Relatório 4 Derivados do silício

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1 Relatório 4 Derivados do silício

2 Este trabalho foi realizado com recursos do Fundo de Estruturação de Projetos do BNDES (FEP), no âmbito da Chamada Pública BNDES/FEP No. 03/2011. Disponível com mais detalhes em < O conteúdo desta publicação é de exclusiva responsabilidade dos autores, não refletindo, necessariamente, a opinião do BNDES. É permitida a reprodução total ou parcial dos artigos desta publicação, desde que citada a fonte. Autoria e Edição de Bain & Company 1ª Edição Abril 2014 Bain & Company Rua Olimpíadas, º andar São Paulo - SP - Brasil Fone: (11) Site: Gas Energy Av. Presidente Vargas, andar Rio de Janeiro - RJ - Brasil Fone: (21) Site:

3 Índice Derivados de silício Escopo Silicones Cadeia de valor dos silicones Condições de demanda Mercado mundial Mercado brasileiro Balança comercial Fatores de produção Matérias-primas e custo de produção Recursos humanos e equipe de gestão Infraestrutura Rotas tecnológicas Capital Ambiente regulatório Dinâmica da indústria Estratégias de atuação dos players no mundo Estratégias de atuação dos players no Brasil Situação econômica das empresas Escala de plantas e investimentos Sinergias e polos produtivos Barreira de entrada a novos players no mercado local Características dos clientes Indústrias relacionadas Diagnóstico Plano de ação Estimular a demanda brasileira de silicones Garantir a competitividade dos fatores de produção Anexo REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 47

4 Derivados de silício 1. Escopo O silício é o segundo elemento químico mais abundante da crosta terrestre, correspondendo a 30% em massa. 1 Esse elemento é raramente encontrado em sua forma pura, Si. Normalmente ele se apresenta como areia ou quartzo (pedras de dióxido de silício, SiO 2). O silício é da mesma família química do carbono, possuindo características semelhantes, como a tetravalência, que possibilita a criação de cadeias químicas longas e complexas. Entre suas principais utilizações está a produção de silicones, ligas metálicas ferrosas e de alumínio, materiais semicondutores, abrasivos e refratários. A cadeia do silício inicia-se no minério de quartzo, por meio do qual se obtêm 3 principais produtos: o silício metálico (Si), o ferrossilício (FeSi) e o carbeto de silício (SiC). O silício metálico é a forma pura do elemento (Si), que atinge aproximadamente 98,5% de pureza. 2 Suas principais aplicações são ligas de alumínio, silicones e semicondutores. O ferrossilício é uma liga de silício e ferro (FeSi), que varia de 15% a 90% de conteúdo de silício em peso e com aplicações na siderurgia. 3 Já o carbeto de silício é um composto de silício e carbono (Si e C) que pode ser usado em materiais abrasivos, refratários, aço e células fotovoltaicas. O foco primário deste Estudo são os silicones, tecnicamente chamados de siloxanos polimerizados ou polissiloxanos, produzidos com base no silício metálico (Figura 1). Os demais mercados são abordados no Anexo. 1 Nelson (2013). 2 Minasligas (s/d). 3 Moretto (2000). 4

5 Figura 1: Derivados do quartzo 1.1. Silicones Os silicones são compostos químicos que podem ser utilizados como: (i) insumo-base de produtos como mangueiras resistentes a altas temperaturas, revestimentos de parede e utensílios de cozinha; (ii) aditivos de produtos como xampus e lubrificantes especiais; ou (iii) insumos de processo industriais, como antiespumantes em processos de fermentação e tratamento de efluentes. As principais propriedades que o silicone confere aos produtos ou processos industriais são listadas na Figura 2. PRINCIPAIS PROPRIEDADES FISICO-QUÍMICAS DOS SILICONES Brilho Maciez e toque Resistência à temperatura Durabilidade Proteção Resistência estrutural Inércia química Redução de espuma Selagem Isolamento elétrico Repelência à água Adesão Fonte: Abiquim(2011) Figura 2: Principais propriedades físico-químicas dos silicones 5

6 Os silicones podem ser classificados como fluidos, elastômeros e resinas, que diferem entre si por suas estruturas moleculares. Fluidos normalmente são compostos por longas cadeias de siloxano. Os elastômeros são fabricados por meio de ligações cruzadas entre diferentes cadeias de fluidos de silicone, conferindo a elasticidade característica desses produtos. As resinas são semelhantes aos elastômeros, também contendo ligações cruzadas, porém, mais próximas, impedindo a elasticidade e garantindo maior rigidez ao silicone. Elastômeros e fluidos correspondem a cerca de 89% do valor do mercado no Brasil e no mundo, 4 enquanto resinas detêm aproximadamente 11% do mercado (Figura 3). Elastômeros Fluidos 1 Resinas Principais produtos: Adesivos e selantes Moldes, implantes Tubos, mangueiras Shampoo Antiespumante Lubrificantes Aglutinantes para tintas Revestimentos Indústria: Construção Saúde Eletrônicos Cosméticos Químicos Transporte Automotivo Eletrônicos Construção % valor mundo (2012): 47% 42% 11% Importação do Brasil 2 (2012): 8,1 mil toneladas 9,4 mil toneladas 0,7 mil toneladas Exportação do Brasil (2012): 0,1 mil toneladas 5,1 mil toneladas - (1) Inclui gel de silicone e outros (aproximadamente 7% do mercado global) (2) Não inclui produtos classificados como outros (1,7 mil toneladas) Fonte: Aliceweb; Freedonia (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 3: Tipos de silicone 1.2. Cadeia de valor dos silicones A cadeia de valor dos silicones (Figura 4) se inicia com o mineral quartzo (SiO 2, elo 1), que reage com madeira e carvão para gerar o silício metálico (Si, elo 2). O silício metálico reage com clorometano (produzido a partir de metanol e ácido clorídrico) e água para fabricar o siloxano (elo 3), unidade básica dos silicones. Ligações entre siloxanos geram os silicones, que podem ser elastômeros, fluidos ou resinas. O silicone (elo 4) é utilizado, diretamente ou após formulação específica, como componente de um produto final ou em um processo químico (elo 5). Quando é utilizado em um produto final, é destinado ao mercado consumidor (elo 6). 4 Freedonia (2013). 6

7 Figura 4: Cadeia de valor dos silicones Entre o silício metálico e o silicone há uma agregação de valor de, aproximadamente, 8 vezes. Tanto o elo do siloxano quanto o elo do silicone agregam cerca de 200% de valor ao produto, em relação ao preço do elo anterior (Figura 5). Preços relativosna cadeia dos silicones (US$/kg de silicone) (*)Preço FOB de exportação para silício metálico, preço FOB de importação para o siloxano e preço médio do mercado global de silicone Fonte: Aliceweb; Freedonia (2013); Relatório anual das empresas; Entrevista com especialistas; Análise Bain / Gas Energy Figura 5: Agregação de valor na cadeia dos silicones 7

8 2. Condições de demanda 2.1. Mercado mundial Tamanho O mercado mundial de silício metálico (elo 2 da cadeia do silicone) foi de, aproximadamente, 1,8 milhão de toneladas em 2010, com crescimento anual de cerca de 3% entre 2005 e As principais aplicações de silício metálico são ligas metálicas (50% do mercado em volume), silicones (35%) e semicondutores (15%). 5,6 O siloxano (elo 3), produzido a partir do silício metálico, é voltado para a produção de silicone. Em 2012, 1,5 milhão de toneladas de siloxano foram produzidas para atender ao mercado global de silicone de 1,8 milhão de toneladas de silicones 7 (elo 4). Esse mercado de silicone alcançou, nesse mesmo ano, um valor de 14 bilhões de dólares. O crescimento observado do mercado global de silicone, em volume, foi 2,9% ao ano entre 2002 e Para o período de 2012 a 2022, espera-se um crescimento mais acelerado, a uma taxa de 4,7% ao ano (Figura 6). Mercado global de silicones (Milhões de toneladas) Histórico Projeção O crescimento entre 2022 e 2027 foi estimado com base no PIB; CAGR = Compound Annual Growth Rate Fonte: Freedonia (2013); LCA Consultores (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 6: Mercado global de silicones (em milhões de toneladas) 5 Roskill (2011). 6 Ligas metálicas e semicondutores são abordados no Anexo. 7 Freedonia (2013). 8

9 O mercado de silicones é concentrado em 5 indústrias: eletrônicos, construção, transportes, saúde & bem-estar e químicos. O crescimento, em valor, do uso de silicone nessas indústrias foi de 5,3% ao ano entre 2002 e 2012, com destaque para o aumento do consumo na indústria de eletrônicos, de 6,5% ao ano. Para o período de 2012 a 2022, a expectativa é de que esse crescimento seja acima de 5,0% ao ano em todas essas indústrias. O destaque para esse período é a indústria de construção, cujo crescimento anual esperado no consumo de silicones é de 6,6% (Figura 7). Mercado global de silicones (Bilhões de dólares) 5,3% 5,6% 3,9% 2,9% 4,7% 3,9% O crescimento entre 2022 e 2027 foi estimado com base no PIB Fonte: Freedonia (2013); LCA Consultores (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 7: Mercado global de silicones, por indústria consumidora Tendência da demanda As principais alavancas de crescimento da indústria de silicones são o crescimento econômico, o aumento da renda, a regulamentação do mercado consumidor e as novas aplicações. O crescimento econômico resulta no aumento da atividade industrial e do consumo de forma agregada. Como os silicones são utilizados em diversos mercados, o crescimento de seu consumo pode ser balizado pelo crescimento do PIB. A projeção de crescimento do PIB global entre 2012 e 2022 é de 3,9% ao ano. 8 O aumento da renda tende a impulsionar o consumo per capita de eletrônicos, construção e automóveis. Além disso, o aumento da renda promove a substituição de produtos de menor qualidade por produtos à base de silicone, com maior qualidade. Um exemplo é a substituição da massa de vidraceiro, utilizada para fixar vidros em janelas, por silicone, que 8 LCA Consultores (2013). 9

10 é mais durável. O aumento da renda é demonstrado pelo crescimento esperado de 2,1% no PIB per capita global entre 2012 e A regulamentação do mercado consumidor, em especial as medidas voltadas a resultados economicamente superiores, à segurança e ao bem-estar da população, também exerce um importante papel na demanda por silicone. Um exemplo de regulamentação de segurança é a obrigatoriedade de airbags em veículos leves. Os airbags são equipamentos que reduzem os ferimentos fatais em acidentes automotivos. Entretanto, para estarem disponíveis em todos os veículos novos, dependem de regulamentação que imponha sua instalação. No Brasil, a instalação do dispositivo em veículos novos tornou-se obrigatória a partir de janeiro de Os airbags são produtos que contêm silicone, portanto, a obrigatoriedade de sua instalação alavanca a demanda no segmento. Outras tendências regulatórias são abordadas em mais detalhes na Seção 3.6 Ambiente regulatório. Também há uma tendência de contínuo desenvolvimento de novas aplicações para o silicone em decorrência de suas diversas propriedades. A Wacker, por exemplo, criou, em 2012, na Coreia do Sul, um centro de P&D de silicones para eletrônicos, 10 com linhas de pesquisa que visam identificar novas aplicações para o silicone nessa indústria Mercado brasileiro Tamanho O consumo brasileiro de silício metálico foi de 35 mil toneladas em 2012, em face de uma produção de 220 mil toneladas. 11 Essa produção está voltada à exportação (85%) e ao mercado local de ligas metálicas (15%), visto que não há produção local de siloxano e dos demais derivados do silício metálico. Com isso, o consumo local de siloxano, de 22 mil toneladas em 2012, foi integralmente suprido por importações. 12 Esse volume foi utilizado para a produção local de silicones. O mercado brasileiro de silicones foi de 295 milhões de dólares em 2012, 13 o equivalente a cerca de 2% do mercado mundial e 55% do mercado da América do Sul e da América Central. Em volume, o consumo local foi de 41 mil de toneladas 14 em Entre 2002 e 2012, o mercado cresceu, em média, 4,4% ao ano, e a projeção para o período de 2012 a 2022 indica um crescimento mais acelerado, de 5,4% ao ano (Figura 8). 9 ERS (2013). 10 Wacker (s/d). 11 Estimado com base em dados de produção de Brasil Ministério de Minas e Energia (2011) e USGS (2013) e de exportação da Aliceweb. 12 Aliceweb. 13 Freedonia (2013). 14 Freedonia (2013) fornece o número de 38 mil toneladas para o consumo brasileiro em Apesar disso, o consumo aparente local, calculado com base no comércio exterior de siloxano e silicones, foi de 41 mil toneladas em No Estudo, é utilizado o valor de 41 mil toneladas para o mercado local de

11 O mercado brasileiro de silicone não corresponde ao consumo de silicone contido 15 no País, uma vez que muitos produtos são importados por falta de produção local. Ao considerar o mercado global de silicones e a parcela do PIB brasileiro no PIB global, estima-se que o consumo local de silicone contido possa ter alcançado o valor de 56 mil toneladas em Dessa forma, nesse mesmo ano, um total de 15 mil toneladas teria ingressado no País contido em produtos importados de maior valor agregado. Mercado brasileiro de silicones (Mil toneladas) Histórico Projeção (*) O consumo aparente calculado pelo Consórcio foi de 41 mil toneladas em 2012 O crescimento entre 2022 e 2027 foi estimado com base no PIB Fonte: Freedonia (2013); LCA Consultores (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 8: Mercado brasileiro de silicones No Brasil, as principais aplicações dos silicones são saúde e bem-estar, e equipamentos de transportes (Figura 9). Enquanto no mundo essas aplicações são responsáveis, respectivamente, por 14% e 15% do valor do mercado de silicones, no Brasil elas representam 23% e 20% do consumo local. 16 Por outro lado, os eletrônicos, principal aplicação em termos mundiais, com 21% do consumo de silicones, representam apenas 11% do consumo de silicones no Brasil. Essas diferenças explicam-se pelo perfil do parque industrial brasileiro, com maior representatividade das indústrias de cosméticos e automobilística no PIB industrial. 15 Silicone inserido em produtos finais. 16 Freedonia (2013). Dados referentes a

12 Mercado brasileiro de silicones (Milhões de dólares) 6,9% 6,3% 3,4% 4,4% 5,4% 3,4% O crescimento entre 2022 e 2027 foi estimado com base no PIB Fonte: Freedonia (2013); LCA Consultores (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 9: Mercado brasileiro de silicones, por indústria consumidora Tendência O mercado brasileiro de silício metálico tende a permanecer direcionado para a produção de ligas metálicas, visto que não existe previsão de início da produção de siloxano ou de polissilício (silício purificado, para semicondutores) no Brasil. No segundo elo, o do siloxano, o crescimento da demanda local depende de novos investimentos produtivos em silicone, que dependem das estratégias dos players de produzir localmente ou importar. Essas estratégias são abordadas na Seção 4.2 Estratégias de atuação dos players no Brasil. A expectativa de crescimento do mercado brasileiro de silicones, terceiro elo da cadeia, é de 5,4% ao ano entre 2012 e 2020, semelhante à taxa estimada para o mercado global no mesmo período, de 4,7% ao ano. Os mesmos direcionadores da tendência global estão presentes no Brasil: (i) crescimento econômico; (ii) aumento da renda; (iii) regulação; e (iv) novas tecnologias. Há uma semelhança entre o cenário brasileiro e o mundial no que diz respeito à expectativa de crescimento do PIB e da renda per capita. No Brasil, o crescimento esperado para o PIB, entre 2012 e 2022, é de 3,3% ao ano, contra 3,9% ao ano no mundo. 17 O PIB per capita brasileiro, indicativo da renda da população, tem um crescimento esperado de 2,8% ao ano entre 2012 e 2022, diante de uma expectativa de crescimento médio global de 2,1% 18 ao ano no mesmo período. 17 LCA Consultores (2013). 18 ERS (2013). 12

13 A regulação no Brasil costuma acompanhar aquelas praticadas pelos países desenvolvidos. Ela tende, mesmo com certo atraso, a ser uma importante alavanca para o aumento do consumo de silicone no País. Por exemplo, como apresentado anteriormente, a obrigatoriedade do uso de airbags em automóveis, implementada nos EUA em setembro de 1998, 19 entrou em vigor no Brasil em janeiro de 2014, 20 mais de 15 anos depois. Tratando-se do desenvolvimento de novas tecnologias e aplicações, um player da indústria declarou que o Brasil não é um grande desenvolvedor de novos produtos à base de silicone, apenas produz localmente silicones com formulações desenvolvidas no exterior. Isso ocorre principalmente porque as exigências das indústrias locais consumidoras de silicone são pouco sofisticadas, demandando produtos que normalmente já são utilizados em outros países. Outro parâmetro que indica o potencial crescimento do consumo local de silicones é o consumo per capita de silicones no Brasil, fortemente correlacionado 21 com o PIB per capita conforme indicado na Figura 10. Em 2011, o consumo de silicones por habitante no Brasil foi abaixo do consumo de países como China e México, cujo PIB per capita é inferior ao brasileiro. Tanto o crescimento do PIB per capita como a tendência de novas regulamentações com impacto na demanda por silicone podem impulsionar o consumo de silicone por habitante. O aumento do PIB per capita resulta no crescimento do consumo per capita de silicone conforme demonstrado na seta A da Figura 10. Novas regulações e aplicações resultam em movimentação vertical no gráfico apresentado (seta B). Renda e consumo de silicone per capita Consumo anual de silicone per capita (quilos por habitante, 2011) B A PIB per capita (mil dólares por habitante, 2011) Fonte: Banco Mundial (2014); Abiquim (2011); Análise Bain / Gas Energy Figura 10: Renda e consumo de silicone per capita 19 RITA Research and Innovative Technology Administration (1991). 20 Brasil. Presidência da República (2009). 21 O R 2 da amostra utilizada na Figura 10 é de 92%. 13

14 Sofisticação da demanda local A demanda local é pouco sofisticada, evidenciada pelo baixo consumo per capita de silicones e pelas limitações no desenvolvimento local de novas tecnologias e aplicações. Além disso, o Brasil é seguidor no que diz respeito a regulações Balança comercial A balança comercial da cadeia de silicones no Brasil caracteriza se pela exportação de produtos dos elos da cadeia localizados a montante, de menor valor, e pela importação de derivados dos elos localizados a jusante, de maior valor agregado. Dessa forma, ocorre um esvaziamento da cadeia produtiva local e o País perde a oportunidade de agregar valor à matéria-prima local. A balança comercial é superavitária no segmento dos silicones em virtude da elevada exportação de silício metálico. Em 2012, foram exportados 188 mil toneladas de silício metálico (Figura 11), representando 516 milhões de dólares (Figura 12). 22 Esse valor corresponde a aproximadamente 85% da produção local de silício metálico (220 mil toneladas em ). O principal destino das exportações de silício metálico em 2012 foram os Estados Unidos, com 68 mil toneladas 24 enviadas ao país. O Brasil não possui produção local de siloxano, portanto, toda a demanda é atendida por importações. Em 2012, foram importadas 22 mil toneladas, que representaram um déficit de 69 milhões de dólares na balança comercial. O volume dessas importações cresceu 4% ao ano de 2008 a Em 2012, foram importadas cerca de 20 mil toneladas de silicones e exportadas 6 mil, representando um déficit de 14 mil toneladas e 93 milhões de dólares na balança. Esse déficit equivale a cerca de 35% do mercado interno de silicone em volume. Uma multinacional do setor afirmou que a decisão de produção local de silicones é feita com base na demanda local por tipo de silicone. Há uma grande variedade de tipos e especificações de silicone e, portanto, manter produção local para atender às variadas especificações demandadas pode ser menos vantajoso do que importar, principalmente quando se trata de especificações para o atendimento a uma demanda local pouco significativa. 22 Aliceweb. 23 Estimado com base em dados de Brasil Ministério de Minas e Energia (2011) e USGS (2013). 24 Aliceweb. 14

15 Comércio exterior na cadeia dos silicones (Mil toneladas) Imp. Exp. Fonte: Aliceweb; Análise Bain/Gas Energy Figura 11: Comércio exterior na cadeia dos silicones (em mil toneladas) Comércio exterior na cadeia dos silicones (Milhões de dólares) Imp. Exp. Fonte: Aliceweb; Análise Bain/Gas Energy Figura 12: Comércio exterior na cadeia dos silicones (em milhões de dólares) As importações de silicones em 2012 somaram 11 mil toneladas de fluidos e 8 mil toneladas de elastômeros, com as resinas representando apenas 0,7 mil toneladas (Figura 13). Já as exportações de silicones foram dominadas pelos fluidos, com 5,4 mil toneladas exportadas em

16 Comércio exterior de silicones (Mil toneladas) Imp. Exp. Fonte: Aliceweb; Análise Bain/Gas Energy Figura 13: Comércio exterior de silicones em valor 3. Fatores de produção 3.1. Matérias-primas e custo de produção Os principais componentes dos custos de fabricação do silício metálico são matérias-primas baseadas em recursos naturais (quartzo, madeira e carvão) e eletricidade (Figura 14). Para a fabricação do siloxano os custos mais relevantes são a depreciação da planta, o silício metálico e o metanol, enquanto para a fabricação do silicone os custos mais expressivos ocorrem com a aquisição do siloxano e a depreciação da unidade produtiva. 16

17 Participação dos principais itens de custos nos preços de silício metálico, siloxano e silicone (*) A depreciação dos silicones foi interpolada a partir de dados do siloxano Nota: Os custos de produção sãoinformações sigilosas dos players que atuam neste mercado, portanto as informações disponibilizadas são aproximações para facilitar a compreensão do leitor Fonte: Relatórios das empresas; Entrevistas com especialistas; Análise Bain / Gas Energy Figura 14: Participação dos principais itens de custos nos preços de silício metálico, siloxano e silicone Matérias-primas do silício metálico Os recursos naturais utilizados na produção do silício metálico são quartzo, carvão e madeira (Figura 15), que juntos representam, aproximadamente, 35% do preço do produto. Figura 15: Matérias-primas do silício metálico 17

18 O quartzo, matéria-prima básica, é um dos minerais mais abundantes do planeta com reservas amplamente disponíveis em todo o mundo 25. O carvão é utilizado como agente redutor, capturando o oxigênio do quartzo e liberando dióxido de carbono como resíduo. O processo produtivo permite o uso tanto do carvão mineral quanto do vegetal, cada um apresentando vantagens específicas. De acordo com players da indústria, o custo de produção do carvão mineral é mais baixo, no entanto, o carvão vegetal, produzido pela queima da madeira, contém menos impurezas. No Brasil, emprega-se exclusivamente o carvão vegetal, produzido internamente pelas empresas de silício metálico para uso cativo. Em outros países, como os Estados Unidos e a China, é utilizado principalmente o carvão mineral. A madeira também é usada como agente redutor no processo químico. Comparada ao carvão, seu custo é superior, porém sua porosidade é importante para garantir a permeabilidade do leito redutor 26, permitindo a liberação dos gases gerados. Por isso, tanto o carvão quanto a madeira são utilizados no processo produtivo. A madeira consumida na produção brasileira de silício metálico normalmente é plantada pelos próprios fabricantes, representando uma vantagem competitiva local. 27 No Brasil, a idade média de corte do eucalipto, por exemplo, é de 7 anos após o plantio, quando atinge cerca de 35 metros de altura. Em outras regiões do planeta, ele pode precisar de mais de 25 anos para atingir o mesmo ponto de corte. 28 A principal função da energia elétrica no processo produtivo do silício metálico é garantir as elevadas temperaturas necessárias para a reação do quartzo com o carvão. Para isso, são necessários aproximadamente 11,3 MWh por tonelada de silício metálico produzido, 27 representando entre 30% e 40% do preço do produto. 29 O custo da eletricidade no Brasil é superior ao praticado nos demais países produtores de silício metálico (Figura 16). 25 USGS (2013). 26 Vangskåsen (2012). 27 Brasil Ministério de Minas e Energia (2009a). 28 BSC (s/d). 29 Globe Specialty Metals (2012). 18

19 Custo da eletricidade industrial (RS$/MWh, 2013) Principais produtores de silício metálico Demais produtores de silício metálico Não-produtores de silício metálico Outros países produtores de silício metálico: África do Sul, Austrália, Malásia, Noruega Fonte: Sistema FIRJAN (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 16: Custo da eletricidade industrial em 2013 Em resumo, tratando-se das matérias-primas, o Brasil possui vantagem competitiva no quartzo e na madeira e desvantagem no custo da eletricidade. Em relação ao carvão, não está claro se há vantagem ou desvantagem, visto que o carvão vegetal, utilizado localmente, é mais caro, porém fornece vantagem no processo produtivo. Matérias-primas do siloxano A produção de uma tonelada de siloxano consome, aproximadamente, 0,38 tonelada de silício metálico e 0,86 tonelada de metanol. 30 Seu processo produtivo também utiliza ácido clorídrico, porém, ele não permanece no produto final, sendo reciclado no próprio processo. As matérias-primas correspondem a cerca de 50% do preço do siloxano (Figura 14). O segundo principal componente de custo é a depreciação. O consumo específico de silício metálico para a produção de siloxano é de 0,38 toneladas de silício para cada tonelada de siloxano produzida. Apesar de ser pouco representativo em volume, o elevado custo unitário do silício metálico faz dele a principal matéria-prima, representando aproximadamente 70% do custo com matérias e 35% do preço do siloxano. O silício metálico também é utilizado para a fabricação de alumínio e outras ligas, de forma que seu preço no mercado internacional fica sujeito à demanda do mercado de ligas metálicas. 30 Calculado com base nas proporções estequiométricas. 19

20 O preço do silício metálico no mercado global está correlacionado ao preço do alumínio, com ambos variando significativamente entre 2007 e 2012 (Figura 17). Para evitar os riscos da oscilação no preço das matérias-primas, alguns produtores de siloxano se integraram a montante, adquirindo plantas de silício metálico. 31 Em outros casos, os produtores de siloxano firmam contratos globais de fornecimento a longo prazo, reduzindo o risco na volatilidade dos preços spot. No Brasil, a oferta de silício metálico é ampla, com produção local de 220 mil toneladas em 2012, das quais 188 mil foram destinadas ao mercado externo, conforme explicado na Seção 2.3 Balança comercial. Preço do silício metálico e do alumínio nos Estados Unidos (Dólares por quilo) Fonte: Globe Specialty Metals (2012); Index Mundi (2014); Análise Bain / Gas Energy Figura 17: Preço do silício metálico e do alumínio nos Estados Unidos O metanol é o principal componente no volume do siloxano, com 0,86 toneladas consumidas por tonelada de siloxano produzida. Por ter menor preço unitário, é menos representativo que o silício metálico no custo do siloxano. O metanol representa 20% do custo de matérias-primas do siloxano. O metanol é uma commodity amplamente disponível no mercado global, produzida com base no gás natural. No Brasil, existe produção de metanol, porém, por causa da pouca disponibilidade e baixa competitividade atual do gás natural, a produção local é insuficiente para atender à demanda brasileira. Assim como no Brasil, os principais países produtores de siloxano Alemanha, China e Estados Unidos também suprem sua demanda interna de metanol por meio de produção local e importação. 31 Dow Corning (2009).2 20

21 Matérias-primas do silicone O custo do silicone é composto, principalmente, por siloxano e depreciação. Além desses, também se incluem outras matérias-primas, como emulsificantes e aditivos, energia e mão de obra. O siloxano é a principal matéria-prima dos silicones e representa, aproximadamente, 33% do preço total. Por não ser produzido localmente, torna-se necessária sua importação. Estima-se que a depreciação represente aproximadamente 30% do preço dos silicones. A depreciação é relacionada ao investimento em capacidade produtiva, que, por sua vez, depende da disponibilidade de financiamento, do custo de capital e das indústrias relacionadas de obra civil e maquinário. Esses aspectos serão analisados posteriormente em seções específicas do Estudo Recursos humanos e equipe de gestão Executivos locais do segmento afirmam que não existe falta de mão de obra de nível técnico. Em relação a recursos de formação superior, foi apontada a dificuldade em manter os funcionários nas áreas técnicas, já que tais profissionais dão preferência à carreira de gestão em detrimento da especialização técnica. Tratando-se da disponibilidade e qualidade de profissionais de gestão, não foram apontadas lacunas na disponibilidade local Infraestrutura Empresas do setor indicam que uma infraestrutura logística mais desenvolvida aumentaria a competitividade local. No entanto, como os silicones são produtos de alto valor agregado, o frete não causa grande impacto no custo de produção Rotas tecnológicas A produção do silício metálico utiliza tecnologias consolidadas e de fácil acesso, enquanto a produção dos siloxanos e dos silicones é realizada com base em tecnologias específicas, desenvolvidas por empresas desse setor. No Brasil, 4 das 6 principais empresas globais do setor já estão presentes (Dow Corning, Wacker, Bluestar e Momentive), diminuindo o gap tecnológico do País. O processo produtivo de cada um dos elos é descrito a seguir. Silício metálico Na produção do silício metálico é utilizado um forno de arco elétrico no qual são misturadas as matérias-primas (quartzo, madeira e carvão). Por meio de descargas elétricas, a temperatura do forno é elevada até que os materiais sejam fundidos, resultando no silício metálico. 21

22 Siloxano A produção do siloxano é realizada pela síntese de Müller-Rochow, que também gera sílica pirogênica 32 como coproduto (Figura 18). O processo parte do silício metálico, que reage com clorometano (cloreto de metila) em presença de catalisadores (normalmente cobre). O resultado é o silano (dimetildiclorosilano), que é hidrolisado para fabricar siloxano (dimetilsiloxano) e ácido clorídrico. De acordo com especialistas, esse ácido clorídrico é reutilizado no início do processo, de forma que seu consumo durante o processo é mínimo. 33 A fabricação de clorometano é secundária ao processo, porém de extrema importância devido ao transporte e à tecnologia. O clorometano é um gás altamente inflamável, o que dificulta seu transporte. Por isso, normalmente esse processo é realizado na própria planta de siloxano. Poucas empresas dominam a tecnologia necessária para a fabricação de clorometano, que se torna, assim, uma barreira à entrada de outros players no mercado de siloxano, de acordo com especialistas. Silício metálico Água Reação com catalisador (cobre) Dimetildicloro-silano Silano Reação Polidimetilsiloxano (PDMS) Siloxano Clorometano Reação Ácido clorídrico Metanol Fonte: Basic Silicone Chemistry A Review (1999); Análise Bain / Gas Energy Figura 18: Processo produtivo do siloxano Silicones 34 A produção dos silicones consiste na construção de cadeias com base na junção de elos unitários (siloxanos). Essas cadeias são de fluidos de silicones e podem ser utilizadas para criar fluidos de silicone formulados, elastômeros e resinas (Figura 19). 32 Utilizada principalmente como espessante em produtos diversos e enchimento em elastômeros de silicone. 33 O uso do ácido clorídrico resulta na rápida degradação dos equipamentos industriais, que devem ser trocados a cada 5 a 10 anos. 34 As informações desta subseção foram obtidas em entrevista com players. 22

23 SILOXANOS SILICONES BÁSICOS SILICONES FORMULADOS Elastômerosde silicone Compostosde elastômeros Siloxanos Fluidos de silicone Fluidos formulados Emulsões de silicones Antiespumantes Resinas de silicone Resinas formuladas Fonte: Entrevista com especialistas Figura 19: Silicones básicos e formulados Os fluidos formulados de silicone são produzidos com base na inserção de radicais específicos às cadeias de fluidos básicos de silicone, de acordo com suas especificações. Dentre os tipos de fluidos formulados de silicone, destacam-se as emulsões de silicone, com ampla utilização em processos químicos. As emulsões também podem ser utilizadas como insumo para a produção de antiespumantes de silicone. Os elastômeros básicos são fabricados por ligações cruzadas entre diferentes cadeias de fluidos de silicone, conferindo a elasticidade característica de tais produtos. A partir dos elastômeros básicos podem ser fabricados os compostos de elastômero, que obtêm características específicas pela inserção de radicais e aditivos químicos. As resinas são semelhantes aos elastômeros, também contendo ligações cruzadas, mas, nelas, as ligações são mais próximas, impedindo a elasticidade e atribuindo maior rigidez ao silicone Capital Executivos das principais empresas do setor, multinacionais, afirmam que o acesso a capital para investimento normalmente é obtido com baixo custo de suas matrizes. Afirmam, no entanto, que a disponibilidade de capital a condições especiais pode ser um fator adicional para atrair investimentos locais. 23

24 3.6. Ambiente regulatório O ambiente regulatório pode influenciar a demanda por silicones por meio de ações que visem a maiores benefícios à população. O benefício proporcionado pelos produtos com silicone pode estar relacionado a resultados economicamente superiores, à segurança e ao bem-estar da população. De acordo com players da indústria, o benefício econômico da utilização de silicones em algumas aplicações é capturado no médio e longo prazos. Em comparação com produtos convencionais, os produtos com silicone contido tendem a resistir a condições mais extremas (altas temperaturas, alta umidade, etc.). Com isso, tendem a oferecer mais durabilidade e vida útil mais longa, necessitando de menos intervenções de manutenção em relação aos produtos convencionais. Há necessidade de regulamentação, nesse caso, quando as despesas de manutenção de vida útil do produto não são levadas em consideração no momento de definição dos insumos dos processos de produção. Players da indústria mencionam que a utilização de silicones em obras públicas, como pontes e viadutos, reduziria a necessidade de manutenção dessas obras. A redução na manutenção poderia, apesar do maior custo inicial de investimento, trazer ganho real para a sociedade ao se justificar economicamente no longo prazo. Outro exemplo são as lâmpadas de LED, que contêm silicone. Apesar do preço superior, elas consomem menos energia, resultando em economia ao longo da vida útil da lâmpada. Em muitos casos, o governo precisa interferir no mercado com medidas regulatórias para assegurar a segurança e o bem-estar da população na utilização de determinados produtos ou serviços. Os silicones, como insumos que garantem maior qualidade, poderiam ser beneficiados com a adoção de novas medidas regulatórias. Foi estimado pela Comissão Setorial de Silicones da Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim) 35 que o surgimento de nova regulamentação voltada para o bem-estar e a segurança da população acarretaria uma demanda excedente de silicones de 10 mil a 15 mil toneladas em Isso representaria um acréscimo de, aproximadamente, 25% da demanda local esperada para o mesmo ano (50,5 mil toneladas). Um exemplo de nova regulação é a relativa ao uso de retardantes de chamas não halogenados nos eletrônicos. Os retardantes halogenados podem causar prejuízo à saúde humana e seu emprego está sendo restringido por meio de regulamentação nos Estados Unidos e na Europa 36, abrindo espaço para substitutos, que possuem maior conteúdo de silicone. Na construção civil, o Reino Unido possui um estatuto referente à construção de prédios 37, que define diversas especificações de qualidade. Apesar de não estar explicitada a necessidade do uso de silicones, esses produtos podem contribuir de diversas formas para o cumprimento das exigências do estatuto, como a melhoria da eficiência energética, o isolamento de chamas em caso de incêndios, entre outros. 35 Abiquim (2011). 36 IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers (2010). 37 Ver Legislation.gov.uk (2010). 24

25 Algumas dessas regulações já estão sendo implementadas no Brasil, como é o caso da já mencionada obrigatoriedade de airbags em todos os automóveis fabricados no País a partir de Dinâmica da indústria 4.1. Estratégias de atuação dos players no mundo Os participantes da indústria de silicones caracterizam-se por uma ampla integração vertical de suas atividades. Dos 8 principais players da cadeia, 4 estão em todos os elos, do silício metálico ao silicone formulado (Figura 20). Integração vertical na cadeia dos silicones Silício metálico Siloxano Silicone básico Silicone formulado Ferro-Atlantica Globe Specialty Metals Evonink Momentive Bluestar Dow Corning Shin-Etsu Wacker Chemie Fonte: Freedonia (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 20: Integração vertical na cadeia dos silicones Silício metálico A produção global de silício metálico é destinada a dois mercados bastante distintos: Ásia Pacífica e o mundo ocidental. Na Ásia, cuja produção ocorre predominantemente na China, existem diversos pequenos players que juntos produziram cerca de 850 mil toneladas de silício metálico em Desde 2010, existe excesso de capacidade produtiva na China 39 em função da crise global de Roskill (2011). 39 Quebec Silicon Limited (2011). 25

26 O mercado ocidental é semelhante ao chinês em tamanho (950 mil toneladas em 2012), porém com uma concentração maior da produção em poucas empresas (Figura 21). Os 5 maiores players corresponderam a, aproximadamente, 70% da capacidade produtiva em 2012, sendo 3 deles integrados a jusante para a produção de silicones: Dow Corning, Bluestar e Wacker. As demais empresas FerroAtlantica e Globe Specialty Metals estão integradas na produção de ferrossilício, produto que utiliza matérias-primas e processos produtivos semelhantes aos empregados na produção do silício metálico. O aumento da demanda, alavancado pelos 3 mercados a jusante (ligas metálicas, silicones e semicondutores), apontou a necessidade de novas plantas. 40 No início de 2014, a FerroAtlantica anunciou que planejava construir uma nova unidade produtiva no Canadá, com capacidade esperada de 100 mil toneladas de silício metálico por ano.40 A Rima, empresa brasileira de silício metálico, também anunciou no início de 2014 que tinha planos para construir uma planta com capacidade de 36 mil toneladas por ano nos Estados Unidos. 40 Produtores de silício metálico do mercado ocidental (mil toneladas, 2012) Fonte: Globe Specialty Metals (2012); Análise Bain / Gas Energy Figura 21: Produtores de silício metálico do mercado ocidental Siloxano e silicone Como os principais players de siloxano também fabricam silicones básicos e formulados, a estratégia de atuação dos players pode ser descrita para esses elos de forma conjunta. Dois terços da produção mundial de siloxano estão concentrados em 3 países: China, Estados Unidos e Alemanha (Figura 22). Esses países têm disponibilidade das principais matérias-primas, estão próximos de grandes mercados consumidores e possuem infraestrutura desenvolvida, garantindo a competitividade das exportações. No caso dos Estados Unidos e da Alemanha, parte do silício metálico é importado, inclusive do Brasil AMM (2014). 41 Aliceweb. 26

27 Produção global de siloxano (Mil toneladas, 2012) Fonte: Freedonia (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 22: Produção global de siloxano A produção de silicones básicos é dominada por 6 players globais (Figura 23). Deles, 5 são integrados com a produção de siloxano e 4 também com a produção de silício metálico (Figura 20). A integração vertical no sentido do silício metálico é uma tendência crescente, já que o preço do insumo está sujeito ao mercado de alumínio, como já explicado na Seção 3.1, sobre matérias-primas e custos de produção. Participação da produção global de silicones (bilhões de dólares, 2012) Fonte: Freedonia (2013); Análise Bain / Gas Energy Figura 23: Share da produção global de silicones A produção de silicones básicos e formulados utiliza linhas de produção específicas para cada tipo de produto, possibilitando a existência de grandes plantas com produção diversificada ou pequenas plantas especializadas. As linhas de produção com maior escala produtiva são as de fluidos de silicones e de elastômeros básicos. Em geral, essas plantas são posicionadas de forma centralizada e, assim como os siloxanos, atendem ao mercado global por meio de exportações. 27

28 O processo produtivo de silicones formulados é descentralizado em função da escala da produção e da especificidade da demanda. Para esses produtos, a ordem de grandeza das escalas dessas plantas é de mil toneladas por ano (de um determinado tipo de silicone formulado). Além disso, os silicones formulados possuem, muitas vezes, especificações definidas pelos consumidores. Dessa forma, ao instalar a planta próxima ao mercado consumidor, as empresas conseguem atender melhor aos mercados locais. Além da descentralização, essa dinâmica de mercado incentiva a participação de empresas de nicho. Um exemplo é a American Sealant Inc., empresa americana especializada em adesivos e selantes de diferentes composições, incluindo silicones Estratégias de atuação dos players no Brasil Silício metálico A produção de silício metálico no Brasil é concentrada em 4 players (ver Figura 24), dos quais a Dow Corning é o maior e o único integrado verticalmente na cadeia do silicone que produz silício metálico localmente. Entre os demais produtores locais de silício metálico, a Rima e a Minasligas atuam no campo das ferroligas, produzindo, além do silício metálico, ferrossilício e outras ligas ferrosas, enquanto a Liasa é especializada em silício metálico, sendo este seu único produto. Com exceção de uma das plantas da Dow Corning localizada no Pará, as demais estão em Minas Gerais. Isso ocorre devido à concentração dos depósitos de quartzo de alta pureza nesse Estado 42. Todas as empresas focam na exportação do silício metálico devido ao baixo consumo local de tal insumo. No Brasil, a única aplicação do silício é na metalurgia, com baixo consumo aparente (aproximadamente 15% da produção local em 2012). Produtores de silício metálico do Brasil (mil toneladas, 2012) (*) Capacidade produtiva de 2009 Nota: Dados aproximados a partir de fontes abertas Fonte: Sites das empresas; Brasil Ministério de Minas e Energia (2009a); Análise Bain / Gas Energy Figura 24: Produtores de silício metálico do Brasil 42 Brasil. Ministério de Minas e Energia (2009a). 28

29 Siloxano e silicones Como não existe produção de siloxano no Brasil, o fornecimento de matéria prima para a produção local de silicone é efetuado exclusivamente por meio de importações, principalmente da Europa e dos Estados Unidos. Em 2012, a Europa foi a origem de mais de 80% das importações brasileiras de siloxano, enquanto os Estados Unidos representaram aproximadamente 15%. Já houve produção de siloxano no Brasil em 1987, com a planta da Silinor em Camaçari, na Bahia. Tratava-se de uma joint venture entre a Companhia Brasileira de Petróleo Ipiranga e a Dow Corning, em uma planta de escala reduzida. A pequena escala resultou na falta de competitividade da produção, de forma que a Dow Corning optou por desativar a unidade e suprir o mercado brasileiro por meio de importações. No elo dos silicones básicos, estão presentes no Brasil 4 dos 6 principais players globais: Dow Corning, Wacker, Bluestar e Momentive (Shin-Etsu e Evonik não estão presentes com negócios relativos ao silicone). A Dow Corning é líder em market share local, porém a participação exata de cada player não foi identificada pelo Consórcio. Esses players produzem parte do fluido de silicone utilizado localmente e importam o restante de suas filiais. No caso dos elastômeros básicos, não há produção local, e as empresas importam tal intermediário para abastecer a produção local de compostos de elastômero. O Brasil é percebido pelos players de silicones como um potencial hub de abastecimento de silicone da América do Sul e América Central, mas não como potencial exportador global. É importante ressaltar que para obter o benefício de livre comércio na zona do Mercosul, é necessário que haja agregação local de valor de pelo menos 60% 43,44. De acordo com players da indústria, em alguns casos os silicones produzidos no Brasil não atingem essa cota, estando sujeitos aos mesmos impostos de produtores europeus ou norte-americanos. No Brasil, os silicones formulados são, em geral, produzidos localmente, seguindo a mesma lógica observada em outros países do mundo. Os players globais preferem estar próximos ao mercado consumidor, conseguindo identificar produtos e soluções específicas para as necessidades de seus clientes. Existem também diversos players locais que compram os silicones básicos e os formulam em aplicações de nicho. 43 Regime de Origem do Mercosul. 44 OEA (2004). 29

30 4.3. Situação econômica das empresas Silício metálico Entre os 5 principais players globais de silício metálico, 3 são integrados a jusante com a produção de silicones e não reportam o resultado da operação de silício metálico separadamente (Dow Corning, Bluestar e Wacker). Os demais são o grupo espanhol FerroAtlantica e a norte-americana Globe Specialty Metals. O Grupo FerroAtlantica é parte do Grupo Villar Mir, um grupo espanhol com atuação global que participa de diversos segmentos, incluindo eletrometalurgia, fertilizantes, construção civil e energia. A Globe Specialty Metals é uma empresa focada em silício metálico e ligas de silício (por exemplo, o ferrossilício), com atuação predominante na América do Norte. Ambas as empresas são grandes players, com situação financeira estável (Figura 25). Figura 25: Desempenho financeiro dos players de silício metálico Silicones As 6 principais empresas de silicone do mundo são de grande porte e atuam em diversos segmentos além do silicone. Shin-Etsu, Momentive e Wacker contam com unidades de negócio específicas para a cadeia dos silicones (Figura 26), com receita acima de 1 bilhão de dólares nessas unidades em A Momentive e a Wacker são as únicas que disponibilizam seu EBITDA 45 específico para o negócio de silicone, com resultados de 10% e 11% em 2012, respectivamente. 45 Earnings Before Interest, Taxes, Depreciation and Amortization (em português, Lucros antes de juros, impostos, depreciação e amortização). 30

31 Figura 26: Desempenho financeiro dos players da indústria de silicones 4.4. Escala de plantas e investimentos As plantas produtivas variam em escala e porte do investimento nos diferentes elos da cadeia produtiva. Silício metálico Para a produção de silício metálico, as unidades produtivas podem utilizar diversos fornos de tamanhos diferentes, possibilitando grande variedade na capacidade das plantas. No início de 2014, a FerroAtlantica anunciou planos para abrir uma planta de silício metálico no Canadá, com capacidade de 100 mil toneladas por ano, que seria a maior do mundo, com investimento aproximado de 375 milhões de dólares. 46 No Brasil, a Dow Corning possui uma planta com capacidade de 44 mil toneladas por ano, enquanto a capacidade da planta da Minasligas é de 19 mil. 47 O valor do investimento e o tempo de construção dessas plantas não foram identificados pelo Consórcio. 46 Montreal Gazette (2014). 47 Brasil. Ministério de Minas e Energia (2009). 31

32 Siloxano No elo do siloxano, o processo produtivo exige plantas de grande escala para serem economicamente viáveis. O crescimento do mercado de silicones também contribuiu para o crescimento da escala econômica. A Wacker possuía uma planta de siloxano, na Alemanha, com capacidade de 30 mil toneladas por ano em Em 2006, a planta foi expandida para 100 mil toneladas por ano e, em 2007, atingiu 120 mil toneladas por ano, exigindo investimentos de cerca de 750 milhões de dólares nas expansões. 48 Em 2010, a Momentive e a Zhejiang Xinan formaram uma joint venture para construir uma planta de 50 mil toneladas de siloxano por ano. Em 2013, tal planta foi expandida para 150 mil toneladas por ano, sem uma divulgação pública do custo total da expansão. No Brasil, um projeto de 2011 da Comissão Setorial de Silicones da Abiquim 49 propôs uma planta de 100 mil toneladas por ano para o país. A construção duraria 3 anos e custaria 1,2 bilhão de dólares, com gastos divididos igualmente entre obras civis, máquinas nacionais e máquinas importadas. Posteriormente, players afirmaram que tal escala não seria competitiva em relação a novas plantas de siloxano. Em 2011, uma joint venture formada pela Dow Corning e a Wacker concluiu a construção de um parque industrial de silicones na China. O complexo custou aproximadamente 1,8 bilhão de dólares, com tempo de construção de 4 anos. Nele está instalada uma planta de siloxano com capacidade de 105 mil toneladas por ano, além de diversas plantas de silicones básicos e formulados. Silicones As plantas de silicones básicos e formulados são de pequena escala quando comparadas às de siloxano, com capacidade produtiva inferior a 10 mil toneladas por ano. Em geral, plantas de silicones básicos têm capacidade superior às de silicones formulados, o que se deve, entre outras coisas, à maior variedade da demanda por formulados, destinados a aplicações específicas. Existem plantas independentes, que fabricam apenas um tipo de silicone, e plantas integradas, que produzem diversos tipos de silicone em um único local. As plantas independentes possuem capacidade produtiva variável, normalmente inferior a 10 mil toneladas por ano, em geral produzindo apenas silicones formulados. São plantas de pequeno porte voltadas para atender à demanda local, aproveitando a proximidade com o mercado consumidor. O pequeno porte torna-as pouco competitivas quanto ao custo, porém o diferencial delas é a capacidade de adequar a produção às demandas específicas dos clientes. Um exemplo de uma planta independente é a da joint venture entre a Wacker e a Dymatic, empresas que criaram, na China, uma planta de emulsões de silicone com capacidade produtiva de 4,5 mil toneladas por ano. 50 O valor do investimento não foi divulgado. 48 Chemicals Technology (s/d). 49 Abiquim (2011). 50 The Indian Textile Journal (2009). 32