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ANAIS13/16Liska, A. J.; Yang H. S.; Bremer V. R.; Klopfenstein T. J.; Walters D. T.; Erickson K. G.;Cassman K. G.; (2009),...
ANAIS14/16Figura 2 – Roadmap Matérias-Primas Renováveis Curto Prazo
ANAIS15/16Figura 3 – Roadmap Matérias-Primas Renováveis Médio Prazo
ANAIS16/16Figura 4 – Roadmap Matérias-Primas Renováveis Longo Prazo
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  1. 1. ANAIS1/16USO DE ROADMAPS TECNOLÓGICOS PARA FAVORECER O AMBIENTE DEINOVAÇAO: UMA PROPOSTA EM MATÉRIAS PRIMAS RENOVÁVEISPAULO LUIZ DE ANDRADE COUTINHO ( coutinhopaulo@globo.com )BRASKEMJOSE VITOR BOMTEMPO ( vitor@eq.ufrj.br )ESCOLA DE QUIMICA/UFRJ - INSTITUTO DE ECONOMIA/UFRJResumoEste artigo discute a construção de um roadmap tecnológico para a área de matérias primasrenováveis. O roadmap foi desenvolvido pela Braskem em interação com especialistas dauniversidade com a finalidade de servir de base para discussão e criação de linguagem comumem relação às possibilidades de utilização das matérias primas renováveis no Brasil. Com essaperspectiva, o roadmap é divulgado e colocado em debate junto aos grupos de interesse. Oartigo apresenta a construção do roadmap matérias primas renováveis e discute suasimplicações como recurso para favorecer o desenvolvimento de estratégias e políticas queestimulem a inovação na área.Palavras-chave: roadmap tecnológico, matérias primas renováveis, planejamento tecnológico,biocombustíveis, bioprodutos1 - IntroduçãoA preocupação com as mudanças climáticas e as medidas que vêm sendo adotadas nomundo para seu controle deverão ter impacto direto na atividade industrial. Energia e químicaserão certamente setores muito diferentes no futuro. Essa perspectiva Isso tem levado aocrescimento de investimento em tecnologias e produtos mais “limpos”. Nesse contexto,abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma indústria baseada em matérias primasrenováveis (MPR). Além dos biocombustíveis já conhecidos, um fluxo de inovações emdesenvolvimento pode estar lançando as bases de uma indústria integrada de exploração dabiomassa.O Brasil tem uma posição interessante nesse cenário. O país é líder na utilização dematérias primas renovavéis para fins energéticos – a indústria do etanol – e tem uma posiçãona petroquímica baseada em tecnologias externas que foram consolidadas em empresas, hoje,de porte internacional. À primeira vista, parecem existir vantagerns comparativas para aparticipação brasileira na indústria do futuro baseada em MPR. Entretanto, essa indústria,ainda em construção, pode exigir um esforço tecnológico considerável. Como se caracteriza adinâmica tecnológica dos desenvolvimentos em curso no mundo? Que políticas e estratégiasde inovação podem preparar o país para disputar uma posição de destaque nessa área? Em quemedida a atual vantagem competitiva em etanol pode ser mantida ao longo do tempo?Essas questões trazem à tona o problema de como realizar o planejamento tecnológicotanto nas empresas quanto nos organismos reponsáveis pelas políticas de ciência, tecnologia einovação. Diversos exercícios de planejamento têm sido usados para orientar a reflexão e aelaboração de estratégias em novas tecnologias. A construção de Technology Roadmaps éuma dessas ferramentas. Seu uso tem sido crescente como apoio para o gerenciamento do
  2. 2. ANAIS2/16futuro da tecnologia. Ao conectar mercados, produtos e tecnologias em relação ao tempo, essaferramenta fornece um modo de identificar, avaliar e selecionar alternativas tecnológicas quepodem ser usadas para responder aos problemas do presente e do futuro. Dessa forma, areflexão sobre o futuro das MPR e sua incorporação na base tecnológica da indústriabrasileira poderia se beneficiar da construção de um roadmap para identificação dastendências tecnológicas relevantes.Nessa linha de pensamento, a Braskem realizou durante o ano de 2009 um processo dereflexão envolvendo não somente os seus departamentos internos mas a universidade eintituições de pesquisa. Esse processo envolveu a elaboração de estudos, a realização dereuniões conjuntas e outras atividades interativas envolvendo as diversas instânciasmobilizadas. Um dos resultados foi a elaboração de um roadmap tecnológico em matériasprimas renováveis. O roadmap não representa a estratégia da Braskem mas antes de tudopretende ser um documento de partida para discussão, a ser submetido aos diversos grupos deinteresse envolvidos no futuro da tecnologia e da inovação no Brasil.Este artigo apresenta o processo de construção do roadmap Matérias PrimasRenováveis (rMPR) desenvolvido pela Braskem e discute os seus resultados em termos doplanejamento tecnológico. O artigo tem um duplo interesse. Por um lado, o processo deconstrução do roadmap traz uma ilustração da utilização dessa ferramenta no Brasil, as etapasde construção, as fontes de informação utilizadas e o próprio processo de elaboração. A visãoabrangente e contextualizada do problema é o resultado final do exercício. Esse ponto nosleva ao segundo elemento de interesse que este trabalho pode conter: a apresentação de umponto de partida estruturado para uma discussão sobre posição que a indústria brasileirapretende ocupar indústria baseada em MPR. Parece-nos importante reconhecer o potencialbrasileiro, mas, ao mesmo tempo, chamar a atenção para os desafios envolvidos na mudançade base de matéria prima na indústria química e a construção de vantagens competitivas noparadigma pós-petróleo.O artigo está organizado da seguinte forma. Na seção 2, uma revisão conceitual sobrea ferramenta roadmap é apresentada, enfatizando em particular sua adequação para o caso emquestão. Na seção 3, a metodologia utilizada é apresentada, destacando as particularidades dorMPR. Na seção 4, apresenta-se o rMPR, destacando a síntese dos resultados obtidos emtermos de mercados, tecnologias e produtos identificados. Na seção 5, uma discussão dospontos que podem ser derivados do rMPR para a compreensão da dinâmica da inovação emmatérias primas renováveis é apresentada. As considerações finais encontram-se na seção 6.2 - Os roadmaps tecnológicosSurgimento e evolução do conceitoO uso de roadmaps tecnológicos data do final dos anos 1970. Os primeiros registrosde sua utilização bem sucedida costumam mencionar a Corning e a Motorola como asempresas pioneiras. Willyard e McLees, 1987, documentam e analisam o uso do roadmap naMotorola no final dos anos 1970 e o apresentam esse uso pioneiro essencialmente como umsuporte para o product technology planning na empresa.Ao longo das últimas três décadas, o conceito se difundiu largamente, ultrapassando autilização pelas empresas e adquirindo muitas vezes um caráter interorganizacional. Hoje osroadmaps são largamente utilizados por países (EUA, Coréia, Japaão, Reino Unido, etc) eempresas (GE, Siemens, GM, Shell, etc). No Brasil, a ferramenta vem sendo adotada naidentificação e planejamento de áreas prioritárias do governo (CGEE e ABDI, por exemplo) emesmo pela PETROBRAS. A evolução no uso e na concepção dos roadmaps tem sidonotável como atestam Richey e Grinnell, 2004, no próprio caso da Motorola. A forma deelaboração se tornou um processo criativo mais dinâmico, quase on line, enfatizando a
  3. 3. ANAIS3/16interação e a sinergia entre os participantes. No lugar da representação em papel, os roadmapsda indústria aparecem semanalmente na intranet da Motorola.Os roadmaps costumam ser vistos segundo duas perspectivas principais (Phaal,Farrukh, Probert, 2004a): a perspectiva da empresa e a perspectiva interorganizacional. Naprimeira, busca-se integrar desenvolvimento tecnológico e planejamento do negócio, avaliar oimpacto de novas tecnologias e as correspondentes evoluções dos mercados. Na perspectivainterorganizacional, busca-se compreender um determinado ambiente tecnológico e avaliar asameaças e oportunidades para um grupo particular de grupos de interesse na referida áreatecnológica. Nas aplicações interorganizacionais, colocam-se crescentemente os roadmapscomo instrumentos das políticas governamentais de inovação que visam promover aconvergência tecnológica e construir a colaboração entre diferentes setores. Naturalmente,como sublinham Yasunaga, Watanabe e Korenaga, 2009, esse processo traz novos desafios naconstrução e utilização dos roadmaps que não são particularmente presentes nos usosempresariais. Muitos dos roadmaps interorganizacionais costumam ser divulgados comoforma de criação de uma plataforma de discussão de um tema tecnológico relevante entre osgrupos de interesse. Um levantamento realizado Phaal, 2009, identificou mais de 1.500roadmaps livremente disponíveis para consulta na internet, sendo a maioria deles do tipointerorganizacional.Conceituação e formatos dos roadmapsQualquer que seja a perspectiva – de empresa ou interorganizacional - um roadmap é arepresentação de uma visualização do futuro que procura integrar os aspectos relevantes donegócio (mercados, produtos, tecnologias) na dimensão tempo. O roadmap é portanto umarepresentação gráfica baseada no tempo, compreendendo um número de camadas quetipicamente incluem perspectivas comerciais e tecnológicas. Diversas formas derepresentação são utilizadas (Albright e Kappel, 2003; Grossman, 2004; Phaal, Farrukh,Probert, 2004b; Lee e Park, 2005; Phaal e Muller, 2009; Yasunaga, Watanabe e Korenaga,2009) mas a aproximação mais comum é a apresentada na figura 1.FIGURA 1 – Esquema típico de um roadmap tecnológicoFonte: Phaal, Farrukh, Probert, 2004Uma característica valiosa dos roadmaps está na sua apresentação concisa. A suanatureza visual tem especialmente ajudado na discussão estruturada e construtiva de processosde prospecção tecnológica tanto no nível industrial, envolvendo múltiplas organizações,quanto no nível corporativo, envolvendo as atividades da organização, normalmente em seuambiente de planejamento tecnológico.A flexibilidade dos roadmaps é evidenciada pelos diferentes tipos de abordagem porcamada que podem ser listadas a partir da figura1. A camada superior se relaciona com aproposta da organização, seu direcionamento (know-why). Inclui abordagens relacionadas amercado/negócios, clientes, competidores, indústria, objetivos, estratégias, etc.
  4. 4. ANAIS4/16A camada inferior compreende os recursos (particularmente, conhecimentotecnológico) que serão desenvolvidos em função da demanda proveniente das camadassuperiores do roadmap. Envolve as tecnologias e competências a serem desenvolvidas, as“expertises” e as parcerias a serem utilizadas, a infraestrutura existente ou a construir, osrecursos financeiros necessários e os planos de P&D da organização.A camada intermediária é crucial, pois constitui o elo de ligação entre a proposta(objetivo da organização) e os recursos (know-what). Frequentemente, o foco é colocado nodesenvolvimento do produto, sendo a tecnologia geralmente desenvolvida em função dasnecessidades do mercado e consumidores. Entretanto, para outras situações de serviços,capacidades, sistemas, riscos ou oportunidades, pode ser mais apropriado para a camadaintermediária entender como a tecnologia pode ser desenvolvida para prover benefícios para aorganização e suas partes envolvidas. Dessa forma, essa camada pode incluir: produtos,serviços, aplicações, capacidades, desempenho, características, componentes, sistemas,plataformas, famílias, etc.Roadmaps e a utilização de matérias primas renováveisO uso dos roadmaps no processo de planejamento estratégico costuma ser defendidopor propiciar benefícios como: produzir maior alinhamento entre P&D e iniciativas dedesenvolvimento de produto; tornar mais clara a visão estratégica, resultando em tomada dedecisão melhor informada; gerenciar dados, planos de produto e objetivos em alto nível;interagir mercados, produtos, tecnologias, capacidades e fornecedores; capacitar descobertade re-uso da tecnologia e oportunidades de sinergias; revelar lacunas, desafios e incertezas emrelação a produto, tecnologia e planos de capacitação; revelar fraquezas de estratégia a longoprazo antes que se tornem críticas; comunicar e prover visibilidade na direção de programaestratégico em torno da organização.A contribuição dos roadmaps às organizações se dá portanto principalmente pelaorientação que propiciam ao monitoramento do ambiente e à avaliação e acompanhamento detecnologias específicas. Incluem-se aqui as tecnologias de ruptura (Christensen, 1997), quepodem ter o potencial de redefinir uma indústria ou eventualmente de criar uma indústriainteiramente nova. Os roadmaps de tecnologias de ruptura (Kostoff, Boylan, Simons, 2004)podem ser particularmente utéis no cenário atual das indústrias química e de energia. No quese refere à utilização de MPR, processos e produtos encontram-se em desenvolvimento e emcompetição para a construção de uma nova indústria. O caráter de ruptura desse processoprecisa ser monitorado e trazido para um debate entre os grupos de interesse de modo a criarcondições para a construção de políticas e estratégias. No caso brasileiro, a criação dessascondições pode ser defendida como de grande importância para a posição que a indústriabrasileira pode vir a ocupar na indústria do futuro. É essa a proposição do roadmap cujametodologia de elaboração é apresentada a seguir.3 - Metodologia para construção do roadmap matérias primas renováveis (rMPR)Como muitos dos benefícios obtidos pelos roadmaps podem derivar mais do processode construção do que do resultado final na forma de um documento (Phaal, Farrukh, Probert,2004a), a interação e a dinâmica de participação dos grupos envolvidos durante e após aelaboração do roadmap é critica e deve ser parte atenta da metodologia. Existem muitasproposições de metodologia na literatura. Este artigo toma com o referência duas das maisconhecidas e utilizadas: a de Phaal, Farrukh e Probert, 2004b e a de Albright e Kappel, 2003.A metodologia de Phaal, Farrukh e Probert, conhecida como T-Plan, é resultado detrês anos de pesquisa aplicada e do desenvolvimento de mais de 20 roadmaps em colaboraçãocom empresas de diversos setores. A metodologia descrita por Albright e Kappel, 2003, foiresultado de vários anos de experiência dentro da Lucent Technologies.
  5. 5. ANAIS5/16As duas metodologias são similares e estão baseadas na organização de quatroseminários: (i) mercado; (ii) produto; (iii) tecnologia, e (iv) geral, envolvendo todas as áreascom o objetivo de gerar os planos de ação e fazer uma análise de risco.O seminário de mercado define os segmentos de mercado que a organização desejaatingir, em termos de tamanho, crescimento, necessidades dos consumidores e tendências.Além disso, o ambiente competitivo é detalhado, apresentando análises dos principaisconcorrentes, estratégias competitivas, participação nos segmentos-alvo, forças e fraquezas.No seminário produto, as características avaliadas pelos consumidores no momento dacompra e utilização são traduzidas em termos de características técnicas dos produtos deforma mensurável.O seminário de tecnologia pode ser considerado o elemento principal do TechnologyRoadmapping. Nele se concentram as informações tecnológicas que são de importânciacrucial para o processo de roadmapping.O quarto e último seminário tem o objetivo de sumarizar os resultados e de elaborarum plano de ação e um mapa com os riscos que devem ser monitorados.O documento final gerado representa uma visão executiva do technologyroadmapping, esclarecendo como os recursos empregados no desenvolvimento estarãocriando diferenciais com base nas estratégias de mercado, produto e tecnologia. Por fim, oProduct Technology Roadmap gerado deve explicitar as ligações existentes entre as questõesprioritárias para os consumidores e as áreas tecnológicas chave para guiar o progresso dosprodutos – e da própria organização – nessas questões.Essas metodologias apresentam entretanto dois problemas que deveriam ser levadosem conta na construção do rMPR. O primeiro problema está relacionado à dificuldade deobter visões de médio e longo prazo dos profissionais envolvidos com o dia a dia da empresa.A visão desses profissionais tende a uma perspectiva de curto prazo. O segundo problemadecorre do risco de transformar o roadmap num exercício estático. O mercado e a tecnologia,principalmente em casos como o das MPR devem ser tratados como “vivos” e em constantemutação. Existe nos exercícios prospectivos o risco de se limitar a gerar um documento finalque traduz apenas a visão de momento. Torna-se assim imperativo divulgar o documento epromover foruns de discussão para que o próprio roadmap possa ao mesmo tempoacompanhar a dinâmica da indústria e envolver os diversos grupos de interesse, ultrapassandoassim os limites da empresa.O rMPR foi desenvolvido conforme metodologia própria. Por meio de discussõesinternas foram levantados os “drivers”, ou elementos direcionadores do mercado para aindústria baseada em MPR. A partir daí, iniciou-se o exercício de prospecção tecnológica.Esse exercício contou com a contribuição de um grupo da universidade com experiência emprospecção tecnológica e também com visão abrangente das indústrias de energia e química.O objetivo foi identificar os produtos e tecnologias relacionados às MPR que, nos horizontesde 5, 10 e 15 anos, poderiam vir a ser desenvolvidos. A identificação dos produtos etecnologias partiu do documento elaborado pela universidade e foi complementada emdiscussões internas e em interação com o próprio grupo. As informações consolidades nesseprocesso foram passadas à área de Inovação Tecnológica Corporativa da Braskem, queconstruiu então a primeira versão do rMPR (figuras 2, 3 e 4, no final do texto).4 - Apresentacao do roadmap de matérias primas renováveis (rMPR)As figuras 2, 3 e 4 (no final do texto) apresentam o rMPR. Embora apresente algunsdados de mercado e de custo, o objetivo foi a identificação das tecnologias emdesenvolvimento, constituindo assim trabalho eminentemente qualitativo. Descreve-se emseguida o conteúdo das principais informações utilizadas na sua construção. São apresentados,
  6. 6. ANAIS6/16de forma sucinta, os drivers para a utilização crescente de MPR. Esses drivers representam osfatores de mercado e de sociedade que vão impulsionar e orientar o ritmo de introduçãodesses produtos. São descritas as evoluções das tecnologias, o que permite a identificação deprodutos e a análise de projetos importantes em andamento na utilização das MPR.Drivers para utilização crescente de MPRDiversos fatores podem ser vistos como determinantes do interesse crescente pelas MPR.Podem ser citados como os de maior peso:• O potencial da biologia industrial ou white biotechnology,• As restrições ambientais ao uso de matérias primas fósseis,• A orientação das estratégias empresariais,• A perspectiva da inovação tecnológica como saída de crise.A biologia está se tornando um poderoso vetor de dinamismo da economia mundial, comobase da inovação no século XXI. A evolução dos conhecimentos em biologia contribui paramaior utilização das biomassas, seja na preparação e produção de matérias primas ou nastecnologias de conversão. Novos conhecimentos baseados em engenharia genética, novosprocessos fermentativos e enzimáticos estarão crescentemente disponíveis.A questão ambiental é outro fator de peso no aumento do interesse pelas MPR. Comoconsequência, as metas de utilização de biocombustiveis devem ser mantidas eimplementadas. Entretanto, o dinamismo inovador da indústria sugere que os biocombustíveisdo futuro podem vir a ser novos produtos, produzidos a partir de novas matérias primas enovos processos de conversão. Uma conseqüência de grande importância da confirmação domercado dos biocombustiveis, principalmente do etanol, é a viabilização de biorrefinariasintegradas como conceito de exploração da biomassa. As biorrefinarias, produzindobiocombustíveis e outros produtos (produtos químicos e bioeletricidade em destaque),contribuiriam para viabilizar economicamente a exploração da biomassa e melhorar aperformance ambiental dos processos (Liska et al., 2009; UNEP, 2009).As orientações estratégicas definidas por algumas empresas importantes reforçam oprocesso de construção de uma indústria baseada em biomassa. Du Pont estabeleceu em 1998princípios de sustentabilidade para a sua trajetória de crescimento que se baseiam fortementena biotecnologia e na utilização de MPR. Mais recentemente, foram mencionadas iniciativasna mesma direção de BASF, Dow, DSM e Novozymes. No âmbito brasileiro, Petrobras,Braskem, Oxiteno e Quattor têm projetos e iniciativas em MPR. Algumas empresas depetróleo têm investido na produção e, em alguns casos, na construção de uma basetecnológica em biocombustíveis. BP, Shell e Petrobras são, apesar de adotarem estratégiasdiversas, os casos mais importantes de participação das empresas de petróleo.No campo das estratégias não pode deixar de ser percebida a importância desegmentos utilizadores chave como embalagens (Coca-cola e grandes supermercados) eautomóveis (Toyota, Tata Motors, por exemplo). Movimentos de empresas como a Coca-colatêm efeito muito importante no estabelecimento de novos conceitos que podem se difundirpela economia.Finalmente, a inovação tecnológica é vista historicamente como estratégia de saída decrise. Os períodos de crise já foram no passado aproveitados por países e empresas pararedesenhar suas posições no mercado. As manifestações do governo americano em relação àbusca da liderança em novas fontes de energia e, mais concretamente, os recursos alocadospelos programas voltados para os biocombustíveis avançados (DOE, Biomass Program, 2010)reforçam a idéia de que as inovações em MPR podem ter peso na recuperação da economia.
  7. 7. ANAIS7/16Evolução dos MercadosCrescimento Esperado dos BiocombustíveisOs biocombustíveis hoje comercializados são o bioetanol e o biodiesel. O bioetanol éhoje produzido por fermentação a partir de biomassa que contenha quantidades significativasde amido (milho, trigo e outros cereais) ou açúcares (cana, beterraba).Projeta-se um crescimento da ordem 14% a.a. para os biocombustíveis líquidos nospróximos 5 anos, sendo o mercado atual da ordem de US$ 26 bi (Shen, Worrel e Patel, 2010).Para o mercado americano em particular, existe uma previsão de incorporação debiocombustíveis avançados que corresponde a uma taxa anual média de crescimento da ordemde 10% para os próximos 20 anos.Crescimento Esperado de Bioprodutos e BiopolímerosDe maior interesse para a identificação dos mercados futuros da chamada “whitebiotech” são os produtos químicos por fermentação e por processos enzimáticos. Esses doisgrupos representam hoje um mercado estimado em US$ 15 bi. Incluem-se aqui a introdução eo crescimento de novos biopolímeros e de produtos químicos convencionais a partir de rotasbiológicas. Estima-se um potencial de crescimento anual de 8% (Shen, Worrel e Patel, 2010).Os biopolímeros incluem os polímeros extraídos diretamente da biomassa (ex:derivados da celulose e do amido), produzidos diretamente de microorganismos no seu estadonatural ou modificados geneticamente (ex.: PHA, PHB), novos polímeros obtidos a partir debiointermediários (PLA, Green PET), plásticos biodegradáveis obtidos por aditivação deplásticos convencionais (Ecoflex, poliéster biodegradável da BASF) e plásticos convencionaisproduzidos a partir de MPR (biopolietileno).Uma questão importante no crescimento relativo desses biopolímeros será a definiçãoque venha a se estabelecer na sociedade da qualidade ambiental desses produtos. Se adefinição se der com base na carga de gases de efeito estufa gerados, o espaço debiopolímeros convencionais a partir de fontes renováveis sustentáveis (ex: polietileno a partirde etanol de cana) pode crescer de forma significativa. Se entretanto prevalecer uma visão decontestação da utilização de plásticos pela visibilidade da poluição gerada, o segmento podefavorecer os ditos biodegradáveis, em particular os produtos como o PLA. Projeta-seatualmente uma taxa de crescimento para os bioplásticos biodegradáveis (como o PLA eoutros) da ordem de 17% ao ano para o horizonte 2012.O potencial de crescimento dos bioplásticos é ainda refletido na evolução do mercadode embalagens. O segmento dito de embalagens sustentáveis tem crescimento esperado paraos próximos anos na faixa de 25%a.a.Evolução das TecnologiasAlgumas tecnologias chave devem ser desenvolvidas e ultrapassar o presente estágiode piloto ou demonstração para que a utilização das MPR possa se tornar presente de fato nomercado para a produção de biocombustíveis e outros bioprodutos. Na conversão da biomassadestacam-se duas rotas: bioquímica e termoquímica. Essas duas rotas podem ser vistas comoem competição, não sendo claro no estágio atual se uma delas virá a dominar o mercado.Além do desenvolvimento da tecnologia de conversão, existem ainda desafios a seremsuperados nas tecnologias de suporte, principalmente o pré-tratamento das matérias primas, ea separação dos produtos (pós-tratamento). Restaria finalmente a integração dos processosnuma unidade comercial otimizada segundo os princípios da engenharia química.Rota BioquímicaA rota de conversão bioquímica possui duas etapas. A primeira está relacionada àquebra do material lignocelulósico em moléculas fermentáveis. Na segunda etapa essas
  8. 8. ANAIS8/16moléculas são convertidas no produto desejado por fermentação, usando microorganismosmodificados ou não geneticamente. A primeira etapa foi alvo de um esforço específico doDOE que financiou pesquisas com metas de redução do custo da celulase. No final dos anos90, Genencor e Novozymes receberam, cada uma, cerca de US$ 15 milhões para reduzir em10 vezes o custo das enzimas. Os objetivos foram atingidos e o custo da celulase ficou abaixode 50 ¢. Atualmente encontra-se entre 20 e 50 ¢⁄gal de etanol, sendo necessária ainda umaredução a 3 a 4 ¢⁄gal para atingir a paridade com o etanol de milho americano. Ressalte-se queo salto realizado em relação aos valores dos anos 90 trouxe o custo de produção de etanolcelulósico foi reduzido de uma faixa superior a 6 US$⁄l para pouco menos de 1,5 US$⁄l em2005. Isso sugere o enorme potencial dos processos enzimáticos a partir de biomassa,considerando-se que existe ainda potencial de redução de custos na matéria prima e logísticade suprimento, no pré-tratamento e na integração dos subprocessos.Cabem aqui comentários a respeito do interesse crescente que a utilização de algas temdespertado para captura de CO2 e produção de biomassa e bioóleo. O potencial é reconhecido:alto rendimento em óleo (60%), rápido crescimento, utilização de terras e recursos de baixocusto de oportunidade, não competição com alimentos e captura e uso de CO2. Por isso, osinvestimentos têm sido expressivos. Entretanto, melhor compreensão dos princípios de baseainda é necessária para que o scale-up comercial seja viável (Darzins e Garofalo, 2009).Rotas Termoquímicas: Pirólise / Gaseificação / ReformaA rota termoquímica está sendo abordada segundo 3 diferentes linhas: pirólise,gaseificação e reforma catalítica. A pirólise visa a obtenção de bioóleo a partir da exposiçãorápida da biomassa a elevadas temperaturas. O bioóleo é estabilizado e, em seguida,encaminhado para gaseificação ou processamento nas refinarias de petróleo. A gaseificaçãoda biomassa visa a produção de gás de síntese e posterior conversão, via reação de FischerTropsch (FT), em combustíveis líquidos (diesel, nafta, querosene) ou produtos químicos eoutros energéticos. A reforma catalítica utiliza processos catalíticos para a obtenção debioóleo. Diferentemente da pirólise, o processo já elimina o oxigênio existente na biomassa,não requerendo processamento posterior e facilitando o processamento nas refinarias.São citadas como vantagens da rota termoquímica: a flexibilidade na utilização detipos diferentes de matérias primas, a experiência longa em gaseificação de carvão e outrosfósseis; a flexibilidade do gás de síntese para produção de combustíveis e químicos e apossibilidade de utilizar as unidades de refino existentes.A gaseificação por plasma tem despertado interesse como solução para osinconvenientes da gaseificação tradicional. Sua grande vantagem seria produzir um gás desíntese limpo a partir de qualquer tipo de matéria prima. Existem algumas plantas piloto emoperação e a dificuldade que tem sido destacada é o consumo de eletricidade no processo.Investimento, Metas de Custos e Escala das BiorefinariasA obtenção de etanol de materiais celulósicos pela rota bioquímica é a tecnologia maisestudada e com perspectiva de produção comercial próxima. As estimativas do custo doinvestimento para produção de etanol celulósico são muito variadas e dependem da matériaprima e do tipo de pré-tratamento. Segundo Wyman, 2007, os valores atuais oscilam entreUS$ 0,88/litro de capacidade e US$ 1,20/litro de capacidade, dependendo do tipo detratamento e da escala de produção considerada. Nas condições “ideais”, o capex deveria serda ordem de US$ 0,66/litro para uma escala de 245 milhões de litros de etanol/ano.A meta de custo para o etanol celulósico americano, pela rota bioquímica, indicadapelo DOE, é de atingir em 2012 um custo de produção de cerca de 0,28 US$⁄l. Segundo IEA,2008, essa meta é considerada extremamente otimista e não deverá ser atingida.
  9. 9. ANAIS9/16Espera-se uma evolução das escalas das biorrefinarias de modo a assegurar aeconomicidade do conceito. A busca de uma trajetória de ganhos de escala está claramenteexplicitada nos roadmaps americanos que projetam uma evolução acentuada da escala médiadas biorrefinarias. Almeja-se que as escalas médias se tornem cinco vezes maiores entre 2010e 2030.ProdutosOs produtos com potencial de produção são a seguir apresentados nos horizontes decurto (2010 – 2014), médio (2015 - 2019) e longo prazo (após 2019). No curto prazo,encontram-se os produtos com anúncio de produção comercial pelas empresas. As patentesdepositadas nos últimos 5 anos definem os produtos com produção entre 2015 e 2019. Porfim, foram considerados os produtos em estudo em universidades e centros de pesquisa,identificados a partir da literatura científica, como os produtos potenciais depois de 2019.Período 2010-2014No período, devem ser consolidados os investimentos na área. Os poliésteres da DuPont, que utilizam propanodiol e butanodiol de fontes renováveis, deverão ganhar mercado.As boas características do butanol, como combustível e como intermediário químico, têmtrazido alguma atenção para o desenvolvimento de processos de produção do biobutanol.Alguns projetos estão em andamento, destacando-se o da associação Du Pont/BP e o da Gevo.Considera-se a possibilidade de produção comercial em curto prazo. As apostas da Du Pontno biobutanol têm sido respaldadas por uma base de patentes, sendo 12 nos 2 últimos anos.A BASF deve aumentar os investimentos na comercialização de seus plásticosbiodegradáveis e compostáveis. A empresa tem trabalhado com blendas biodegradáveis,combinando biopolímeros com polímeros convencionais para obter as propriedades desejadasBASF tende a incorporar as MPR em sua produção. Solvay e Dow estão anunciando plantaspara produção de epicloridrina a partir de glicerina. A Braskem deverá iniciar em 2011 aprodução de polietileno verde a partir de etanol. Dow tem projeto semelhante.Um produto com perspectivas de crescimento expressivo no período é o PLA. Asdificuldades para maior difusão desse plástico estão em limitações nas propriedades e o altocusto de produção. O produto concorre principalmente com o PET e o poliestireno.Natureworks (Cargill) é a principal produtora. Teijin e Purac estão também interessadas nodesenvolvimento do mercado e procuram alternativas de aplicações e de tecnologias deprodução. Existe um esforço em curso na melhoria de propriedades e na simplificação doprocesso de produção desse polímero, de forma a torná-lo mais competitivo no mercado.Dois outros biopolímeros – PHA e PHB – estão em início de comercialização. AMetabolix, empresa de biotecnologia americana, em JV com a ADM (Telles) anunciou plantade 50.000 t⁄a para produção de PHA, para operação no final de 2009. PHA e PHB(BIOCYCLE – empresa brasileira) são polímeros obtidos diretamente de microorganismos ejá produzidos comercialmente. Custos associados a dificuldades no controle do processo deprodução e propriedades inadequadas respondem por sua baixa penetração no mercado.Cargill e Dow estão trabalhando no desenvolvimento colocação no mercado de polióisverdes baseado em óleos vegetais e utilizados para a confecção de poliuretanos.Período 2015-2019Assume-se, com base nos investimentos anunciados e no estágio atual da tecnologia,que o processo de obtenção de etanol a partir de celulose estará disponível no período entre2015 e 2019. Com apoio do DOE, alguns projetos americanos são anunciados em escalacomercial para o período: Abengoa, Iogen, Poet, pela via bioquímica, e Alico, Range Fuels,
  10. 10. ANAIS10/16pela via termoquímica, entre outros. A PETROBRAS está finalizando o projeto básico parauma planta piloto para produção de etanol a partir do bagaço de cana.Na produção de etanol celulósico tem merecido destaque o processo combinado(Termoquímico + bioquímico) d a Coskata. Uma unidade de demonstração está operando ehá anúncio de unidade comercial até 2012 nos EUA. INEOS teria desenvolvido tecnologiasimilar e também anuncia plantas comerciais para 2012 (EUA) e 2013 (Inglaterra).Outra tecnologia que deverá estar disponível nesse período é a de produção dehidrocarbonetos superiores (acima do diesel) a partir de MPR. Na rota bioquímica pode sercitada a tecnologia daAmyris com produção de isoprenóides a partir da cana (fermentação)que possui planta piloto operando no Brasil. Outros projetos objetivos semelhantes, utilizandooutros conceitos têm surgido: LS9, Virent.O hidroximetillfufural (HMF) é visto como um dos mais promissores compostosderivados de biomassa em razão do seu potencial como plataforma para novos produtosquímicos e polímeros, além de combustíveis. Existe um fluxo importante de publicaçõescientíficas explorando a produção do HMF a partir da glicose e frutose e, mais recentemente,a partir da celulose. A simplicidade da transformação química da lignocelulose em HMFcontrasta com a complexidade da rota bioquímica, o que parece estar atraindo uma crescenteatenção para o HMF. Entretanto, poucas iniciativas ainda são registradas de projetos voltadospara sua produção e comercialização. Notem-se as iniciativas da empresa holandesaAvantium, que parece ter uma base efetiva de expertise na tecnologia de furânicos.Período 2019-2030Acredita-se que a produção a partir de algas somente venha a ocorrer comercialmenteapós 2019. Existem ainda grandes desafios a serem vencidos na área de genética e engenharia.Em médio prazo, devem surgir apenas alguns projetos pioneiros. A obtenção de caprolactamavia processos fermentativos poderá levar à produção competitiva de um nylon 6 verde. Adisponibilidade de lignina em decorrência dos processos de utilização da celulose deve gerarum interesse crescente no seu aproveitamento. Alguns produtos potenciais foramidentificados: aditivos para combustíveis, produção de corrente BTX (que poderia ser tratadaem unidades hoje disponíveis em centrais e refinarias petroquímicas), obtenção de fenóis eresinas fenólicas e produção de fibra de carbono. Vislumbra-se a produção de uma fibra decarbono de baixo custo que poderia encontrar grande mercado na indústria automobilística.5 – Dinâmica da Inovação em Biocombustíveis, Bioprodutos e BiorrefinoO rMPR apresentado na seção anterior propicia uma discussão da dinâmica doprocesso de inovação que se desenrola na construção da indústria baseada em MPR.Apresenta-se a seguir uma síntese dessa discussão.No presente estágio de desenvolvimento das tecnologias não é possível antecipar asinovações que vão ser efetivamente adotadas no mercado de combustíveis e de bioprodutos.Trata-se efetivamente de um processo voltado para a geração de variedades que, dentro dadinâmica da inovação, serão selecionadas ao longo do tempo e contribuirão para a construçãoda indústria baseada em biomassa do futuro. Os projetos em desenvolvimento se voltam paraa busca de melhores produtos, melhores processos e melhores matérias primas (de preçosmais baixos e estáveis, e de fácil disponibilidade) para a produção de biocombustíveis quepossam superar as limitações atuais da indústria e de bioprodutos que possam se apresentarcomo alternativas aos produtos de base fóssil.Alguns pontos devem ser destacados. O primeiro refere-se à quantidade e diversidadedas alternativas propostas, o que sugere que a tecnologia encontra-se na fase fluida. Nãoforam ainda definidos os processos e produtos que vão ocupar a maior parcela do mercado.
  11. 11. ANAIS11/16No que se refere à natureza das inovações, devem ser observados os aspectosrelacionados às matérias primas, aos processos e produtos.Quanto às matérias primas, os esforços se concentram na melhoria da produtividade dematérias primas de diversos tipos utilizando conhecimentos de biotecnologia e engenhariagenética. São desenvolvidas pesquisas em matérias primas já consagradas, como a cana deaçúcar, e em matérias primas ainda não utilizadas largamente pela indústria, como osmateriais celulósicos, as algas e novas plantas.A análise das inovações de processo mostra em primeiro lugar uma amplitude detécnicas em desenvolvimento, utilizando diversas bases de conhecimento (fermentação,processos enzimáticos, engenharia genética, gaseificação de biomassa, síntese química). Avariedade de processos aponta ainda para a presença de empresas com backgrounds variadosde conhecimento e que tradicionalmente não estavam presentes nos mercados de energia e dequímica. É o caso das empresas de biotecnologia, algumas com histórico de desenvolvimentosimportantes em outras indústrias como a farmacêutica.A indústria de combustíveis líquidos costuma ter sua atenção voltada para asinovações de processo. Nessa linha, boa parte dos esforços estão voltados para desenvolvernovos 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, deorigem renovável, que se aproximem da condição de combustíveis ideais e de outrosbioprodutos que possam competir com produtos químicos de base fóssil.Deve ser ainda mencionada a crescente importância do conceito de biorrefinaria. Esseconceito sugere que a exploração das MPR precisa integrar uma visão multiproduto,explorando diversas correntes e processos, à semelhança das refinarias de petróleo. No casoda biorrefinaria, os produtos energéticos aparecem ao lado de produtos químicos.É intereressante observar as empresas envolvidas e a variedade de abordagensestratégicas. Destacam-se as empresas que contribuem com o seu conhecimento tecnológicode base: empresas de biotecnologia em primeiro lugar, outras empresas de base tecnológica,empresas de química (Du Pont) e de enzimas (Novozyme, Genencor). Um outro grupoimportante é o das empresas detentoras de ativos complementares estratégicos (operação emescala, distribuição, comercialização, utilização): as empresas de petróleo, as montadoras e asempresas agroindustriais são os principais exemplos6 - ConclusõesEste artigo relatou a construção de um roadmap sobre matérias primas renováveis(rMPR) desenvolvido pela Braskem e discutiu o seu conteúdo e implicações. O rMPR é vistocomo um exercício inicial cujo resultado é aberto às discussões e contribuições dentro daempresa e no ambiente externo dos grupos de interesse. O presente artigo cumpre parte dessepropósito ao apresentar o processo de construção do roadmap e divulgar a sua versão inicial.No que se refere à construção do rMPR, o artigo relata uma metodologia original emrelação às referências da literatura. O primeiro ponto foi o envolvimento de especialistas dauniversidade que elaboraram documentos para alimentar o rMPR e interagiram com osprofissionais da empresa. O processo, além de contribuir para enriquecer a visão de longoprazo que é a própria essência do roadmap, contribuiu, no caso brasileiro, para diminuir adistância entre a universidade e a empresa.O segundo ponto de originalidade do rMPR é a sua divulgação aberta para acomunidade dos grupos de interesse no lugar da habitual utilização como documento internode estratégia da empresa. Essa divulgação sugere de certa forma uma adesão aos princípios dainovação aberta que se desenvolvem atualmente em muitas empresas importantes no mundo.
  12. 12. ANAIS12/16Outra implicação importante da colocação do roadmap como documento aberto paradiscussão e em permanente evolução está ligada ao segmento tecnológico estudado: asmatérias primas renováveis. O potencial que esse segmento pode conter para a indústriabrasileira somente pode se concretizar se for possível colocar em prática estratégias e políticasarticuladas. O rMPR pode ser visto como uma contribuição ao processo de construção dessaspolíticas e estratégias e da convergência entre os setores envolvidos.Quanto ao conteúdo em si do rMPR, cabe destacar que o seu ponto central é apercepção de que a utilização de biomassas para a produção de biocombustiveis e debioprodutos deve crescer e ter peso significativo na economia. Os biocombustíveis são odriver principal desse mercado e deverão definir os volumes demandados. O conceito emconstrução, porém, é mais amploo e abrange o de aproveitamento integrado das biomassaspara a geração de combustíveis, produtos químicos e eletricidade.É notável a grande multiplicidade de rotas e soluções tecnológicas que se encontramem desenvolvimento e que de certa forma se encontram em competição como candidatas asoluções vencedoras do processo de desenvolvimento e difusão das inovações. Destaque-se oimpulso que a chamada “white biotech” começa a ter, mas alternativas como as rotastermoquímicas ou químicas estão presentes como opções tecnológicas possíveis; sem falar dacombinação entre essas rotas. Uma grande atenção aos sinais de mercado (apostas ecomprometimentos) e às indicações de amadurecimento e aprendizado das alternativastecnológicas deve ser desenvolvida pelas empresas interessadas nos investimentos na área.Configura-se assim um cenário típico das fases fluidas das tecnologias.Finalmente, destaque-se que a mudança de base de matéria prima na indústria química(ou pelo menos o aumento da importância de uma nova base) é uma oportunidade históricarara que empresas e países podem ter para modificar em seu favor as posições de liderança naindústria. Nessa direção, os indispensáveis esforços tecnológicos se associam à capacidade deperceber e influenciar as mudanças na organização da indústria e na estrutura produtiva.O cenário apresentado leva a crer que a tecnologia de aproveitamento das MPR deverádar um salto nos próximos anos. A questão que se impõe é: conseguiremos acompanhar esteprocesso? Qual será a base das vantagens competitivas da indústria baseada em MPR? OrMPR apresentado sugere que se encontra em desenvolvimento uma base tecnológicasofisticada e de complexidade crescente.Qual deve ser o posicionamento tecnológico do país e das empresas face no presenteestágio de indefinição tecnológica? Devemos aguardar a definição e atuar como seguidores,ou devemos participar ativamente desse processo? O rMPR apresentado contribui para abriressas discussões.BibliografiaAlbright R., Kappel T., ( 2003), Technology roadmapping: Roadmapping the corporationResearch Technology Management; Mar/Apr 2003; 46, 2; 31- 40.Christensen C., (1997), Innovator’s dilemma, HBS Press.Darzins A., Garofalo, R. (2009), Algal biofuels: What is the real potential?, Biofuels,bioproducts, biorefining, 3, 4, 426.DOE Biomass program (2010), www1.eere.energy.gov/biomass, consultado em 10/02/2009Grossman, D., (2004), Putting technology on the road, Research Technology Management;Mar/Apr 2004; 47, 2; 41 - 46.Kostoff R., Boylanb R., Simons G. (2004), Disruptive technology roadmaps, TechnologicalForecasting & Social Change, 71, 141–159
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  14. 14. ANAIS14/16Figura 2 – Roadmap Matérias-Primas Renováveis Curto Prazo
  15. 15. ANAIS15/16Figura 3 – Roadmap Matérias-Primas Renováveis Médio Prazo
  16. 16. ANAIS16/16Figura 4 – Roadmap Matérias-Primas Renováveis Longo Prazo

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