São Paulo Bus System: Transitioning to Electric Fleet

Abstract

This study analyzes the electrification of São Paulo’s bus fleet through a principal-agent model, addressing the dynamics between concessionaires and the municipal government. Unlike traditional centralized models found in the literature, this method captures the distinct incentives of both parties, offering a more practical basis for public policy design. The analysis evaluates the effectiveness of São Paulo’s current subsidy policy, which covers the price difference between electric and diesel buses, subsidizing approximately 72% of electric bus acquisition costs, comparing it with alternative scenarios of subsidized percentage. The results indicate that the payoff of the current policy is close to the optimal payoff – with 100% subsidy – when compared to the alternative no-subsidy scenario, achieving a value R$ 151 million higher than the no-subsidy scenario and only R$ 13.6 million lower than the optimal case. Sensitivity analyses reveal that municipal budget constraints and externality pricing critically influence policy outcomes. Although the study demonstrates the effectiveness of the approach adopted by São Paulo, investments in the electrical grid infrastructure and supply constraints, which may impact implementation feasibility, were not considered. This research contributes a new methodological perspective to the literature and offers practical insights for urban mobility policymakersEste estudo analisa a eletrificação da frota de ônibus de São Paulo por meio de um modelo de agente-principal, abordando a dinâmica entre concessionárias e governo municipal. Diferentemente das abordagens tradicionais encontradas na literatura, de modelos centralizados, este método captura os incentivos distintos de ambas as partes, oferecendo uma base mais prática para o desenho de políticas públicas. A análise avalia a eficácia da atual política de subvenção de São Paulo, que cobrindo a diferença de preço entre ônibus elétricos e a diesel, subvenciona aproximadamente 72% dos custos de aquisição de ônibus elétricos, comparando-a com cenários alternativos de percentual subvencionado. Os resultados indicam que o payoff da política atual está próximo do payoff ótimo - de subvenção de 100%, quando comparado com a alternativa sem subvenção, alcançando um valor R$ 151 milhões maior do que o cenário sem subvenção e apenas R$ 13,6 milhões inferior ao caso ótimo. Análises de sensibilidade revelam que restrições orçamentárias municipais e precificação das externalidades influenciam criticamente os resultados das políticas. Embora o estudo demonstre a eficácia da abordagem adotada por São Paulo, não foram considerados investimentos na infraestrutura da rede elétrica e restrições de oferta, que podem impactar a viabilidade da implementação. Esta pesquisa contribui com uma nova perspectiva metodológica para a literatura e oferece insights práticos para formuladores de políticas em mobilidade urbana.