Grupo de Economia da Energia

Brown, Stephen e Yücel, Mine. (2008). What Drives Natural Gas Prices? The Energy Journal, Vol. 29, No.2.

Por muitos anos, a substituição entre gás natural e combustíveis derivados de petróleo manteve os preços destes bem próximos. Recentemente, no entanto, o número de localidades capazes de trocar o gás natural pelos derivados de petróleo e vice-versa tem diminuído. Nos últimos anos os preços tanto do gás natural quanto do petróleo têm estado em ascensão, porém o gás natural vem exibindo movimentos independentes. Analistas do mercado de gás natural tendem a enfatizar os efeitos do clima e dos estoques como fatores que influenciam no preço do gás natural. Neste trabalho verifica-se que ao levar em consideração estes fatores e outros o preço do petróleo exerce grande influência na definição do preço do gás natural.

No mercado norte-americano, por muitos anos houve o hábito de se substituir entre os derivados de petróleo e o gás natural tanto na sua utilização na indústria como na geração elétrica, desta forma estes usuários escolhiam qual era o combustível mais barato forçando de certa forma a proximidade dos preços do gás natural com o petróleo. Em seu trabalho de 1994, Yucel e Guo determinaram que os preço do petróleo era determinado pelas condições do mercado mundial do produto enquanto que o preço do gás natural norte-americano se ajustava ao preço do petróleo. Como já fora dito, no entanto, nas últimas duas décadas, o número de instalações capazes da troca rápida entre os diferentes combustíveis vem diminuindo e o preço do gás natural ultrapassou a relação histórica em diversas ocasiões. Ao levar em consideração fatores tais como o clima, a sazonalidade, o estoque de gás natural, a produção no Golfo do México entre outros fatores o preço do petróleo passa a ser uma boa variável explicativa para o preço do gás natural.

Na indústria energética norte-americana, algumas regras de bolso foram desenvolvidas com relação aos preços do petróleo e do gás natural. Uma é baseada nos dados históricos de preços enquanto que a outra é relacionada ao conteúdo energético dos combustíveis. Há ainda regras relacionando o custo do gás natural com o custo do combustível residual do petróleo e o custo do combustível destilado do petróleo. No que diz respeito aos dados históricos tem-se que o preço do barril WTI costuma ser dez vezes o valor do milhão de Btu de gás natural negociado no Henry Hub, isso significa dizer que enquanto o preço do WTI é US$50/barril o preço do gás natural no Henry Hub seria aproximadamente US$5/ milhão de Btu. Esta relação funcionou bem na década de 1990, no entanto já vem se provando menos digna de confiança ultimamente. A regra referente ao conteúdo energético por sua vez, vem do fato de que um barril de WTI tem 5,825 milhões de Btu de energia, sendo assim o preço do milhão de Btu deveria ser aproximadamente um sexto do valor do barril WTI. Novamente, seguindo esta regra, o barril de US$50 deve ter como contrapartida o gás natural tendo o milhão de Btu avaliado em US$8,33 no Henry Hub.

Avaliando o comportamento dos preços do WTI assim como do gás natural, nenhuma das duas regras costuma ser eficazes após 2000, o que se verificou é que enquanto a regra 10:1 tende a subestimar o valor, a 6:1 tende a superestimar este. O que se entende disso é que estaria havendo uma transição da regra 10:1 para a 6:1 ao se analisar o gráfico abaixo.

Outras duas regras eram as “Burner-Tip Parity rules”, estas comparam o preço do gás natural com o valor dos derivados de petróleo que competem contra este como seu substituto já que para o consumidor só o que interessa é o mínimo valor da queima do produto. A regra que lida com o combustível residual do petróleo indica o seguinte: já que um barril de óleo combustível residual tem 6,287 milhões de Btu e custa aproximadamente 85% do valor do barril do WTI, este teria um preço de o preço do milhão de Btu deste barril com relação ao preço do WTI seria de 0,1352 PWTI o custo de transporte do gás natural durante os 15 anos anteriores a este trabalho teria sido de aproximadamente US$0,25/milhão de Btu desta forma gerando a seguinte regra de bolso.

Esta fórmula indica o preço do milhão de Btu de gás natural no Henry Hub com relação ao preço do barril petróleo WTI.

Fazendo a mesma análise com o combustível destilado do petróleo o barril deste teria 5,825 milhão de Btu e custa 1,2 vezes o barril WTI. Este seria competidor do gás natural nas regiões em que o custo de distribuição do gás natural fosse mais elevado tendo uma média de US$0,80/milhão de Btu e gerando a seguinte regra:

Estas regras de bolso sugerem o gás natural seguindo os preços WTI, no entanto elas não são boas para gerar previsões como se pode ver no gráfico abaixo.

Como foi mencionado inicialmente, houve uma diminuição da capacidade de substituição entre gás natural e petróleo, este fator pode sim causar um descolamento dos preços do gás natural. Fatores que podem gerar este descolamento seriam relativos a suprimir a oferta de gás natural ou aumentar a demanda destes e aqui entra a importância da sazonalidade, do clima e do estoque. Enquanto o gás natural apresenta sazonalidade na sua utilização, esta aumentando no inverno devido às necessidades de aquecimento a sua produção não é sujeita a tal fator. Devem-se construir estoques durante o verão para que estes sejam utilizados durante o inverno. No verão o preço do gás natural tende a cair enquanto este tende a subir no inverno, no entanto caso o verão seja excepcionalmente quente os estoques podem diminuir devido a necessidade de utilizar o gás para gerar energia para refrigeração, se o inverno for mais gelado que o de costume os preços devem aumentar ainda mais visto a maior necessidade de aquecimento. Quando os estoques estão maiores que de costume os preços tendem a cair e o oposto ocorre quando estão reduzidos. Eventos catastróficos que podem afetar a produção como os furacões Katrina e Rita também têm um grande impacto sobre o gás natural por interromper a sua produção. Estes fatores influenciam no preço do gás natural, mas isso não significa que eles neguem a relação entre preço de petróleo e do gás natural.

O modelo criado para relacionar os preços do gás natural e do petróleo possui dados semanais indo de 7 de janeiro de 1994 até 8 de junho de 2007, no entanto para levar em consideração o clima, sazonalidade, estoques de gás natural e interrupções na produção os dados tiveram de ser limitados a 13 de junho de 1997 a 8 de junho de 2007 posto que a série referente a temperatura só havia sido iniciada semanalmente em junho de 1997. Para o preço do gás natural utilizasse o preço do Henry Hub e o preço do WTI para o petróleo (preço publicado no Wall Street Journal). As séries relativas a temperatura vem da National Oceanic and Atmospheric Administration e os dados de estoque de gás natural vem do U.S. Energy Information Administration (EIA). O diferencial de estoque se dá pelo estoque em uma determinada semana contra a média daquela semana nos últimos cinco anos a “shut-in production” ( se refere a diminuição de produção devido a fenômenos climáticos no Golfo do México) é uma séria criada a partir de vários relatórios do Minerals Management Services of the U.S. Department of Interior. As séries climáticas heating degree days, cooling degree days e deviations from normal heating degree days e deviations from normal cooling degree days permitem incluir os efeitos de sazonalidade assim como do clima.

Ao lidar com as séries temporais verificou-se que os preços de gás natural e petróleo são estacionários na diferença, já as outras séries foram consideradas estacionárias no nível pelo deste “Augmented Dickey-Fuller”. Tendo encontrado integração nos preços passa-se a buscar cointegração, isto é, verificar se as séries possuem um comportamento comum de longo-prazo. Verificou-se que dentro do período especificado as séries são cointegradas tanto quando consideradas isoladamente, quanto quando consideradas junto das outras variáveis estacionárias.

Por haver cointegração foi criado um modelo de correção de erros:

Acima se encontra o modelo ECM utilizado.  é o log do preço do gás natural no Henry Hub,   é o log do preço do WTI,   é o vetor com variáveis que afetam o mercado de gás natural (estoque, temperatura, desvio de temperatura, etc…) e   são os erros de equilíbrio na relação de cointegração entre os preços de gás natural e petróleo.

Comparam-se dois modelos, o modelo só com os preços e o modelo com os preços e as variáveis estacionárias. Em ambos o efeito do preço do petróleo sobre o preço do gás natural no longo-prazo fica próximo de 0,9%, isto é um aumento de 1% no preço do petróleo geraria, no longo-prazo, um aumento de 0,9% no preço do gás natural. Não foram encontrados indícios de auto-correlação nos modelos e para os indícios de heterocedasticidade que foram encontrados, estes desapareceram uma vez que se incorporaram dummies para os eventos climáticos catastróficos. Os modelos apresentaram uma relação causal do preço do petróleo sobre o preço do gás natural.

Os motivos para o qual o preço do petróleo influencia o preço do gás natural são a competição e substituição entre as fontes energéticas, mas não devemos nos limitar a estes. Como se foi apresentado tem havido uma redução na capacidade de substituição das diferentes plantas, porém, no caso de geração elétrica, a mera escolha de qual planta acionar pode ser determinante para a escolha do combustível a ser usado, a indústria petroquímica norte-americana utiliza gás natural como um insumo enquanto que no resto do mundo outras indústrias petroquímicas utilizam derivados de petróleo como insumos, os próprios contratos de GNL que são feitos fora dos EUA e baseados em preço de petróleo fornecem um meio de ligação entre os preços de gás natural e petróleo.

Como se pode ver, as chamadas regras de bolso não foram capazes de fornecer boas explicações para a relação entre os preços de petróleo e gás natural, mas o modelo de correção de erros foi. Enquanto pode haver distúrbios significativos no curto-prazo, no longo-prazo a relação entre preços persevera. Como foi dito anteriormente, as ligações entre gás natural e petróleo são muitas, e ao tentar simplificá-las as relações existentes podem parecer inexistentes.