Grupo de Economia da Energia

O futuro dos biocombustíveis III: O processo de inovação que está construindo a indústria do futuro

In biocombustíveis on 12/07/2010 at 00:15

Por José Vitor Bomtempo

Na postagem anterior, apresentamos uma discussão dos pontos que podem justificar a nossa premissa central: a utilização industrial de biomassa será no futuro  muito diferente da indústria que conhecemos hoje. O Worl Economic Forum acaba de publicar um relatório “The future of industrial biorefineries” que reforça essa idéia de uma nova indústria em construção.

Note-se que se trata do primeiro trabalho do grupo Collaborative Innovation Initiative criado em 2009 para identificar tendências importantes na economia mundial e contribuir para o desenvolvimento cooperativo das inovações.

Nesta postagem, vamos discutir o processo de inovação que está em curso como base de construção dessa indústria dos biocombustíveis do futuro.

Excluída a produção dita de primeira geração (etanol de cana de açúcar e milho, biodiesel de óleos vegetais), existem algumas centenas de projetos inovadores em desenvolvimento no mundo. São as sementes da indústria do futuro. Examinar esses projetos pode nos ajudar a entender esse processo de inovação. Estamos montando um banco de dados com cerca de 50 projetos selecionados entre os mais interessantes e conhecidos. Ainda em uma versão muito preliminar, o banco de dados está parcialmente reproduzido no artigo “Biofuel technological innovation and the innovation in the Brazilian ethanol industry” que apresentamos no 33rd IAEE Congress, em junho passado.

O que se pode observar analisando os projetos inovadores em desenvolvimento? O primeiro ponto a ser destacado é a quantidade e diversidade das alternativas propostas. Encontram-se inovações relacionadas a matérias primas, aos processos de conversão e aos produtos, além de inovações nos modelos de negócios. Por fim, é interessante observar o perfil e a estratégia das empresas e investidores (background do conhecimento, associações, empresas de base tecnológica, novos entrantes e grandes empresas estabelecidas).

No presente estágio de desenvolvimento das tecnologias não é possível antecipar as inovações que vão ser efetivamente adotadas no mercado de combustíveis e de bioprodutos. Trata-se de um processo voltado para a geração de variedades que, dentro da dinâmica da inovação, serão selecionadas ao longo do tempo e contribuirão para a construção da indústria baseada em biomassa do futuro. Os projetos em desenvolvimento se voltam para a busca de melhores produtos, melhores processos e melhores matérias primas (de preços mais baixos e estáveis, e de fácil disponibilidade) para a produção de biocombustíveis que possam superar as limitações atuais da indústria e de bioprodutos que possam se apresentar como alternativas aos produtos de base fóssil.

Alguns pontos devem ser destacados. O primeiro refere-se à quantidade e diversidade das alternativas propostas, o que sugere que a tecnologia encontra-se na fase fluida. Não foram ainda definidos os processos e produtos que vão ocupar a maior parcela do mercado. Esse ponto sugere que as apostas se fazem ainda com elevado grau de incerteza.

Quanto às matérias primas, os esforços se concentram na melhoria da produtividade de matérias primas de diversos tipos utilizando conhecimentos de biotecnologia e engenharia genética. São desenvolvidas pesquisas em matérias primas já consagradas, como a cana de açúcar, e em matérias primas ainda não utilizadas largamente pela indústria, como os materiais celulósicos, as algas e novas plantas. Novos modelos de negócios utilizando o lixo como matéria prima têm sido testados.

A análise das inovações de processo mostra em primeiro lugar uma amplitude de técnicas em desenvolvimento, utilizando diversas bases de conhecimento (fermentação, processos enzimáticos, catálise, engenharia genética, gaseificação, síntese química). A variedade de processos aponta ainda para a presença de empresas com backgrounds variados de conhecimento e que tradicionalmente não estavam presentes nos mercados de energia e de química. É o caso das empresas de biotecnologia, algumas com histórico de desenvolvimentos importantes em outras indústrias como a farmacêutica.

A indústria de combustíveis líquidos costuma ter sua atenção voltada para as inovações de processo.  Nessa linha, boa parte dos esforços estão voltados para desenvolver novos processos para a produção de combustíveis já conhecidos e utilizados, como o etanol. Mas o estágio atual da indústria vislumbra oportunidades de introduzir novos produtos, de origem renovável, que se aproximem da condição de combustíveis ideais – os chamados biocombustíveis drop in – e de outros bioprodutos que possam competir com produtos químicos de base fóssil.

Deve ser ainda mencionada a crescente importância do conceito de biorrefinaria. Esse conceito sugere que a exploração das matérias primas renováveis precisa integrar uma visão multiproduto, explorando diversas correntes e processos, à semelhança das refinarias de petróleo. No caso da biorrefinaria, os produtos energéticos aparecem ao lado de produtos químicos.

Por fim, vamos desenvolver um pouco mais a discussão sobre o perfil das empresas e suas estratégias. São variados os perfis das empresas envolvidas assim como as estratégias adotadas. Destacam-se as empresas que contribuem com o seu conhecimento tecnológico de base: empresas de biotecnologia com experiência anterior em outras indústrias como a farmacêutica ou criadas diretamente para atuar em bioenergia ao lado de start ups com outras bases de conhecimento (engenharia química, química). Identificam-se ainda, entre as empresas que contribuem com seu conhecimento tecnológico acumulado, algumas empresas de química/biotecnologia (Du Pont) e enzimas (Novozymes). Movimentos recentes de empresas como Monsanto e  BASF reforçam a diversidade dos atores atualmente envolvidos na exploração de matérias primas renováveis. Algumas dessas empresas contribuem ainda com conhecimentos em  engenharia de processos que são indispensáveis para a produção em escala industrial. Esses conhecimentos estão com frequência ausentes nas empresas de base tecnológica que saem das universidades e centros de pesquisa.

Algumas empresas podem ser caracterizadas pelo seu envolvimento histórico com os combustíveis fósseis: empresas de petróleo e indústria automobilística. Essas empresas, além do aporte de financiamento para os projetos de pesquisa, podem ser importantes detentores de ativos complementares estratégicos para a introdução e adoção das inovações no mercado de combustíveis líquidos. No caso das empresas de petróleo, os biocombustíveis representam igualmente uma oportunidade de diversificação em relação aos combustíveis fósseis.

Encontram-se ainda empresas ligadas ao negócio agroindustrial. Aqui aparecem as empresas tradicionais como Cargill e ADM, com história de envolvimento na agroindústria de alimentos. Essas empresas podem ser vistas também como detentoras de ativos complementares, nesse caso ligados à cadeia de produção agrícola e logística de suprimento.

Dois casos particulares merecem um comentário à parte: Shell e BP. Chama a atenção a presença marcante da Shell em cinco projetos diferentes que se estruturaram ao longo dos últimos anos. São cinco plataformas diferentes, todas exploradas na forma de associação ou participação em empresas de base tecnológica. Os projetos incluem a produção de novas matérias primas (algas), inovações de processo (bioetanol de materiais celulósicos, combustíveis líquidos como diesel pela rota termoquímica e combustíveis a partir de açúcares pela rota química) e inovações de produtos (biogasolina). A abordagem da Shell enfatiza com clareza a aposta na inovação tecnológica como base da competição em biocombustíveis, toma como foco os biocombustíveis avançados e orienta essa aposta para a exploração de diferentes plataformas tecnológicas. Na estratégia da empresa, uma ou mais plataformas poderiam se revelar vencedoras da competição tecnológica, serem escolhidas no processo de seleção e desenvolvidas como negócios em escala comercial.  As demais seriam deixadas de lado.  Entretanto, o processo de planejamento tecnológico na indústria tem sido dinâmico. Recentemente, a Shell modificou em parte sua posição: a empresa deixou a associação com a Choren (produção de biocombustiveis pela via termoquímica na chamada rota BTL) e, ao mesmo tempo, adquiriu uma posição como produtora importante de etanol de cana de açúcar fazendo uma associaçãoo com a Cosan, líder do setor no Brasil.

O caso da BP mostra uma abordagem estratégica diferente. A empresa, que informa ter investido cerca de US$ 1,5 bi desde 2006 em biocombustíveis e bioprodutos, evidenciou sua estratégia de forma mais clara com os últimos movimentos realizados em 2009. BP tem como objetivo atuar de forma ativa na expansão do mercado dos biocombustíveis partindo dos combustíveis de primeira geração e caminhando, na medida do amadurecimento dos projetos, para a produção de biocombustiveis avançados e bioprodutos. A empresa atua hoje em 7 projetos diferentes que vão da produção de etanol de primeira geração à pesquisa avançada em biotecnologia: produção de etanol no Brasil (Tropical, uma joint venture BP, Santelisa e Maeda), produção de etanol a partir de trigo no Reino Unido (Vivergo, uma joint venture BP, DuPont e British Sugar),  desenvolvimento de tecnologia e produção de butanol (Butamax, uma joint venture BP e DuPont), produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos (Vercipia, uma joint venture BP e Verenium), produção de diesel a partir de açúcares (projeto desenvolvido por Martek, a partir de algas com apoio da BP), biotecnologia de sementes para culturas energéticas de alta produtividade (Mendel com apoio da BP) e finalmente a aplicação de US$ 500 milhões, em 10 anos, para a formação do  EBI, Energy Biosciences Institute, com a participação de University of California Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory e University of Illinois.

Com diferenças de enfoque, as estratégias de Shell e BP traduzem bem o processo de construção da indústria baseada em matérias primas renováveis do futuro.

Essa breve discussão sobre a natureza do processo de inovação que se encontra em curso e que é a base da indústria de biocombustíveis do futuro nos leva a um ponto central de nossa reflexão. As estratégias e políticas no Brasil têm levado em conta as oportunidades e ameaças que esse processo nos traz? Ou acreditamos firmemente que nossa competitividade em etanol de cana de açúcar – que nos dá uma invejável posição competitiva na indústria de hoje – é suficiente para nos assegurar também uma posição de destaque na indústria do futuro? Voltaremos a esse ponto nas postagens futuras.

Postagens relacionadas:

O futuro dos biocombustíveis II: Por que a indústria de biocombustíveis do futuro será diferente da que conhecemos hoje?

O futuro dos biocombustíveis

Leia outros textos de José Vitor Bomtempo no Blog Infopetro

  1. Uma pequena colaboração. Trabalhei na EMBRAPA na década de 80 do século passado, mais especificamente na Coordenação do Programa Nacional de Pesquisa de Energia – PNPE. Este programa aplicava cerca de 1 milhão de dólares por ano em pesquisa de fontes alternativas de energia. Este dinheiro não podia ser gasto com pessoal, só custeio de pesquisas, portanto é muito dinheiro até hoje.
    Na metade final da década de 80, o Programa caiu “em desgraça”, pois acabou o medo do final do petróleo, e com o final do medo, acabou também o dinheiro para pesquisa. Mas foram quase uma década de pesquisas e os arquivos ainda estão lá. A digitalização deste acervo poderá economizar milhares de reais em busca de respostas novas para perguntas velhas. Por exemplo, em 1981 já se tinha relatórios pormenorizados da utilização de mais de 1 milhão de horas de tratores pesados com biodiesel. Isto tudo está lá! Sugiro buscar também o acervo do IPT, onde a Divisão de Química trabalhou muito no assunto também.

    Saudações,

    Antonio Carlos

    • Agradeço as informaçoes e sugestoes. Seria realmente interessante registrar esses esforços e procurar entende-los no contexto das discussoes de hoje.

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    • Caros,

      O link do artigo citado no post “Biofuel technological innovation and the innovation in the Brazilian ethanol industry” não funciona. Onde poderia encontrar tal arquivo?

      Muito obrigado.

  5. […] O futuro dos biocombustíveis III: O processo de inovação que está construindo a indústria do f… […]

  6. […] Em relação aos Novos produtos de cana açúcar, o plano é mais vago, limitando-se a mencionar que devem ser produzidos por meio de processos biotecnológicos – o que pode ter sido uma restrição excessiva na atual fase da indústria em que as alternativas tecnológicas são ainda muito variadas e em competição entre si (ver O Futuro dos Biocombustíveis III). […]

  7. […] Em relação aos Novos produtos de cana açúcar, o plano é mais vago, limitando-se a mencionar que devem ser produzidos por meio de processos biotecnológicos – o que pode ter sido uma restrição excessiva na atual fase da indústria em que as alternativas tecnológicas são ainda muito variadas e em competição entre si (ver O Futuro dos Biocombustíveis III). […]

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