Grupo de Economia da Energia

Bioeconomia em construção IV – Os novos produtos-plataforma

In biocombustíveis on 09/03/2015 at 00:15

Por José Vitor Bomtempo

vitor032015Desde que a indústria baseada em biomassa começou a identificar que as oportunidades mais interessantes e promissoras não se encontravam necessariamente ou exclusivamente nos biocombustíveis, mas em bioprodutos e biomateriais, surgiu uma pergunta chave: quais os “melhores” produtos que deveriam ser explorados a partir da biomassa ou dos açúcares? Num primeiro momento, algumas propostas adotaram a ideia de que produtos drop in deveriam ser o alvo da indústria. A receptividade que o PE verde da Braskem teve ao ser lançado, há cerca de quatro anos, é o fato marcante dessa estratégia de inovação. O dilema drop in ou não drop in vem sendo uma das incertezas na construção da bioeconomia. Algumas dimensões desse dilema estão discutidas no artigo Bioplastics tipping point: drop in or non drop in? (Oroski, Bomtempo, Alves, 2014).

Mas nos últimos anos começou a ganhar espaço uma visão de que os produtos derivados da biomassa deveriam, para serem viáveis, tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental, aproveitar a característica inerente da biomassa – moléculas oxigenadas e funcionalizadas – e não “imitar” a petroquímica. Partir dos açúcares e, com grande perda de massa, chegar às mesmas moléculas que a petroquímica deriva de forma muito fácil do petróleo ou do gás natural, não parece ser o caminho mais produtivo para a bioeconomia.  Quais seriam então os produtos mais promissores? Alguns estudos que tentam identificar esses produtos são bastante conhecidos.

Uma referência inicial costuma ser o estudo realizado pelo US Department of Energy  (DOE): Top-value chemicals from biomass- vol I. Essa lista foi atualizada e rediscutida por Bozzel e Petersen no artigo Technology development for the production of biobased products from biorefinery carbohydrates—the US Department of Energy’s “Top 10” revisited.

No recente estudo sobre as oportunidades de diversificação da indústria química brasileira, realizado pela Bain Consulting/Gas Energy para o BNDES, houve também um esforço de identificação dos produtos mais promissores, nesse caso considerando as condições brasileiras. Um relatório sobre as oportunidades em Químicos de Renováveis está disponível aqui.

Alguns desses produtos costumam ser considerados atrativos porque poderiam constituir novas plataformas a partir das quais seriam derivados diversos produtos finais construindo uma árvore de aplicações para diferentes mercados finais. Esses produtos têm sido chamados de plataformas químicas ou químicos-plataforma ou moléculas-plataforma. A ideia de construção de estratégias de inovação e produção baseadas em plataformas tecnológicas está hoje presente nas tecnologias de informação e em outras indústrias. Android é, por exemplo, uma plataforma a partir da qual se desenvolvem inúmeros apps, gerando um processo dinâmico de inovações e criação de valor. A indústria automobilística se estrutura há algum tempo a partir de plataformas internas que permitem gerar uma crescente variedade de modelos.

Mas o que seria uma plataforma química a partir de um produto químico ou intermediário? Em outras palavras, como, a partir de uma molécula como a ácido succínico, para citar o exemplo que tem atraído a atenção de um grupo importante de empresas, pode ser construída uma cadeia que permita desenvolver os diferentes derivados químicos finais e suas aplicações em diferentes mercados? O ácido succínico, assim como outros produtos derivados da biomassa já identificados, pode ser produzido com vantagens em relação à rota petroquímica. Pela rota petroquímica, o ácido succínico é quase uma “curiosidade” com um mercado mundial de cerca de 40.000 toneladas/ano.

Mas o produto de base renovável parece ter condições de desempenho e custo para construir uma plataforma de aplicações e atingir um mercado da ordem de 500 a 700.000 toneladas/ano em 2020. Por isso, tem despertado o interesse de empresas estabelecidas, como BASF, Purac, DSM e Roquette, e de startups como Bioamber e Myriant. Essas empresas estão estruturadas em torno de quatro projetos diferentes – Succinity (BASF/Purac), Reverdia (DSM/Roquette), Bioamber e Myriant – que estão no momento passando à produção em escala comercial. Resta entretanto uma questão chave: como desenvolver a complexa rede de cadeias produtivas que levariam à introdução dos derivados dos ácido succínico em mercados tão diversos quanto cosméticos, alimentos, farmacêuticos, automobilísticos, embalagens e outros?

O problema central seria então como desenvolver uma plataforma química, o que pode ser uma questão crucial para o sucesso de diversos produtos básicos e intermediários que podem ser produzidos com vantagens a partir das matérias-primas renováveis, mas que são “novos” em relação aos petroquímicos. Numa dissertação de mestrado, Desenvolvimento de Novas Plataformas Químicas: o caso do bio-ácido succínico, defendida recentemente na Escola de Química, Manuela Rocha de Araújo, orientada por Flávia Alves e por mim, fez, que eu tenha conhecimento, a primeira abordagem do problema de desenvolvimento de novas plataformas químicas.

Nesse trabalho, buscou-se definir as plataformas químicas e, a partir da literatura existente sobre as estratégias e o processo de desenvolvimento de plataformas tecnológicas em outras indústrias, propor um quadro analítico adequado para o estudo dessa plataforma particular.

O primeiro ponto é definir as condições que um dado produto químico deve preencher para se tornar potencialmente uma plataforma. Na síntese proposta na dissertação de Manuela Araújo, seis pontos devem ser considerados em conjunto:

  1. Ser estruturado na forma de uma arquitetura modular flexível chamada de estrutura química formada por átomos conectados por ligações químicas;
  2. Possuir interfaces, com variados graus de abertura, que permitam a sua transformação, a custos competitivos, em uma larga gama de derivados. Essas interfaces podem ser vistas como os processos de transformação que tanto podem ser integrados pela empresa focal que produz a molécula-plataforma quanto direcionados a agentes externos.
  3. Ser caracterizado por múltipla integração/ encadeamento entre os elos da(s) sua(s) cadeia(s) produtiva(s) e múltiplas etapas até o(s) produto(s) final(is), fruto da sua posição na cadeia como intermediários;
  4. Relacionar-se com agentes de inovação de variado nível de competência e interesses diversos situados em diferentes posições da cadeia produtiva e na direção de diferentes produtos finais, de forma que o ecossistema de inovação em que são desenvolvidos é o próprio conjunto de cadeias produtivas;
  5. Ser regulado por um mecanismo de controle e comando (governança) que varia conforme o contexto organizacional e permite a competitividade do líder da plataforma;
  6. Permitir a geração de valor a partir da criação e aproveitamento de economias de escala e escopo.

A figura abaixo, extraída da dissertação, apresenta de forma resumida esses seis fatores característicos:

vitor032015a

O bio-ácido succínico preenche totalmente essas condições para o desenvolvimento de uma plataforma tecnológica? Ou melhor, qual o estágio atual de desenvolvimento desses fatores? O quadro a seguir resume os resultados da pesquisa:

vitor032015b

Legenda:

vitor032015c

Note-se que o ácido succínico pode se tornar uma plataforma química mas algumas condições, principalmente as ligadas à organização dos processos de inovação que envolvem outros atores com interesses e competências diversas das dos produtores do produto-plataforma, ainda estão por desenvolver. Esses atores incluem outras empresas químicas, complementadores diversos – produtores de máquinas, aditivos, transformadores, e outros – e end users que finalmente irão adotar e incorporar em seus produtos de consumo o ácido succínico.

Um desafio no desenvolvimento desses processos de inovação é a existência de alguns dilemas importantes para os quais o líder da plataforma tem que buscar uma gestão equilibrada. Três dilemas podem ser destacados como desafios às ambições de uma empresa envolvida no desenvolvimento de uma plataforma química:

  1. Grau de abertura versus apropriação de valor: o líder da plataforma deve ser capaz de gerenciar suas interfaces como forma de permitir a geração de valor com obtenção de colaboração externa, mas impedir que esse valor seja capturado por esses agentes desenvolvedores;
  2. Inovação/ colaboração versus competição: o líder da plataforma deve criar relações de colaboração para a introdução de inovações no mercado, mas deve atentar-se a comportamentos oportunistas por parte desses atores;
  3. Desenvolvimento do mercado versus exploração de economias de escala e escopo versus atração dos colaboradores: esse é um problema do tipo ovo-galinha em que efeitos de rede definem uma interdependência entre os fatores. Para o desenvolvimento de economias de escala e escopo é necessária a garantia de demanda, o que se concretiza com vantagens de custo fruto desses mecanismos produtivos e com a colaboração de agentes externos. Mas esses só entram no negócio com a garantia de avanço na oferta a qual depende do aumento de escala.

A partir de um quadro analítico envolvendo cinco dimensões – background tecnológico, design tecnológico, escopo interno da empresa, estratégia de valor e dinâmica dos relacionamentos externos – foi desenvolvida uma análise comparativa dos quatro projetos que buscam o desenvolvimento da plataforma química do bio-ácido succínico. São diversos os recursos e competências de que dispõem e as estratégias que parecem utilizar os produtores para lidar com os dilemas que o desenvolvimento de uma plataforma coloca.

É possível identificar, para as quatro empresas estudadas, esforços para atender os requisitos necessários ao desenvolvimento da plataforma do bio-ácido succínico, tanto na dimensão tecnológica quanto estratégica. Mas constata-se que ainda existem desafios importantes a serem vencidos, principalmente para avançar na estruturação do ecossistema de inovação. Por fim, se existem diversos bioprodutos promissores como novas plataformas químicas, a dinâmica de desenvolvimento dessas plataformas sugere um processo complexo de estruturação de cadeias e estratégias de inovação. A capacidade de demonstrar a produção, com qualidade e custo, é apenas o ponto de partida.

Leia outros textos de José Vitor Bomtempo no Blog Infopetro

  1. […] O problema central seria então como desenvolver uma plataforma química, o que pode ser uma questão crucial para o sucesso de diversos produtos básicos e intermediários que podem ser produzidos com vantagens a partir das matérias-primas renováveis, mas que são “novos” em relação aos petroquímicos. Numa dissertação de mestrado,Desenvolvimento de Novas Plataformas Químicas: o caso do bio-ácido succínico, defendida recentemente na Escola de Química, Manuela Rocha de Araújo, orientada por Flávia Alves e por mim, fez, que eu tenha conhecimento, a primeira abordagem do problema de desenvolvimento de novas plataformas químicas. (…) O texto continua no Blog Infopetro. […]

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