Alterações climáticas e o Protocolo de Quioto

1. Alterações climáticas e o Protocolo de Quioto Realizado por: João LagartoJorge BorgesMiguel Covas Análise ao sistema electroprodutor português Economics of Natural Resources and the Environment Lisboa 8 Janeiro 2008

2. AGENDA Alterações Climáticas Protocolo de Quioto CO2 - Uma Externalidade ! Análise ao sistema electroprodutor português Período I 2005 a 2007 Período II 2008 a 2012 Conclusões

3. Fenómenos Climáticos mais observados: Alterações Climáticas Fenómenos climáticos O clima terrestre é naturalmente variável e tem sofrido enormes alterações desde que o planeta foi criado. Nos últimos dois milhões de anos, o clima tem alternado entre idades de gelo, calor e períodos interglaciares. O que é constante é a sua contínua alteração • Aquecimento global; • Aumento na frequência de dias com temperaturas extremamente elevadas; • Decréscimo no número de dias com temperaturas extremamente frias; • Aumento do nível global dos oceanos; • Redução da espessura das camadas de gelo sobre a água; • Aumento da precipitação no hemisfério norte.

4. Alterações Climáticas Fenómenos climáticos Variações na temperatura da superfície terrestre Subida no nível dos oceanos Fonte: IPCC, “Climate Change 2001: The Scientific Basis”

5. Alterações Climáticas Fenómenos climáticos • Variações na órbita terrestre; • Alterações na actividade da superfície do sol; • Erupções vulcânicas, • Flutuações na concentração atmosférica de gases com efeito de estufa e aerossóis. Existem diversos factores que induzem variações no clima: As causas naturais por si só, no entanto, não permitem explicar o aumento de temperatura e as alterações climáticas que acompanham este fenómeno, observadas durante o século XX. Agravamento do Efeito de Estufa devido ás emissões antropogénicas de Gases de Efeito de Estufa.

6. Alterações Climáticas Efeito de Estufa

7. Alterações Climáticas Efeito de Estufa • Vapor de Água (H2O) • Dióxido de Carbono (CO2) • Metano (CH4) • Óxido Nitroso (N2O) • Ozono (O3) • Hidrofluorocarbonos (HFC’s) • Perfluorocarbonos (PFC’s) • Hexafluoreto de Enxofre (SF6) Gases de Efeito de Estufa (GEE) Distribuição Gases Efeito Estufa na Atmosfera

8. Dióxido de carbono (CO2); • Metano (CH4); • Óxido Nitroso (N2O); • Hidrofluorocarbonetos (HFC); • Perfluorocarbonetos (PFC); • Hexafluoreto de enxofre (SF6). • Redução de 5% das emissões em 1990 para período 2008-2012 • Europa – Compromisso de redução de 8% Incentiva a cooperação internacional mas sublinha a importância das medidas domésticas para reduzir emissões • IC - Implementação conjunta • MDL - Mecanismos de Desenvolvimento Limpo • CE - Comércio de emissões Protocolo de Quioto Pressupostos Identifica os GEE: Estabelece metas prazos para reduções nas emissões de GEE: Cria mecanismos específicos, capazes de possibilitar as reduções de emissões onde forem menos gravosas economicamente: Fonte: Protocolo de Quioto

9. Alemanha -21.0% Áustria -13.0% Bélgica -7.5% PQ Chipre 0.0% Dinamarca -21.0% -8.0% Eslováquia Eslovénia -8.0% 2008 a 2012 GEE 1990 Espanha - 5 % 15.0% Estónia -8.0% Finlândia 0.0% França 0.0% Grécia 25.0% Holanda -6.0% Hungria -6.0% Irlanda 13.0% UE-25 Itália -6.5% Letónia -8.0% Lituânia -8.0% 2008 a 2012 Luxemburgo -28.0% GEE 1990 - 8 % Malta 0.0% Polónia -6.0% Portugal 27.0% Reino Unido -12.5% República Checa -8.0% Suécia 4.0% Fonte: Decisão de Concelho 2002/358/EC Protocolo de Quioto Metas de redução UE - 25

10. Conceito “Efeito Externo” • Representação da Falência do Mercado • Descrição dos fenómenos nocividade e poluição com a sua definição do económico • Fornece instrumentos de correcção de forma a reconduzir a economia para o estado “optimum” Economia Neoclássica Pigou – o pai da teoria da Externalidade A pessoa X ao mesmo tempo que fornece a outra pessoa Y um determinado serviço, pelo qual recebe um pagamento, ocasiona ao mesmo tempo vantagens ou inconvenientes de uma natureza tal que não possa ser imposto um pagamento àqueles que beneficiam ou uma compensação antecipada daqueles que sofrem. Externalidade CO2 - Uma Externalidade ! Teoria económica

11. Instrumento Económico de Internalização da Externalidade Assenta em direitos de propriedade exclusivos e transferiveis » Trocáveis num Mercado São de ordem Administrativa ou Júridica, tais como interdições, autorizações, normas, regulamentação. Não Económicos INSTRUMENTOS Incidem directamente sobre a actividade económica, a qual tenta modificar favoravelmente o ambiente através de Taxas, Subvenções, Mercados de Direitos ou Permissões, etc. Económicos Mercados de Direito de Poluir CO2 - Uma Externalidade ! Teoria económica Instrumentos de Políticas Ambientais

12. O estado/organismo que tutela o mercado define a quantidade de poluição Coloca á venda no mercado de títulos os direitos de emissão de poluição Cada detentor de títulos/certificados terá o direito de poluir uma quantidade correspondente ao montante detido. Tudo o resto deverá despoluir. Princípio “não há poluição sem título”. Mercado de poluição, em que os títulos representam quantidades de poluição FUNCIONAMENTO Os títulos são trocados a uma cotação resultante da oferta e da procura (depende essencialmente da procura, quantidade oferecida fixada). Conforme as condições de despoluição dos industriais poluidores, estes comprarão ou não no mercado títulos suplementares Cotação do titulo no mercado fixar-se-á ao nível do custo marginal de redução da poluição (da despoluição) para o conjunto de poluidores. CO2 - Uma Externalidade ! Teoria económica Mercados de Direito de Poluir

13. Custos Custo Marginal Despoluição Custo Marginal Despoluição Custo Marginal Despoluição Preço Título Q1 Q1 Q0 Q1 Q0 Q0 Poluição Empresa A Empresa B Empresa C CO2 - Uma Externalidade ! Teoria económica Mercados de Direito de Poluir Custos Marginais Despoluição Funções Decrescentes (custos de redução de poluição)

14. A Custos Quantidade Poluição Total Aceitável Custo Marginal Despoluição Para o Conjunto de Poluidores Preço Título 0 Q1 Poluição Recta AQ1 » Oferta Constante e Inelástica de Poluição A externalidade é internalizada pois a poluição tem um preço »» Materializada pela Cotação do Certificado CO2 - Uma Externalidade ! Teoria económica

15. Período I 2005 a 2007 Análise ao sistema electroprodutor português Período I Objectivos: Estimar as emissões de CO2 do sector eléctrico e a sua evolução no período de 2005 – 2007 para um cenário de não investimento em nova capacidade instalada a partir de 2004 (ano base) e comparar com as emissões observadas no primeiro período do Protocolo de Quioto.

16. Cenário 1 – Sem investimento 2005 - 2007 Pressupostos • Consumo Produção por tecnologia no período de análise • Produção Hídrica Como a produção de electricidade por centrais hídricas não causa emissões de CO2 e está fortemente dependente das condições atmosféricas, foi retirada ao consumo em cada ano do período de análise.

17. Cenário 1 – Sem investimento 2005 - 2007 Pressupostos • Produção em regime especial PRE anual para o período de análise (2005 a 2007) é constante e igual ao valor do ano base 2004. • Percentagens base de produção De forma a simular um cenário sem investimento em nova capacidade instalada a partir de 2004, foram calculadas as percentagens de produção por tecnologia que satisfazem o consumo sem hídrica e PRE de 2004.

18. Produção de centrais a carvão ultrapassa valor máximo Forçar produção de centrais a carvão ao seu valor máximo Cenário 1 – Sem investimento 2005 - 2007 Pressupostos • Produção simulada • A produção sem hídrica e PRE para os anos de 2005 a 2007 foi calculada através das percentagens base de produção. • Caso na distribuição da produção pelas centrais térmicas, a produção ultrapasse o seu valor máximo produzível afectado de um coeficiente de disponibilidade de 95%, o excedente foi transferido para a tecnologia seguinte tendo em conta a ordem de mérito económica. Excedente

19. Fonte: EDP Cenário 1 – Sem investimento 2005 - 2007 Pressupostos • Emissões Específicas As emissões específicas de CO2 por tecnologia consideradas foram as seguintes: • Para as emissões do fuel + gasóleo, considerou-se apenas a emissão específica do fuel. • As emissões de CO2 da cogeração não foram consideradas. • Licenças atribuídas No PNALE I (Plano Nacional de Atribuição de Licenças de Emissão) está definido o valor anual das licenças de CO2 atribuídas às centrais termoeléctricas portuguesas para o primeiro período de Quioto

20. A diferença das emissões entre o cenário simulado e as emissões reais é crescente ao longo do período de análise, devido principalmente às emissões das centrais a carvão e fuel. • As emissões reais são inferiores às licenças atribuídas ao sector eléctrico, assim como as emissões simuladas. Esta excessiva atribuição de licenças causou um afundamento do preço de CO2 no final do 1º período de Quioto. Preço CO2 Período I (2005 a 2007) Legenda: Cores claras – emissões reais Cores escuras – emissões simuladas Cenário 1 – Sem investimento 2005 - 2007 Resultados Emissões de CO2

21. Período II 2008 a 2012 Análise ao sistema electroprodutor português Período II • Objectivos: • Estimar as emissões de CO2 do sector eléctrico e a sua evolução no período de 2008 – 2012 para quatro cenários: • Sem investimento em nova capacidade instalada • Com investimento apenas em Produção em Regime Especial (PRE) • Com investimento apenas em centrais de ciclo combinado a gás natural (CCGT) • Com investimento em Produção em Regime Especial (PRE) e centrais de ciclo combinado a gás natural (CCGT)

22. Cenário 1 – Sem investimento 2008 - 2012 Pressupostos • Consumo Evolução linear do consumo baseado em dados históricos desde 1999. Consumo de 2007 é a soma do consumo de Janeiro a Novembro de 2007 com consumo de Dezembro de 2006 • Produção Hídrica Cenarização da hídrica baseada em dados históricos desde 1999. Cenário húmido – 14000 GWh Cenário médio – 10500 GWh Cenário seco – 7000 GWh

23. Cenário 1 – Sem investimento 2008 - 2012 Pressupostos • Produção em Regime Especial PRE anual para o período 2008-2012 é constante e igual à de 2007. • Percentagens base de produção A produção a partir de centrais térmicas (carvão, fuel+gasóleo e gás natural) e a energia elécrica das importações são calculadas com base nas percentagens de 2007 (ano base) da satisfação do remanescente do consumo que não é satisfeito pela energia hídrica e pela energia de Produção em Regime Especial (PRE). • Licenças atribuídas As licenças de emissão de CO2 para Portugal para o 2º período de Quioto ainda não estão definitivamente atribuídas. No entanto o PNALE II proposto reduziu em 33% as licenças atribuídas ao sector eléctrico face ao PNALE I.

24. As emissões de CO2 são sempre superiores de anos secos para anos médios e destes para anos húmidos. Isto deve-se à maior utilização de centrais térmicas para produção de energia eléctrica quando as condições de hidraulicidade são menos favoráveis. • Neste cenário as emissões de CO2 são crescentes ao longo do período, distanciando-se das licenças anuais atribuidas. Cenário 1 – Sem investimento 2008 - 2012 Resultados • Emissões de CO2

25. Em termos de variação percentual de emissões de CO2 em relação ao ano base (2007), verifica-se um maior crescimento em cenários de menor produção hídrica. • No cenário húmido em 2008, existe uma diminuição das emissões devido à maior produção hídrica do que em 2007. • No cenário médio a evolução das emissões deixa de ser tão acentuada a partir de 2011 porque, de acordo com a metodologia de estimação da produção térmica, o carvão atinge o máximo de produção havendo a necessidade de transferir alguma da sua produção para o gás natural que é uma tecnologia menos poluente. • O mesmo se passa no cenário seco logo a partir de 2009. Cenário 1 – Sem investimento 2008 - 2012 Resultados • Evolução das emissões de CO2

26. Cenário 2 – Investimento apenas em PRE 2008 - 2012 Pressupostos • Potência instalada em PRE Para a potência instalada em PRE, consideraram-se as metas estabelecidas pelo governo Assumiu-se que entre 2007 e 2010 e entre 2010 e 2012 uma evolução linear da potência instalada para as diferentes tecnologias PRE.

27. Cenário 2 – Investimento apenas em PRE 2008 - 2012 Pressupostos • Produção da PRE A produção eléctrica a partir de PRE é estimada através de uma regressão linear da potência instalada em PRE, tendo em conta valores históricos desde 2003.

28. Em todos os cenários existe uma diminuição das emissões de CO2 entre 2008 e 2010. Esta diminuição deve-se ao forte incremento de potência instalada em PRE, sobretudo na eólica, o que implica também um forte incremento na produção de energia eléctrica a partir de PRE. • A partir de 2010 assiste-se a um ligeiro incremento de emissões de CO2, porque embora haja um aumento de potência instalada em PRE e consequente aumento de produção, esta não é suficiente para satisfazer o aumento do consumo • No cenário hídrico seco e nos dois primeiros anos do cenário hídrico médio não se cumpre as metas estabelecidas para as emissões. Cenário 2 – Investimento apenas em PRE 2008 - 2012 Resultados Evolução das emissões de CO2

29. Cenário 3 – Investimento apenas em CCGT 2008 - 2012 Pressupostos • Potência instalada em centrais CCGT De acordo com metas estabelecidas pelo governo, ou seja, quatro novas centrais até 2010, cada com dois grupos de 400 MW de potência. Duas destas centrais entram em 2009 e outras duas em 2010 • Produção de centrais CCGT Cenarização da produção das centrais CCGT em número de horas de utilização anual da potência instalada para os cenários húmido, médio e seco, considerando valores históricos desde 1999. Cenário húmido – 4000 horas Cenário médio – 5000 horas Cenário seco – 6000 horas

30. Cenário 3 – Investimento apenas em CCGT 2008 - 2012 Pressupostos • Percentagens base de produção A produção de energia eléctrica a partir de fuel+gasóleo, carvão e importações, calculada com base em percentagens de 2007, da satisfação do remanescente do consumo depois de subtraída a produção hídrica, PRE e centrais CCGT.

31. Em todos os cenários existe uma diminuição das emissões entre 2008 e 2010, período em que se observa a entrada de novas centrais CCGT. Esta diminuição deve-se ao facto da produção deste tipo de centrais substituir a produção de centrais a carvão e fuel+gasóleo que têm emissões específicas de CO2 superiores. • A partir de 2010, uma vez que não entram mais centrais CCGT, as emissões de CO2 aumentam, acompanhando o aumento do consumo. • Neste cenário as emissões são superiores às licenças atribuídas em todos os anos para todos os cenários hídricos. Cenário 3 – Investimento apenas em CCGT 2008 - 2012 Resultados Evolução das emissões de CO2

32. Cenário 4 – Investimento em PRE e CCGT 2008 - 2012 Pressupostos • Consumo – Estimação através de regressão linear • Produção hídrica – Cenarização em anos húmido, médio e seco. • PRE – Investimento de acordo com metas estabelecidas pelo governo. • Potência instalada CCGT – Investimento de acordo com metas estabelecidas pelo governo. • Produção CCGT – Cenarização em de número de horas de funcionamento de acordo com cenários hídricos. • Produção das outras centrais térmicas (fuel+gasóleo e carvão) e importações – De acordo com percentagens base de produção.

33. Forte diminuição de emissões de CO2 em relação ao ano de 2007, devido ao efeito conjugado do aumento de produção PRE e de aumento de produção de centrais CCGT, que substitui produção de centrais a carvão e centrais fuel. • De 2009 para 2010 a diminuição não é tão acentuada porque a produção de centrais carvão e fuel que é substituída é menor. • A partir de 2010 as emissões crescem ligeiramente devido ao aumento do consumo. • Para este cenário à excepção do regime hídrico seco em 2008, o sector eléctrico regista um superavite de licenças de emissões de CO2. Cenário 4 – Investimento em PRE e CCGT 2008 - 2012 Resultados Evolução das emissões de CO2

34. Conclusões Emissões vs Licenças atribuídas Comparação entre as emissões de CO2 no final do 2º período de Quito dos 4 tipos de cenários e as licenças atribuídas. C1 – Sem investimento C2 – Invest. em PRE C3 – Invest. em CCGT C4 – Invest. em PRE e CCGT • As emissões de CO2 do sector eléctrico estão fortemente dependentes da hidraulicidade. • Com o investimento em PRE e CCGT (C4) é possível reduzir as emissões abaixo das licenças atribuídas no final do 2º período de Quioto. • O investimento apenas em CCGT (C3) não é suficiente para alcançar as metas de emissão estabelecidas.

35. Fonte: Nordpool Conclusões Quantificação económica das emissões Período II – 2008 a 2012 De forma a quantificar os ganhos ou custos provenientes da venda ou compra de licenças de emissão de CO2, foram multiplicadas as diferenças entre as licenças atribuídas e as emissões simuladas por ano pelo preço do mercado de futuros de licenças de emissão de CO2 – EUA (European Union Allowances).

36. Ano húmido Ano médio Ano Seco É necessário comprar licenças de emissão que poderão custar até cerca 170 M€. Licenças (ktCO2) Receita (M€) Conclusões Quantificação económica das emissões Cenário 1 – Sem investimento

37. Ano húmido Ano médio Ano Seco É necessário comprar licenças de emissão para cenário hídrico seco e primeiros dois anos de cenário hídrico médio. Com o cenário hídrico húmido é possível obter receitas até cerca de 52 M€. Licenças (ktCO2) Receita (M€) Conclusões Quantificação económica das emissões Cenário 2 – Investimento apenas em PRE

38. Ano húmido Ano médio Ano Seco É necessário comprar licenças de emissão que poderão custar até cerca 120 M€. Licenças (ktCO2) Receita (M€) Conclusões Quantificação económica das emissões Cenário 3 – Investimento apenas em CCGT

39. Ano húmido Ano médio Ano Seco Neste cenário é possível vender licenças em todos os anos do período que poderão gerar receitas na ordem dos 200 M€. Licenças (ktCO2) Receita (M€) Conclusões Quantificação económica das emissões Cenário 4 – Investimento em PRE e CCGT

40. A satisfação do consumo a partir de fontes de energia renováveis em 2010, para um ano médio de produção hídrica, poderá ser superior ao valor da meta de 45% estabelecida pelo governo. • A partir de 2010, verifica-se que é possível satisfazer o consumo de energia eléctrica sem recorrer à produção de centrais a carvão e a fuel. • Esta realidade vai de encontro à meta do governo que estabelece a emissão zero de centrais a fuel a partir de 2010. Conclusões Metas estabelecidas Cenário 4 – Investimento em PRE e CCGT

41. Referências • Decreto – Lei 7/2002 de 25 de Março • Decisão do Conselho 2002/358/CE de 25 de Abril de 2002 • Directiva Europeia 2003/83/CE de 13 de Outubro de 2003 do Parlamento Europeu • Directiva Europeia 2004/101/CE de 27 de Outubro de 2004 do Parlamento Europeu • Faucheux, S., Noël, J.F. (1995), Economia dos Recursos Naturais e do Meio Ambiente, Instituto Piaget • Plano Nacional de Atribuição de Licenças de Emissão de CO2 (PNALE) 2005-2007, Versão para Consulta Pública, 4 de Maio de 2004, Ministério da Economia, Ministério das Cidades, Ordenamento do Território e Ambiente • Plano Nacional de Atribuição de Licenças de Emissão de CO2 (PNALE) 2008-2012, Versão para Consulta Pública, 1 de Junho de 2006, Instituto do Ambiente • Energia e alterações Climáticas - Mais investimento, melhor ambiente, Ministério da Economia e Inovação • Decisão da comissão relativa ao plano nacional de atribuição de licenças de emissão de gases com efeito de estufa notificado por Portugal nos termos da Directiva 2003/87/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, Comissão Europeia, 18 de Outubro de 2007 • Redes Energéticas Nacionais Website: www.ren.pt

42. Alterações climáticas e o Protocolo de Quioto Realizado por: João LagartoJorge BorgesMiguel Covas Análise ao sistema electroprodutor português Economics of Natural Resources and the Environment Lisboa 8 Janeiro 2008