Grupo de Economia da Energia

O futuro dos biocombustíveis XIII: a matéria-prima como fator estruturante da indústria

In biocombustíveis on 30/07/2012 at 00:15

Por José Vitor Bomtempo

Na formação da bioindústria do futuro, os problemas, desafios e oportunidades situam-se em quatro dimensões-chave: matérias-primas, processos ou tecnologias de conversão, produtos e estratégias/modelos de negócio. Na postagem X tínhamos discutido um importante ponto das matérias-primas: a busca de açúcares ou substratos fermentáveis, essenciais para os processos biotecnológicos e alguns processos químicos.

Nesta postagem, discutimos a questão das matérias-primas de uma perspectiva mais geral: que efeitos a adoção de uma nova matéria-prima poderia ter sobre a estrutura da indústria? Que lições poderíamos tirar dos processos de adoção de novas matérias-primas, como o do carvão no final do século XIX, e de processos de transição, como o da passagem para petróleo e gás natural no século XX? Que desafios têm que ser vencidos para que uma indústria baseada em biomassa possa amadurecer?

A adoção de um tipo de matéria-prima deve ser vista como um elemento que exerce uma influência importante na estrutura da indústria. Por isso, a transição de um tipo de matéria para outro é um tema central na história da indústria química orgânica. Spitz, no seu livro Petrochemicals: the rise of an industry, defende a tese de que a disponibilidade de matéria-prima, e não tecnologia ou mercado, tem sido o direcionador chave da indústria.

Assim, a disponibilidade de grandes quantidades de derivados do carvão na segunda metade do século XIX permitiu a produção de corantes, produtos farmacêuticos. Da mesma forma, a disponibilidade de grandes quantidades de hidrocarbonetos reativos gerados pelo refino de petróleo levou à criação dos petroquímicos nos anos 1930. A disponibilidade seria então, na perspectiva histórica, a condição de base para a adoção de uma matéria-prima industrial.

A transição do carvão para o petróleo e gás natural na indústria química

O surgimento da petroquímica que representou a substituição do carvão pelo petróleo e gás natural pode nos trazer alguns elementos para refletir sobre o processo de transição de uma matéria-prima para outra.  A consolidação da petroquímica se dá inicialmente por uma definição da natureza das matérias-primas. A produção de químicos a partir de petróleo inicia-se nos EUA nos anos 1920. Exxon (Standard Oil), Shell, Union Carbide e Dow identificaram oportunidades na exploração do eteno. Até então os offgases do refino eram usados apenas como combustíveis. Mas a sua disponibilidade crescente e o potencial reativo das moléculas motivaram algumas empresas a trabalharem no desenvolvimento de novos usos.

Entre 1921 e 1939, a produção de químicos orgânicos não derivados do carvão passou de 21 milhões de libras (US$ 9,3 milhões) para 3 bilhões de libras (US$ 394 milhões): a base de matérias-primas da indústria química se transformava rapidamente.

Mas a indústria química na época via com desconfiança a perspectiva de se tornar dependente do petróleo e de suas poderosas empresas. Nos anos 1930, ao anunciar o nylon como uma grande inovação, Du Pont sublinhava, ao lado das extraordinárias propriedades do novo material, o fato de que poderia ser obtido a partir de carvão, ar e água. Lembre-se que a produção industrial de nylon inicia-se em 1937 quando a produção de químicos derivados do petróleo crescia rapidamente.

Na Europa, onde o desenvolvimento da carboquímica era mais forte, a adesão à petroquímica é um pouco mais lenta. ICI, o grande conglomerado inglês da indústria química, apresentava, ainda em 1944, carvão, petróleo e biomassa como matérias-primas alternativas a serem combinadas de forma complementar nas suas linhas de produtos. Por sinal, o polietileno, uma inovação lançada pela ICI em 1941, foi produzido inicialmente a partir de etanol obtido por fermentação e não de fonte fóssil.

Na Alemanha, terra da carboquímica, a transição se dá nos anos 1950 durante o processo de reconstrução industrial do pós-guerra. Em 1953, BASF se associa à Shell e forma a ROW (Rheinische Olefinwerke), dedicada à produção de petroquímicos básicos. Na mesma época, as duas outras grandes empresas químicas alemãs – Bayer e Hoechst – também aderem ao petróleo. Esse processo de transição é contado por Stokes no seu livro Opting for oil. Embora a transição fosse clara, o carvão foi sendo deslocado lentamente na Alemanha. Em 1960, apenas 40% da química orgânica alemã derivava do petróleo ou do gás natural contra 80% nos EUA.

A mudança de matéria-prima trouxe desafios para os competidores estabelecidos e oportunidades para novos entrantes. O advento da petroquímica estabeleceu, por influência do refino do petróleo, novos patamares de economia de escala, o que levou a uma redefinição das características estruturais da indústria. Ocorreu ainda uma redefinição geográfica com deslocamento do polo dinâmico da indústria – antes Europa, na carboquímica – para os EUA com o advento do petróleo e gás natural como matérias-primas predominantes. Assim, a competição na indústria se redefine com o surgimento de novos líderes (países e empresas) e perdas de posição.

O desafio das matérias-primas renováveis

Se estivermos de acordo com a perspectiva de que a utilização de matérias-primas renováveis deverá ter peso importante na indústria do século XXI, que desafios e perspectivas de transformação estão colocados à frente?

O primeiro ponto, que representa uma grande diferença com os processos de desenvolvimento das matérias-primas anteriores, é que a disponibilidade não é um dado que facilita e até induz a transição. No caso da biomassa, a disponibilidade deve ser construída. A natureza e composição causam dificuldades para a indústria que se desenvolveu processando fluidos (líquidos e gases) e deve rever seus processos para lidar também com sólidos de processamento mais difícil. A forma de produção dispersa em grandes áreas desafia as cadeias de suprimento e a logística. A competição com outros usos de algumas das matérias-primas renováveis cria dificuldades adicionais tanto econômicas quanto éticas no caso dos alimentos. A escala de produção, a sazonalidade e a influência dos ciclos climáticos geram incertezas para os operadores industriais que podem ser levados a rever seus conceitos de escala e de eficiência operacional. A interrupção da atividade industrial por conta da entressafra é uma restrição importante para a concepção atual de indústria intensiva em capital.

Uma ilustração interessante para o caso do biodiesel no Brasil, foi dada por Décio Gazzoni, pesquisador da EMBRAPA, na Conferência BiodieselBr, 2011, ao introduzir uma mesa sobre matérias-primas. Num único slide, Gazzoni retrata de forma muito feliz o pesado “caderno de encargos” que uma matéria-prima, no caso para biodiesel, deve preencher:

Uma matéria-prima deve ter:

  • Balanço energético positivo;
  • Carbono neutro ou positivo;
  • Custo;
  • Disponibilidade;
  • Estocagem, portabilidade, segurança;
  • Aproveitamento integral;
  • Sistemas de produção consolidados;
  • Rentabilidade superior ao paradigma;
  • Cadeia produtiva organizada ou organizável.

Com tantos e difíceis desafios, entende-se porque, apesar da diversidade de matérias-primas aparentemente disponíveis, a produção de biodiesel no Brasil tem, até hoje, o domínio quase total da soja. Na explicação de Manoel de Souza, diretor da EMBRAPA Agroenergia, na mesma Conferência BiodieselBr, 2011, uma matéria-prima deve atender os requisitos de tecnologia e logística. Pinhão-manso e macaúba não atenderiam nenhum dos dois requisitos. Palma de óleo (dendê), girassol, canola, amendoim e algodão possuem pacote tecnológico desenvolvido mas faltam-lhes logística desenvolvida. Apenas a soja teria já um estágio de desenvolvimento tecnológico e logístico para ser utilizada em escala como matéria-prima para a produção de biodiesel.

Por isso, a busca da matéria-prima “ideal” é foco estratégico das empresas envolvidas na bioindústria. Em todas as apresentações, as start ups de base tecnológica sublinham sempre, ao lado dos seus parceiros estratégicos, a posição e visão em relação às matérias-primas utilizadas. Existe sempre um esforço de mostrar flexibilidade em relação às matérias-primas potenciais. Ao mesmo tempo, grandes empresas com interesse na bioindústria – como BP, Shell, Dow, Petrobras, Bunge, ADM e outras, têm realizado movimentos estratégicos de posicionamento na competição pelas fontes mais promissoras de matérias-primas.

A cana de açúcar é matéria-prima de referência hoje para a bioindústria. Na postagem X relatamos a corrida por outras fontes de açúcares: os açúcares de segunda geração que são os açúcares derivados dos materiais lignocelulósicos. Ao mesmo tempo, diversas fontes de matérias-primas se apresentam com algum potencial, mas com dificuldades que desafiam os esforços inovadores de pesquisadores e empresas: resíduos florestais e agrícolas, resíduos urbanos, florestas energéticas, algas, novas culturas energéticas, etc.

Múltiplas oportunidades existem em matérias-primas renováveis. Mas a estruturação de uma oferta articulada às correspondentes tecnologias de conversão, aos produtos e aos modelos de negócio é uma construção que desafia a capacidade inovadora da indústria. Destaque-se que, ao contrário de transições anteriores, a utilização de matérias-primas renováveis não é movida pela disponibilidade abundante de moléculas reativas.  A estruturação da disponibilidade faz parte do processo de inovação que busca construir a bioindústria do futuro.

Referências:

SPITZ P., (1988), Petrochemicals: the rise of an industry, John Wiley

STOKES R. G., (1994), Opting for oil: The Political Economy of Technological Change in the West German Industry, 1945-1961, Cambridge University Press.

Leia outros textos de José Vitor Bomtempo no Blog Infopetro

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