Made available in DSpace on 2015-05-08T14:44:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1758104 bytes, checksum: 44e8e7ad979e645b86ada3465c9bf745 (MD5) Previous issue date: 2011-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study analyses the effects of an increase in investments to energy production, over the emissions of CO2 and the main macroeconomic variables. The data required for their preparation were obtained from the Ministry of Mines and Energy, the IBGE and the Intergovernmental Panel on Climate Change. To meet these goals, the energy inputs were divided into two groups: energy "clean" and "dirty"; based on their coefficients of CO2 emissions in 2006. Then, were simulated scenarios with: increases in investment equivalent to 1% of GDP in 2006, for each energy group, as well as scenarios involving an environmental tax of R$ 100.00 per ton of CO2; for a time horizon of ten years, using a sequential Computable General Equilibrium Model. The results of these simulations showed that there was a direct relationship between increased investments in energy and: the process of capital accumulation, the real GDP growth, the evolution of welfare, the evolution of CO2 emissions and changes in the intensity of CO2 pollution. Meanwhile, the results for simulations involving the environmental tax shown that it implied, in general, in: slowdown in capital accumulation, GDP growth below the steady state, a strong reduction of welfare and increasing reductions of emissions and intensity of pollution. Especially, the combination of an increase in investments for clean energy production, with the adoption of the environmental tax, was able to generate, simultaneously: accelerated accumulation of capital (2,70%) and real GDP growth (1,08%), increase of the welfare (R$ 33 billion) and reduction of the emissions (-1,21%) and intensity of pollution (-2,26%). / Este estudo trata dos efeitos de um aumento dos investimentos destinados a produção de energia, sobre as emissões de CO2 e as principais variáveis macroeconômicas. Os dados necessários à sua elaboração foram obtidos junto ao Ministério de Minas e Energia, ao IBGE e o Intergovernmental Panel on Climate Change. Para cumprir com esses objetivos, os insumos energéticos foram divididos em dois grupos: energéticos limpos e sujos ; com base nos seus coeficientes de emissões de CO2 em 2006. Em seguida, foram simulados cenários com: aumentos nos investimentos equivalentes a 1% do PIB em 2006, para cada grupo de energético; bem como cenários envolvendo um imposto ambiental de R$ 100,00 por tonelada de CO2; para um horizonte de tempo de dez anos, utilizando um Modelo de Equilíbrio Geral Computável sequencial. Os resultados dessas simulações mostraram que existiu uma relação direta entre o aumento dos investimentos em energia e: o processo de acumulação de capital, o crescimento do PIB real, a evolução do bem-estar, a evolução das emissões de CO2 e a evolução da intensidade de poluição por CO2. Enquanto isso, os resultados para as simulações envolvendo o imposto ambiental mostraram que o mesmo implicou, de maneira geral, em: desaceleração do processo de acumulação de capital, crescimento do PIB abaixo do estado estacionário, forte redução do bem-estar e redução crescente das emissões e da intensidade da poluição. Especialmente, a combinação de um aumento dos investimentos destinados a produção de energia limpa, com a adoção do imposto ambiental, foi capaz de gerar, simultaneamente: aceleração da acumulação de capital (2,70%) e crescimento do PIB real (1,08%); aumento do bem-estar (R$ 33 bilhões); e redução das emissões (-1,21%) e da intensidade da poluição (-2,26%).

[pt] O investimento em fontes renováveis, apesar do crescimento recente, ainda é dificultado devido à volatilidade dos mercados de curto prazo. Contratos forward são essenciais mesmo em mercados de balcão como o Ambiente de Contratação Livre (ACL) Brasileiro. Contatos forward permitem a redução da incerteza sobre a receita, ajudam a garantir a adequação do fornecimento graças à sinalização de preços para a expansão e podem também ser obrigatórios para realização do project finance de novos empreendimentos. Apesar da oferta de contratos, as fontes renováveis ainda possuem o risco adicional em sua geração, o que pode, combinando-se altos preços spot em um momento de baixa geração, ocasionar uma exposição ao risco de preço-quantidade. Investimento em fontes renováveis pode ser incentivado através da aplicação de técnicas de gestão de riscos como contratação forward, diversificação e definição do momento ótimo de investimento. Através da negociação de contratos e aproveitando complementariedades sazonais entre as fontes, é possível minimizar a exposição aos riscos do mercado. O problema de investimento em centrais de energia renovável pode ser visto como um modelo de otimização estocástica multiestágio com variáveis inteiras, de difícil resolução. As principais soluções disponíveis na literatura simplificam o problema ao reduzir a dimensionalidade da árvore de cenários, ou assumindo hipóteses simplificadoras sobre os processos estocásticos. Nosso objetivo é apresentar um framework para valoração de investimentos em energia renovável, considerando as principais fontes de incerteza e alternativas para composição de uma carteira de investimentos. A principal contribuição desse trabalho é uma metodologia para resolver, utilizando técnicas de decomposição, o problema de investimento ótimo em centrais renováveis complementares no mercado elétrico brasileiro. Este é um problema estocástico multiestágio e não convexo. Nossas políticas de investimento são geradas através de um algoritmo baseado em Programação Dinâmica Dual Estocástica (SDDP). Restrições de integralidade são consideradas no passo forward, onde as políticas são avaliadas, e relaxados no passo backward, onde as políticas são geradas, para garantir a convexidade das funções de recurso. Os resultados numéricos mostram que não é possível assumir independência entre estágios dos processos estocásticos de preços. A estrutura Markoviana dos processos estocásticos é preservada usando uma discretização do espaço de probabilidade, que é resolvida utilizando uma conhecida extensão do SDDP. A avaliação da performance é feita utilizando os dados originais, validando nossa heurística. Nosso framework requer um modelo para o preço forward de energia. Nós aplicamos o modelo Schwartz-Smith usando dados do mercado spot e de balcão para construir a curva forward do mercado brasileiro. O framework contempla as particularidades do ACL no mercado brasileiro, mas também pode ser utilizado em mercados similares. Utilizando medidas coerentes de risco, incorporamos aversão a risco e avaliamos as estratégias concorrentes utilizando conceitos modernos de gestão de riscos. / [en] Despite recent trend for investment in renewable energy, high volatility in shortterm markets still may hinder some opportunities. Forwarding contracting is essential even in Over The Counter (OTC) markets such as the Brazilian Free Trading Environment. Forward contracts allow reducing revenue uncertainty, help ensure supply adequacy by signaling generation expansion and may also be required for project financing in new ventures. Still, renewable sources face the additional risk of uncertain generation, which, in low periods, combined with high spot prices, pose the hazardous price-quantity risk. Renewable investment may be fostered by applying risk management techniques such as forward contracting, diversification and optimal investment timing. By trading contracts and exploiting the seasonal complementarity of the renewable sources, it is possible to reduce risk exposure. The problem of investment in renewable energy plants may be seen as a multistage stochastic optimization model with integer variables, which is very hard to solve. The main approaches in the current literature simplify the problem by reducing the dimensionality of the scenario tree or by assuming simplifying hypothesis on the stochastic processes. Our objective is to introduce a renewable investment valuation framework, considering the main uncertainty sources and portfolio investment alternatives. The main contribution of this work is a method to solve, by applying decomposition techniques, the problem of optimal investment in seasonal complementary renewable plants in the Brazilian energy market. This is a multistage stochastic and non-convex problem. Our investment policies are devised using an algorithm based on Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP). Integrality constraints are considered in the forward step, where policies are evaluated, and relaxed in the backward step, where policies are built, to ensure convexity of the recourse functions. Numerical results show that it is not possible to assume stagewise independence of the price processes. We maintain the Markovian property of the stochastic processes by a discretization of the probability space, solvable by a known extension to the SDDP method. Performance evaluation is carried out using the original data, validating our heuristic. A forward energy price model is required in our framework. We apply the Schwartz-Smith model with spot and OTC data of the Brazilian market to build such a forward price curve. The framework is able to represent the characteristics of the Brazilian FTE and may be applied to similar markets. We incorporate risk aversion with coherent measures of risk and evaluate alternative strategies based on modern risk management concepts.