Grupo de Economia da Energia

Aprendizado regulatório e transição energética: o caso da energia solar fotovoltaica no Brasil

In energia elétrica on 01/08/2016 at 17:10

Por Miguel Vazquez e Michelle Hallack

miguel082016Em uma postagem anterior, comentávamos as potenciais aplicações da economia da complexidade no contexto da economia da energia. Nesta postagem pretendemos aprofundar a ideia e aplicar alguns conceitos desenvolvidos pela economia da complexidade para entender as profundas mudanças que os sistemas elétricos do mundo todo estão experimentando. Os argumentos evolucionários têm sido reconhecidos como elementos relevantes da análise de políticas energéticas. Ademais, a importância de considerar a coevolução entre instituições e tecnologia nesse processo é cada vez mais estudada na literatura (Foxon, 2011), (Unruh, 2000) ou. (Nill and Kemp, 2009).

Por outro lado, o nível de detalhe com que as instituições são estudadas é ainda moderado. Nesse sentido, esta postagem está preocupada em começar a análise da evolução das regras. Olhando desde um ponto de vista geral, é possível usar a definição de regras desenvolvida em (Crawford and Ostrom, 1995): as regras são prescrições do que os jogadores envolvidos “devem” fazer, “não podem” fazer, e “podem” fazer, além das penalidades associadas com os casos em que não se seguem as regras. Um caso particular de regras é o arcabouço regulatório. Ou seja, vamos nos interessar pela análise dos elementos fundamentais do processo dinâmico que define as mudanças regulatórias no setor elétrico.

Nesse sentido, consideramos que as regras não são, no geral, o resultado de um processo de tomada de decisão estático e racional. As regras são propriedades emergentes da interação complexa entre a indústria e os agentes que definem a regulação. Como mostra (Arthur, 2014), as propriedades emergentes são características dos sistemas complexos.

Do ponto de vista da análise que desenvolvemos neste texto, um ponto central da nossa representação é considerar que o processo de definição das regras está caracterizado por racionalidade limitada. Na nossa análise, os agentes que definem as regras não decidem usando um raciocínio racional e dedutivo (no sentido da teoria da escolha racional). O raciocínio dos nossos agentes será indutivo, no sentido mostrado por (Arthur, 1994a). Mais especificamente, representamos que os definidores de regras, em um contexto de grande complexidade, compreendem a realidade através de modelos simplificados, os quais são usados para desenvolver deduções ad hoc. Essas deduções podem ser interpretadas como crenças dos definidores de regras.

Os agentes que desenham as regras, no entanto, obtêm informações e feedback do ambiente, o qual permite que atualizem as deduções obtidas dos modelos simplificados pelos quais processam a informação que recebem (as suas crenças). A representação pode ser entendida no contexto de (Simon, 1959): os definidores de regras seguem rotinas para satisfazer os seus critérios. Ou seja, eles só vão mudar as regras no caso em que os resultados observados não sejam mais satisfatórios.

Com o intuito de entender os elementos fundamentais do processo anterior, usamos o contexto do “Institutional Analysis and Development (IAD)”, (Ostrom, 2009). No IAD, os principais vetores da mudança de regras (no nosso caso, as instituições regulatórias) são os critérios de avaliação (evaluative criteria). Assim, a nossa estratégia é conectar a ideia de critérios de avaliação com a de crenças dos definidores de regras, com o intuito de analisar a mudança das regras. De outra forma, o principal vetor de mudança regulatória serão os critérios de avaliação. Isto é, usando os mesmos critérios de avaliação os agentes podem fazer mudanças marginais nas regras para se adaptar a novos contextos, gerando como consequência uma coevolução das regras e da tecnologia.

Além disso, levaremos em consideração a importância da coerência entre instituições e prática tecnológica, no contexto da transição energética. Nesse sentido, o problema estará perto do problema estudado em (Künneke, 2008), onde se argumentava que o processo de reestruturação das indústrias elétricas, baseada na implantação de mercados, criou uma situação incoerente: mecanismos decentralizados foram implantados visando a coordenação das atividades de uma indústria baseada em uma tecnologia fortemente centralizada. Embora essa visão possa ser aplicada a várias indústrias elétricas na União Europeia e nos Estados Unidos, não parece ser o caso em vários outros sistemas. Em particular, muitos países na América Latina são exemplos significantes de desenhos de arranjos de mercado centralizados. De fato, a tendência observada atualmente na Europa e, em algum grau, nos Estados Unidos, é a implantação de soluções mais centralizadas.

Ao mesmo tempo, durante os últimos anos, as soluções para produzir eletricidade de forma descentralizada têm se tornado mais atrativas. Então, a pergunta que surge pode ser apresentada como: é factível que essa tecnologia descentralizada entre em arranjos institucionais fortemente centralizados? A resposta poderia depender das regras particulares que governem cada indústria. Por tanto, estudamos o caso particular da solar FV no Brasil, em que os arranjos institucionais para a produção de eletricidade (baseada em um desenho de mercado centralizado) contêm barreiras à entrada de geração distribuída, (Mello, 2014). Se os definidores de regras não se adaptam às novas tecnologias, a geração solar FV poderia estar artificialmente enviesada para a solar concentrada (ou seja, um lock-in tecnológico). Os critérios de avaliação (ex. segurança energética, preço, investimento em conteúdo local, atratividade de financiamento internacional…) se tornam elementos centrais para entender os caminhos da coevolução entre tecnologia e regras no sistema.

Para analisar o problema, propomos o uso de um modelo de dinâmica de sistemas, na linha proposta por (Forrester, 1968) para modelar o setor elétrico brasileiro. O intuito é mostrar qual o papel que jogam os critérios de avaliação na evolução das regras. Vamos considerar que os reguladores consideram três tipos de critérios de avaliação: i) estão preocupados unicamente por comprovar que a eletricidade seja produzida pela tecnologia mais barata disponível hoje; ii) se preocupam por comprovar que as novas tecnologias são introduzidas em mercados nicho, sem mais adaptação institucional; iii) observam se a adaptação institucional é necessária para evitar lock-in tecnológico. Nesse contexto, mostraremos que a definição do contexto institucional, em um quadro de estresse no sistema de inovação, é crucial para desenvolver novas tecnologias. Por outro lado, entender os caminhos potenciais de desenvolvimento da tecnologia é central para poder definir critérios de avaliação adequados que permitam a adaptação regulatória associada com mudanças na prática tecnológica. Desenvolvemos um modelo (representado na Figura 1) para descrever os processos de decisão de forma estilizada:

  • Com as expectativas de geração futura os agentes calculam a receita esperada;
  • Com as curvas de aprendizado os agentes calculam os custos tecnológicos;
  • Com a regulação os agentes calculam a taxa de desconto sobre o investimento.

Figura 1. Esquema do modelo

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Os reguladores irão alterar os incentivos dados a partir do critério de avaliação, e esta mudança impactará a taxa de desconto com a qual se calcula o retorno do investimento. Os investidores podem decidir investir em três negócios distintos: solar centralizada, solar decentralizada ou outras tecnologias tradicionais (como térmicas a gás).

Caso 1 – Não existe nenhum tipo de política tecnológica. Ou seja, neste caso supomos que os reguladores e policy-makers consideram como único critério de avaliação dos resultados da indústria (e, portanto, único vetor para mudar as regras) o preço de mercado. Na Figura 2 observamos que neste caso não ocorre a entrada de solar (nem concentrada nem distribuída) em nenhuma das regiões do país, exceto por um investimento isolado no primeiro ano na região sudeste

Figura 2. Resultados do caso 1: sem entrada de solar distribuída

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Caso 2 – No segundo caso consideramos a introdução de uma política orientada à energia solar fotovoltaica. Concretamente, consideramos o uso de mercados nicho (no Brasil, seriam os leilões dedicados). Assumimos assim que a taxa de desconto é melhor para fotovoltaica centralizada, com o objetivo de haver uma diminuição de custos de ambas as tecnologias. Contudo, a política não é tecnologicamente neutra, visto que só favorece a solar FV concentrada. Caso não haja uma evolução da regulação a tecnologia se manterá em mercados nichos em especial na região norte.

Observamos na Figura 3 e na Figura 4 que só entra solar FV concentrada.

Figura 3. Introdução de solar FV concentrada com mercados nicho

miguel082016c

Figura 4. Não introdução de solar FV distribuída no caso 2

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Caso 3 – Neste caso a regulação se adapta e consegue eliminar barreiras à entrada de solar FV distribuída. A mudança regulatória (por exemplo, fontes de financiamento comparáveis) permite que ambas as taxas de desconto sejam equivalentes. Este é o único caso da simulação que entra solar distribuída de forma consistente. Como consequência além do volume da política de nicho há entrada de forma sustentada de solar na região norte do país. Como consequência do aumento do volume há uma mudança na curva de aprendizado e queda do custo tecnológico.

Figura 5. Comparando o processo de aprendizado no caso 2 e 3

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Com este modelo estilizado, usando os mesmos parâmetros simplificados e apenas alterando o critério de avaliação do regulador (que impacta na taxa de desconto do investimento), mostramos o papel fundamental que estes critérios podem jogar na evolução tecnológica. Visto que os agentes que definem as regras interagem no contexto de um sistema complexo, as regras emergem das crenças que os reguladores têm sobre o funcionamento da indústria. Os processos de adaptação, portanto, serão centrais no desenvolvimento de tecnologia.

Se a transição energética realmente gerar uma onda de inovações como se espera, o problema acima será apenas uma pequena ilustração dos desafios que teremos que enfrentar. Atualmente, a forma que se pensa a regulação (seja a teoria, seja a prática de criação de regras) possui uma lógica estruturalmente estática. A inovação é sempre pensada através de cenários tecnológicos que nada mais são que mecanismos de estática comparativa.

Pensar uma regulação que coevolui com a tecnologia passa por pensar a regulação como um conjunto de critérios de avaliação que precisam ser continuamente testados para permitir que as regras mudem (que sejam dinâmicas) sem que isto signifique instabilidade regulatória.

O desafio de regular uma indústria que inova continuamente chegará na energia elétrica em um futuro breve (não sabemos o quão breve, mas muito provavelmente chegará). Simplesmente adaptar os arranjos institucionais já existentes para incorporar nichos para novas tecnologias, são soluções de curto prazo que não arranham a superfície da discussão metodológica que devemos submeter a regulação para lidar com a transição energética.

Referências:

Arthur, W. Brian. Complexity and the Economy. Oxford University Press, 2014.

———. “Inductive Reasoning and Bounded Rationality.” The American Economic Review 84, no. 2 (1994): 406–411.

Crawford, Sue ES, and Elinor Ostrom. “A Grammar of Institutions.” American Political Science Review 89, no. 3 (1995): 582–600.

Forrester, Jay W. “Industrial Dynamics-after the First Decade.” Management Science 14, no. 7 (1968): 398–415.

Foxon, Timothy J. “A Coevolutionary Framework for Analysing a Transition to a Sustainable Low Carbon Economy.” Ecological Economics 70, no. 12 (2011): 2258–2267.

Künneke, Rolf W. “Institutional Reform and Technological Practice: The Case of Electricity.” Industrial and Corporate Change 17, no. 2 (2008): 233–265.

Mello, João. “Inserção Da Geração Distribuída Fotovoltaica No Sistema Eléctrico Brasileiro: Política Energética E Mecanismos de Incentivo.” Master Thesis, Universiadade Federal Fluminense, 2014.

Nill, Jan, and René Kemp. “Evolutionary Approaches for Sustainable Innovation Policies: From Niche to Paradigm?” Research Policy 38, no. 4 (2009): 668–680.

Ostrom, Elinor. Understanding Institutional Diversity. Princeton university press, 2009.

Simon, Herbert A. “Theories of Decision-Making in Economics and Behavioral Science.” The American Economic Review 49, no. 3 (1959): 253–283.

Unruh, Gregory C. “Understanding Carbon Lock-In.” Energy Policy 28, no. 12 (2000): 817–830.

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