jtl v05n03p12

Palavras-Chave: taxação de emissões de CO2, gases do efeito estufa, redes de companhias aéreas.

Key words: CO2 emissions charges, greenhouse gases, airline networks.

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Abstract

The researchers Jan K. Brueckner from Department of Economics, University of California and Anming Zhang from University

of British Columbia have published a recent paper about the airline CO2 emissions charges on the increase in the price of fuel

and its effects on airfares, airline service quality and aircraft design features. They also analyzed the impact of such increase in

the price of fuel in the network structure. Their results show that emission charges will raise fares, reduce flight frequency,

increase load factors, and raise aircraft fuel efficiency, while having no effect on aircraft size. Regarding the network structure,

their conclusion is hub-and-spoke (HS) uses larger aircraft, more efficient aircraft fuel consumption and more flight frequency

than fully-connected (FC) but do not identify which is the ideal network structure.

Silva, P. R. P. (2011) Análise da literatura recente dos impactos da taxação de emissões em transporte aéreo. Journal of Transport

Literature, vol. 5, n. 3, pp. 229-240.

Paulo Rogério Perez Silva

Resumo

Em recente artigo dos autores Jan K. Brueckner do Departamento de Economia da Universidade da Califórnia e de Anming

Zhang da Universidade da Columbia Britânica intitulado “Airline Emission Charges: Effects on Airfares, Service Quality, and

Aircraft Design” é discutido os possíveis impactos de uma cobrança tarifária para emissões de CO2 realizada através do aumento

dos preços do combustível. Através desse aumento, os autores analisam as consequências nos preços das tarifas aéreas,

qualidade de serviço e características de projeto das aeronaves. Também é analisado o impacto desse aumento na escolha mais

apropriada da rede de trabalho dos operadores. Concluem que essa tarifa de emissões irá aumentar o preço dos bilhetes aéreos,

reduzirá a oferta de voos, aumentará a taxa de ocupação das aeronaves, aumentará a eficiência na queima de combustível das

aeronaves e não terá efeito no tamanho das mesmas. Quanto ao tipo de estrutura de rede, constata-se que a estrutura hub-and-

spoke (HS) utiliza-se de aeronaves maiores, mais econômicas e com maior frequência de voo do que a rede fully-connected (FC)

mas não identifica qual a rede ideal.

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published by BPTS - Brazilian Transport Planning Society. Website www.transport-literature.org. ISSN 2238-1031.

* Email: [email protected].

Reviews & Essays

Journal of Transport Literature

Submitted 15 Dec 2010; received in revised form 1 Feb 2011; accepted 2 Feb 2011

Vol. 5, n. 3, pp. 229-240, Apr. 2011

Análise da literatura recente dos impactos da

taxação de emissões em transporte aéreo

[Analysis of the recent literature on air transportation emissions taxation]

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), Brazil

B T P SB T P SB T P SB T P S

Brazilian Transportation Planning Society

www.transport-literature.org

JTL|RELITJTL|RELITJTL|RELITJTL|RELIT

ISSN 2238-1031

1. Introdução

Com o propósito de minimizar as consequências causadas pelos efeitos dos gases do “Efeito

Estufa”, os responsáveis por políticas ambientais começaram a mirar nas emissões de gases

causados pela indústria de aviação. A União Européia está na vanguarda desta questão e já

estabeleceu como prazo o ano de 2012 para as companhias aéreas se adequarem a tal política.

Essa abordagem segue o já existente esquema “Limitar e Negociar” (cap-and-trade) aplicado

nos setores industriais e de energia da Europa e Estados Unidos.

Existe, porém, um artigo do pesquisador Robert N. Stavins, da Harvard University intitulado

“Market-Based Environmntal Policies" onde o autor define market-based instruments como

regulamentos que encorajam o comportamento através de sinais de mercado ao invés de

diretrizes explícitas referente aos níveis e métodos de controle de poluição. As duas mais

notáveis vantagens desse instrumento sobre o tradicional command-and-control approaches

são a eficácia de custos e os incentivos para inovação e difusão tecnológica.

Market-based instruments podem ser considerados dentro de quatro grandes categorias:

� Custos (ou taxas) de Poluição: onde é cobrada uma taxa pela quantidade de poluentes que

uma firma produz. Consequentemente, vale a pena a firma reduzir as emissões até o ponto

onde seu custo marginal de redução seja igual à taxa cobrada;

� Licenças negociáveis: um nível total de poluição é estabelecido e alocado entre todas as

firmas na forma de licenças. Firmas que mantenham seus níveis abaixo do designado

podem vender seu excedente para outras firmas ou usá-los para compensar o excesso de

emissões em outras áreas;

� Reduções de market-barriers: restrições a barreiras que afetam a atividade dos mercados;

� Reduções de subsídios governamentais: normalmente causadores de ineficiência

econômica.

Qual será o melhor instrumento a ser adotado dependerá de uma variedade de características

do problema ambiental e do contexto social, político e econômico no qual o mesmo virá a ser

Revista de Literatura dos Transportes, vol. 5, n. 3 (2011)

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regulado. O verdadeiro desafio para os responsáveis por políticas ambientais é selecionar o

melhor instrumento para cada situação.

Em nosso artigo fica evidente que o instrumento adotado pelos reguladores europeus foi a de

taxação. Cada companhia aérea, baseada no tamanho de sua atual frota e em 97% da

quantidade de emissões no período 2004–2006, receberá gratuitamente uma licença de

emissões de 85% do total emitido no período citado. Os 15% restantes serão leiloados e o

preço dessa licença será acrescido (taxado) ao preço do combustível. Assim, toda companhia

aérea terá que se ajustar às novas exigências, independente do tamanho da mesma.

O propósito deste artigo é responder as perguntas do tipo: As tarifas aéreas aumentarão de

preço? A qualidade do serviço de bordo será afetada? A quantidade de voos ofertados será

mantida? Haverá mudança no projeto das aeronaves?

Sabe-se que cada companhia aérea tem grande parte de seus custos decorrentes do custo de

aquisição (ou leasing) de suas aeronaves bem como da quantidade de combustível consumida

pelas mesmas. Aeronaves maiores e mais econômicas que necessitam de tecnologias mais

modernas geram assim custos maiores.

Os autores Brueckner e Zhang discutem como a criação de uma tarifa no preço dos

combustíveis irá impactar os preços dos bilhetes aéreos, o tamanho das aeronaves, a

freqüência de voos e sua taxa de ocupação (que os autores chamam de qualidade do serviço) e

as características das aeronaves.

Atualmente há duas formas distintas de se cobrar tais taxas ou tarifas ambientais. A União

Européia prefere adotar taxas ambientais enquanto que os Estados Unidos optaram por um

mercado de negociação de licenças, embora no momento essas licenças estejam sendo

concedidas livremente.

Thomas Sterner e Gunnar Köhlin do Departamento de Economia da Göteborg University,

Sweden, em seu artigo “Environmental Taxes in Europe” concluem que essa diferença se

deve a forte crença norte-americana nos direitos individuais e, particularmente, na doutrina da

“apropriação anterior” (o direito do primeiro usuário). A crença correspondente na Europa é

mais favorável ao estado paternalista e benigno como um representante dos interesses da

sociedade. Isso explica por que em países do norte europeu as taxas ambientais chegam a


231

representar, em média, 3% do Produto Interno Bruto (PIB) enquanto que nos Estados Unidos

esse valor é de irrisório 0,0007% do PIB. Também explica, em grande parte, por que na

Europa a questão ambiental e suas respectivas “Políticas Verde” estão em estágios muito mais

maduros e avançados e, consequentemente, a maioria dos artigos sobre taxação ambiental é de

origem européia.

Assim, considerando a empresa Ryanair como exemplo e assumindo que o preço da licença

de poluição fosse de 30€ por tonelada de CO2, o valor da licença requerida pela Ryanair seria

de 2,65€ por passageiro em 2008. A tarifa média da Ryanair é de 44€ e assumindo lucro zero

e uma participação de 25% nos custos do combustível, o custo de combustível embutido é de

11€ por passageiro. Desde que o custo de licença por passageiro é de 24% desse custo

(2,65€/11€), a cobrança das emissões podem então ser observadas como conduzindo a 24% de

aumento no preço efetivo do combustível. Esse aumento é muito menor do que o aumento do

combustível no período 1993-2008.

O pesquisador Cherie Lu da Chang Jung Christian University de Taiwan publicou em seu

recente artigo “The implications of environmental costs on air passenger demand for different

airline business models”, alguns valores atualmente cobrados de companhias aéreas européias

que variam de 2,27€/pax na rota Stansted-Amsterdam operando Airbus A319 até 2,45€/pax na

rota Heathrow- Amsterdam operando Airbus A320. Interessante é que esse artigo desmembra

esse custo em duas partes: pouso/decolagem e cruzeiro. Assim, confirma-se que a parcela

pouso/decolagem é tanto mais significativa quanto menor for à etapa de vôo.

Brueckner e Zhang também analisam o efeito dos altos preços do combustível na escolha

mais apropriada da estrutura de trabalho das companhias aéreas. Embora a análise não possa

identificar explicitamente a configuração ideal, constata-se que a estrutura de rede hub-and-

spoke (HS) utilize-se de aeronaves maiores, mais econômicas e com maior freqüência de voo

do que a rede fully-connected (FC).

O artigo apresenta então os modelos utilizados, as análises comparativas, as informações

levantadas e as conclusões.


232

2. O modelo

Considere um mercado ligando duas cidades e servido por duas empresas competidoras. O

componente principal do custo são os custos operacionais da aeronave, neles incluso o custo

do combustível e o custo da aeronave.

Como as duas companhias aéreas servem o mercado e cada consumidor irá voar em uma das

duas empresas, temos que o número total de passageiros no mercado é fixo e normalizado

igual a 1. Vale salientar que devido à forte demanda, o modelo assume que a opção de não

viajar pode ser ignorada, fazendo assim com que as quantidades de passageiros por

companhia aérea dependa das tarifas cobradas e da qualidade de serviço.

Os autores consideram qualidade do serviço como sinônimo de taxa de ocupação e a

frequência de voos. Voos com alta taxa de ocupação não são atraentes aos passageiros devido

ao stochastic delay que é a recusa do embarque devido ao excesso de passageiros. Frequência

de voo pode determinar o chamado frequency delay, que é a diferença entre o horário de

partida preferido do passageiro e o próximo voo.

Com essas considerações acima, podemos encontrar as seguintes expressões:

� custo das companhias aéreas:

� número de passageiros que preferem a companhia aérea 1:

� custo da aeronave (leasing/aquisição) por hora de voo:

Assim, a expressão de lucro da companhia aérea 1 pode ser escrita como:


233

(1)

Substituindo os termos , temos:

(2)

em que 1,2: índices indicativo da companhia aérea;

π: lucro da companhia aérea;

p: preço cobrado pela companhia aérea;

r: preço unitário do combustível;

e: consumo de combustível/assento/horas voadas;

ε: parâmetro positivo;

s: no de assentos da aeronave

l: taxa de ocupação (load factor) da aeronave;

k: horas voadas;

d: distância;

α: intervalo de lealdade a marca;

γ: parâmetro de custo comum a todos os passageiros;

f: frequência de voo da companhia aérea;

γ/f: custo do atraso de frequência do passageiro;

λ: parâmetro de custo;

λl: custo do atraso estocástico; e


234

β: parâmetro positivo

A equação 1 mostra que o custo total da companhia aérea tem duas partes: a primeira parte é

proporcional ao número de passageiros transportados enquanto que a outra parte, denominada

por (f1β/e1)k, não varia com o número de passageiros.

Agora é possível explicar como a imposição das cobranças de emissões das companhias

aéreas pode ser representada por um aumento no preço dos combustíveis. Chamando de x o

número de licença requerido por unidade de combustível consumido, então teremos que o

número de licença permitida necessários por uma companhia aérea será dado por xfsek. Se o

preço da licença de emissão for indicado como z e o número de licenças alocadas à

companhia aérea for m, então o termo z(xfsek – m) seria subtraído do lucro. Essa expressão

apresenta o desperdício da compra de licenças quando a companhia aérea requer mais do que

sua alocação necessária (xfsek > m) ou a receita da venda de licenças quando a companhia

aérea tem mais do que pode ser usado pela mesma (xfsek < m). Como pode ser visto na

equação 2, substituindo o preço do combustível r por r + zx e, similarmente, com uma taxa de

carbono t por unidade de combustível, o preço do combustível poderia ser também substituído

por r + t . Em ambos os casos, o impacto da cobrança da emissão das companhias aéreas seria

avaliado simplesmente analisando o impacto do aumento no preço dos combustíveis.

3. Maximização de lucros

Partindo da equação 2, admitindo-se simetria no modelo e que cada companhia aérea irá

igualar o equilíbrio do tráfico em ½, utilizando-se de equações diferenciais e através de

condições de primeira-ordem, os autores chegam as seguintes equações:

p= α/2 + {[re + ( ε/e)]/l}k (3)

e2= (ε +2βfl)/r (4)

f 2= (γe)/(2βk) (5)

l2= [(re 2 + ε)/(λe)]k (6)

Apenas como exemplo, se reescrevermos a equação 4 acima, com os devidos arranjos, como:

e* = {[2 ε + K ± [(8 ε + K)K] 1/2]/2r} 1/2 (7)


235

K= 2γβ/λ (chamado de parâmetro positivo)

Essa equação 7 apresenta o ponto de equilíbrio (e*) como função do preço r e outros

parâmetros (ε, γ, β, λ) escrito como e*(r). Diferenciando-a para encontrar o efeito de r:

(8)

A equação 8 indica que um aumento no preço dos combustíveis conduz a um menor e* ou,

equivalentemente, aeronaves mais eficientes no consumo de combustível.

De maneira análoga, temos:

� aumento no preço do combustível leva a uma menor freqüência de vôos:

(9)

� aumento no preço do combustível leva a um aumento na taxa de ocupação da

aeronave:

(10)

� alteração no preço do combustível não afeta o tamanho das aeronaves:

(11)

� combustível mais caro representa tarifas mais caras:

(12)

Como os autores não mencionam diretamente o impacto na demanda com o aumento das

tarifas, vale mencionar que o pesquisador Hofer, C. et al em seu mais novo artigo “The

environmental effects of airline carbon emissions in the US” afirma que com a introdução de


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taxas para controle de CO2 haverá um aumento de preço nos bilhetes aéreos domésticos de

2% acarretando por sua vez uma redução de 2,3% na demanda por transporte aéreo.

4. Análise de bem-estar

Até o momento não foi considerado o impacto causado pelas emissões. Sendo assim, os

autores chamam W de bem estar social e o consideram como:

W = 2π + y – p – γ/f –λl –µ(2fesk) (13)

em que y: renda do passageiro; e

µ: parâmetro dos danos das emissões por unidade de combustível queimado.

Se o termo µ fosse igual a zero, significando que não há qualquer impacto ambiental, os

valores de equilíbrio (e*, p*, f* e l*) maximizariam a expressão de bem estar acima. Contudo,

os danos causados pelas emissões aumentam, o que as companhias aéreas ignoram em suas

decisões, e a realização da eficiência requer cobranças por esses danos. Dada a linearidade da

função dano, essa cobrança deveria ser ajustada igual ao µ por unidade de combustível.

Assim, µ é o próprio valor da taxa de carbono t.

A atual situação, onde as cobranças de emissão estão ausentes nas companhias aéreas,

representa um equilíbrio ineficiente. Assim, temos um cenário onde o preço do combustível

está baixo, a eficiência das aeronaves é pequena, a oferta de vôos é alta, a taxa de ocupação

por vôo é baixa e apenas o tamanho das aeronaves é que está condizente. Portanto, a cobrança

das emissões através do aumento do preço dos combustíveis irá corrigir todas essas

ineficiências.

5. O efeito da cobrança das emissões na rede das empresas

Os autores consideram um sistema de três cidades servidas por duas companhias aéreas

competidoras com redes fully-connected (FC) e hub-and-spoke (HS). Novamente, de uma

maneira bastante simplificada, os autores através de diversas operações matemáticas chegam

às seguintes conclusões:

� Proposição A: o sistema HS utiliza-se de aeronaves mais econômicas, maiores e com


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maior freqüência de voos do que o sistema FC.

� Proposição B: A imposição de cobrança de emissões (através do aumento do preço do

combustível) favorece o sistema HS quando o parâmetro de custo ε é pequeno em relação

ao K= 2γβ/λ, de outra maneira o sistema FC será o favorecido.

Fredrick Carlsson do Departamento de Economia da Göteborg University, Sweden em seu

artigo “Environmental Taxation in Airline Markets” menciona que de acordo com Arthur

Pigou (1932), o problema da poluição pode ser resolvido de duas maneiras, a saber, cobrando

taxas de poluição ou criando subsídios para a redução da poluição. Em um modelo de

competição padrão perfeita, a receita ótima é uma taxa igual aos danos externos marginais,

também conhecido como taxa Pigouviana. Contudo, o mercado aéreo possui duas

propriedades que afetam a taxa ótima ambiental: competição imperfeita e efeitos de rede.

Fredrick Carlsson chegou à conclusão que uma taxa ambiental ótima independe se o mercado

é monopolista ou duopolista, pois o que influi é a situação competitiva e o tipo de rede

utilizado pelas empresas aéreas (FC ou HS). Ainda segundo esse mesmo autor, para uma

situação monopolista a taxa ambiental ótima é sempre menor que os danos marginais,

enquanto que para um duopólio os resultados são ambíguos.

Conclusões

Este artigo explorou os efeitos da cobrança de emissões das empresas aéreas na qualidade do

serviço, nas características de projeto das aeronaves e na estrutura de rede, utilizando-se de

um modelo teórico de competição de duas empresas aéreas. Esses impactos são decorrentes

da análise dos efeitos de um aumento no preço do combustível. Os resultados mostram que

haverá um aumento nas tarifas aéreas, diminuição da oferta de vôos, aumento da taxa de

ocupação por vôo, aumento da eficiência econômica das aeronaves e nenhum impacto no

tamanho das aeronaves. Quanto ao tipo de estrutura de rede, constata-se que a estrutura hub-

and-spoke (HS) utiliza-se de aeronaves maiores, mais econômicas e com maior frequência de

voo do que a rede fully-connected (FC), mas não identifica qual a rede ideal.

Segundo o GRID-Arendal, fundação norueguesa colaboradora do Programa Ambiental das

Nações Unidas (UNEP), a aviação contribui com cerca de 2% das emissões dos gases do

efeito estufa. Esses gases são compostos principalmente por CO2 (77%), hidrocarbonetos


238

(14%) e NO2 (8%). Apesar desse baixo valor, o transporte aéreo é forte alvo de críticas por

parte do público em geral, principalmente pelo fato do desconhecimento de como os gases da

exaustão da aviação se comportam na atmosfera em altas atitudes.

A União Européia se encontra na vanguarda desse estudo e já possui alguns planos

estabelecidos para controle e taxação das emissões, principalmente do CO2, principal

componente desses gases. Os Estados Unidos, apesar de ser o maior emissor de gases do

efeito estufa do mundo, continuam engatinhando nesse assunto. Além das razões já explicadas

pelos pesquisadores Thomas Sterner e Gunnar Köhlin, isso também se deve, principalmente, a

forte resistência interna dos setores produtivos, que pressionam o governo a não aceitar

nenhum tipo de acordo com o intuito de controlar e diminuir a emissão de poluentes.

Vale destacar aqui o interessante artigo do pesquisador Hofer, C. et al “The environmental

effects of airline carbon emissions in the US”. Nesse artigo, Hofer afirma que com a criação

de uma taxa de emissão de CO2, haverá um aumento nos preços dos bilhetes aéreos e,

consequentemente, uma redução na demanda doméstica. Contudo, parte desses passageiros

que deixaram de usar o transporte aéreo deverão migrar para outro modal, no caso o

transporte por automóvel. Assim, ele analisa o balanço entre as emissões que se transferiram

de um modal para o outro e conclui que, aproximadamente, um terço da economia na emissão

de CO2 provenientes das viagens aéreas serão anuladas pelo aumento das emissões dos

automóveis, principalmente para viagens curtas.

Hofer também sugere que as economias nas emissões de CO2 podem ser maximizadas desde

que os esquemas de taxação sejam feitos de maneira que taxas maiores sejam cobradas em

viagens de longo percurso e taxas menores em viagens curtas, com isso reduzindo o volume

de substituição de tráfico aéreo-automóvel e a emissão associada ao automóvel.


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