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FACULDADE DE ECONOMIA E FINANÇAS IBMEC PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA EM
ADMINISTRAÇÃO E ECONOMIA
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AVALIAÇÃO ATRAVÉS DA METODOLOGIA DE OPÇÕES REAIS DE PROJETO DE
GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DE BIOGÁS DE ATERRO SANITÁRIO
JJOORRGGEE LLUUIIZZ SSEELLLLIINN AASSSSAALLIIEE
ORIENTADOR: PROF. DR. CARLOS DE LAMARE BASTIAN PINT O
Rio de Janeiro, 20 dezembro de 2013.
“AVALIAÇÃO ATRAVÉS DA METODOLOGIA DE OPÇÕES REAIS D E PROJETO DE GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DE BIOGÁS DE ATERRO SANITÁRIO”
JORGE LUIZ SELLIN ASSALIE
Dissertação apresentada ao curso de Mestrado Profissionalizante em Economia como requisito parcial para obtenção do Grau de Mestre em Economia. Área de Concentração: Finanças
ORIENTADOR: CARLOS DE LAMARE BASTIAN PINTO
Rio de Janeiro, 20 de dezembro de 2013.
“AVALIAÇÃO ATRAVÉS DA METODOLOGIA DE OPÇÕES REAIS D E PROJETO DE GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DE BIOGÁS DE ATERRO SANITÁRIO”
JORGE LUIZ SELLIN ASSALIE
Dissertação apresentada ao curso de Mestrado Profissionalizante em Economia como requisito parcial para obtenção do Grau de Mestre em Economia. Área de Concentração: Finanças
Avaliação:
BANCA EXAMINADORA:
_____________________________________________________
Professor CARLOS DE LAMARE BASTIAN PINTO (Orientador) Instituição: Faculdades IBMEC/RJ _____________________________________________________
Professor LUIZ DE MAGALHÃES OZORIO (Co-orientador) Instituição: Faculdades IBMEC/RJ _____________________________________________________
Professor LUIZ EDUARDO TEIXEIRA BRANDÃO Instituição: Pontifícia Universidade Católica - Rio de Janeiro _____________________________________________________
Professora MARTA CORRÊA DALBEM Instituição: Unigranrio Rio de Janeiro, 20 de dezembro de 2013.
FICHA CATALOGRÁFICA
A844 Assalie, Jorge Luiz Sellin.
Avaliação através da metodologia de opções reais de projeto de geração de energia a partir de biogás de aterro sanitário / Jorge Luiz Sellin Assalie. - Rio de Janeiro: [s.n.], 2013. 100 f. : il.
Dissertação de Mestrado profissional em Economia do
IBMEC. Orientador: Prof. Carlos de Lamare Bastian Pinto.
1. Opções reais. 2. Resíduos sólidos urbanos. 3. Aterro
sanitário. 4. Energia elétrica. I. Título. CDD 332
v
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho à minha esposa que foi minha grande incentivadora em mais este desafio e que está ao meu lado em todos os momentos, me impulsionando e me encorajando. Muito obrigado pela sua maravilhosa companhia e pelo incentivo permanente. Estar ao seu lado é a minha maior energia. Em especial, dedico esta dissertação ao meu filho Rafael, que virá ao mundo em junho de 2014. Você é a motivação da minha vida, é a certeza de que a vida se renova, é o meu futuro.
vi
AGRADECIMENTOS
Agradeço em primeiro lugar a Deus pelo dom da vida e pela maravilhosa experiência de
poder ser pai. Enalteço também os meus pais, que sempre plantaram e fizeram crescer em
mim o gosto por estudar e a busca pelo conhecimento. Obrigado pelos valores que vocês
desenvolveram em mim.
Agradeço também aos meus professores e orientadores Luiz Ozório e Carlos Bastian, que me
abriram o mundo curioso e fantástico das opções reais e foram incansáveis em rever os
modelos matemáticos, incentivadores na elaboração dos artigos e acima de tudo verdadeiros
amigos e parceiros.
vii
RESUMO
A destinação adequada dos resíduos sólidos urbanos é um dos maiores desafios da
humanidade, uma vez que reflete diretamente na saúde da população, na medida em que os
subprodutos desta atividade afetam a qualidade do ar, da água e do ambiente urbano. Além
dos benefícios ambientais, os projetos de tratamento de RSU podem gerar outras vantagens
para a sociedade, tal como a utilização do biogás, que é gerado pela decomposição de
resíduos, para produção de energia elétrica. Outra questão estudada em projetos de geração de
energia a partir do biogás de aterro é que o aumento da capacidade de processamento pode ser
efetuado de forma escalonada, criando a flexibilidade de escolha do modo economicamente
mais rentável para utilização do biogás. A combinação dessas flexibilidades gerenciais e as
incertezas, relacionadas ao preço da de energia, gera um valor adicional ao determinado pelo
método de fluxo de caixa descontado, o qual pode ser estimado pelo uso da teoria das opções
reais. O presente trabalho faz uma análise pelo Fluxo de Caixa Descontado e pela
metodologia de opções reais de uma usina de geração de energia a partir do biogás,
incorporando as flexibilidades gerenciais ao longo do tempo e as incertezas inerentes ao setor
de RSU, ao setor elétrico e ao próprio projeto. Verifica-se que essa opção teria a capacidade
de aumentar consideravelmente o VPL estático da usina de geração de energia.
Palavras Chave: Opções Reais, Resíduos Sólidos Urbanos, Aterro Sanitário, Energia Elétrica.
viii
ABSTRACT
The adequate destination of municipal solid waste is one of the biggest challenges of the
humanity, considering it affects directly the public health, because this activity contributes to
the air, water and environment quality. Aside from the environmental benefits, the MSW
treatment projects can generate other benefits to the commonwealth such as the use of biogas,
which is generated by the residues decomposition, to produce energy. In addition to this
question, another issue that must be considered in cogenaration´s project is that the increase in
the processing capacity can be done in stages, creating the flexibility of choosing how to
optimize the use of biogas. The combination of these managerial flexibilities and the
uncertainties, related to energy prices, generates an additional value to the one calculated by
discounted cash flow method, which can be estimated by the use of real options theory. This
work uses the cash flow method and real option approach to analyze a cogeneration power
plant, considering the flexibilities and the uncertainties related to the waste management
sector, energy sector and to the cogeneration project. The conclusion is that the real option has
a huge impact on the NPV of the cogeneration power plant.
Key Words: Real Options, Municipal Solid Waste, Sanitary Landfill, cogeneration of energy
ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Metodologia de Montagem da Árvore de Eventos .................................................. 17 Figura 2 - Cadeia Valor da Gestão de Resíduos Sólidos .......................................................... 22 Figura 3 - Descrição do Funcionamento de Usina Waste to Energy ........................................ 25
Figura 4 - Usina Waste to Energy ............................................................................................ 26 Figura 5 - Maquete Eletrônica da Estrutura de Aterros Sanitários ........................................... 27 Figura 6 - Aterro Sanitário Caieras........................................................................................... 28 Figura 7 - Aterro Sanitário Paulínia ......................................................................................... 28 Figura 8 - Evolução da Geração de RSU .................................................................................. 30 Figura 9 - Evolução da Geração e Destinação de RSU ............................................................ 31 Figura 10 - Destinação de RSU no Brasil ................................................................................ 31 Figura 11 - Sistemas de Drenos para Captação de Biogás ....................................................... 36 Figura 12 - Maquete Eletrônica de Aterro Sanitário com queima controlada de biogás.......... 39
Figura 13 - Possibilidades de Aproveitamento do Biogás de Aterro Sanitário ........................ 40
Figura 14 - Geração de eletricidade no mundo a partir de fontes renováveis .......................... 44
Figura 15 - Evolução da Matriz Energética Brasileira ............................................................. 45 Figura 16 - Curva de captura do biogás .................................................................................... 62 Figura 17 - Estimativa da COPASA referente a tarifa média de energia elétrica por tipo de
fonte .................................................................................................................................. 64
Figura 18 - Receita Operacional Bruta (em R$) da Usina de Geração de Energia .................. 65
Figura 19 – EBITDA (em R$) da Usina de Geração de Energia ............................................. 69
Figura 20 - Tarifa Média Mensal Nominal de Energia Elétrica para Consumo Industrial ...... 77
Figura 21 – Volatilidade do Retorno Mensal da tarifa de energia elétrica para consumo industrial ........................................................................................................................... 77
Figura 22- Árvore de Eventos do VP do Módulo Gerador de Energia .................................... 84
Figura 23 - Árvore de decisão e curva de gatilho do Motor 1 .................................................. 86 Figura 24 - Árvore de decisão consolidada com as opções de expansão dos 6 motores .......... 86
Figura 25: Sensibilidade do VPL e do VPL expandido X Preço da Energia Elétrica .............. 89
Figura 26: Sensibilidade do Valor da Opção x Volatilidade .................................................... 90
x
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Composição Gravimétrica dos RSU........................................................................ 21 Tabela 2 – Geração de RSU por Macroregião do Brasil .......................................................... 30 Tabela 3 - Comparação da eficiência e das emissões entre as tecnologias de conversão de
biogás em energia ............................................................................................................. 42 Tabela 4 - Gate fee Médio de Aterros Sanitários no Brasil ...................................................... 49 Tabela 5 - Margem EBITDA média setor de destinação de RSU ............................................ 54
Tabela 6 - Custo de Capital do Aterro Sanitário ...................................................................... 56 Tabela 7 - Fluxo de Caixa e VPL do Caso Base de Implantação do Aterro Sanitário ............. 58
Tabela 8- Cronograma de entrada em operação dos motores geradores .................................. 63
Tabela 9 - Custo de Capital da Usina de Geração de Energia .................................................. 71 Tabela 10 - Fluxo de Caixa e VPL da Usina de Geração de Energia ....................................... 72
Tabela 11 – Fluxo de Caixa de cada módulo gerador de energia separadamente .................... 82
Tabela 12 - VPL expandido da Usina de Geração de energia .................................................. 87
xi
LISTA DE ABREVIATURAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABRELPE Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais
ACR Ambiente de Contratação Regulada
ACL Ambiente de Contratação Livre
ANPAD Associação Nacional de Pós-Graduação e Pesquisa em Administração
BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social
CER Certificados de Emissão Reduzida
CMPC Custo Médio Ponderado do Capital
EPE Empresa de Pesquisa Energética
EVTE Estudo de Viabilidade Técnica e Econômica
FCD Fluxo de Caixa Descontado
GEE Gases de Efeito Estufa
GLP Gás Liquefeito de Petróleo
GN Gás Natural
GNV Gás Natural Gás Natural Veicular
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IEA International Energy Agency
MDL Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
xii
MGB Movimento Geométrico Browniano
MRM Movimento de Reversão à Média
ONU Organização das Nações Unidas
PEAD Polietileno de Alta Densidade
PNRS Política Nacional de Resíduos Sólidos
PNSB Pesquisa Nacional de Saneamento Básico
ROL Receita Operacional Líquida
ROB Receita Operacional Bruta
RSU Resíduos Sólidos Urbanos
TIR Taxa Interna de Retorno
VPL Valor Presente Líquido
xiii
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1
1.1. CONTEXTO ................................................................................................................................................... 1
1.2. JUSTIFICATIVA ........................................................................................................................................... 2
1.3. OBJETIVO ..................................................................................................................................................... 5
1.4. ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO ............................................................................................................. 7
2 REVISÃO DE LITERATURA ............................. .................................................. 9
2.1 AVALIAÇÃO DE EMPREENDIMENTOS COM FLUXO DE CAIXA DE SCONTADO .................. 9
2.2 FLEXIBILIDADE ..................................................................................................................................... 11
2.3 OPÇÃO REAL ........................................................................................................................................... 12
2.4 HISTÓRICO DE UTILIZAÇÃO DE OPÇÕES REAIS ........... ............................................................. 13
2.5 VOLATILIDADE ...................................................................................................................................... 15
2.6 METODOLOGIA PARA CÁLCULO DO VALOR DAS OPÇÕES REAIS ....................................... 16
3 PANORAMA E DIAGNÓSTICO DO SETOR DE RESÍDUOS SÓLIDOS .......... 19
3.1 DEFINIÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS ................................................................................................ 19
3.2 CADEIA DE SERVIÇOS E PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS ................................... 22
3.3 AMBIENTE REGULATÓRIO ................................................................................................................ 28
3.4 PANORAMA DO SETOR DE RSU NO BRASIL .................................................................................. 29
3.5 MATRIZ DE DESTINAÇÃO DE RSU NO BRASIL ............................................................................. 30
3.6 MERCADO DE RSU NO BRASIL .......................................................................................................... 32
xiv
4 POSSIBILIDADES DE APROVEITAMENTO DO BIOGÁS DE ATERR O SANITÁRIO ......................................... ...................................................................... 34
4.1 GERAÇÃO DE CRÉDITOS DE CARBONO ......................................................................................... 36
4.2 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ................................................................................................. 40
5 ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 47
5.1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................... 47
5.2 DESCRIÇÃO DO CASO BASE DE IMPLANTAÇÃO DO ATERRO SAN ITÁRIO ......................... 47 5.2.1 PROJEÇÃO DE RESULTADOS ....................................................................................................... 57
5.3 CASO BASE DE IMPLANTAÇÃO DA USINA DE PROCESSAMENTO DE BIOGÁS DE ATERRO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ........... .................................................................. 59
5.3.1 PROJEÇÃO DE RESULTADOS ....................................................................................................... 71
5.4 MODELAGEM DAS VARIÁVEIS ESTOCÁSTICAS .............. ............................................................ 72 5.4.1 MOVIMENTO GEOMÉTRICO BROWNIANO (MGB) .................................................................. 72 5.4.2 MOVIMENTO DE REVERSÃO À MÉDIA (MRM) ........................................................................ 74 5.4.3 MODELAGEM DA SÉRIE HISTÓRICA DE TARIFA MENSAL MÉDIA DE ENERGIA PARA CONSUMIDOR INDUSTRIAL....................................................................................................................... 76
5.5 ANÁLISE DA USINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA METODOLOGIA DE OPÇÕES REAIS ................................................................................................................................................. 79
5.5.1 MONTAGEM DA ÁRVORE DE EVENTOS E ÁRVORE DE DECISÃO POR MÓDULO GERADOR DE ENERGIA .............................................................................................................................. 81
5.6 ANÁLISE DE SENSIBILIDADE ............................................................................................................. 88
6 CONCLUSÃO ......................................... ........................................................... 91
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................ ................................................. 93
ANEXO A – ÁRVORES DE DECISÃO DOS MOTORES E ÁRVORE CONSOLIDADA DA USINA .............................. ....................................................... 97
1
1 INTRODUÇÃO
1.1. CONTEXTO
A correta destinação dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é um dos maiores desafios da
humanidade, tendo em vista os graves impactos ambientais oriundos da gestão inadequada
dos resíduos. Além das questões de ordem ambiental, a gestão dos RSU impacta diretamente
na saúde da população, na medida em que os subprodutos decorrentes da manipulação dos
resíduos afetam a qualidade do ar, da água e do ambiente urbano.
Sendo assim, faz-se mister o comprometimento do poder público e da sociedade no
planejamento e execução das atividades relacionadas ao manejo dos resíduos sólidos, de
forma a evitar a formação de passivos ambientais, a deterioração dos ambientes urbanos, os
gastos crescentes com saúde pública e concomitantemente viabilizar a reciclagem e
valorização dos resíduos, possibilitando a transformação destes em insumo para a produção
industrial.
Paralelamente aos benefícios ambientais, os projetos de tratamento e destinação de RSU
podem gerar outras vantagens para a sociedade, tais como a utilização do biogás, que é gerado
pela decomposição de resíduos, para produzir energia ou para ser queimado de maneira
apropriada, a fim de obter os certificados de emissões reduzidas (CER).
2
Isto posto, torna-se ainda mais relevante a análise completa das possibilidades de
aproveitamento dos resíduos sólidos e dos seus subprodutos, contemplando principalmente a
possibilidade de geração de energia elétrica a partir do biogás em localidades próximas aos
grandes centros urbanos.
O presente trabalho agrega a avaliação tradicional de projetos, pelo Fluxo de Caixa
Descontado (FCD), à teoria de opções reais, incorporando as flexibilidades gerenciais ao
longo do tempo e as incertezas inerentes ao setor de RSU, ao setor elétrico e ao projeto de
geração de energia a partir do biogás de aterro sanitário.
Além da análise da possibilidade de aproveitamento do biogás para geração de energia, outra
questão inerente a estes tipos de projetos é que o aumento da capacidade de processamento
pode ser efetuado de forma escalonada, criando a flexibilidade de escolha do modo
economicamente mais rentável para utilização do biogás. A combinação dessas flexibilidades
gerenciais e da incerteza, relacionada à tarifa média de energia elétrica, gera um valor
adicional ao determinado pelo método de fluxo de caixa descontado, o qual pode ser estimado
pelo uso da teoria das opções reais.
Neste sentido, o conjunto de soluções a ser adotado na cadeia de serviços relacionada ao
manejo de RSU deve necessariamente contemplar a sustentabilidade em suas três dimensões:
tecnológica, econômica e ambiental.
1.2. JUSTIFICATIVA
O Brasil ainda encontra-se em uma situação desfavorável no que diz respeito à destinação de
RSU, uma vez que aproximadamente 42% dos resíduos gerados são destinados
incorretamente em “lixões” e aterros controlados, de acordo com o Panorama Nacional de
3
Resíduos Sólidos de 2011, publicado pela Associação Brasileira de Empresas de Limpeza
Pública e Resíduos Especiais - ABRELPE.
As principais técnicas de destinação correta de RSU são: aterros sanitários (principal técnica
utilizada no Brasil), biodigestão, plantas de combustível derivado de resíduos (CDR) e
incineração com aproveitamento energético.
Importa ressaltar que a destinação final não prescinde de técnicas de tratamento e
reaproveitamento, tais como triagem, reciclagem e compostagem que devem ser amplamente
incentivadas com vistas à preservação dos recursos naturais e atendimento à legislação.
Inclusive, o recente marco regulatório nacional instituído através da Lei 12.305/10, que define
a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) estabelece a responsabilidade compartilhada,
bem como estabelece diretrizes e metas para cumprimento dos objetivos de reaproveitamento
dos resíduos, que caso não sejam alcançados poderão ensejar no pagamento de multas por
parte dos entes municipais, o que reforça a necessidade de mobilização de todos os atores
envolvidos na gestão de RSU com foco no reaproveitamento.
A utilização dos aterros sanitários para a destinação de RSU é uma técnica popular e
amplamente utilizada em torno do mundo, sendo a solução mais utilizada no Brasil e na
América Latina. Nos países menos desenvolvidos é notória também a presença de formas
inadequadas de destinação final tais como lixões, aterros controlados e vazadores a céu
aberto, que não apresentam práticas de controle e proteção ambientais tais como drenagem de
chorume, captação e queima de biogás e impermeabilização de solo, sendo, portanto,
inadequadas e intoleráveis do ponto de vista ambiental e legal.
4
Com respeito à análise de viabilidade de projetos de aterros sanitários pelo metodologia do
Fluxo de Caixa Descontado, as principais variáveis a serem analisadas consistem no valor do
investimento, a taxa paga pelos municípios e clientes privados para destinação de resíduos
(gate fee) e o custo operacional.
No entanto, um estudo de viabilidade técnica e econômica (EVTE) completo de um aterro
sanitário deve considerar necessariamente as possibilidades de aproveitamento do biogás,
decorrente do processo de decomposição do resíduo, que, devido ao alto poder calorífico e
sua composição química, pode ser utilizado para diversos fins, tais como: geração de energia
elétrica, conversão em Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), Gás Natural (GN) e Gás Natural
Veicular (GNV) ou ainda queima em flares para obtenção de certificados de emissão reduzida
(CER), de acordo com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) preconizados no
Protocolo de Quioto.
Neste sentido, torna-se necessária a utilização da metodologia de avaliação de projetos com
opções reais, a qual agrega o arcabouço de técnicas de avaliação econômica e financeira em
projetos onde existem flexibilidade gerenciais na tomada de decisões ao longo do tempo e
incertezas com respeito às variáveis que influenciam no fluxo de caixa da firma.
A incorporação do ferramental analítico de opções reais permite elucidar as formas de captura
de valor pertinentes ao negócio de destinação de RSU e ao negócio de geração de energia
elétrica bem como auxiliar os gestores na tomada de decisões, uma vez que fornece
informações a respeito do retorno de projetos considerando as incertezas e as probabilidades
associadas à performance futura do empreendimento.
5
Considerando que o setor de resíduos sólidos ainda encontra-se em estágio inicial de
crescimento, sendo múltiplas as oportunidades de criação de valor a partir do melhor
aproveitamento dos resíduos e que o Brasil vivencia uma proximidade do esgotamento dos
melhores potenciais de geração de energia a partir de fonte hidráulica próxima aos grandes
centros consumidores, as usinas termelétricas a biogás tornaram-se uma alternativa importante
para a necessária expansão da capacidade de geração de energia elétrica.
Neste sentido, a utilização da metodologia de opções reais torna-se valiosa e imprescindível
para correta avaliação do negócio de destinação de RSU e para o avanço do Brasil no sentido
do desenvolvimento sustentável do país e na diversificação da matriz energética.
1.3. OBJETIVO
São diversas as ferramentas tradicionais para a avaliação de empresas e projetos, cujos
objetivos finais são os de conferir um valor ao negócio e de verificar a sua viabilidade, isto é,
se devem ser aceitos. Existem os métodos tradicionais ou estáticos de avaliação que
consideram projetos onde não há flexibilidade, isto é, projetos onde não há opções futuras
uma vez tomada a decisão. Enquadram-se neste grupo os métodos da Taxa Média de Retorno
Contábil, do Payback Simples, do Payback Descontado, da Taxa Interna de Retorno (TIR), do
Índice de Lucratividade Líquida e do Fluxo de Caixa Descontado (FCD).
O método de Opções Reais faz a avaliação de projetos com flexibilidade, aqueles em que
decisões futuras levam a novos investimentos, aumento ou redução de tamanho, mudança de
tecnologia, troca ou abandono do projeto ao longo do tempo. A firma tem opções reais
embutidas em seus projetos, que serão exercidas dependendo de condições futuras.
6
Determinar a viabilidade e a prioridade de investimentos potenciais é um passo crítico para a
tomada de decisões no âmbito empresarial. A análise de opções reais é um significativo passo
à frente para o tratamento da flexibilidade e, principalmente, de sua avaliação.
O empreendimento hipotético avaliado no presente estudo consiste na implantação de um
aterro sanitário padrão com capacidade para recepção de 800 toneladas/dia de RSU,
perfazendo um total de 292.000 toneladas de resíduos ao ano. Neste empreendimento será
avaliado o impacto econômico financeiro das opções reais de expansão do negócio através do
aproveitamento do biogás em projetos de geração de energia, considerando a modularidade de
implantação da usina geradora de energia. São analisadas as opções de postergação da
implantação de cada módulo de geração de energia vis-à-vis a volatilidade e o preço de venda
da energia elétrica.
O presente trabalho descreve as características de projetos de tratamento de RSU, a fim de
identificar as flexibilidades e incertezas existentes e valorizar o seu impacto no VPL do
projeto utilizando a análise de opções reais. As incertezas são modeladas supondo que o valor
do projeto segue o Movimento Geométrico Browniano utilizando o método Binomial
desenvolvido por Cox, Ross & Rubinstein (1979).
A consecução dos objetivos propostos foi possível mediante o levantamento e análise da
bibliografia pertinente à temática em foco, bem como devido às visitas realizadas a diversos
aterros sanitários no Brasil, com destaque para o CTR Caieras, CDR Pedreira, Aterro
Sanitário de Paulínia dentre outros.
7
1.4. ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
O presente trabalho está estruturado em cinco capítulos, além da presente introdução que
constitui o capítulo 1, conforme descrito a seguir:
No segundo capítulo é apresentada uma revisão bibliográfica das principais ferramentas para
elaboração de uma avaliação econômico-financeira de um empreendimento. Na primeira parte
é feita uma revisão da metodologia do fluxo de caixa descontado e, em seguida, são
apresentados os conceitos de flexibilidade, volatilidade e a Teoria de Opções Reais, bem
como o histórico de desenvolvimento da metodologia de opções reais na avaliação de
projetos.
O terceiro capítulo traça um panorama do setor de resíduos sólidos no Brasil, abordando um
histórico dos serviços de tratamento e destinação final, a situação atual do setor, a nova
Política Nacional de Resíduos Sólidos, que entrou em vigor em 2010, e traça um paralelo com
a situação mundial. Além disso, neste capítulo alguns conceitos que serão utilizados durante o
trabalho serão definidos e elucidados.
O quarto capítulo evidencia as possibilidade de aproveitamento do biogás, decorrente da
decomposição do resíduo sólido, com destaque para aplicação na geração de energia elétrica.
O quinto capítulo traz um estudo de caso, onde são analisados através do FCD dois
empreendimentos, sendo o primeiro a implantação de um aterro sanitário hipotético e o
segundo a implantação de uma usina de processamento de biogás para geração de energia
elétrica. Adicionalmente, neste capítulo também foram identificas as flexibilidades e as
incertezas existentes, sendo aplicada a teoria de opções reais para avaliar qual o valor do
projeto de geração de energia, considerando a opção de expansão sequencial dos módulos de
8
geração de energia, considerando que o aumento da capacidade de processamento pode ser
efetuado de forma escalonada.
O sexto e último capítulo foi reservado para as considerações finais e para a identificação de
tendências e desafios que são vislumbradas para os setores de energia elétrica e de
gerenciamento de resíduos sólidos.
9
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 AVALIAÇÃO DE EMPREENDIMENTOS COM FLUXO DE CAIXA DESCONTADO
A visão tradicional de finanças sobre o investimento corporativo é a de que as empresas
somente devem investir em projetos quando a expectativa de retorno for superior à taxa
mínima de atratividade (custo de oportunidade do capital). Nesta visão a taxa interna de
retorno (TIR) e o valor presente líquido (VPL) constituem-se nas ferramentas mais utilizadas
na análise de oportunidade de investimento. Essas técnicas utilizam fluxos de caixa esperados
dos projetos e taxas ajustadas ao risco. Dentre elas, o VPL é considerado como ferramenta
mais robusta por evidenciar a criação de valor para os investidores, e permitir a priorização de
projetos em decisões que envolvam a escolha entre múltiplas oportunidades de investimentos.
As finanças corporativas sugerem que os investimentos devem ser feitos com o objetivo de
beneficiar os acionistas, selecionando projetos que venham a aumentar o valor da empresa.
Como o foco do gestor deve ser agregar valor à empresa, fica claro que a questão fundamental
é avaliar adequadamente os ativos, os projetos e a própria empresa, incluindo aí sua
capacidade de geração de caixa (Ramos,2003).
O valor de um ativo, projeto ou empresa avaliada pelo método do FCD é definido como o
valor presente das estimativas dos fluxos de caixa futuros, descontados pelo custo de capital,
menos o investimento inicial. Assim, o valor é função das expectativas de crescimento e do
risco associado.
VPL = ( ) 0
1 K 1
FCtI
nt
tt
−+∑
=
=
(1)
10
Onde:
FCt é o valor do fluxo de caixa no período t; K é a taxa de desconto ajustada ao risco; I0 é o investimento inicial; N é o período analisado.
Um investimento deve ser aceito quando possuir VPL positivo e rejeitado quando negativo. Caso
o VPL seja nulo, ocorre indiferença entre realizar ou não o projeto.
Tanto credores quanto acionistas esperam ser remunerados pelo custo de oportunidade do
investimento de seus recursos em uma determinada empresa em vez de outra de risco semelhante.
O custo médio ponderado do capital (CMPC) é a taxa de desconto, ou valor do dinheiro no tempo,
usada para converter o fluxo de caixa livre futuro em valor presente para todos os investidores.
A taxa considerada para descontar o fluxo de caixa, com o objetivo de trazer o fluxo de entradas e
saídas a valor presente, será uma combinação do custo de capital próprio e do capital de terceiros,
ambos refletindo a remuneração exigida por cada parte.
x Ke We + T) - (1x x Kd Wd = CMPC (2)
Onde: Wd: proporção de capital de terceiros na estrutura de capital; Kd: custo do capital de terceiros; T: alíquota do imposto de renda; We: proporção de capital próprio na estrutura de capital; e Ke: custo de capital próprio
Para a determinação da estrutura de capital normalmente leva-se em consideração a estrutura
atual da empresa, expectativas da administração em modificar o mix de capital e a estrutura
de capital de empresas comparáveis. O custo da dívida deve refletir o custo de oportunidade
dos credores diversos da empresa, dependendo do tipo de endividamento, e deve refletir a
taxa de juros pela qual a empresa consegue se financiar hoje no mercado financeiro.
11
Determinar a viabilidade e a prioridade de investimentos potenciais é um passo crítico para a
tomada de decisões no âmbito empresarial. Em situações, porém, onde são identificadas
incerteza elevada e boa flexibilidade da ação gerencial, é possível perceber que as regras
tradicionais de avaliação não são capazes de fornecer respostas completas para a decisão
sobre investimentos. É justamente nesse contexto que se faz necessária a busca por outro tipo
de ferramental que contemple o processo de otimização das escolhas gerenciais em ambientes
de incerteza. Esse ferramental é o método de avaliação de opções reais.
A análise de opções reais é um significativo passo à frente para o tratamento da flexibilidade
e, principalmente, de sua avaliação. Este método está sendo amplamente utilizado pois sabe-
se que hoje a grande maioria dos projetos não é estático, isto é, apresentam diversas opções ao
longo de sua vida.
2.2 FLEXIBILIDADE
O método do FCD foi originalmente aplicado à avaliação de projetos e depois estendidos a
empresas inteiras. Durante a última década, avanços teóricos e tecnológicos permitiram que
os profissionais da área de finanças adaptassem técnicas de precificação de opções à avaliação
de decisões de investimento, as chamadas opções reais. Os métodos de precificação de opções
são superiores à abordagens do FCD porque captam explicitamente o valor da flexibilidade
(Copeland, Koller e Murrin, 2002). Enquanto o método do FCD preconiza o desconto dos
fluxos de caixa a uma taxa ajustada pelo risco, a abordagem de opções reais incorpora a
flexibilidade de se reduzir ou abandonar projetos com resultados ruins ou se expandir projetos
12
com resultados favoráveis. A avaliação por Opções Reais é uma extensão da teoria de opções
financeiras aplicadas para ativos não financeiros ou reais. (Amram e Kulatilaka, 1999).
2.3 OPÇÃO REAL
A avaliação tradicional pelo FCD é melhor aplicada quando não existe opção alguma ou
quando existem opções, mas com muito poucas incertezas. A análise de opções reais é
importante em situações como: quando existe uma decisão de investimento contingente;
quando a incerteza é muito grande e deve-se esperar por maiores informações, evitando
arrependimentos com investimentos irreversíveis; quando o valor parece ser capturado mais
por oportunidades futuras do que por fluxos de caixa atuais; quando a incerteza é grande o
suficiente fazendo com que a flexibilidade seja considerada e quando existem estratégias
corretivas de expansão, aprimoramento e mudanças de rumo do projeto (Amram e Kulatilaka,
1999).
O método de avaliação por opções reais é aquele que considera o valor presente dos fluxos de
caixa futuros gerados por ativos reais (projetos), contingentes ao exercício de otimizações
determinadas por meio do uso de alternativas estratégicas nos mais amplos possíveis estados
da natureza e ao longo do tempo de vida do ativo real. O objetivo dessas otimizações, uso de
opções estratégicas, é a maximização da criação do valor para o acionista contingente ao
estado da natureza que se revele no futuro.
O valor de uma empresa ou projeto, calculado por opções reais, pode ser definido como:
Valor Expandido = Valor Presente Clássico + Valor da Flexibilidade (Valor da Opção).
13
2.4 HISTÓRICO DE UTILIZAÇÃO DE OPÇÕES REAIS
No decorrer das últimas décadas, a evolução dos modelos em finanças, concomitantemente ao
avanço das técnicas computacionais, vem aumentando consideravelmente o uso da teoria de
opções reais em uma ampla gama de indústrias com diferentes tipos de abordagens no Brasil e
no Mundo.
Myers (1977) foi o primeiro autor a cunhar a terminologia opção real, baseado na ideia de
que os projetos de investimento poderiam ser avaliados por uma abordagem similar a usada
para avaliar opções financeiras, as quais foram avaliadas nos trabalhos de Black & Scholes
(1973). Tourinho (1979) usou a teoria das opções reais em uma pesquisa aplicada projetos de
exploração de recursos naturais. Outro trabalho pioneiro foi o de Brennan e Schwartz (1985),
onde os autores desenvolvem aplicações em opções de abandono e parada temporária em
projetos de mineração.
As opções de mudanças são importantes para projetos de recursos naturais (mineração),
planejamento de recursos e construção de indústrias cíclicas; vestuário de moda e setor
imobiliário comercial. Brennan e Schwartz (1985) trabalharam com opção de parada e novo
início de operação em recursos naturais.
Kulatilaka e Marks (1988) apresentam um artigo de uma opção de conversão. Nele, explicam
que a flexibilidade da produção é atingida pela habilidade de mudar um processo de um modo
de operação para outro. Por exemplo, uma planta de geração de energia pode ser construída
com a habilidade de intercalar entre o uso do carvão ou óleo.
A opção onde um projeto em estágio inicial é um pré-requisito para uma cadeia de projetos
futuros relacionados, abrindo oportunidades de crescimento futuro é chamada de opção de
14
crescimento. As aplicações usuais de opções de crescimento são no setor de infraestrutura,
pesquisa e desenvolvimento, operações multinacionais com interesse em novos mercados e
aquisições estratégicas. São como opções compostas de projetos correlacionados (Trigeorgis,
1996). Kulatilaka e Perotti (1998) abordaram as opções estratégicas de crescimento e
reforçaram que em um mercado com competição estratégica, o investimento pode propiciar
vantagem de oportunidades de crescimento futuro. Os resultados contradizem a visão de que a
volatilidade é um grande desincentivo ao investimento.
No decorrer das ultimas décadas diversos segmentos vêm sendo contemplados em trabalhos
de opções reais, como por exemplo: o petrolífero (Bjerksund e Ekern, 1990), o mercado
imobiliário (Titman, 1985), a indústria de telefonia (Choi, Kim, e Kim, 2002), o segmento de
produção de etanol (Bastian-Pinto, Brandão e Hahn, 2009), a indústria de aço (Ozorio,
Bastian-Pinto, Baidya, Brandão, 2013), entre outros. Outro segmento onde a teoria de opções
também tem sido amplamente aplicada e o setor elétrico. Herbelot (1992) pesquisou as opções
estratégicas em projetos de energia termoelétrica em os EUA. Gomes (2002) criou um modelo
de opções reais para o momento ótimo de investimento em termoeletricidade no Brasil.
Gollier et all (2004) avaliou a modularidade em um projeto de energia nuclear, considerando
uma planta composta de quatro unidades cada uma com 300 MW.
Um segmento em que a teoria de opções reais não tem sido aplicada ainda de forma
significativa é o de tratamento de resíduos sólidos urbanos (RSU). Além da possibilidade de
utilizar os resíduos para produzir gás ou mesmo energia, os projetos de resíduos sólidos
urbanos são cercados por diferentes tipos de incertezas e flexibilidades gerenciais, criando um
campo propício para aplicações de opções reais. Um trabalho pioneiro que pode ser
mencionado em relação a projetos de tratamento de resíduos sólidos urbanos é Felipetto
(2005), que analisa a opção de expandir o negócio de destinação de resíduos sólidos para
15
outro segmento de negócios, qual seja, a geração de energia. No entanto, o trabalho não utiliza
a metodologia de opções de expansões sequenciais e não dependentes para geração de energia
(incluindo a possibilidade de diferimento), a partir de implantação progressiva de motores
geradores. Tal metodologia, estudada no presente trabalho, pode ter um impacto relevante no
valor do projeto.
2.5 VOLATILIDADE
Uma das maiores dificuldades das opções reais é o cálculo da volatilidade do fluxo de caixa
gerado pelo ativo. A qualidade da avaliação por opções depende fundamentalmente da
quantificação do risco (Amram e Kulatilaka, 1999). Damodaran (2003) indica três caminhos
para a volatilidade:
• A volatilidade do valor de mercado de empresas ou commodities do mesmo
segmento de atuação do projeto ou empresa avaliada;
• Usar a variação do fluxo de caixa de um projeto anterior, de natureza semelhante ao
ativo estudado;
• Podem ser especificados cenários e probabilidades para cada um, determinando seu
respectivo fluxo de caixa, e então estimar a variabilidade do valor presente. Como
alternativa, a distribuição de probabilidade pode ser estimada para cada incerteza do
projeto, e determinar a volatilidade do valor presente por meio de simulação dessas
incertezas.
16
2.6 METODOLOGIA PARA CÁLCULO DO VALOR DAS OPÇÕES REAIS
A metodologia utilizada no presente trabalho, desenvolvida por Cox, Ross & Rubinstein
(1979), é composta por quatro passos estruturados a seguir descritos:
Primeiro Passo: Avaliação tradicional do projeto sem flexibilidade, que consiste no cálculo
do valor presente do projeto de forma tradicional;
Segundo passo: Avaliação da volatilidade e montagem da árvore de eventos. Este passo
consiste em verificar a(s) variável(eis) que possuem incertezas e afetam o valor do projeto.
Caso exista mais de uma incerteza, elas podem ser combinadas para obter a volatilidade do
projeto. A volatilidade das variáveis pode ser obtida através de dados históricos.
No presente trabalho será utilizada a abordagem consolidada que combina as incertezas das
diversas variáveis do projeto em uma, a volatilidade da taxa de retorno do projeto. Através da
prova de Samuelson, fontes de incerteza múltiplas podem ser combinadas em um único
processo binomial multiplicativo.
A seguinte relação converte valores presentes em taxas de retorno:
VP = VP0 ert => ln (VPt /VP0 ) = rt (3)
A variável de previsão que interessa é Z, cuja distribuição será simulada através do método de
Monte Carlo, através de sucessivas extrações aleatórias de estimativas de VP em t=1, fixando-
se VPo (constante).
Z = ln (VP1/VP0) (4)
17
Isto posto, de posso de uma estimativa de volatilidade dos retornos do projeto σz, é possível
construir a árvore binomial de eventos do valor presente do projeto cujos fatores
multiplicativos de movimentos ascendentes e descendentes e as probabilidades da árvore são
dados pelas fórmulas a seguir:
teu ∆= σ ted ∆−= σ )(
)1(
du
dRfp
−−+= (5)
Terceiro passo: Identificar as flexibilidades gerenciais e montagem da árvore de decisão.
Nesta etapa será modelada a opção real do projeto, o valor de exercício e o momento de
exercício.
Inicia-se o cálculo dos Payoffs dos nós terminais e o processo continua sempre da direita para
a esquerda. São utilizadas as probabilidades neutras ao risco p, 1- p, e a taxa livre de risco
(Rf) para calcular o valor presente do projeto em cada nó da árvore, criando uma árvore de
decisões;
Figura 1: Metodologia de Montagem da Árvore de Eventos
18
Quarto passo: O valor da flexibilidade obtido utilizando-se a Teoria de Opções Reais é
somado ao VPL calculado através do método tradicional para obter o VPL expandido.
VPL expandido = VPL tradicional + VP Opção real
19
3 PANORAMA E DIAGNÓSTICO DO SETOR DE RESÍDUOS SÓLIDOS
3.1 DEFINIÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS
De acordo com a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) estabelecida pela lei
12.305/2010 são definidos como resíduos sólidos:
“material, substância, objeto ou bem descartado resultante de atividades humanas em
sociedade, a cuja destinação final se procede, se propõe proceder ou se está obrigado
a proceder, nos estados sólido ou semi-sólido, bem como gases contidos em
recipientes e líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na
rede pública de esgotos ou em corpos d’água, ou exijam para isso soluções técnica ou
economicamente inviáveis em face da melhor tecnologia disponível.”
São várias as formas possíveis de se classificar os resíduos, por exemplo, por sua natureza
física (seco/molhado); por sua composição química (matéria orgânica/ inorgânica); pelos
riscos potenciais ao meio ambiente e por sua origem (IPT / CEMPRE, 2000).
Com respeito aos riscos potenciais, os resíduos podem ser classes I ou II de acordo com a
NBR-10.004 (rev.1) da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2004).
• Classe I – “perigosos”: por apresentarem alguma(s) característica(s), como toxicidade,
radioatividade, corrosividade, inflamabilidade, infecciosidade ou patogenicidade, apresentam
riscos à saúde pública e efeitos adversos ao meio ambiente quando manuseados ou dispostos
de forma inadequada. .
20
• Classe II (A) – “não-perigosos e não-inertes”: também podem apresentar riscos ao meio
ambiente e à saúde pública e apresentam características de combustibilidade,
biodegradabilidade e solubilidade, e não estão enquadrados nas classificações dos resíduos de
classe I ou classe II (B). Esta categoria de resíduos altera a qualidade da água quando em
contato com ela. Exemplos típicos de resíduos classe II (A) são os restos de alimento que geramos
em nossas casas e lodos de estações de tratamento de esgotos domésticos.
• Classe II (B) – “não-perigosos e inertes”: não oferecem riscos à saúde pública ou meio
ambiente e não alteram a qualidade da água quando em contato, exceto pela cor e turbidez.
A classificação dos resíduos de acordo com a origem engloba:
• Doméstico ou residencial: resíduos gerados nas atividades diárias das diversas edificações
residenciais, como casas, apartamentos e condomínios.
• Comercial: resíduos gerados em estabelecimentos comerciais, com características próprias à
atividade ali desenvolvida, subdivididos entre pequenos geradores e grandes geradores.
• Público: resíduos presentes nos logradouros públicos, resultantes da natureza ou do descarte
indevido da população.
• Domiciliar Especial: grupo que compreende os entulhos de obras, pilhas e baterias,
lâmpadas fluorescentes e pneus.
• Fontes Especiais: resíduos que, em função de suas características peculiares, merecem
cuidados especiais quanto ao manuseio, estocagem, transporte e disposição final. Podem ser
21
subdivididos como industrial, radioativo, provenientes de portos, aeroportos e terminais
rodoferroviários, agrícola e de serviços de saúde.
Por sua vez, os resíduos sólidos urbanos (RSU) são formados por resíduos domiciliares,
públicos, entulhos e os resíduos de serviços de saúde, excetuados os resíduos industriais
provenientes de processos e tratamento, os hospitalares sépticos e aqueles advindos de portos
e aeroportos. O município é o responsável pela gestão dos resíduos sólidos públicos e
domiciliares. As demais fontes produtoras de resíduos, como a indústria, os serviços de saúde,
a construção civil e os grandes geradores de resíduos comerciais, têm a obrigação de
providenciar coleta e destinação adequada para seu resíduo.
Os RSU são um tipo de resíduo particularmente complicado de se gerenciar por se tratar de
um resíduo muito heterogêneo na sua composição, variando muito de acordo com o local de
produção, os hábitos e a cultura da população urbana geradora. A variação na quantidade de
matéria orgânica, na quantidade de umidade presente, na quantidade de materiais como o
plástico, com alto poder calorífico, entre outras variações, são os maiores desafios no
momento de destinar/tratar este tipo de resíduo. A tabela a seguir demonstra a composição
gravimétrica do RSU brasileiro.
Tabela 1 - Composição Gravimétrica dos RSU
Fontes: Pesquisa ABRELPE 2010 e 2011, PNAD (2001 a 2011) e IBGE 2011
22
Os RSU são classificados como um resíduo não-perigoso e não inerte, ou seja, um resíduo
Classe II-A conforme a NBR 10.004, sobre a classificação dos resíduos sólidos.
O envio de resíduos para aterros sanitários, para a incineração, ou para a reciclagem são,
juntas, as práticas mais comuns no mundo para a destinação final dos RSUs. Mesmo
considerando os possíveis pré-tratamentos deste resíduo, seja da parte orgânica, como da
porção reciclável, sempre haverá uma porção remanescente desses pré-tratamentos que
precisará ser destinada a um aterro sanitário, ou que poderá ser aproveitada como matéria-
prima em algum processo.
3.2 CADEIA DE SERVIÇOS E PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS
O mercado de manejo de resíduos sólidos é composto historicamente por três segmentos de
negócios bem definidos, a saber: (i) limpeza urbana (incluindo varrição e poda), (ii) coleta e
transporte e (iii) destinação final.
Figura 2 - Cadeia Valor da Gestão de Resíduos Sólidos
Fonte: Estre Ambiental
23
Com a introdução do novo marco regulatório no ano de 2010 (PNRS) outros segmentos de
negócios como tratamento de resíduos e logística reversa foram alavancados de forma a
cumprir as exigências legais de reaproveitamento. A seguir são brevemente explicadas as
principais alternativas para processamento, tratamento e destinação final de resíduos sólidos:
• Segregação de Materiais, Coleta Seletiva, Usinas de Triagem e Reciclagem:
A segregação de materiais do lixo é a primeira etapa do processamento e uma das mais
relevantes, uma vez que os resíduos devidamente separados podem ser reaproveitados para
reciclagem. Posteriormente a segregação, ocorre a coleta seletiva, através de um sistema de
recolhimento de materiais recicláveis previamente separados na fonte geradora, a qual recolhe
os resíduos e encaminha para reciclagem.
A reciclagem pode ser definida como o resultado de uma série de atividades pela qual
materiais que se tornariam lixo, ou estão no lixo, são desviados, coletados, separados e
processados para serem usados como matéria-prima na produção de novos produtos.
Caso não ocorra a separação na origem e a coleta seletiva, o resíduo também pode ser
encaminhado para as usinas de triagem, que são usadas para a separação dos materiais
recicláveis provenientes da coleta e transporte indiferenciados. Neste caso, a taxa de
recuperação de materiais recicláveis é bastante inferior ao sistema composto por separação na
origem e coleta seletiva.
24
• Compostagem
A compostagem é o processo biológico de decomposição da matéria orgânica contida em
restos de origem animal ou vegetal. Esse processo tem como resultado final um produto – o
composto orgânico – que pode ser utilizado ao solo na agricultura para melhorar suas
características. Atualmente no Brasil, ainda há grande desconfiança por parte de agricultores a
respeito da qualidade dos compostos produzidos a partir de resíduos sólidos, o que dificulta
sobremaneira o desenvolvimento de mercado comprador de compostos.
• Tratamento Térmico e reaproveitamento energético de resíduos – Incineração com
aproveitamento energético e Co-processamento em fornos de cimento
A queima com valorização energética de resíduos sólidos é um processo para o tratamento
térmico dos resíduos que envolve a combustão das substâncias orgânicas presentes na matéria
que compõe os resíduos. Durante o processo de incineração, o resíduo apresenta uma redução
do seu volume, do seu peso e das suas características de periculosidade iniciais, através de
uma combustão controlada. Os principais outputs do processo são cinzas, gases da combustão
e calor.
A tecnologia de incineração mais utilizada no mundo é a de fornos de grelha. Este tipo de
forno realiza a queima da biomassa com poucos requisitos de pré-processamento, tal como
dimensionamento, retalhamento etc. Além disso, é uma tecnologia que possibilita a instalação
de plantas em tamanhos variados, desde 50 toneladas/dia até plantas que processam 2.000
toneladas/dia. Trata-se de tecnologia comprovada e dominada e com plantas operando em
diversos países do mundo.
25
Os incineradores de resíduos necessariamente devem adotar sistemas eficientes de limpeza de
gases de combustão (principalmente remoção de NOx, dioxinas e furanos), de forma a atender
aos padrões de emissão de poluentes definidos pelos marcos regulatórios de cada país.
Dentre as vantagens do uso de incinerados destacam-se: a redução drástica de massa e volume
a ser descartado, recuperação de energia, esterilização dos resíduos (no caso de resíduos de
serviços de saúde), destoxicação – empregando boas técnicas de combustão, produtos
orgânicos tóxicos industriais podem ser destruídos (IPT/CEMPRE, 2000). A Figura a seguir
detalha o fluxo de resíduos sólidos em um incinerador.
Figura 3 - Descrição do Funcionamento de Usina Waste to Energy
Fonte: Keppel Seghers
26
Figura 4 - Usina Waste to Energy
Fonte: WTERT
Por sua vez, o co-processamento em fornos de cimento consiste na utilização de resíduos
industriais com alto poder calorífico como insumo energético para fornos de cimenteiras.
Outros resíduos com menor poder calorífico podem ser agregados ao clínquer na produção do
cimento. Existem restrições dos resíduos que podem ser co-processados para que não sejam
emitidos gases tóxicos para a atmosfera.
• Destinação Final de Resíduos: Lixão, Aterro Controlado e Aterro Sanitário
O lixão é uma forma inadequada de disposição final de resíduos sólidos, que se caracteriza
pela simples descarga sobre o solo, sem medidas de proteção ao meio ambiente ou à saúde
pública. Nos lixões não há controle na entrada dos resíduos, podendo ser lançado qualquer
tipo de resíduo, de qualquer classe, inclusive químicos e infectantes.
O Aterro Controlado também é uma forma de disposição inadequada de destinação, porém
com algumas técnicas de operação que suavizam alguns impactos ambientais. Em geral são
utilizando alguns princípios de engenharia para confinar os resíduos sólidos, cobrindo-os com
27
uma camada de material inerte na conclusão de cada jornada de trabalho. Esta solução
continua produzindo poluição porém em menor grau que o lixão a céu aberto. Geralmente,
não dispõe de impermeabilização de base (comprometendo a qualidade das águas
subterrâneas), nem de sistemas de tratamento de percolado ou sistemas de captação, drenagem
e canalização do gás gerado.
O aterro sanitário é uma técnica ambientalmente adequada para destinação final de resíduos
sólidos e pode ser conceituado como fundamentado em critérios de engenharia e normas
operacionais específicas, permite um confinamento seguro em termos de controle da poluição
ambiental e proteção da saúde pública – não produz poluição (IPT/CEMPRE, 2000). Sempre
dispõe de camadas de impermeabilização de base (para impedir a contaminação da água
subterrânea), havendo em grande parte dos casos uma camada de geomembrana de PEAD
(polietileno de alta densidade). Sempre dispõe de sistema de drenagem e tratamento de
chorume (percolado) e de biogás.
Figura 5 - Maquete Eletrônica da Estrutura de Aterros Sanitários
Fonte: CONDER
28
Fonte: Elaboração Própria
Fonte: Elaboração Própria
3.3 AMBIENTE REGULATÓRIO
A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) proporcionou segurança jurídica aos
contratos de prestação de serviços, concessões e PPP´s estruturados para o setor ao mesmo
tempo que definiu responsabilidades e hierarquia nas técnicas de tratamento e processamento
de resíduos, estabeleceu prazos e facultou a criação de instrumentos de incentivos creditícios
e fiscais para alavancar os investimentos no setor.
Segundo o artigo 9 da PNRS, na gestão e gerenciamento de resíduos sólidos, deve ser
observada a seguinte ordem de prioridade: não geração, redução, reutilização, reciclagem,
tratamento dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos.
Figura 6 - Aterro Sanitário Caieras
Figura 7 - Aterro Sanitário Paulínia
29
A hierarquia no gerenciamento foi criada de forma a assegurar a reintegração dos resíduos ao
sistema produtivo, sempre levando em consideração a viabilidade técnica e econômica de tal
reintegração.
Além disso, a Lei proíbe a simples destinação final do resíduo até que todas as possibilidades
de tratamento citadas acima tenham sido esgotadas.
Com respeito aos prazos ficou definido nos Artigos 54 e 55 que os Municípios tem até agosto
de 2012 para elaboração do Plano Estadual de Resíduos Sólidos e Plano Municipal de Gestão
Integrada de Resíduos Sólidos e até agosto de 2014 para disposição final ambientalmente
adequada dos rejeitos (erradicação dos lixões).
3.4 PANORAMA DO SETOR DE RSU NO BRASIL
Os principais dados referentes ao setor de resíduos sólidos no Brasil são produzidos pelo
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) no âmbito da Pesquisa Nacional de
Saneamento Básico PNSB (a última pesquisa realizada ocorreu no ano de 2008) e pela
ABRELPE através da publicação anual do Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil. Convém
ressaltar que por vezes as duas referidas publicações apresentam dados divergentes ou até
mesmo conflitantes entre si a respeito do cenário nacional do setor de resíduos sólidos.
De acordo com a ABRELPE (2011), foram geradas aproximadamente 62 milhões de
toneladas de RSU no ano de 2011, equivalendo a um crescimento de 1,8% em relação ao ano
anterior, que teve uma produção anual próxima dos 61 milhões de toneladas. O crescimento
populacional (0,9% no período) explica uma parte deste crescimento na produção dos RSU no
ano de 2011, enquanto a outra parte pode ser atribuída ao aumento da geração per capta de
resíduos, que foi da ordem de 0,8% no período.
30
Em 2011 o brasileiro gerou em média passando de 1,04 kg/habitante/dia, sendo que a região
nordeste apresenta o maior índice de geração de 1,302 kg/habitante/dia. O aumento na
produção de resíduo per capita é reflexo do aumento do consumo individual motivado pelo
aumento da renda e do poder aquisitivo.
Figura 8 - Evolução da Geração de RSU
Fonte: Pesquisa ABRELPE 2010 e 2011, PNAD (2001 a 2011) e IBGE 2011
Tabela 2 – Geração de RSU por Macroregião do Brasil
Fontes: Pesquisa ABRELPE 2010 e 2011, PNAD (2001 a 2011) e IBGE 2011
3.5 MATRIZ DE DESTINAÇÃO DE RSU NO BRASIL
A matriz de destinação final de resíduos sólidos ainda é um grande desafio a ser superado
uma vez que aproximadamente 42% dos resíduos sólidos gerados no país são destinados
31
incorretamente em aterros controlados, lixões e vazadouros a céu aberto (ABRELPE 2011),
conforme gráfico a seguir:
Fonte: Pesquisa ABRELPE 2010 e 2011
Regionalmente o panorama de destinação de resíduos é ainda mais desafiador nas regiões
Norte, Nordeste e Centro-Oeste, onde a maioria dos municípios descarta os RSU em lixões.
Nestas regiões existe um grande número de Municípios de pequeno porte, que isoladamente
não tem escala suficiente para implantação de um aterro sanitário economicamente viável.
Fonte: Pesquisa Nacional de Saneamento Básico 2008 - IBGE
Figura 9 - Evolução da Geração e Destinação de RSU
Figura 10 - Destinação de RSU no Brasil
32
Portanto, as soluções para correta destinação dos resíduos deve considerar as diferenças
regionais, de tal sorte que, nos municípios onde a realidade ainda é a utilização de vazadouros
a céu aberto e lixões, o desafio é a implantação de aterros sanitários.
Por sua vez, em municípios onde já existem os aterros sanitários, o foco dos investimentos
deve ser na implantação de soluções de destinação que contemplem melhor aproveitamento
dos resíduos e que somente sejam depositados no aterro somente os rejeitos, que são os
resíduos não passíveis de reaproveitamento face as melhores técnicas disponíveis.
3.6 MERCADO DE RSU NO BRASIL
Com um rápido ritmo de crescimento populacional e urbano, aliado à industrialização e a
popularização do consumo, a quantidade de lixo gerado nas cidades brasileiras aumentou
vertiginosamente, criando a necessidade de soluções governamentais para gerenciar a correta
disposição desses resíduos.
Apesar do crescimento nas taxas de geração de resíduos recentemente observado no Brasil, é
possível observar que as grandes cidades brasileiras ainda apresentam uma taxa per capta de
geração de RSU bastante inferior as metrópoles de países desenvolvidos, o que evidencia que
ainda há grande espaço para crescimento nesta taxa face à expansão de renda, crédito e a
mudança de padrão de consumo que o país vivencia.
Em países desenvolvidos, Estados Unidos, Japão e na maioria dos países da União Européia,
os sistemas de tratamento contemplam diversas etapas, resultado de um longo período de
investimentos públicos destinados a gestão ambientalmente adequada dos resíduos
juntamente com políticas de redução da geração de lixo, reciclagem e geração de energia.
33
A utilização combinada de mais de uma solução para disposição final de resíduos, em geral,
proporciona melhores resultados econômicos e com respeito ao reaproveitamento.
Sendo assim, o mercado brasileiro de gestão de RSU ainda tem muito espaço para
crescimento seja através do aumento da taxa de geração per capta de resíduos, seja pelo
crescimento vegetativo da população e ainda pela utilização de novas técnicas de tratamento
que proporcionem maiores taxas de reaproveitamento e reciclagem.
Para que esta janela de oportunidade de mercado possa ser devidamente aproveitada tanto
pelo setor público quanto pelo setor privado é necessário que o marco regulatório seja
cumprido, os Municípios, na qualidade de responsáveis pela prestação dos serviços de gestão
de RSU, saiam da inércia e os órgãos de controle (Ministério Público e Agências Ambientais)
sejam atuantes na fiscalização e fortalecidos institucionalmente.
Concluindo, para que seja alcançada a universalização dos serviços de destinação final de
RSU no Brasil ainda é necessário um grande salto de investimentos, o que demanda a
exploração de técnicas de avaliação de investimentos como as opções reais para precificação
de empresas e decisão de investimentos em projetos de aterros sanitários.
34
4 POSSIBILIDADES DE APROVEITAMENTO DO BIOGÁS DE ATERR O SANITÁRIO
De acordo com o manual sobre o aproveitamento energético de aterros produzido pelo Centro
de Estudos Avançados em Economia Aplicada da USP (CEPEA, 2004), o aterro sanitário é
uma prática de disposição que está de acordo com as boas técnicas de construção, de operação
e de monitoramento. Segundo este manual, um aterro sanitário deve atender no mínimo às
seguintes condições de operação:
• Impermeabilização da área com manta plástica e/ou argila compactada de baixa taxa de permeabilidade;
• Drenagem inferior de chorume;
• Drenagem vertical e horizontal para o biogás e chorume;
• Drenagem de pé de talude;
• Drenos de monitoramento;
• Drenagem pluvial superficial;
O resíduo, uma vez depositado em um aterro sanitário, passará por transformações físico-
químicas que comumente são chamadas de “processo de decomposição”. Durante o processo
de decomposição o resíduo irá reduzir sua massa inicial devido basicamente a duas
transformações na sua composição, primeiro a matéria orgânica presente irá produzir um gás,
o biogás, composto basicamente de metano e gás carbônico. Em seguida, a segunda
transformação será a combinação da umidade (H2O) presente nestes resíduos com a matéria
orgânica restante, gerando o chorume, um percolado com altas concentrações de matéria
orgânica e de outros compostos com alto potencial poluente.
35
O biogás ou gás de aterro apresenta composição típica de 55% de metano, 40% de gás
carbônico, 5% de nitrogênio e outros gases. Por possuir alto poder calorífico, o biogás é uma
fonte energética renovável.
Sistema de Captação de Gases do Aterro Sanitário
O principal objetivo para a instalação de um sistema de captação dos gases do aterro,
formados no processo de decomposição, é o de evitar a formação de bolsões de gases dentro
do maciço do aterro, que comprometem a sua estabilidade geológica. A captação desses gases
permitirá também que eles sejam tratados adequadamente, ao invés de serem lançados
diretamente na atmosfera.
Sabendo-se que o gás de aterro, ou biogás, é composto basicamente por gás metano (CH4) e
dióxido de carbono (CO2), com traços de alguns outros gases, a sua captação visa a queima
em flares de todo o metano captado, já que este é um gás de efeito estufa com um grande
potencial de aquecimento global, cerca de 21 vezes mais potente do que o dióxido de carbono
para o período de 100 anos (IPCC, 2007). A reação de combustão do metano captado converte
o gás em dióxido de carbono, reduzindo a emissão de CO2 equivalente para a atmosfera
quando este seria emitido diretamente na forma de metano, possibilitando assim a produção
de créditos de carbono. Além disto, esta queima também contribui para a segurança das
operações no aterro, pois o metano pode explodir quando misturado ao ar em concentrações
acima de 5% (WINCONSIN, 2000).
À medida que as camadas de resíduos forem formando as células, é feita a construção de
drenos internos horizontais e verticais, os quais são interligados entre si para a drenagem dos
36
gases gerados na decomposição da matéria. A figura a seguir mostra um perfil do solo com os
drenos internos para captação dos gases da decomposição.
Figura 11 - Sistemas de Drenos para Captação de Biogás
Fonte: CONDER (2009)
4.1 GERAÇÃO DE CRÉDITOS DE CARBONO
O “efeito estufa” é um fenômeno natural, decorrente do tipo de atmosfera do planeta terra, e
que tem um efeito parecido a uma estufa de plantas, que retém o calor que tem origem no sol.
A presença de alguns gases na atmosfera, principalmente o vapor de água, o gás carbônico e o
metano, impedem que o calor gerado pela incidência dos raios de sol na superfície da terra e
que é refletido, seja liberado de volta ao espaço. Nos últimos anos a concentração desses
gases na atmosfera vem aumentando, em virtude principalmente do maior uso de
combustíveis fósseis, como carvão e petróleo em atividades domésticas, industriais e de
transporte.
A ONU (Organização das Nações Unidas) convocou uma reunião durante a Rio 92, que
estabeleceu a “Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudança de Clima” (UNPCCC -
37
United Nations Framework Convention On Climate Change) , com o objetivo de
estabelecimento de metas para a redução de emissões de gases de efeito estufa.
Em 1997, os governos responderam à crescente pressão pública adotando o Protocolo de
Kioto. Como o Protocolo afeta praticamente todos os principais setores da economia, é
considerado o acordo sobre meio ambiente e desenvolvimento sustentável de maior projeção
já adotado.
O Protocolo estabelece metas e prazos vinculantes para cortar um mínimo de 5% das
emissões dos países desenvolvidos. Somente se tornou legalmente vinculante em 16 de
fevereiro de 2005, após a ratificação da Rússia em novembro de 2004, O protocolo incluiu os
países desenvolvidos que contabilizaram um mínimo de 55% das emissões de CO2 do total de
emissões dos países desenvolvidos em 1990. Reconhece ainda que os cortes nas emissões
devem ser acreditáveis e verificáveis.
O Protocolo inova ao dar às partes crédito por reduzir emissões em outros países. A idéia é
que os países que acharem o custo de reduzir emissões no próprio país particularmente alto
possam pagar por cortes nas emissões em outros lugares, com custos menores.
O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) foi estabelecido concedendo créditos para
projetos que reduzam ou evitem emissões nos países em desenvolvimento. Esse mecanismo é
um novo canal importante através do qual os governos e corporações privadas transferem
tecnologias limpas e promoverão o desenvolvimento sustentável. Créditos são obtidos na
forma de "certificados de emissões reduzidas" (CER).
38
O MDL envolve a compra, pelos países desenvolvidos, de certificados de redução de
emissões de carbono (créditos de carbono) dos países em desenvolvimento (que não têm
metas de redução de emissões). Assim, por exemplo, um país desenvolvido como o Japão
pode, ao invés de reduzir emissões no seu país para atingir a sua meta, comprar e pagar por
créditos de carbono de projetos no Brasil.
Mesmo antes da entrada em vigor do Protocolo de Kioto, em vários países foram criados
mercados para a comercialização de créditos de carbono, até mesmo nos Estados Unidos que,
embora fora do tratado, são os maiores compradores. Negociações de CER estão sendo
efetuadas em bolsas de valores, como é o caso da Bolsa de Chicago.
Dentre os projetos passíveis de serem certificados no âmbito dos mecanismos de MDL
encontram-se os projetos que promovam mudanças para fontes de energia renováveis, como a
energia eólica, solar e biomassa (lixo, cana, etc). Por exemplo, numa região onde a matriz
energética tenha contribuição de termoelétricas movidas a combustível fóssil, a implantação
de unidades de geração de energia eólica, solar ou de lixo, faz com que haja uma modificação
na matriz e uma menor participação de termoelétricas a diesel. Esta diferença pode gerar
CER´s.
São caracterizados como possíveis projetos geradores de CER a utilização de tecnologias e
métodos que reduzam o metano emitido pelo lixo, gado e por plantações de arroz. Neste
sentido, projetos de queima controlada em flares de biogás de aterro sanitário promovem a
transformação do metano em gás carbônico (21 vezes menos potente na geração de efeito
estufa) e portanto fazem jus aos CER, os quais poderão ser comercializados. A figura abaixo
demonstra um aterro sanitário com uma central integrada para queima controlada do biogás
39
em flares, em que é possível monitorar quantidade de emissões evitadas e possui sistema
online de certificação dos CER gerados.
Figura 12 - Maquete Eletrônica de Aterro Sanitário com queima controlada de biogás
Fonte: Estre Ambiental
Apesar da geração de créditos de carbono, através da queima controlada do biogás de aterro
em flares, ser uma das possibilidades de agregação de valor para o biogás, o presente trabalho
não tem por objetivo estudar a viabilidade econômica deste tipo de projeto. A precificação da
opção relacionada à possibilidade de comercialização de CER decorrentes de projetos de
destinação adequada de RSU é uma sugestão para estudos posteriores.
40
4.2 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
O biogás de aterro, como dito anteriormente, possui alto teor de metano (CH4) em sua
composição. Em alguns aterros, dependendo da composição dos resíduos, essa quantidade de
metano ultrapassa os 50% (EIA, 1996). O metano, por ser um gás de amplo uso energético,
pode ser utilizado tanto em um motor comum de combustão interna, que irá ativar um gerador
de energia elétrica, como pode ser utilizado para outros fins de caráter energético.
Suas aplicações são amplas, destacando-se a produção de vapor para processos industriais, a
secagem de grãos em propriedades rurais, a secagem de lodo em estações de tratamento de
esgoto, a queima em caldeiras, o aquecimento de granjas, a iluminação a gás, o tratamento de
chorume, entre outros.
Há diferentes alternativas para viabilizar a utilização dos gases produzidos em um aterro
sanitário. A figura a seguir apresenta uma síntese dessas soluções.
Figura 13 - Possibilidades de Aproveitamento do Biogás de Aterro Sanitário
41
O biogás poderá ser utilizado para diversos propósitos diferentes incluindo a geração de
energia elétrica, a geração de energia térmica, o uso em veículos, ou até mesmo para
iluminação. Em alguns casos este gás não é aproveitado energeticamente e é apenas queimado
em um flare com possibilidade de geração de receita através da comercialização de CER
(créditos de carbono).
Qualquer que venha a ser o uso energético dado ao biogás, o mais importante para o sucesso
de qualquer projeto de aproveitamento é um bom sistema de extração e de tratamento do
biogás. Este sistema irá determinará a quantidade e a qualidade do combustível que será
recuperado destes gases.
Para a geração de energia elétrica a partir do biogás são utilizados dispositivos que em uma
primeira etapa convertem a energia química presente no combustível, o metano, em energia
cinética de rotação, através dos motores. O motor se conecta a um gerador, que transforma
esta energia cinética de rotação em energia elétrica.
A tecnologia de produção e queima do biogás em conjuntos de motores-geradores apresenta
diversos aspectos favoráveis: eficiência, modularidade (são motores de aproximadamente 1
MW de potência que podem ser adicionados a medida em que aumenta o volume de gás no
aterro) e baixa emissão atmosférica após a combustão. A seguir serão descritos alguns destes
dispositivos de conversão:
- Motores de Ciclo Otto: é o equipamento mais utilizado na queima do biogás devido ao
maior rendimento elétrico e o menor custo de operação quando comparado com outras
tecnologias, inclusive por se tratar do motor de combustão interna mais comum. Uma grande
vantagem deste tipo de dispositivo é o baixo custo de instalação e manutenção, pois se trata de
42
uma tecnologia muito difundida e utilizada em todo o mundo, e que possui uma cadeia
produtiva completa no Brasil, favorecendo o acesso a linhas de financiamento do Banco
Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social BNDES e a alavancagem financeira do
projeto.
- Microturbina a gás: as microturbinas evoluíram das turbinas utilizadas na indústria
aeroespacial e automotiva para serem utilizadas em sistemas elétricos de potência. Suas
principais vantagens são: baixo nível de ruído e vibração, flexibilidade de utilização de
combustível (incluindo o biogás), dimensões reduzidas e instalação simplificada, podendo ser
instalado inclusive ao ar livre, baixa emissão de NOx, e alta eficiência energética quando
utilizada para em plantas de cogeração, podendo chegar em patamares de até 80% de
eficiência (HAMILTON, 2003 apud ICLEI, 2009). Dentre as desvantagens das microturbinas
cabe citar: alto investimento inicial, tecnologia integralmente importada (o que dificulta o
acesso à linhas de financiamento subsidiadas), alto custo de operação e manutenção do
equipamento; maior demanda tecnológica para a limpeza do biogás a ser queimado e
necessidade de ajustes na turbina para queimar um gás com baixo poder calorífico.
Tecnologia de Conversão
Potência Instalada
Rendimento Elétrico
Emissões de Nox
Motores a gás (ciclo Otto) 30 kw - 20 Mw 30% - 40% 250 - 3000
Turbinas a gás (Médio porte) 500 kw - 150 Mw 20% - 30% 35 - 50
Microturbinas (pequeno
porte) 30 kw - 100 Kw 24% - 28% < 9
Tabela 3 - Comparação da eficiência e das emissões entre as tecnologias de conversão de biogás em energia
Fonte: CENBIO, 2005
Para a produção de eletricidade em uma usina térmica movida a biogás, tanto a
municipalidade, como um eventual terceiro interessado, no caso de se fazer a concessão do
43
direito de explorar os RSU´s, podem organizar-se como autoprodutor, ou como produtor
independente.
No caso do autoprodutor, a eletricidade gerada tem como finalidade atender, parcial ou
totalmente, as necessidades de consumo do próprio produtor, podendo não obstante ser
autorizada pela ANEEL a venda de eventuais excedentes de energia, na forma do inciso IV do
art. 26 da Lei nº 9.427, de 26 de dezembro de 1996.
No caso de produtor independente, a geração de eletricidade destina-se à finalidade de venda,
seja no ACR - Ambiente de Contratação Regulada, seja no ACL - Ambiente de Contratação
Livre.
O primeiro leilão exclusivo para fontes alternativas de energia (1º LFA) ocorreu em junho de
2007 (LFA/2007 – edital nº 003/2007), resultando na contratação de 186 MW de energia a um
preço marginal de R$ 139,12/MWh, dentre os quais 46 MW destinaram-se a Pequenas
Centrais Hidrelétricas (PCHs) e 140 MW foram destinados à termelétricas à biomassa. Não
houve empreendimento eólico a lograr-se vencedor neste certame.
Matriz Energética no Brasil e no Mundo
De acordo com o cenário projetado pela International Energy Agency - IEA é estimado um
ganho de representatividade da fonte biomassa e resíduos sólidos frente às demais fontes
renováveis de energia. Projeta-se ainda um forte ganho de representatividade da fonte eólica,
solar (fotovoltaica e CSP) e geotérmica. O Gráfico a seguir mostra a geração de eletricidade a
partir de fontes renováveis de energia até 2050.
44
Figura 14 - Geração de eletricidade no mundo a partir de fontes renováveis
Fonte: BLUE Map da International Energy Agency
Apesar de o Brasil possuir potencial para o aproveitamento da fonte de energia advinda da
queima de biogás de aterros sanitários para fins de geração de energia elétrica, é recente a
história de desenvolvimento do setor no país se comparada à geração de energia elétrica a
partir de resíduos sólidos em diversos países europeus e dos Estados Unidos, por exemplo.
Conforme dados divulgados pela Empresa de Pesquisa Energética – EPE, no último Balanço
Energético Nacional – BEN 2011, a produção de energia primária no Brasil ainda é
majoritamente provinda de fontes não renováveis (52,5%), quase totalmente em função do
petróleo e do gás natural, enquanto as fontes renováveis de energia representam
aproximadamente 47,5% desta produção de energia primária, assim divididos: produtos da
cana de açúcar (19,3%), energia hidráulica (13,7%), lenha (10,3%) e outras renováveis
(4,3%). O gráfico a seguir apresenta a evolução da produção de energia primária no Brasil
desde o ano de 1970 até 2010.
45
Figura 15 - Evolução da Matriz Energética Brasileira
Fonte: Balanço Energético Nacional – BEN 2011 (EPE).
Os investimentos em energia renovável apresentam, em sua maioria, custos superiores aos
necessários para a adoção de fontes tradicionais. Não obstante, invariavelmente as energias
renováveis trazem consigo externalidades positivas passíveis de serem mensuradas, como o
desenvolvimento das áreas econômica e social. Adicionalmente, investimentos na geração de
energia que se utiliza do biogás como fonte combustível podem ser viáveis economicamente
devido à apropriação de receitas oriundas da venda da energia elétrica e da comercialização
dos créditos de carbono (ARCADIS TERRAPLAN 2010).
Dos 168 projetos de MDL registrados em diversos setores no Brasil, 25 são realizados em
aterros sanitário e destes, apenas 7 foram registrados com intuito de geração de energia. O
CTR Nova Iguaçu, localizado na região metropolitana do Rio de Janeiro, foi o primeiro
empreendimento do mundo a registrar no Conselho Executivo da ONU um projeto de geração
de créditos de carbono através do MDL.
46
Segundo o Atlas Brasileiro de Emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) e Potencial
Energético na Destinação de Resíduos Sólidos (ABRELPE 2013), no cenário atual, o país tem
um potencial de gerar 254 megawatts a partir do biogás e este potencial energético do biogás
pode chegar a 500 megawatts em 2039, capaz de abastecer 3,2 milhões de habitantes,
equivalente à população atual do estado do Rio Grande do Norte.
A ABRELPE destaca neste mesmo estudo que o Brasil tem potencial para reduzir as emissões
de Gases de Efeito Estufa (GEE) em 892 milhões de toneladas de CO2 equivalentes até 2039,
o que corresponderia a quase 30 milhões de CO2 por ano.
Em que pese o atual potencial de geração elétrica do biogás, existem poucos projetos
operacionais no Brasil, com destaque para os aterros sanitários Bandeirantes e São João, no
estado de São Paulo, que possuem potência instalada de 20 MW e 22 MW respectivamente.
O mesmo estudo avalia que o investimento necessário para implantar a infraestrutura em
plantas de captação de biogás e transformação em energia para projetos de geração com
capacidade média de 3 megawatts, condizente com uma planta de médio porte, é da ordem de
US$ 5 milhões, sendo uma parte da tecnologia (microturbina) internacional.
Segundo a ABRELPE, o recém inaugurado aterro sanitário de Seropédica no Estado do Rio
de Janeiro, o qual terá vida útil média de 30 anos e potência instalada de 25 megawatts,
demandou investimento da ordem de R$ 44 milhões para implantação da infraestrutura para
captar o biogás e transformá-lo em eletricidade.
47
5 ESTUDO DE CASO
5.1 INTRODUÇÃO
O capítulo está dividido em quatro partes. A primeira parte apresenta uma descrição do caso
base referente à implantação de um aterro sanitário e à implantação de uma usina de
processamento de biogás para geração de energia elétrica, incluindo as premissas de receita e
custos, o cálculo do custo de capital próprio e a utilização do método VPL para sua avaliação.
A segunda parte mostra a modelagem das variáveis estocásticas do projeto. Na terceira parte é
realizado um estudo de caso sobre a análise de opções reais aplicadas à geração de energia
elétrica através da implantação de módulos sequenciais e não dependentes de produção de
energia. As opções analisadas são a postergação da implantação de cada módulo de geração
de energia vis-à-vis a volatilidade e o preço de venda da energia elétrica.
Utilizando a Teoria de Opções Reais, o objetivo é verificar se a flexibilidade de adiar, com
possibilidade de não entrada, agrega valor ao empreendedor. Nesse caso a variável aleatória
utilizada para simular a volatilidade do valor do projeto é a tarifa de energia elétrica.
A quarta parte do capítulo apresenta uma análise de sensibilidade do VPL e do VPL
expandido da usina de geração de energia em função de alterações no valor do preço de
energia.
5.2 DESCRIÇÃO DO CASO BASE DE IMPLANTAÇÃO DO ATERRO SANITÁRIO
O empreendimento hipotético avaliado no caso base do presente estudo é a implantação de
um aterro sanitário padrão com capacidade para recepção de 800 toneladas/dia de RSU,
48
perfazendo um total de 292.000 toneladas de resíduos ao ano e uma recepção total de
4.380.000 toneladas ao longo de toda a vida útil do aterro, correspondente a 15 anos.
Com intuito de avaliar o valor e a viabilidade econômica do empreendimento hipotético foi
elaborada uma projeção de fluxo de caixa seguindo as premissas operacionais e financeiras
usuais para o setor de destinação de RSU, a seguir descritas.
Horizonte de tempo da projeção financeira
O horizonte de tempo considerado para fins de projeção financeira foi de 15 anos (2013 a
2027). Tal premissa coaduna com os prazos existentes nos instrumentos jurídicos que regem a
contratação de empreendimentos dessa natureza, quais sejam contratos de concessão ou
contratos de prestação de serviços. O prazo de 15 anos também se encontra em linha com a
magnitude do investimento inicial, a qual remete a prazos relativamente longos para plena
amortização e, assim, atração de capital privado.
Por sua vez, a geração de biogás não necessariamente encerra-se em 15 anos, bem como as
máquinas de geração de energia elétrica não são integralmente depreciadas nesse intervalo de
tempo. Não obstante, sob a ótica de mercado adotada, o prazo de concessão ou contratação de
quinze anos permite um horizonte compatível com o estabelecimento de linha de corte
conservadora e factível para obtenção de linhas de financiamento no mercado de crédito.
Por fim, foi utilizada a metodologia de projeção com base em valores reais para mensuração e
projeção das variáveis do fluxo de caixa.
49
Receita Operacional Bruta
A receita operacional de um aterro sanitário sem aproveitamento energético é composta
basicamente por 2 fatores, quais sejam, o valor pago por tonelada de resíduo aterrada (gate
fee) e o volume de resíduos recebido.
Receita = Preço X Volume
Para estimar o gate fee de um aterro sanitário foram avaliados alguns contratos de prestação
de serviços e concessões celebrados entre Municípios e empresas privadas, conforme tabela
abaixo:
Aterro Sanitário 2010 2011 2012 Bauru 52,00 55,07 58,65
CDR Pedreira (São Paulo)
43,53 46,10 49,09
Curitiba 52,00 55,07 58,65 Ecopesa - PE 105,80 112,04 96,31
Estrans (Buenos Aires) 32,00 33,89 36,09 Guatapará 49,88 52,82 56,26 Itaboraí 52,00 55,07 58,65 Itapevi 51,44 54,47 58,02
Jardinópolis 73,13 77,44 82,48 Juiz de Fora - MG 57,17 60,55 60,55 Macaúbas - MG 40,58 42,98 42,98
Paulínia 57,18 60,55 64,49 Sergipe 52,00 55,07 58,65
Teresópolis - RJ 73,02 77,33 77,34 Terrestre (Santos) 55,42 58,69 62,50
MÉDIA 56,48 59,81 61,38
Valores Originais na data da Contratação Valores Corrigidos pelo IPCA
Tabela 4 - Gate fee Médio de Aterros Sanitários no Brasil
Fontes: Elaboração Própria com base em contratos de prestação de serviços celebrados
50
As células destacadas em verde na tabela correspondem aos dados primários extraídos dos
referidos contratos de prestação de serviços ou concessão. Por sua vez, as células em amarelo
correspondem aos valores atualizados pelo índice de preços IPCA para anos seguintes ou
anteriores, de forma que fosse possível apurar os valores médios anuais praticados nos anos
de 2010, 2011 e 2012.
Para a amostra de contratos analisada, verifica-se que o gate fee médio pago pelos Municípios
é de R$ 61,38 por tonelada de resíduo aterrada no ano de 2012.
Outra importante referência para estimativa do gate fee para o setor é o estudo contratado pelo
BNDES, no âmbito do Fundo de Estruturação de Projetos, junto à FADE-UFPE, o qual tem
por escopo a Análise das Diversas Tecnologias de Tratamento e Disposição final de resíduos
sólidos urbanos existentes no Brasil, Europa, Japão e Estados Unidos (FADE-UFPE ,2013).
Segundo o referido estudo, o gate fee (tarifa por tonelada aterrada) médio praticado no Brasil
no ano de 2012 é de R$ 45,00 por tonelada aterrada de resíduo, em que pese haver grandes
variações no preço médio praticado por estado.
Sendo assim, pelo princípio do conservadorismo, o presente trabalho adotou como referência
o gate fee médio de R$ 45,00 por tonelada aterrada. Em todo o período da projeção (15 anos)
foi considerado que o gate fee não apresentará reajustes reais. Os empreendimentos de aterro
sanitário para recepção de RSU têm como principais clientes os Municípios, os quais firmam
contratos de prestação de serviços ou contratos de concessão, que se caracterizam pela adoção
de fórmulas paramétricas de reajuste de preço atreladas à inflação, motivo pelo qual se optou
por não considerar reajustes superiores à inflação na projeção do gate fee.
51
O volume de recepção de resíduos definido para o empreendimento hipotético em estudo é de
800 toneladas/dia, correspondente ao volume de resíduos produzido em um Município ou
conjunto de Municípios com população de aproximadamente 765 mil habitantes,
considerando a taxa de geração de resíduo per capita de 1,04 kg/habitante/dia, de acordo com
o Panorama Nacional de Resíduos Sólidos de 2011, publicado pela ABRELPE.
Portanto, a receita operacional bruta (ROB) do aterro sanitário é de R$ 13,1 milhões ao ano
durante os 15 anos de vida útil do empreendimento.
Investimentos
A implantação de um empreendimento de aterro sanitário ocorre em fases através de
construção de células para destinação de RSU, as quais são progressivamente implantadas
para atender a demanda por aterramento. Cabe ressaltar que as implantações ocorrem em
paralelo à operação. A cada célula encerrada, inicia-se a implantação de uma nova célula para
disposição dos resíduos.
Sendo assim, o investimento para a implantação do empreendimento ocorre todo o início de
ano e corresponde ao CAPEX necessário para implantação de uma célula com capacidade de
recepção de 292.000 toneladas (equivalente a 800 toneladas/dia x 365 dias).
Os principais itens que compõem o investimento para implantação de uma nova célula no
aterro sanitário são:
• Serviços: elaboração do projeto básico e executivo, escavação da nova célula,
movimentação de terra, compactação de solo, aplicação de manta de PEAD,
52
implantação de rede coletora de biogás, implantação de drenos de captação de
chorume, instalação de piezômetros, construção dos pontos de controle operacional,
construção de lagoa de chorume.
• Materiais: Manta de PEAD, Brita, tubos para captação do biogás.
Por sua vez o investimento em manutenção dos Ativos Existentes é muito baixo, uma vez que
o ativo é totalmente utilizado no período de um ano.
Por outro lado, existem custos, os quais não são desprezíveis, que permanecem mesmo após o
encerramento das atividades do aterro sanitário que correspondem aos custos de
monitoramento do lençol freático, monitoramento de emissões, manutenção da estabilidade
do maciço de resíduos e o próprio custo de encerramento do aterro com cobertura vegetal e
até mesmo eventualmente a construção de parques, com intuito de reintegrar o aterro ao
ambiente urbano.
Para avaliação do investimento necessário para implantação das células com capacidade de
292.000 toneladas são possíveis duas metodologias: i) Orçamentação a partir do projeto
executivo, que consiste em orçar todos os preços unitários dos materiais e serviços constantes
do referido projeto e ii) Utilização de uma base de projetos para estimativa do investimento
necessário por tonelada de capacidade instalada.
No presente trabalho optou-se por utilizar a metodologia ii por se tratar de um
empreendimento hipotético em que não se dispõe de projeto executivo e nem tampouco dos
quantitativos necessários de materiais e serviços. Desta forma, foi utilizada uma base de dados
53
contendo o valor investido/tonelada instalada em 13 aterros sanitários implantados nas regiões
Sul e Sudeste do Brasil.
O valor médio apurado foi de R$ 3,93/tonelada instalada. Cabe ressaltar que este valor não
engloba o investimento necessário para aquisição do terreno, uma vez que em grande parte
dos contratos de concessão o direito de uso do terreno é cedido pelo ente público durante o
prazo do contrato. Para fins de projeção, foi considerado que os valores dos investimentos
anuais não irão apresentar variações superiores à inflação, de tal sorte que o investimento em
termos reais é constante durante toda a vida útil do aterro sanitário e corresponde a R$ 1,1
milhões por ano.
Fatores e Premissas de Rentabilidade
A margem EBITDA (EBITDA/ Receita Operacional) média das 2 principais empresas do
setor de destinação de RSU em aterros sanitários verificada no ano de 2011 foi de
aproximadamente 16%, principalmente por se tratar de serviço que ainda encontra-se na fase
de crescimento no âmbito nacional e caracterizado por fortes barreiras de escala.
O presente trabalho utiliza a metodologia de análise vertical de balanço patrimonial para
estimativa de custos e despesas. Foram analisados os valores históricos de contribuição de
cada rubrica de custo relativamente a Receita Operacional Líquida (ROL), ao longo dos
últimos 3 anos, utilizando por base o balanço patrimonial das 2 principais empresas do setor:
(i) Custos de Serviços Prestados (CSP): Foi considerado durante todo o período
de projeção que a participação do CSP sobre a receita operacional líquida será
de 66%.
54
(ii) Despesas Comerciais: As despesas comerciais representaram em média 0,9%
da ROL nos últimos 3 anos, percentual que foi considerado para fins de
projeção. As despesas comerciais referem-se essencialmente a remuneração
dos recursos humanos dedicados a captação e/ou manutenção dos contratos de
prestação e serviços.
(iii) Despesas Administrativas: As despesas administrativas representaram em
média 17,0% da ROL nos últimos 3 anos, percentual que foi considerado para
fins de projeção. Estas despesas são oriundas das atividades de emissão de
notas fiscais, relacionamento com cliente, financeiro, gestão de recursos
humanos (gestão da folha de pagamentos e controle de benefícios), auditoria e
outros.
(iv) Outras Despesas Operacionais: As empresas de destinação de RSU
eventualmente apresentam algumas despesas operacionais classificadas como
outras porém são de caráter não recorrente e para fins de projeção não foram
consideradas.
2009 2010 2011 Media Custos dos Serviços Prestados 62% 68% 68% 66%
EMPRESA 1 41% 52% 60% 51%
EMPRESA 2 83% 83% 75% 81%
Despesas Comerciais 1% 1% 0% 0,9%
EMPRESA 1 2% 3% 1% 2%
EMPRESA 2 0% 0% 0% 0%
Despesas Gerais e Administrativas 18% 16% 17% 17%
EMPRESA 1 31% 23% 25% 26%
EMPRESA 2 6% 8% 9% 8%
MARGEM EBITDA 19% 15% 15% 16%
Tabela 5 - Margem EBITDA média setor de destinação de RSU
55
Custo de Capital
Para fins de projeção, foi considerado que o empreendimento de implantação do aterro
sanitário é inteiramente financiado por capital próprio, premissa consistente com o baixo nível
de alavancagem financeira das empresas do setor de destinação de resíduos sólidos. Assim,
para o cálculo da taxa de desconto foi utilizado o custo de capital próprio calculado pela
metodologia do CAPM. A seguir são apresentadas as premissas utilizadas para calcular o
custo de capital próprio do projeto de implantação do aterro sanitário.
Neste caso, como existe um único projeto, podemos avaliá-lo como se fosse uma empresa
com um perfil único de risco. Como o mercado norte americano possui um longo período de
dados históricos e com maior estabilidade de preços e taxas, serão utilizados dados desse país
para calcular o custo de capital próprio desse projeto no Brasil. Para contemplar a exposição
que o ativo possui ao risco Brasil, Damodaran (2002) propõe o seguinte ajuste à fórmula do
CAPM:
Rf]- [E(RM) Bi+ Brasil Riscode Prêmio+ Rf= Ke (6)
Todos os parâmetros acima foram obtidos no site do Damodaran e no site do FED,
http://www.federalreserve.gov/releases/H15/Current/.
A taxa de juros livre de risco Rf é a média aritmética do retorno, para o período de 10 anos
entre 2002 e 2012, dos títulos do Tesouro Americano (Treasury Bonds), no valor de 5,64%.
Para cálculo do prêmio de risco Brasil foi utilizada a metodologia proposta por
Damodaran(2002) em que a partir da classificação de rating do país dada por agências
internacionais, é obtido o spread de risco de não pagamento de um título de um país e
ajustado para refletir a volatilidade do equity.
O ajuste é feito através da multiplicação do desvio padrão do retorno do mercado acionário do
país em relação ao desvio padrão do retorno de um título de longo prazo do país. No caso, é
56
utilizado o valor médio para mercados emergentes de 1,5. Dessa forma, o spread de risco
Brasil índice EMBI+ divulgado pelo JP Morgan e consultado em 23/10/2013, no valor de
2,08%, é multiplicado por 1,5 (parâmetro retirado do site do Damodaran), resultando no valor
de 3,12%.
Para a definição do beta do projeto, foram utilizadas informações de Damodaran, de tabela de
países emergentes, para o tipo de atividade “Environmental and Waste Services” – Unlevered
Beta = 0,86. O beta representa o risco do setor comparado ao prêmio de risco do mercado.
Finalmente, o prêmio de risco de mercado, E(RM) – Rf, foi obtido a partir do histórico de
diferença entre os retornos anuais das ações e os retornos anuais sobre títulos livres de risco
nos Estados Unidos, no período de 2002 até 2012, através de média aritmética, no valor de
3,08%.
Colocando esses valores na fórmula ajustada do CAPM por Damodaran temos que:
Ke = 5,64% + 3,12% + 0,86 x (3,08%) = 11,41% anual (nominal)
Parâmetros Premissas Valores RF Treasuries Americanos Long Term Treasury Bond Rate 5,64%
Prêmio de Risco Brasil Country Risk 3,12% Bi 0,86
[E(RM) – Rf] Risk Premium to Use for Equity 3,08%
CAPM Nominal Ke = Rf + Prêmio de Risco Brasil + Bi [E(RM) – Rf] 11,41%
Inflação USAConsumer Price Index 2,34% CAPM Real [(1+CAPMnom)/(1+inflação)]-1 8,86%
Tabela 6 - Custo de Capital do Aterro Sanitário
Como os fluxos de caixa a serem descontados serão fluxos reais, com poder de compra
constante da moeda, o custo de capital nominal calculado pelo CAPM deve ser ajustado pela
inflação dos Estados Unidos, já que tanto a taxa livre de risco quanto o prêmio de risco têm
como base os títulos do Tesouro dos EUA. O valor considerado para a inflação dos EUA foi
de 2,34%, representando o Índice de Preços ao Consumidor (Consumer Price Index – CPI),
57
divulgado no site www.bls.gov/cpi do “US Department of Labor – Bureau of Labor
Statistics”, acessado em 26/10/2013.
Para obter o custo de capital real, esses valores foram descontados pela média da inflação
norte americana, resultando em um Ke = 8,86% real.
5.2.1 PROJEÇÃO DE RESULTADOS
A projeção dos fluxos de caixa livres em termos anuais para o aterro sanitário foi calculada da
seguinte forma:
Dep+ Inv - Imp - Giro - x M.EBIT] Qt)x [(Ss =FCXt ∆ (7)
Onde:
FCXt – Fluxo de Caixa do Projeto no ano t (em R$);
Ss – Receita Líquida por Tonelada de RSU aterrada (R$);
Qt – Quantidade de RSU aterrada/ano (toneladas);
M.EBIT – Margem EBIT
∆Giro – Variação de Capital de Giro
Imp – Alíquota de Impostos (34%) x Lucro Líquido Antes do Imposto de Renda
Inv - Investimento previsto (R$)
Dep – Depreciação equivalente ao Ativo Total do ano anterior
A projeção do fluxo de caixa sintética é apresentada a seguir indica que o empreendimento
hipotético de implantação do aterro sanitário apresenta viabilidade econômica, traduzida em
um VPL positivo de aproximadamente R$ 2 milhões.
58
ANO 0 ANO 1 ANO 5 ANO 10 ANO 15
2012E 2013E 2017E 2022E 2027E
RECEITA BRUTA
13.140.000
13.140.000
13.140.000
13.140.000
IMPOSTOS
(479.610)
(479.610)
(479.610)
(479.610)
ROL 12.660.390
12.660.390
12.660.390
12.660.390
CSP (excluindo depreciacao)
(8.328.555)
(8.328.555)
(8.328.555)
(8.328.555)
RESULTADO BRUTO
4.331.835
4.331.835
4.331.835
4.331.835
DESPESAS
(2.265.771)
(2.265.771)
(2.265.771)
(2.265.771)
Depreciacao
(1.146.559)
(1.146.559)
(1.146.559)
(1.146.559)
EBIT 919.505
919.505
919.505
919.505
(+) Depreciação
1.146.559
1.146.559
1.146.559
1.146.559
(-) Impostos -
(312.632)
(312.632)
(312.632)
(312.632)
(+/-) Variação Capital de Giro
-
(1.870.923)
-
-
-
(-) Investimentos (1.146.559)
(1.146.559)
(1.146.559)
(1.146.559)
(1.146.559)
(=) Fluxo de Caixa Firma
(1.146.559)
(1.264.049)
606.873
606.873
606.873
VPL Estático do aterro sanitário 2.067.302
Tabela 7 - Fluxo de Caixa e VPL do Caso Base de Implantação do Aterro Sanitário
No cenário-base considerado, o projeto hipotético apresentou fluxo de caixa da firma positivo
no valor de aproximadamente R$ 600 mil a partir do Ano 2 e até o final do período de
projeção, sendo que no Ano 1 o referido fluxo é negativo, em função da necessidade inicial de
capital de giro para implantação do empreendimento.
59
Riscos
Empreendimentos de implantação de aterros sanitários estão sujeitos ao risco de
inadimplemento do setor público, que habitualmente é superior ao risco de inadimplemento de
empresas privadas, o que pode eventualmente comprometer a consecução do fluxo de caixa
acima projetado.
5.3 CASO BASE DE IMPLANTAÇÃO DA USINA DE PROCESSAMENTO DE BIOGÁS DE ATERRO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
O empreendimento hipotético avaliado no caso base do presente estudo é a implantação de
uma usina de geração de energia elétrica a partir do biogás decorrente do processo de
decomposição do RSU.
Com intuito de avaliar o valor e a viabilidade econômica do empreendimento hipotético foi
elaborada uma projeção de fluxo de caixa seguindo as premissas operacionais e financeiras
usuais para o setor de geração de energia a partir da fonte biomassa, a seguir descritas.
Horizonte de tempo da projeção financeira
O horizonte de tempo considerado para fins de projeção financeira da usina de processamento
de biogás foi de 30 anos (2013 a 2042) uma vez que o aterro sanitário continua gerando
biogás mesmo após o seu encerramento no ano 15. Tal premissa coaduna com os prazos
existentes nos instrumentos jurídicos que regem a contratação de empreendimentos dessa
natureza, quais sejam contratos de concessão ou contratos de prestação de serviços. O prazo
proposto de 30 anos também se encontra em linha com a magnitude do investimento inicial, a
60
qual remete a prazos relativamente longos para plena amortização e, assim, atração de capital
privado.
Por fim, foi utilizada a metodologia de projeção com base em valores reais para mensuração e
projeção das variáveis do fluxo de caixa.
Receita Operacional Bruta
A receita decorrente da implantação da usina de processamento de biogás para geração de
energia é oriunda da comercialização de energia elétrica. Para estimar esta receita utilizou-se
como base a curva de produção do biogás ao longo do período de 30 anos, considerando que o
aterro sanitário irá encerrar as atividades no Ano 15.
A estimativa de quantidade de biogás produzida pela decomposição dos RSU é premissa
fundamental para a avaliação da viabilidade econômica da implantação da usina de geração de
energia. Para a determinação desta quantidade, foi utilizado o método proposto pela Agência
de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA, 1996), denominado “School Canyon
Model” ou simplesmente método do decaimento de primeira ordem o qual define a curva de
produção em função dos parâmetros abaixo descritos:
)e - (e R L2 = LFG -kt-kc0 (8)
Onde:
LFG = Quantidade Total de gás de aterro gerado no ano (cf*) L0 = Potencial do Resíduo de Geração de Metano (cf/lb) R = Média Anual de Recebimento de Resíduos (Ib) k = Taxa de geração de metano (1/ano) t = Tempo desde a abertura do aterro (anos) c = Tempo desde o fechamento do aterro (anos) *cf – cubic foot equivalente a 0,0283 m3
61
Os parâmetros utilizados para a obtenção das curvas de geração de biogás foram definidos em
função de sugestões da própria USEPA, que estabeleceu esses mesmos parâmetros quando da
realização de ensaios em aterros existentes no Estado de São Paulo, e da comparação desses
com outros parâmetros utilizados em aterros de diversos países. A capacidade potencial de
geração de gás metano pelos resíduos, Lo, utilizada no presente estudo é de 125 m3/ton. O
valor de k foi definido em 0,9/ano, em função da experiência nacional, representando um
decaimento alto (Akira, 2002).
Considerando que nem todo o biogás produzido é capaz de ser aproveitado, uma vez que parte
é emitida diretamente para a atmosfera como gás fugitivo, outra parte é transportada
lateralmente, se concentrando na periferia do aterro e uma terceira parte ainda sofre oxidação,
foi adotada a premissa que a taxa de recuperação do biogás equivale a 60% da curva teórica
de produção calculada.
A estimativa de geração e aproveitamento do gás de aterro é baseada no modelo da USEPA,
na expectativa de quantidade e qualidade dos resíduos a serem dispostos e na eficiência do
sistema de coleta de gás. Utilizando as premissas acima descritas, obtém-se a seguinte curva
de captação de biogás no aterro sanitário.
62
Figura 16 - Curva de captura do biogás
De posse da quantidade de biogás captado é possível calcular o número de motores que irão
operar a cada ano da projeção, considerando que cada motor-gerador tem potência nominal de
1 MW e necessita da quantidade de 596 m3 de biogás para operar na sua capacidade plena.
Foi utilizada como condição de contorno que cada motor só entra em operação quando houver
quantidade de biogás suficiente para operar em plena capacidade.
Para calcular a quantidade de energia gerada (MWh/ano), foi utilizada a seguinte fórmula:
Quantidade de motores x potência dos motores (1.025 KWh) x (1 – perdas) x disponibilidade
x 24 horas x 365 dias.
Onde:
Perdas = 5% Disponibilidade = 90%
63
A tabela a seguir detalha o ano de entrada em operação de cada motor, bem como o período
de operação, em anos, conforme disponibilidade do biogás para processamento, considerando
a curva de decaimento após o encerramento do aterro sanitário.
ANO 2 4 5 8 11 14 Tempo Médio de
Operação do motor Quantidade de Motores 1 2 3 4 5 6
Tempo de operação dos motores (em anos) 14 14 15 16 17 17 16
Tabela 8- Cronograma de entrada em operação dos motores geradores
Adicionalmente, o valor da energia elétrica pago ao gerador considerado para fins de projeção
foi de R$ 210,00/MWh, já considerando as devidas isenções de TUST e TUSD, conferidas a
projetos de geração de energia a partir de fontes renováveis, e líquido das tarifas previstas
pela ANEEL. O valor de R$ 210,00 corresponde à tarifa média no período de janeiro de 2003
a agosto de 2013 da série histórica de tarifa média mensal de energia elétrica por MWh
referente ao consumo industrial coletada pelo IPEADATA. Não foi considerada nenhuma
taxa de crescimento real dos preços de energia, dado o histórico recente e a regulação austera
do setor.
Conforme estudo realizado pela COPASA apresentado aos analistas do mercado financeiro
em 08/10/2013 em evento de relacionamento com investidores denominado COPASA Day, o
preço médio de mercado para o mercado de energia incentivada fica em torno de R$
170,00/MWh (50% incentivado) a R$ 200,00/MWh (100% incentivada) corroborando o valor
de R$ 210,00 utilizado no presente trabalho.
64
Figura 17 - Estimativa da COPASA de tarifa média de energia elétrica por tipo de fonte
Fonte: COPASA
Foi considerada a comercialização da energia elétrica sob a configuração de produtor
independente, de tal sorte que a SPE responsável pelo empreendimento pode comercializar a
energia tanto no mercado regulado (ACR) ou no mercado livre (ACL). Para fins da presente
modelagem foi considerada venda 100% em mercado Livre.
Em que pese o valor referencial da tarifa de R$ 210,00 /MWh estar em consonância com a
média da série histórica do IPEADATA e com o valor estimado pela COPASA, cabe ressalvar
que este valor de tarifa refere-se ao valor final pago pelo o usuário industrial, o que inclui
todos os custos de distribuição e transmissão. No entanto, no presente trabalho, por critérios
de simplificação, foram utilizados somente os custos inerentes à geração de energia, o que
pode eventualmente gerar uma majoração das receitas e da geração de caixa do
empreendimento em análise da usina de geração de energia a partir do biogás de aterro
sanitário. Neste sentido, foi elaborada neste trabalho uma análise de sensibilidade do valor do
projeto vis-à-vis os possíveis preços de energia elétrica, com intuito de melhor avaliar o valor
do projeto.
65
Isto posto, a receita operacional bruta (ROB) da usina de geração de energia é apresentada no
gráfico a seguir. É possível observar que a ROB cresce gradativamente conforme a entrada
em operação de novos motores geradores, alcançando o valor máximo de aproximadamente
R$ 7,6 milhões nos Anos 14 e 15. Por sua vez, após o encerramento das atividades do aterro
sanitário no Ano 15, a ROB começa a reduzir gradativamente em função da parada gradual de
operação dos motores, ocasionada pela diminuição do biogás disponível.
Receita Operacional Bruta (ROB) = Quantidade de energia gerada x Preço da energia
Figura 18 - Receita Operacional Bruta (em R$) da Usina de Geração de Energia
Investimentos
De acordo com o estudo conduzido pela ARCADIS E TERRAPLAN (2010), o sistema
necessário para geração e comercialização de energia elétrica pode ser dividido em 4 grandes
grupos de investimento:
• Sistema de drenagem: instalação do sistema de drenagem nos aterros sanitários, o qual
engloba perfuração dos drenos e instalação dos poços de drenagem vertical no maciço de
66
resíduos. Este investimento já está contemplado no caso base de implantação do aterro
sanitário analisado no capítulo anterior.
• Captação, bombeamento ou sucção, tratamento e queima: Contempla i) licenciamento
e alvarás; ii) projeto executivo; iii) obras civis; iv) sistema de tubulações; v) adaptação de
poços de captação; vi) sistema de automação e controle; vii) tubulações de água gelada e
cargas iniciais de glicol; viii) trocadores de calor; ix) medidores de vazão tipo pitot (principal
e secundários); x) tubulações de aço carbono; xi) instrumentos de medição de pressão e
temperatura; xii) chiller; e os xiii) os queimadores. Este investimento já está contemplado no
caso base analisado no capítulo anterior.
• Geração de energia elétrica: Contempla i) construção civil, galpões ou containers para
acondicionamento dos motores (incluindo projeto executivo e gerenciamento); ii)
motogeradores; iii) painéis de proteção e controle (sincronização com a rede); iv) painéis
auxiliares; v) sistemas de gerenciamento e supervisão dos motores, ventilação e exaustão de
ar; vi) sistema de refrigeração da água dos motores; vii) sistema de abastecimento e filtragem
de óleo; viii) transformadores auxiliares; e ix) seccionadoras para a conexão com a rede.
• Transformação e transmissão: Contempla i) a implantação de redes de distribuição e
transmissão; ii) seccionadoras; iii) transformadores; iv) medidores de energia elétrica; e v)
sistema de tele proteção.
Felipetto (2005) aponta que o valor do investimento por motor gerador de energia a partir do
biogás de aterro sanitário é de R$ 3.175.932,00 que atualizado para valores de 2013 e
aplicadas as devidas correções nas taxas de conversão cambial, correspondem a R$
67
3.672.084,27, valor padrão por motor utilizado na projeção. Como premissa foi considerado
que os investimentos são depreciados ao longo de 15 anos.
Por sua vez foi considerado que o valor do investimento para aquisição do motor gerador de
energia é reajustado pela taxa de 6,59% a.a em termos reais, que corresponde a taxa de juros
real do título de renda fixa do tesouro nacional do Brasil com vencimento em 15/05/2035,
denominado NTN-B 15052035, conforme consulta realizada no site do tesouro direto
(https://www.tesouro.fazenda.gov.br/tesouro-direto) em 07/12/2013.
Foi utilizado o reajuste do valor do investimento conforme NTN-B 15052035 pois este título
representa o custo de oportunidade de realizar o investimento, ou seja, o investidor avalia a
entre investir o recurso em um título de renda fixa atrelado à inflação (IPCA) ou realizar o
investimento na usina geradora de energia, optando pela opção que fornecer maior retorno. A
maturidade do título de renda fixa com vencimento em 2035 é a que mais se aproxima do
tempo médio de operação do motor, que é de 16 anos ( o que equivaleria a um título com
vencimento em 2029), permitindo, portanto, melhor comparabilidade.
Também foi considerado o custo de implantação de sistema de tratamento de gases e
compressores no valor de R$ 1.476.251,77, conforme o valor apurado por Felipetto (2005)
devidamente corrigido pela inflação do período 2005 a 2013 e ponderado pelo número de
motores do empreendimento hipotético ora em análise (6 motores).
Adicionalmente, foi contabilizado também o investimento de reforma dos motores após
período de trabalho de 60.000 horas que equivale a R$ 133.467,00, conforme especificação de
uso para este tipo de equipamento.
68
Por último, foi utilizada a premissa para elaboração de projeção financeira de que não haverá
nenhum custo adicional referente à adequação de estrutura para transformação e transmissão
da energia gerada.
Considerando todas as premissas de investimento anteriormente explicitadas, verifica-se que o
investimento total no Ano 1, equivalente ao somatório do valor presente dos investimentos
para aquisição dos motores, do investimento para reforma após 60.000 horas de trabalho bem
como do dispêndio para montagem dos sistemas auxiliares de tratamento de gases e
compressores, é da ordem de R$ 23 milhões.
Com respeito aos custos operacionais, segundo o atlas da ABRELPE (2013), os custos
variáveis com manutenção de planta de geração de energia a partir de biogás são da ordem de
R$ 36/MWh e incluem os serviços de manutenção na rede de captação, na estação de sucção e
queima, no sistema de tratamento de biogás, na geração e na transmissão de energia elétrica,
além da mão-de-obra (impostos de contratação e custos trabalhistas), gerenciamento
administrativo, recursos humanos e contábeis.
Referente à tributação, os impostos incidentes sobre a comercialização da energia elétrica
considerados na projeção tiveram por base as seguintes alíquotas: ICMS de 18%, IRPJ de
25%, PIS e COFINS de 3,65% (conforme regime de lucro presumidos) e CSLL de 9%.
Desconsiderou-se a cobrança do TUSD/TUST por se tratar de fonte energética alternativa,
contemplável com isenção dos referidos impostos.
A alíquota de ICMS incidente sobre comercialização de energia elétrica em cada estado da
federação é regulada por legislação estadual específica, sendo que a maioria dos estados adota
69
a alíquota padrão de 18%, que foi utilizada como premissa para a elaboração do fluxo de
caixa no presente estudo.
Fatores e Premissas de Rentabilidade
A margem EBITDA (EBITDA/ Receita Operacional) durante todo o período de projeção é de
aproximadamente 78%, em linha com a margem verificada em projetos de geração de energia
elétrica, os quais apresentam margens altas em função do baixo custo operacional. O gráfico a
seguir apresenta a evolução do EBITDA ao longo de todo o período de projeção:
Figura 19 – EBITDA (em R$) da Usina de Geração de Energia
Custo de Capital
Para fins de projeção, foi considerado que o empreendimento de implantação da usina de
geração de energia elétrica a partir do biogás de aterro sanitário é inteiramente financiado por
capital próprio. Assim, para o cálculo da taxa de desconto foi utilizado o custo de capital
próprio calculado pela metodologia do CAPM. A seguir são apresentadas as premissas
utilizadas para calcular o custo de capital próprio do projeto de implantação do aterro
sanitário.
Neste caso, como existe um único projeto, podemos avaliá-lo como se fosse uma empresa
com um perfil único de risco. Como o mercado norte americano possui um longo período de
70
dados históricos e com maior estabilidade de preços e taxas, serão utilizados dados desse país
para calcular o custo de capital próprio desse projeto no Brasil. Para contemplar a exposição
que o ativo possui ao risco Brasil, Damodaran (2002) propõe o seguinte ajuste à fórmula do
CAPM:
Rf]- [E(RM) Bi+ Brasil Riscode Prêmio+ Rf= Ke (9)
Todos os parâmetros acima foram obtidos no site do Damodaran e no site do FED,
http://www.federalreserve.gov/releases/H15/Current/.
A taxa de juros livre de risco Rf é a média aritmética do retorno, para o período de 10 anos
entre 2002 e 2012, dos títulos do Tesouro Americano (Treasury Bonds), no valor de 5,64%.
Para cálculo do prêmio de risco Brasil, foi utilizada a seguinte metodologia: a partir da
classificação de rating do país dada por agências internacionais, é obtido o spread de risco de
não pagamento de um título de um país e ajustado para refletir a volatilidade do equity. Isso é
feito através da multiplicação do desvio padrão do retorno do mercado acionário do país em
relação ao desvio padrão do retorno de um título de longo prazo do país. No caso, é utilizado
o valor médio para mercados emergentes de 1,5. Dessa forma, o spread de risco Brasil índice
EMBI+ divulgado pelo JP Morgan e consultado em 23/10/2013, no valor de 2,08%, é
multiplicado por 1,5, resultando no valor de 3,12%.
O coeficiente βi desalavancado do setor de energia elétrica, no valor de 0,35, é o beta médio
52 empresas de energia elétrica nos Estados Unidos O beta representa o risco do setor
comparado ao prêmio de risco do mercado.
Finalmente, o prêmio de risco de mercado, E(RM) – Rf, foi obtido a partir do histórico de
diferença entre os retornos anuais das ações e os retornos anuais sobre títulos livres de risco
nos Estados Unidos, no período de 2002 até 2012, através de média aritmética, no valor de
3,08%.
71
Colocando esses valores na fórmula ajustada do CAPM por Damodaran temos que:
Ke = 5,64% + 3,12% + 0,35 x (3,08%) = 9,84% anual (nominal)
Parâmetros Premissas Valores RF Treasuries Americanos Long Term Treasury Bond Rate 5,64%
Prêmio de Risco Brasil Country Risk 3,12% Bi 0,35
[E(RM) – Rf] Risk Premium to Use for Equity 3,08% CAPM Nominal Ke = Rf + Prêmio de Risco Brasil + Bi [E(RM) – Rf] 9,84%
Inflação USAConsumer Price Index 2,34% CAPM Real [(1+CAPMnom)/(1+inflação)]-1 7,33%
Tabela 9 - Custo de Capital da Usina de Geração de Energia
Como os fluxos de caixa a serem descontados serão fluxos reais, com poder de compra
constante da moeda, o custo de capital nominal calculado pelo CAPM deve ser ajustado pela
inflação dos Estados Unidos, já que tanto a taxa livre de risco quanto o prêmio de risco têm
como base os títulos do Tesouro dos EUA. O valor considerado para a inflação dos EUA foi
de 2,34%, representando o Índice de Preços ao Consumidor (Consumer Price Index – CPI),
divulgado no site www.bls.gov/cpi do “US Department of Labor – Bureau of Labor
Statistics”, acessado em 26/10/2013.
Para obter o custo de capital real, esses valores foram descontados pela média da inflação
norte americana, resultando em um Ke = 7,33% real.
5.3.1 PROJEÇÃO DE RESULTADOS
A projeção do fluxo de caixa sintética apresentada a seguir indica que o empreendimento
hipotético de implantação da usina de geração de energia a partir do biogás de aterro sanitário
apresenta viabilidade econômica, traduzida em um VPL positivo de aproximadamente R$ 4,8
milhões.
72
ANO 1 ANO 5 ANO 10 ANO 15 ANO 20 ANO 25 ANO 30
2013 2017 2022 2027 2032 2037 2042
RECEITA BRUTA - 4.836.538 6.448.718 9.673.077 4.836.538 3.224.359 1.612.179
IMPOSTOS PIS COFINS (LUCRO PRESUMIDO)
- (176.534) (235.378) (353.067) (176.534) (117.689) (58.845)
ICMS
(870.577) (1.160.769) (1.741.154) (870.577) (580.385) (290.192)
ROL - 3.789.428 5.052.570 7.578.856 3.789.428 2.526.285 1.263.143
CSP + DESPESAS (incluindo depreciacao)
(1.563.538) (2.084.717) (3.127.075) (1.563.538) (1.042.358) (521.179)
RESULTADO BRUTO - 2.225.890 2.967.853 4.451.780 2.225.890 1.483.927 741.963
(+) Depreciação
734.417 979.222 1.468.834 734.417 489.611 244.806
(-) Impostos - (756.803) (1.009.070) (1.513.605) (756.803) (504.535) (252.268)
(-) Investimentos (vp do fluxo)
(22.990.286)
(=) Fluxo de Caixa Firma (22.990.286) 2.203.504 2.938.006 4.407.009 2.203.504 1.469.003 734.501
VPL Estático da Usina de Geração de Energia 4.779.977
Tabela 10 - Fluxo de Caixa e VPL da Usina de Geração de Energia
5.4 MODELAGEM DAS VARIÁVEIS ESTOCÁSTICAS
Nessa seção serão apresentados os principais processos para projeção de preços: o movimento
geométrico browniano (MGB) e o movimento de reversão à média (MRM). A partir dos
dados obtidos nesses processos, é possível construir a árvore binomial para precificar o valor
de um módulo de geração de energia a partir do biogás de aterro sanitário.
5.4.1 MOVIMENTO GEOMÉTRICO BROWNIANO (MGB)
Segundo GUTHRIE (2009), uma premissa utilizada na precificação de derivativos financeiros
é a de que o logaritmo do preço do ativo subjacente segue um processo de passeio aleatório
73
com drift. O drift é uma constante que gera uma tendência para o processo. Caso essa
constante tenha um valor positivo, o processo apresentará uma tendência de alta.
Os parâmetros drift e variância do MGB são dados pelas fórmulas:
a(x,t) = αx;
b(x,t) = σx.
O que determina a seguinte equação para o modelo:
dx =αxdt + σxdz (10)
Quando se assume que o preço de um ativo (x) segue um MGB, comumente efetua-se o uso
do diferencial do logaritmo natural do preço (dlnx), que pode ser facilmente obtido por
intermédio do Lema de Itô,.
Caso tenhamos um derivativo escrito sobre um ativo x, o seu diferencial estocástico pode ser
determinado por intermédio da aplicação do Lema de Itô. Seja F(x,t) um derivativo escrito
sobre x(t), temos pelo Lema de Itô que:
dF = ∂F/∂x dx + ∂F/∂t dt + ½ ∂2F/∂x2 dx2
dlnx = ∂F/∂x dx + ∂F/∂t dt + ½ ∂2F/∂x2 dx2
dlnx = 1/x dx + 0 dt + ½ (–1/x2) σ2x2dt
dlnx = (α–½ σ2)dt +σdz (11)
74
Se xi denota a observação i do preço, então:
X i+1 – Xi = v + ui+1, ui+1~ N (0, σ2) (12)
Onde v é uma constante e ui+1 é o termo aleatório. Portanto, a variação do logaritmo do preço
em cada período depende de uma constante e do termo aleatório que possui distribuição
normal com média zero e desvio padrão igual a outra constante (σ).
A principal característica desse processo é que a variância da mudança do logaritmo do preço
cresce continuamente com o tempo, ou seja, uma estimativa para esse valor em uma data
futura pode estar bem distante valor inicial.
O drift e a volatilidade do processo MGB estão relacionados com a média e variância dos
dados históricos da variação do logaritmo do preço.
5.4.2 MOVIMENTO DE REVERSÃO À MÉDIA (MRM)
Comumente em finanças quando se tenta descrever o comportamento de preços de ativos
financeiros como ações e metais preciosos, por exemplo, o modelo preferencialmente
escolhido é o Movimento Geométrico Browniano. O MGB é o caso base utilizado na maioria
dos modelos de opções financeiras e opções reais e tem entre outras características desejáveis
uma pequena quantidade de parâmetros a serem estimados. Em algumas situações, porém,
esse processo pode não ser considerado uma boa alternativa. Um dos problemas na utilização
do MGB é o fato de que este processo pode divergir levando os preços para o infinito,
gerando modelos eventualmente não muito realistas em caso de ativos de longa duração. Na
sequência é apresentado o modelo mais conhecido de Processos de Reversão à Média, que
refere-se ao modelo de reversão à média aritimético (MRA)
75
O modelo mais básico de reversão a média é o MRA de Ornstein Uhlenbeck, que comumente
é definido pela equação abaixo:
dx = η( x − x)dt + σdz (13)
Onde:
dz é um incremento de Wiener;
η é o parâmetro que indica a velocidade da reversão;
x é o nível normal ou média de longo prazo de x.
Apesar do MRA de Ornstein-Uhlenbeck ser um Processo de Markov ele não possui
incrementos independentes, dado que a variação esperada em x é função da diferença entre a
média de longo prazo e a última observação do processo.
Com base na equação apresentada, pode-se concluir que quando t→∞ o valor esperado do
processo MRA de Ornstein-Uhlenbeck irá convergir para x e a variância para um valor
constante, σ2/2η, diferente do MGB cujo valor esperado e a variância de x(t) tendem a crescer
indefinidamente. Quando η→∞ valor esperado do MRA também irá convergir para x , sua
variância, no entanto, irá convergir para zero. Já quando η→0, o MRA tende para o
Movimento Browniano Simples. Outra maneira de verificar este resultado é substituir η por
zero na equação do MRA e com isso será obtida a equação do Movimento Browniano.
A estimação dos parâmetros do modelo de Ornstein-Uhlenbeck pode ser efetuada a partir de
informações em tempo discreto do histórico de preços pela regressão:
xt – xt-1 = a + bxt-1 + ∈t (14)
76
De posse dos valores de a, b e σ∈ (erro padrão da regressão) é possível obter os parâmetros da
fórmula dx = η( x − x)dt + σdz por intermédio das equações:
ẋ = –a/b;
η = –ln(1+b);
1)1(
)1ln(22 −++=
b
bεσσ
5.4.3 MODELAGEM DA SÉRIE HISTÓRICA DE TARIFA MENSAL MÉDIA DE ENERGIA PARA CONSUMIDOR INDUSTRIAL
Foi estudada a série histórica de tarifa média de energia elétrica por MWh referente ao
consumo industrial coletada do IPEADATA em consulta realizada em 16/11/2013 no site
http://www.ipeadata.gov.br/, a qual engloba o período entre janeiro de 2003 e agosto de 2013,
com periodicidade mensal, totalizando 128 observações. Cabe ressaltar que a forte queda
ocorrida em fevereiro de 2013 deve-se à Medida Provisória - MP 579/2012.
77
Figura 20 - Tarifa Média Mensal Nominal de Energia Elétrica para Consumo Industrial
Fonte: IPEADATA
Figura 21 – Volatilidade do Retorno Mensal da tarifa de energia elétrica para consumo industrial
Fonte: IPEADATA
Optou-se por utilizar o histórico da tarifa média do Brasil nesse período para modelagem da
variável preço de energia elétrica, em detrimento do histórico da tarifa cobrada pelas
distribuidoras de energia elétrica, em função da primeira base de dados ser muito maior e
mais facilmente disponível e confiável, o que gera maior robustez para o modelo.
78
Adicionalmente verifica-se que a tarifa de energia elétrica praticada por cada distribuidora é
função de diversos custos, dentre eles destacam-se: os custos operacionais, os custos
derivados de investimentos realizados, a depreciação de seus ativos e os custos dos contratos
de compra de energia, atuais e a serem celebrados no futuro, variáveis que possuem grande
dificuldade de previsão e divergem de distribuidora para distribuidora.
Verificou-se que a volatilidade média anual do retorno do preço da energia, apurado no
período de fevereiro de 2003 a agosto de 2013, foi de aproximadamente 13% a.a e a média
dos retornos deflacionados (dift da série) foi de aproximadamente 0,1% a.a.
Isto posto, verifica-se que uma das limitações do presente trabalho consiste na simplificação
de não considerar os custos de distribuição e transmissão de energia incorporados na tarifa
média ao consumidor industrial, o que eventualmente gera uma majoração do VPL da Usina
de Geração de energia estudada no caso base.
Segundo GUTHRIE (2009), é necessário verificar qual processo se adapta melhor a cada
variável, de forma que a decisão de qual modelo utilizar, como o MGB ou MRM por
exemplo, pode ser resolvida de forma empírica.
Neste sentido, aplicou-se o teste de hipóteses padrão para o processo MGB, o qual é efetuado
a partir da análise da hipótese nula (Ho) de que o coeficiente (b) de ln(Xt-1) na regressão seja
unitário, procedimento conhecido como teste da raiz unitária de Dickey-Fuller.
O teste demonstrou que não se pode rejeitar a hipótese nula de raiz unitária, indicando
portanto que série histórica de tarifa média de energia elétrica por MWh referente ao consumo
industrial coletada do IPEADATA segue um processo MGB.
79
Considerando o resultado do teste de raiz unitária e o comportamento histórico da tarifa média
de energia paga pelo consumidor industrial verificada na Figura 20, foi considerado no
presente trabalho que o preço de energia (variável de incerteza) segue um MGB.
5.5 ANÁLISE DA USINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA METODOLOGIA DE OPÇÕES REAIS
Através da teoria de Opções Reais apresentada no capítulo 2 serão realizadas novas avaliações
da viabilidade do projeto de geração de energia elétrica a partir do biogás de aterro sanitário,
de forma a incorporar as flexibilidades gerenciais e as opções de adiar, com possibilidade de
não entrada, a implantação dos motores geradores de energia elétrica.
A opção de postergar esse investimento gera valor para o empreendedor já que permite que o
mesmo se beneficie de possíveis cenários mais favoráveis, como o aumento no preço da tarifa
de energia elétrica nos anos seguintes, e evita perdas caso ocorram situações desfavoráveis
para o projeto (o empreendedor não investirá em novos motores de geração).
A metodologia utilizada no presente trabalho foi desenvolvida por Copeland e Antikarov
(2002) e posteriormente adaptada por Brandão, Hahn &Dyer (2005), e consiste na
combinação das diversas incertezas das variáveis do projeto em uma, a volatilidade da taxa de
retorno do projeto. As premissas utilizadas por esta metodologia são as seguintes:
• Market Asset Disclaimer – Negação do Ativo Negociado: Utiliza o Valor Presente do Ativo
Subjacente sujeito a risco sem flexibilidade, como se fosse um título negociado no mercado.
• Teorema de Paul Samuelson - Os preços (ou os fluxos de caixa) antecipados de maneira
adequada, flutuam de forma aleatória. A implicação é que qualquer que seja o padrão de
80
fluxos de caixa que se espera que o projeto venha a ter, as variações de seu valor presente
seguirão um caminho aleatório.
Brandão, Hahn &Dyer (2005) demonstraram que para obter o valor correto da volatilidade de
um VP de projeto, deve‐se proceder da seguinte forma: modela‐se normalmente as variáveis
estocásticas no período 1 do projeto (∆t = 1), considerando o comportamento variável
estocástico desta e a partir dos períodos subsequentes, essas mesmas variáveis terão um
comportamento determinístico, seguindo a variação simulada em ∆t=1;
A razão para isso está em que simular períodos posteriores a 1 iria agregar volatilidade futura
ao VP0.
A seguinte relação converte valores presentes em taxas de retorno:
VP = VP0 ert => ln (VPt /VP0 ) = rt (15)
A variável de previsão que interessa é Z, cuja distribuição será simulada através do método de
Monte Carlo, através de sucessivas extrações aleatórias de estimativas de VP em t=1, fixando-
se VPo (constante).
Z = ln (VP1/VP0) (16)
O desvio padrão dessas taxas de retorno será utilizado como volatilidade do projeto e servirá
para a posterior construção da árvore de eventos.
A variável de incerteza do fluxo de caixa projetado do empreendimento de geração de energia
será tarifa da energia, com o intuito de se verificar através de uma análise de sensibilidade o
impacto no valor presente no projeto.
81
Felipetto (2005) realizou um estudo de análise de sensibilidade das variáveis que compõem o
fluxo de caixa de uma usina de geração de energia a partir de biogás e concluiu que a variável
que mais influencia o retorno do projeto é o Preço de Energia, seguido da variável Lo (input
do modelo USEPA de cálculo da quantidade de biogás gerada).
Para a aplicação da metodologia acima descrita foi utilizado o programa computacional @
Risk e foram simuladas 10.000 iterações com variações de preço de energia e o respectivo
impacto no Valor presente do projeto e na taxa de retorno. Para a simulação foi considerado
que o preço de energia apresenta distribuição log-normal, média R$ 210,00/MWh (valor
projetado no cenário base sem flexibilidade) e volatilidade igual a 13%, de acordo com a série
histórica de tarifa média mensal de energia elétrica por MWh referente ao consumo industrial
coletada pelo IPEADATA
Após a realização da simulação, obteve-se o desvio padrão do valor presente do projeto é de
aproximadamente 15,13% que representa a volatilidade única do projeto.
5.5.1 MONTAGEM DA ÁRVORE DE EVENTOS E ÁRVORE DE DECISÃO POR MÓDULO GERADOR DE ENERGIA
Para a construção da árvore de decisão foi necessária a análise do valor presente de um único
motor de geração de energia, de forma a verificar qual seria o valor presente adicionado ao
projeto a partir da implantação de cada novo módulo de geração de energia de forma
independente.
Neste sentido, foi construído o fluxo de caixa da firma para um único módulo de geração de
energia com potência de 1.025 KW e utilizando as mesmas premissas anteriormente descritas.
Verificou-se que um módulo gerador de energia operando ininterruptamente por 16 anos
82
apresenta valor presente dos fluxos de R$ 6,3 milhões e VPL de R$ 2,9 milhões, conforme
fluxo de caixa sintético apresentado a seguir.
ANO 1 ANO 2 ANO 5 ANO 10 ANO 15 ANO 16
2013E 2014E 2017E 2022E 2027E 2028E
RECEITA BRUTA - 1.612.179 1.612.179 1.612.179 1.612.179 1.612.179
IMPOSTOS PIS COFINS (LUCRO
PRESUMIDO) - (58.845) (58.845) (58.845) (58.845) (58.845)
ICMS
(290.192) (290.192) (290.192) (290.192) (290.192) ROL - 1.263.143 1.263.143 1.263.143 1.263.143 1.263.143
CSP + DESPESAS (incluindo depreciacao)
(521.179) (521.179) (521.179) (521.179) (521.179)
RESULTADO BRUTO - 741.963 741.963 741.963 741.963 741.963
(+) Depreciação
244.806 244.806 244.806 244.806 244.806
(-) Impostos - (252.268) (252.268) (252.268) (252.268) (252.268)
(-) Investimentos (3.672.084)
(=) Fluxo de Caixa Firma
(3.672.084) 734.501 734.501 734.501 734.501 734.501
Tabela 11 – Fluxo de Caixa de cada módulo gerador de energia separadamente
Conforme anteriormente explicitado, o tempo de operação médio de cada motor gerador de
energia é de 16 anos, de tal sorte que para o cálculo do VPL de cada módulo foram
considerados os fluxos de caixa decorrentes de 16 anos de operação.
Passo 1: Montagem da Árvore de eventos
Dada a volatilidade dos retornos do projeto de 15,13% anteriormente calculada, procede-se
com a construção da árvore binomial de eventos, através do cálculo dos fatores
multiplicativos de movimentos ascendentes e descendentes e das probabilidades, conforme
fórmulas a seguir:
teu ∆= σ ted ∆−= σ )(
)1(
du
dRfp
−−+= (17)
Para obter a taxa livre de risco Rf em termos reais, utilizou-se a média aritmética do retorno,
para o período de 10 anos entre 2002 e 2012, dos títulos do Tesouro Americano (Treasury
83
Bonds), no valor de 5,64% descontado pela média da inflação norte americana (2,34%),
resultando em um Rf = 3,22% real.
Foram obtidos os seguintes valores para os parâmetros de construção da árvore de eventos:
u = 1,16 d= 1/u = 0,86 p= 56,83%
Os modelos matemáticos utilizados para mensurar o valor de opções reais de expansão em
geral utilizam o desconto dos dividendos na montagem da árvore de eventos. No entanto, tal
metodologia somente se aplica quando existem expansões sequenciais dependentes e
complementares, de tal sorte que quando o investidor exerce a opção por aguardar para
realizar o investimento no futuro, ele abre mão de um fluxo de caixa que seria gerado pelo
empreendimento na forma de dividendos.
No entanto, no presente trabalho está sendo analisada a opção de diferimento de cada motor,
de tal forma que o valor total da opção real atinente à Usina de Geração de energia
corresponde à composição das opções de diferimento, as quais não são dependentes, uma vez
que cada motor depende somente das condições econômicas de rentabilidade e da
disponibilidade de biogás, condição de contorno, para entrar em operação, não estando
condicionado à operação dos demais motores. Neste sentido, não faz sentido aplicar o
desconto de dividendos na montagem da árvore de eventos de cada motor.
84
t = 0 t = 1 t = 2 t = 15
61.198.452
45.219.205
8.561.042 33.412.226
7.358.984 24.688.114
6.325.708 6.325.708 .. .. .. . .. . .. .18.241.914
5.437.514 13.478.851
4.674.031 9.959.450
7.358.984
5.437.514
4.017.749
2.968.693
2.193.551
1.620.803
1.197.603
884.902
Figura 22- Árvore de Eventos do VP do Módulo Gerador de Energia
Passo 2: Montagem da Árvore de decisão
Nesta etapa será modelada a opção real do projeto, o valor de exercício e o momento de
exercício. Como anteriormente visto, o projeto de geração de energia elétrica possui um VPL
positivo na avaliação tradicional, isto é, pelo FCD. Porém, esta viabilidade pode ser majorada
a qualquer momento no futuro por mudanças nos preços da energia, de tal sorte que a opção
proporciona a expansão sequencial dos módulos de geração de energia vis-à-vis os preços da
energia. Neste sentido, pensando-se no projeto específico de energia, a opção aplicável é a de
diferimento (timing), isto é, a opção de adiar o investimento até que se atinjam condições
específicas, que é classicamente utilizada em projetos de exploração de recursos naturais.
Para a construção da árvore de eventos foram utilizadas as seguintes premissas e condições de
contorno da modelagem:
i) Um novo módulo gerador só pode ser adicionado à usina de geração se houver
quantidade de gás captado suficiente para utilizar 100% da capacidade de geração deste
motor, ou seja, para cada novo motor deve haver um fluxo de biogás mínimo de 596 m3/hora
disponível para ser queimado.
85
ii) Vários motores podem ser inseridos simultaneamente, caso haja disponibilidade de
biogás, uma vez que a decisão por implantar ou adiar a implantação de cada módulo gerador é
independente das decisões anteriores.
Regra de decisão e valor do projeto em cada nó
A opção de expansão será exercida caso a conjuntura de preços justifique o investimento no
projeto, isto é, caso o Valor Presente dos fluxos de caixa for maior que o valor do
investimento necessário, ou seja, quando o VPL do nó > 0. Utilizando o enfoque da opção de
diferimento, caso o VPL < 0, o projeto será adiado, isto é, a opção de diferimento será
exercida. Conforme anteriormente explicitado, o investimento inicial necessário para a
implantação de um módulo gerador é de R$ 3.672.084,27 (no Ano 1).
Isto posto, o valor da opção diferimento pode então ser obtido diretamente pela simulação
neutra ao risco dos fluxos incrementais obtidos pelo exercício do direito de não investir em
casos de VPL negativo. Em cada nó da árvore de decisão é aplicada a seguinte maximização:
Para t=15:
VPLt = Máximo (VP-CAPEX;0)
Para 0< t < 15:
VPLt = Maximo (VPt-CAPEXt; (((Dividendos + VP+t-1) X p + (Dividendos + VP-t-1 ) X (1-
p))/(1+Rf)) – Decisão entre investir em t ou aguardar para investir em t+1.
Onde:
P = probabilidade do nó superior na árvore de eventos
Na Figura 22 é apresentada a árvore de decisão resumida com as possibilidades de exercício
para o caso de implantação apenas de 1 motor e a Figura 23 detalha a árvore de entrada dos
86
motores, que reflete a composição do exercício das opções de expansão de cada motor. As
árvores de decisão de todos os 6 motores que compõe a Usina são apresentadas no Anexo A.
Os valores em cada nó da árvore representam os valores presentes expandidos de cada motor
considerando o exercício das flexibilidades gerencias de adiamento vis-à-vis os preços de
energia vigentes.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.667.580 3.567.011 4.646.967 5.787.438 7.139.335 8.738.850 10.628.195 12.856.595 15.481.439 18.569.622 22.199.109 26.460.747 31.460.385 37.321.332 44.187.220 52.225.339
1.682.724 2.411.633 3.186.972 4.114.094 5.219.449 6.533.915 8.093.533 9.940.351 12.123.422 14.699.950 17.736.634 21.311.226 25.514.353 30.451.623 36.246.093
848.853 1.267.938 1.878.760 2.618.983 3.508.674 4.574.132 5.846.072 7.360.360 9.158.863 11.290.434 13.812.068 16.790.240 20.302.465 24.439.114
360.572 558.556 858.366 1.307.716 1.973.665 2.820.831 3.840.959 5.064.583 6.527.372 8.270.980 10.344.040 12.803.307 15.715.001
126.884 205.612 330.962 528.742 837.587 1.314.145 2.039.342 3.007.971 4.176.701 5.580.978 7.262.219 9.268.801
32.726 55.965 95.333 161.682 272.823 457.671 762.496 1.259.992 2.061.577 3.167.939 4.505.739
4.582 8.322 15.117 27.460 49.879 90.602 164.573 298.938 543.005 986.338
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0
0 0
0
Aguarda para implantar o motor Implanta o motor
Período possível de implantação do motor
Figura 23 - Árvore de decisão e curva de gatilho do Motor 1
ANO 0 ANO 1 ANO 2 ANO 3 ANO 4 ANO 5 ANO 6 ANO 7 ANO 8 ANO 9 ANO 10 ANO 11 ANO 12 ANO 13 ANO 14 ANO 15 ANO 16
0 0 0 1 1 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6
0 1 1 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6
0 0 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6
0 0 0 0 3 4 4 4 5 5 5 6 6
0 0 0 0 0 0 4 5 5 5 6 6
0 0 0 0 0 0 0 0 5 6 6
0 0 0 0 0 0 0 0 0 6
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0
0 0
0
Figura 24 - Árvore de decisão consolidada com as opções de expansão dos 6 motores
87
Passo 4: Valor da opção de adiamento e expansão sequencial independente
De posse dos fluxos incrementais estimados na árvore de decisão, descontando esses a uma
taxa livre de risco Rf = 3,22% a.a., foram obtidos os seguintes valores de VPL para Opção de
Diferimento de acordo com o número de motores:
Número de Motores
Contribuição para o VPL expandido da
opção de investir/diferir cada motor
1 2.667.580 2 2.495.936 3 2.417.283 4 2.207.204 5 2.018.237 6 1.837.073
TOTAL 13.643.312
Tabela 12 - VPL expandido da Usina de Geração de energia
Verifica-se que o valor da opção de expansão/diferimento é decrescente para cada motor
adicional, uma vez que os motores que são adicionados mais tardiamente possuem menos
flexibilidade de aguardar para realizar o investimento no futuro.
Analisando o caso de implantação da usina de geração de energia, a qual suporta a instalação
6 módulos (motores) geradores, verifica-se que as opções são responsáveis por um incremento
de aproximadamente R$ 8,8 milhões no VPL em relação ao caso base (modelo de VPL
estático da usina) conforme tabela abaixo. As árvores de decisão contendo os passos adotados
para o cálculo do valor da opção de diferimento supondo que os preços de energia seguem o
MGB estão disponibilizadas no ANEXO A.
Valor Incremental da Opção Real
VPL Estático aterro sanitário 2.067.302 VPL Estático usina de biogás 4.779.977 VPL Expandido usina de biogás 13.643.312 Valor da Opção Real 8.863.335
88
Portanto verifica-se que grande parte do valor decorrente do investimento na implantação da
usina de geração de biogás decorre da opção de poder diferir o investimento ao longo do
tempo vis-à-vis o preço da energia vigente em cada momento e da opção de poder expandir de
forma sequencial e não dependente o negócio de geração de energia, uma vez que o
investimento é modular.
Cabe esclarecer por último que o VPL apurado para o caso de implantação do aterro sanitário
considera todo o investimento necessário para captura do biogás, através da implantação de
drenos verticais e horizontais, bem como toda o dispêndio necessário para implantação da
estrutura de pontos de controle, o que contribuiu para que este VPL fosse menor do que o da
Usina de Geração de Energia.
5.6 ANÁLISE DE SENSIBILIDADE
Nesta seção foi elaborada uma análise de sensibilidade para verificar o impacto no valor da
opção de adiar, com possibilidade de não entrada, e no valor do VPL estático da usina, de
alterações nos valores do preço de energia.
Felipetto (2005) também realizou análise de sensibilidade similar para diversas variáveis do
modelo econômico financeiro da usina de geração de energia a partir de biogás e verificou
que a variável que mais influencia o retorno do projeto é o Preço de Energia.
Para verificar o impacto no VPL e no VPL expandido de alterações no preço de energia, todas
as demais variáveis do modelo econômico financeiro foram mantidas constantes (coeteris
paribus).
89
O gráfico a seguir apresenta a relação entre preço da energia, o valor da opção de adiamento e
o VPL estático da usina.
Figura 25: Sensibilidade do VPL e do VPL expandido X Preço da Energia Elétrica
Verifica-se que quanto maior o preço da energia (R$/MWh), maior o valor do VPL estático e
o valor da opção de adiamento da entrada em operação dos motores.
O break even point da usina de geração de energia é alcançado com o preço da energia
elétrica de aproximadamente R$ 180,00, valor este que coaduna com as premissas financeiras
utilizadas pelo setor de gestão de RSU para viabilidade de projetos de geração de energia a
partir de biogás.
De forma similar foi elaborada também uma análise de sensibilidade do valor da opção real
em face de alterações na volatilidade do valor presente do projeto. Conforme esperado,
verificou-se que o aumento na volatilidade dos retornos do projeto ocasiona aumento no valor
da opção de postergá-lo. O gráfico abaixo apresenta a relação entre a volatilidade do projeto e
o valor da opção de adiamento:
90
Figura 26: Sensibilidade do Valor da Opção x Volatilidade
As análises de sensibilidade realizada apresenta consistência com a Teoria de Opções Reais,
de forma que o valor da opção cresce junto com aumento da volatilidade do retorno do
projeto.
91
6 CONCLUSÃO
O presente trabalho teve como objetivo fazer uma análise pelo Fluxo de Caixa Descontado
(FCD) e pela teoria de opções reais de uma usina de geração de energia a partir do biogás,
incorporando as flexibilidades gerenciais ao longo do tempo e as incertezas inerentes ao setor
de RSU, ao setor elétrico e ao projeto de geração de energia a partir do biogás de aterro
sanitário.
Além da análise do aproveitamento do biogás para geração de energia, outra questão abordada
foi o impacto no valor do projeto do aumento da capacidade de processamento pode ser
efetuado de forma escalonada, criando a flexibilidade de escolha do modo economicamente
mais rentável para utilização do biogás.
Adicionalmente aos evidentes benefícios ambientais gerados, os projetos de tratamento de
resíduos sólidos urbanos podem propiciar uma interessante contribuição para produção de
energia pela queima adequada do biogás gerado em aterros sanitários. A análise estática do
VPL gerado pela produção de energia (R$ 4,8 milhões) aponta um acréscimo considerável no
VPL do aterro sanitário. No entanto, as decisões de investimento em projetos de produção de
energia utilizando o biogás gerado em aterros sanitários são tomadas em um ambiente de
incerteza, onde a volatilidade da tarifa de energia tem a capacidade de alterar
significativamente o desempenho econômico dos projetos neste setor. Essas incertezas
combinadas com a flexibilidade de adiar e investir no aumento da produção de energia
somente quando as condições forem auspiciosas geram importantes e valiosas opções reais
como demonstrado no presente trabalho.
92
No caso hipotético, baseado em informações de empresas reais atuantes no setor, essa opção
teria a capacidade de aumentar em mais de 100% o VPL estático da geração de energia.
Cabe ressalvar, no entanto, algumas limitações que podem ter majorado o valor do VPL da
Usina e da opção real atinente à implantação sequencial dos motores, A primeira ressalva diz
respeito ao fato do processo MGB apresentar crescimento exponencial do seu valor esperado.
Outra simplificação adotada no modelo econômico financeiro foi a desconsideração dos
custos referentes à distribuição, transmissão e comercialização de energia tanto no caso base
da usina como no modelo com a flexibilidade gerencial incorporada.
Para estudos posteriores são sugeridos os seguintes aspectos: análise da opção de abandono e
redução de escala na produção de energia e o valor da opção de venda direta do biogás para
empresas situadas nas proximidades do aterro sanitário.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABRELPE - Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil 2011. 2011. Disponível em: <http://www.abrelpe.org.br/panorama_envio.cfm?ano=2011>. Data de acesso: 07 de dezembro de 2013. ABRELPE - Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Atlas Brasileiro de Emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) e Potencial Energético na Destinação de Resíduos Sólidos. 2013. Disponível em: < http://www.abrelpe.org.br/arquivos/atlas_portugues_2013.pdf >. Data de acesso: 07 de dezembro de 2013.
ARCADIS TERRAPLAN. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável. Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento – PNUD, Ministério do Meio Ambiente – MMA. 2010.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 10.004: Classificação dos Resíduos Sólidos – rev.1. Rio de Janeiro: 2004.
AKIRA, L. S. Diagnóstico e Estudo Preliminar de Aproveitamento Energético dos Aterros Sanitários de Marambaia e Adrianópolis. 2002.
AMRAM, M.; KULATILAKA, N. Real Options Managing Strategic Investment in Uncertain World. Boston, Massachusetts: Harvard Business Press, 1999.
BASTIAN-PINTO, C.; BRANDÃO, L. E. T.; HAHN, W. J. Flexibility as a source of value in the production of alternative fuels: The ethanol case. Energy Economics, v. 31, i. 3, p.p. 335-510, May 2009.
BJERKSUND, P. & S. EKERN. Managing Investment Opportunities under Price Uncertainty: from Last Chance to Wait and See Strategies. Financial Management no 19 (3), Autumn 1990, pp. 65-83; 1990.
BLACK, F.; SCHOLES, M.; The Pricing of Options and Corporate Liabilities, Journal of Political Economy, May 1973.
BRANDÃO, L. E.; DYER, J. S.; HAHN, W. J. Using Binomial Decision Trees to Solve Real-Option Valuation Problems. Decision Analysis, Estados Unidos, v. 2, n. 2, p. 69-88, 2005.
BRENNAN, M.J.; SCHWARTZ, E.S. Evaluating Natural Resource Investment. Journal of Business, v. 58, n. 2, p.p. 135-157, 1985.
CENBIO - Centro Nacional de Referência em Biomassa. Projeto Instalação e Testes de uma Unidade de Demonstração de Geração de Energia Elétrica a partir de Biogás de Tratamento de Esgoto – ENERG-BIOG. Relatório Técnico Final. São Paulo: 2005.
94
CEPEA - Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada - ESALQ-USP. Estudo do potencial de geração de energia renovável proveniente dos “aterros sanitários” nas regiões metropolitanas e grandes cidades do Brasil. Piracicaba: 2004.
CHOI, H.; KIM, I. J.; KIM, T. S. Contingent claims valuation of optional calling plan contracts in telephone industry. International Review of Financial Analysis, 11(4), 433–448, 2002.
CONDER - Companhia de Desenvolvimento Urbano do Estado da Bahia. Manual de Operação de Aterros Sanitários. Disponível em: <http://www.conder.ba.gov.br/index.php?menu=aterrossanitarios>. Data de acesso: 16 de Novembro de 2013.
COPASA – Companhia de Saneamento de Minas Gerais. Disponível em: <http://www.copasa.com.br/ri/>. Data de acesso: 16 de Dezembro de 2013.
COX, J.; ROSS, S.; RUBINSTEIN, M. Option Pricing: A Simplified Approach , Journal of Financial Economics, v. 7, p. 229-264, October 1979.
COPELAND, T; KOLLER, T; MURRIN. Avaliação de Empresas – Valuation: Calculando e Gerenciando o Valor das Empresas. 3a ed. Trad. de Allan Vidigal Hastings. São Paulo. Editora Makron Books, 2002.
COPELAND,T.; ANTIKAROV, V. Opções Reais. Trad. Maria José Cyhlar Monteiro. Rio de Janeiro: Campus, 2002.
DAMODARAN, A. Investment Valuation: Tools and Techniques for Determining the Value of Any Asset. John Wiley Sons, Inc. New York. 2002.
DAMODARAN, A., disponível em: <http://pages.stern.nyu.edu/~adamodar/New_Home_Page/datafile/histretSP.html>. Data de acesso: 01 de dezembro de 2013.
EIA - Energy Information Administration. US Department of Energy. Growth of the landfill gas industry. 1996; Disponível em : <http://www.eia.doe.gov/cneaf/solar.renewables/renewable.energy.annual/chap10.html> acesso: 7 de dezembro de 2013
EPE - Empresa de Pesquisa Energética / MME - Ministério de Minas e Energia. Balanço Energético Nacional 2011 (ano base 2010), 2011.
Estre Ambiental. Disponível em: <http://www.estre.com.br>. Data de acesso: 16 de Dezembro de 2013.
FADE-UFPE – Fundação de Apoio ao Desenvolvimento da Universidade Federal de Pernambuco. Análise das Diversas Tecnologias de Tratamento e Disposição final de resíduos sólidos urbanos existentes no Brasil, Europa, Japão e Estados Unidos. 2013
Disponível em: < http://www.tecnologiaresiduos.com.br/ >. Data de acesso: 07 de dezembro de 2013
95
FELIPETTO, A. V. M. Avaliação de concessionária de tratamento de resíduos com opções reais. 2005. Tese (Mestrado em Administração) – IBMEC, Rio de Janeiro, 2005.
FED – Federal Reserve, disponível em:
< http://www.federalreserve.gov/releases/H15/Current/>.
Data de acesso: 07 de dezembro de 2013
GOLLIER, C.; PROULT, D.; THAIS, F.; WALGENWITZ, G. Choice of Nuclear Power Investments under price uncertainty: Valuing Modularity . Feb/2004. Disponível em: < http://www.ebscohost.com>. Data de Acesso: 11 de novembro de 2013.
GOMES, L. L. Avaliação de termelétricas no Brasil: estudando o melhor momento de investimento por modelos de opções reais. 2002. 104 f. Tese (Doutorado em Engenharia) – Departamento de Engenharia Industrial, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, 2002.
GUTHRIE, G. Real Options in Theory and Practice. Oxford University Press. New York: 2009 HERBELOT, O. Option valuation of flexible investments: the case of environmental investments in the electric power industry. Cambridge: Massachusetts Institute of Technology, 1992 ICLEI. Manual para aproveitamento do biogás: volume um, aterros sanitários. ICLEI - Governos Locais pela Sustentabilidade, Secretariado para América Latina e Caribe, Escritório de projetos no Brasil, São Paulo: 2009. IEA (International Energy Agency). Technology Roadmap. China Wind Energy Development Roadmap 2050, 2011. IPCC - PAINEL INTERGOVERNAMENTAL SOBRE MUDANÇA DO CLIMA (2007). Mudança do Clima 2007: Impactos, Adaptação e Vulnerabilidade. Contribuição do Grupo de Trabalho II ao Quarto Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima, 2007. IPEADATA, Disponível em: http://www.ipeadata.gov.br/. Data do acesso: 16 de novembro de 2013. IPT/CEMPRE - INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS; COMPROMISSO EMPRESARIAL PARA RECICAGEM. Lixo Municipal - Manual de Gerenciamento Integrado. 2a ed.: PÁGINA & LETRAS, 2000. KEPPEL SEGHERS, Disponível em: <http://www.ipeadata.gov.br/>. Data do acesso: 16 de novembro de 2013. KULATILAKA, N., MARKS, S. G. Strategic Value of Flexibility – Reducing the Ability to Compomise. The American Economic Review, June, 1998. KULATILAKA, N., PEROTTI, E. C. Strategic growth options. Management Science; Vol. 44 Issue 8, p1021, Aug98
96
MYERS, S. Determinants of corporate borrowing. Journal of Financial Economics,147–175, 1977. OZORIO, L. M; BASTIAN-PINTO, C.; BAIDYA, T. N.; BRANDÃO, L. E. T. Avaliação de opções de troca de produto em siderúrgicas integradas. Brazilian Business Review, v.10, n.1, p. 102 – 126, 2013 RAMOS, R. N. A., Análise de Contratos de Compra e Venda de Aeronaves: Uma Abordagem de Opções Reais. 2003. Tese (Mestrado em Administração) - IBMEC, Rio de Janeiro, 2003. TESOURO DIRETO, Disponível em: <https://www.tesouro.fazenda.gov.br/tesouro-direto> . Data do acesso: 07 de dezembro de 2013. TITMAN, S. Urban land prices under uncertainty. American Economic Review, 75(3), 505–514, 1985. TOURINHO, O. A. F. The valuation of reserves of natural resources: an option pricing approach. Dissertation (Ph.D.) – University of California, Berkeley, Nov. 1979. TRIGEORGIS, L. Real Options: Mangerial Flexibility and Strategy in Resource Allocation, Cambridge, Massachussets: MIT Press, 1996. US DEPARTMENT OF LABOR – Bureau of Labor Statistics. Consumer Price Index, Disponível em: <http://www.bls.gov/cpi>. Data de acesso: 07 de dezembro de 2013. USEPA – United States Environmental Protection Agency. Turning a Liability into an Asset – A landfill gas-to-energy project development Hand Book, Sept, 1996. WISCONSIN, 2000. Information on Toxic Chemicals: Methane. State of Wisconsin. Disponível em: <http://www.dhs.wisconsin.gov/eh/chemFS/index.htm>. Data de acesso: 24 de Janeiro de 2013.
WTERT - Waste-to-Energy Research and Technology Council. Disponível em: <http://www.wtert.com.br/home2010/>. Data de acesso: 18 de Dezembro de 2013.
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ANEXO A – ÁRVORES DE DECISÃO DOS MOTORES E ÁRVORE CONSOLIDADA DA USINA Motor 1 – Árvore de decisão e Curva de Gatilho ` 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.667.580 3.567.011 4.646.967 5.787.438 7.139.335 8.738.850 10.628.195 12.856.595 15.481.439 18.569.622 22.199.109 26.460.747 31.460.385 37.321.332 44.187.220 52.225.339
1.682.724 2.411.633 3.186.972 4.114.094 5.219.449 6.533.915 8.093.533 9.940.351 12.123.422 14.699.950 17.736.634 21.311.226 25.514.353 30.451.623 36.246.093
848.853 1.267.938 1.878.760 2.618.983 3.508.674 4.574.132 5.846.072 7.360.360 9.158.863 11.290.434 13.812.068 16.790.240 20.302.465 24.439.114
360.572 558.556 858.366 1.307.716 1.973.665 2.820.831 3.840.959 5.064.583 6.527.372 8.270.980 10.344.040 12.803.307 15.715.001
126.884 205.612 330.962 528.742 837.587 1.314.145 2.039.342 3.007.971 4.176.701 5.580.978 7.262.219 9.268.801
32.726 55.965 95.333 161.682 272.823 457.671 762.496 1.259.992 2.061.577 3.167.939 4.505.739
4.582 8.322 15.117 27.460 49.879 90.602 164.573 298.938 543.005 986.338
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Motor 2 – Árvore de decisão e Curva de Gatilho
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.495.936 3.339.620 4.387.216 5.651.227 7.139.335 8.738.850 10.628.195 12.856.595 15.481.439 18.569.622 22.199.109 26.460.747 31.460.385 37.321.332 44.187.220 52.225.339
1.571.651 2.209.875 3.050.761 4.114.094 5.219.449 6.533.915 8.093.533 9.940.351 12.123.422 14.699.950 17.736.634 21.311.226 25.514.353 30.451.623 36.246.093
848.853 1.267.938 1.878.760 2.618.983 3.508.674 4.574.132 5.846.072 7.360.360 9.158.863 11.290.434 13.812.068 16.790.240 20.302.465 24.439.114
360.572 558.556 858.366 1.307.716 1.973.665 2.820.831 3.840.959 5.064.583 6.527.372 8.270.980 10.344.040 12.803.307 15.715.001
126.884 205.612 330.962 528.742 837.587 1.314.145 2.039.342 3.007.971 4.176.701 5.580.978 7.262.219 9.268.801
32.726 55.965 95.333 161.682 272.823 457.671 762.496 1.259.992 2.061.577 3.167.939 4.505.739
4.582 8.322 15.117 27.460 49.879 90.602 164.573 298.938 543.005 986.338
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Motor 3 – Árvore de decisão e Curva de Gatilho
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.417.283 3.237.668 4.262.717 5.510.570 6.994.148 8.738.850 10.628.195 12.856.595 15.481.439 18.569.622 22.199.109 26.460.747 31.460.385 37.321.332 44.187.220 52.225.339
1.517.798 2.129.993 2.938.246 3.968.907 5.219.449 6.533.915 8.093.533 9.940.351 12.123.422 14.699.950 17.736.634 21.311.226 25.514.353 30.451.623 36.246.093
825.242 1.225.050 1.800.854 2.618.983 3.508.674 4.574.132 5.846.072 7.360.360 9.158.863 11.290.434 13.812.068 16.790.240 20.302.465 24.439.114
360.572 558.556 858.366 1.307.716 1.973.665 2.820.831 3.840.959 5.064.583 6.527.372 8.270.980 10.344.040 12.803.307 15.715.001
126.884 205.612 330.962 528.742 837.587 1.314.145 2.039.342 3.007.971 4.176.701 5.580.978 7.262.219 9.268.801
32.726 55.965 95.333 161.682 272.823 457.671 762.496 1.259.992 2.061.577 3.167.939 4.505.739
4.582 8.322 15.117 27.460 49.879 90.602 164.573 298.938 543.005 986.338
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Motor 4 – Árvore de decisão e Curva de Gatilho
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.207.204 2.960.624 3.914.191 5.097.399 6.537.238 8.259.262 10.292.903 12.680.771 15.481.439 18.569.622 22.199.109 26.460.747 31.460.385 37.321.332 44.187.220 52.225.339
1.380.188 1.926.370 2.648.810 3.582.490 4.758.310 6.198.623 7.917.709 9.940.351 12.123.422 14.699.950 17.736.634 21.311.226 25.514.353 30.451.623 36.246.093
764.255 1.119.183 1.617.477 2.302.094 3.217.487 4.398.308 5.846.072 7.360.360 9.158.863 11.290.434 13.812.068 16.790.240 20.302.465 24.439.114
354.108 546.813 837.036 1.268.970 1.903.286 2.820.831 3.840.959 5.064.583 6.527.372 8.270.980 10.344.040 12.803.307 15.715.001
126.884 205.612 330.962 528.742 837.587 1.314.145 2.039.342 3.007.971 4.176.701 5.580.978 7.262.219 9.268.801
32.726 55.965 95.333 161.682 272.823 457.671 762.496 1.259.992 2.061.577 3.167.939 4.505.739
4.582 8.322 15.117 27.460 49.879 90.602 164.573 298.938 543.005 986.338
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0 Motor 5 – Árvore de decisão e Curva de Gatilho
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.018.237 2.712.922 3.599.743 4.712.828 6.086.500 7.754.757 9.752.331 12.118.102 14.900.652 18.163.579 21.986.184 26.460.747 31.460.385 37.321.332 44.187.220 52.225.339
1.254.434 1.748.045 2.403.203 3.256.324 4.344.721 5.703.961 7.365.906 9.359.564 11.717.379 14.487.025 17.736.634 21.311.226 25.514.353 30.451.623 36.246.093
698.313 1.016.115 1.459.581 2.066.666 2.879.760 3.941.961 5.291.263 6.954.317 8.945.938 11.290.434 13.812.068 16.790.240 20.302.465 24.439.114
332.111 508.220 769.409 1.150.628 1.696.494 2.460.043 3.497.024 4.851.658 6.527.372 8.270.980 10.344.040 12.803.307 15.715.001
125.090 202.353 325.043 517.990 818.057 1.278.669 1.974.902 3.007.971 4.176.701 5.580.978 7.262.219 9.268.801
32.726 55.965 95.333 161.682 272.823 457.671 762.496 1.259.992 2.061.577 3.167.939 4.505.739
4.582 8.322 15.117 27.460 49.879 90.602 164.573 298.938 543.005 986.338
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100
Motor 6 – Árvore de decisão e Curva de Gatilho
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1.837.073 2.477.779 3.302.073 4.346.405 5.649.213 7.250.127 9.189.861 11.511.451 14.263.245 17.503.434 21.304.783 25.757.405 30.968.660 37.063.476 44.187.220 52.225.339
1.130.803 1.577.660 2.173.823 2.955.843 3.963.458 5.237.821 6.819.636 8.748.150 11.062.360 13.805.624 17.033.292 20.819.501 25.256.497 30.451.623 36.246.093
626.999 910.670 1.306.675 1.850.097 2.581.775 3.546.521 4.789.993 6.354.694 8.276.790 10.587.092 13.320.343 16.532.384 20.302.465 24.439.114
300.401 457.377 688.890 1.025.065 1.504.554 2.174.399 3.087.818 4.298.822 5.853.324 7.779.256 10.086.185 12.803.307 15.715.001
116.196 186.778 297.804 470.425 735.132 1.134.352 1.724.219 2.573.440 3.755.012 5.323.122 7.262.219 9.268.801
31.964 54.579 92.816 157.110 264.518 442.585 735.093 1.210.215 1.971.161 3.167.939 4.505.739
4.582 8.322 15.117 27.460 49.879 90.602 164.573 298.938 543.005 986.338
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
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0 Árvore de decisão consolidada dos 6 motores ANO 0 ANO 1 ANO 2 ANO 3 ANO 4 ANO 5 ANO 6 ANO 7 ANO 8 ANO 9 ANO 10 ANO 11 ANO 12 ANO 13 ANO 14 ANO 15 ANO 16
0 0 1 1 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 5 6 6
1 1 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 5 6 6
0 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 5 6 6
0 0 0 3 4 4 4 5 5 5 5 6 6
0 0 0 0 0 0 5 5 5 5 6 6
0 0 0 0 0 0 0 5 5 6 6
0 0 0 0 0 0 0 0 0 6
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