Modelo Integrador para Previsão de Demanda Aplicado ao Setor Automotivo.154
4.2.1 Apresentação..............................................................................................154
4.2.2 Municípios..................................................................................................155
4.2.3 Segmentos...................................................................................................155
4.2.4 Variáveis Consideradas na Previsão...........................................................156
4.2.5 Etapas da Modelagem.................................................................................156
4.2.6 Previsões de Demanda de GNV.................................................................161
4.2.7 Validação da Modelagem...........................................................................163
4.3 Discussão da Abordagem Proposta.........................................................................173
4.3.1 Vantagens da Abordagem Proposta............................................................173
4.3.2 Dificuldades no Uso da Abordagem Proposta............................................174
4.3.3 Generalização da Abordagem Proposta......................................................174
5. COMENTÁRIOS FINAIS.................................................................................................175
10
5.1 Conclusões..............................................................................................................175
5.2 Sugestões para Trabalhos Futuros...........................................................................177
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................................178
ANEXOS................................................................................................................................184
APÊNDICE............................................................................................................................195