ATS Química de Renováveis Maria Luisa Campos Machado Leal Diretora da ABDI Rio de Janeiro, 08 de Setembro de 2014
Sumário PBM Objetivo e Foco da ATS Metodologia Subsídios das ATS para indução do desenvolvimento e da produção das Tecnologias Relevantes Equipe do Projeto
Projeto ATS Instrumento do Plano Brasil Maior (PBM) e da Estratégia Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação (ENCTI), sob a orientação da Coordenação Sistêmica de Inovação, para subsidiar a elaboração das Agendas Setoriais i de Inovação
Plano Brasil Maior Diretriz Ampliação e Criação de Novas Competências Tecnológicas e de Negócios: incentivos a atividades e empresas com potencial para ingressar em mercados dinâmicos e com elevadas oportunidades tecnológicas e uso do poder de compra do setor público para criar negócios intensivos em conhecimento e escala Mudança no padrão de concorrência da indústria nacional Conhecimento Dinâmica de Acumulação Fortalecimento Corporativo Maior inserção em áreas de tecnologia avançada E f d it ã h i t Esforço de capacitação em novos conhecimentos, arranjos competitivos e societário inovadores
Plano Brasil Maior Orientações Criar e fortalecer competências críticas da economia nacional Promover a inovação e o desenvolvimento tecnológico Ampliar os níveis de produtividade e competitividade da indústria brasileira Aumentar o adensamento produtivo e tecnológico das cadeias de valor Ampliar os mercados interno e externo das empresas brasileiras Garantir crescimento socialmente inclusivo e ambientalmente sustentável
Objetivo e Focos das ATS
Orientação Inovação como fator de reposicionamento da indústria nacional Objetivo Identificar as tecnologias relevantes para a competitividade setorial no horizonte de 15 anos Setores Priorizados pelo PBM e pela Estratégia Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação 2012-2015, em função de suas capacidades d de difusão de inovações e de transbordamentos intersetoriais
Setores Petróleo, Gás e Naval INDÚSTRIA QUÍMICA Complexo da Saúde Energias Renováveis Bloco I Automotivo Defesa, Aeronáutico e Espacial Bloco II Indústria da Mineração Metalurgia Bens de Capital Celulose e Papel TIC/Complexo Eletroeletrônico Higiene Pessoal, Perfumaria e Cosméticos
QUÍMICA Química de renováveis Automotivo Motorização híbrida - elétrica Petróleo e Gás Bens de capital (subsea) TICs Display Defesa Veículos balísticos e não tripulados Armas inteligentes Sensores e comando e controle Bens de Capital Automação industrial Energias Renováveis Bens de capital Complexo da Saúde Biofármacos (monoclonais) Nanotecnologia (medicamentos e materiais) Órtoses e Próteses Equipamentos para diagnóstico de imagem e in vitro no local Medicina regenerativa (terapia celular e gênica, bioengenharia tecidual) Telemedicina
Por que uma ATS de Química de Renováveis? Área de fronteira tecnológica Indústria intensiva em pesquisa e inovação Posição competitiva do Brasil Rica biodiversidade Grande disponibilidade de culturas agrícolas Intensa radiação solar Água em abundância Domínio tecnológico (produção de biocombustível) Atores empresariais com capacidade de carregar uma agenda de competitividade Infraestrutura tecnológica disponível (ex.: Embrapa, CTBE, ICTs) Existência de instrumentos públicos para implementação da ATS
Em síntese, as ATS permitem: Criar um Núcleo de Inteligência Tecnológica para subsidiar políticas públicas Indicar prioridades para pesquisa, desenvolvimento e inovação (tecnologias relevantes ex. Inova Empresa) Orientar negociações de offset, joint-ventures tecnológicas, atração de centros de P&D e de investimentos, formação de talentos Subsidiar a identificação de modelos de negócios para viabilizar a produção no país das tecnologias relevantes, com indicação de competências tecnológicas e produtivas Manter atualizado o banco de tecnologias emergentes
Metodologia
Orientação Definição i dos coordenadores d econômico e tecnológico Formação de um Comitê Técnico Identificação de tendências tecnológicas no mundo eno Brasil Levantamento de centros tecnológicos Lista de Tecnologias Emergentes Sugestão de integrantes para Painel de Respondentes Consistência e avaliação dos resultados da pesquisa estruturada Oficinas com governo Reuniões com empresas (Beta teste) Consulta estruturada (com academia, empresas, governo) Diálogo entre academia, governo e empresas para a construção coletiva de uma agenda tecnológica
Conceito Lista de Tecnologias Emergentes Tecnologias em desenvolvimento ainda em fase précomercial ou recentemente introduzida no mercado, mas pouco utilizadas (baixa difusão) São tecnologias ou grupos de tecnologias de produtos e/ou processo, novos produtos, novos usos de produtos existentes, novos processos produtivos, novos materiais e componentes em fase pré comercial, de desenvolvimento ou pesquisa exploratória, em horizonte de 15 anos
Produtos Panorama Econômico Setorial - José Vitor Bomtempo (EQ/UFRJ) Estrutura da oferta mundial Estrutura da cadeia produtiva Setor no Brasil Panorama Tecnológico Setorial - Flávia C. Alves (EQ/UFRJ) Principais tendências tecnológicas do setor no ambiente mundial Processo de inovação no Brasil Estágio do desenvolvimento tecnológico no Brasil Lista de Tecnologias Emergentes - Comitê Técnico: Suzana Bobchiver, Claudio Mota, Felipe Pereira, Manoel Teixeira e Paulo Coutinho Consulta estruturada Lista de Tecnologias Relevantes Críticas e Prioritárias
Produtos Modelo de Estruturação Econômica Oferta e demanda mais eficaz para a apropriação econômica dos conjuntos de tecnologias Tipologia de empresas visando identificar firmas que teriam maiores chances de conduzir a apropriação econômica do conjunto de tecnologias Recomendações de políticas
Conceito Consulta Estruturada t Lista de Tecnologias Emergentes Questionário da Consulta Estruturada O questionário deve seguir a regra de redação: Uso de...(tecnologia emergente)... em...(segmento, componente, princípio, etapa da produção, etc.)... visando... ( propriedade, desempenho, um aperfeiçoamento, etc.)... Painel de respondentes seleciona as Tecnologias Relevantes A prospecção de tecnologias será feita a partir da percepção de especialistas (profissionais de indústrias e de pesquisa, associações e ICTs). O mapeamento de tendências tecnológicas tem maiores chances de sucesso quando consegue envolver especialistas que colaborem com suas visões pessoais.
Consulta Estruturada Factibilidade técnica no mundo até 15 anos Viabilidade do uso comercial no mundo até 15 anos Tecnologia Crítica Baixo Potencial Desenv. Brasil Alto Potencial Desenv. Brasil Tecnologia Prioritária Difusão esperada no Brasil (até 5 anos e até 15 anos) Brasil possui competências científicas, tecnológicas e base industrial i para produção
Premissa para a construção da Lista de Tecnologias Emergentes A química de renováveis (biobased industry ou bioeconomia) é um setor emergente sem estrutura industrial definida Apresenta dinâmica i de concorrência com base em inovação
Indústria baseada em biomassa (biobased products) Biocombustíveis 1ª geração: 100 bi l/a; crescimento ~ 10% a.a. Bioplásticos: 1% do mercado Fonte: Reddy et al., 2012 Bioprodutos crescimento ~ 20% a.a. Potencial de substituição: 17 a 38% da química orgânica até 2050 Fonte: Patel et al., 2006
Características econômicas do setor Setor emergente sem estrutura industrial definida (biobased industry ou bioeconomia) Centenas de projetos inovadores Novas bases de conhecimento Participação de empresas estabelecidas de diversas indústrias Surgimento de startups apoiadas por grants e políticas de inovação e por recursos expressivos de venture capital Grants e políticas (USDA, DOE, EU) Transição de matéria-prima. Matéria-prima é fator estruturante da indústria química
Dinâmica tecnológica e de inovação do setor Matérias Primas Tecnologias Conversão Produtos Modelos de Negócio
Tecnologias emergentes analisadas em Química de Renováveis Por se tratar de um setor emergente, onde não há projetos dominantes ou rotas definidas, a ATS focou nas tecnologias relacionadas à estruturação da cadeia produtiva de renováveis: Produção e desenvolvimento de matérias-primas (Grupo 1) Grande desafio para evolução dessa indústria Tratamento das matérias-primas (Grupo 2) Etapa fundamental: como gerar matérias-primas com baixo custo? Processo de produção conversão das matérias-primas i (Grupo 3) Diferentes plataformas: química, bioquímica Desenvolvimento de novos produtos (Grupo 4)
Mudança de matéria prima Grupo 2 Dificuldades e desafios para entrantes e estabelecidos Redefinição das características estruturais da indústria Redefinição da competição com surgimento de novos líderes (países e empresas) e perdas de posição Particularidades das matérias primas renováveis: a disponibilidadeibilid d tem que ser construída Potencial, desafios e dificuldades de diversas fontes de matérias-primas
Tecnologias de tratamento e conversão da biomassa Grupo 3 Biotecnologia? Processos fermentativos? Enzimáticos? Consolidação de processos via biologia sintética? Processos químicos? Termoquímicos? Gaseificação? Pirólise? Combinações entre eles? 2 pontos chave: As relações entre processos de conversão e matéria-prima A evolução das escolhas das empresas e das agendas de P&D
Produtos: uma crescente diversificação Grupo 4 Os produtos substitutos t imperfeitos it - ex: etanol Os produtos substitutos perfeitos (os produtos drop in) - ex: biohidrocarbonetos, PE verde (Braskem), combustíveis de aviação Os novos produtos e plataformas ex: PHAs, ácido succínico, butanol, farneceno Que produtos podem se tornar efetivamente competitivos nas biorrefinarias?
Resultados da Consulta Estruturada
Painel de respondentes Academia / Indústria Pesquisa 53% 38% Governo 9% Academia / Área de atuação do Centro de Governo Indústria Total respondente Pesquisa N o de respondentes 41 10 56 107
Estrutura da Consulta Estruturada 85 Tecnologias Emergentes 4 Grupos Grupo 1 - Tecnologias de produção e desenvolvimento de matérias primas 22 tecnologias investigadas Grupo 2 - Tecnologias de tratamento da biomassa 25 tecnologias investigadas Grupo 3 - Tecnologias de produção (conversão) 24 tecnologias investigadas Grupo 4 - Novos produtos químicos 14 tecnologias investigadas
Resultados 3% 5% Tecnologia Não Viável 34% Tecnologia Não Atrativa 58% Relevante Cí Crítica Relevante Prioritária Classificação das tecnologias analisadas Não viável Não atrativa Relevante prioritária Relevante crítica Total N o de tecnologias 4 49 29 3 85
Resultados por grupo de tecnologia 32 Tecnologia s Relevantes 4 Grupos Relevantes Prioritárias Relevantes Críticas Grupo 1 - Tecnologias de produção e desenvolvimento de 12 0 matérias primas Grupo 2 - Tecnologias de 6 0 tratamento da biomassa Grupo 3 - Tecnologias de 7 1 produção (conversão) Grupo 4 - Novos produtos 4 2 químicos Total 19 5 As Tecnologias Relevantes selecionadas ainda devem ser validadas pelo Comitê Técnico e passar por um beta teste
etanol Açúcar 1a geração Rotas bioquí micas gás de síntese Material lignocelulósico algas oleaginosas tra ta m en to Fixação de CO2 Açúcar 2a geração lignina bioóleo bioóleo glicerina Rotas químicas Ro ta s q u ím icas e bioquím icas Rotas químicas R o ta s q u ím icas e bioquímicas GRUPO 4 Produtos químicos a partir de matéria prima renovável CO 2 Rotas químicas lixo gaseificação gás de síntese Rotas bioq uímicas GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3
Grupo 2 - Tecnologias de tratamento Tecnologias relevantes prioritárias Tecnologias de pré-tratamento de lignocelulose para liberação de açúcares simples Uso de termólise no pré-tratamento Hidrólise enzimática da celulose para liberação de açúcares simples Tecnologias de fracionamento dos açúcares de cinco carbonos (pentoses) e seis carbonos (hexoses) Tecnologias de purificação da glicerina Tecnologias de tratamento da vinhaça para produção de metano e hidrogênio
Grupo 3 - Tecnologias de produção (conversão) Tecnologias relevantes prioritárias Conversão química de açúcares Conversão química de açúcares por catálise heterogênea Desidratação hidrogenativa de açúcares (obtenção p ex valerolactona, hidrocarbonetos) Processos fermentativos com micro-organismos geneticamente modificados para conversão de açúcares Cloração de glicerina (obtenção p ex epicloridrina, éteres de glicerina) Conversão química de etanol Desidratação de alcoóis de cadeia curta (etanol, propanol, butanol)
Grupo 3 - Tecnologias de produção (conversão) Tecnologia relevante crítica Conversão química de CO2 (obtenção por ex: dimetilcarbonato, carbonato de glicerina, produção direta de ácido acrílico, propileno carbonato, etileno carbonato)
Grupo 4 - Novos produtos Tecnologias relevantes prioritárias Produtos por desidratação hidrogenativa de açúcares (ex: ácido levulínico) Produtos derivados da glicerina por conversão química ( ex: acetais e cetais de glicerina, éteres de glicerina e solventes verdes) Biopolímeros biodegradáveis derivados do ácido succínico (ex PBS)
Grupo 4 - Novos produtos Tecnologias relevantes críticas Produtos a partir de processos fermentativos de açúcares (ex: ácido glutárico, ácido mucônico) Tecnologias de polimerização de ácido láctico para obtenção de PLA
Considerações finais 85 tecnologias emergentes investigadas, sendo 63 em tratamento da biomassa, conversão e obtenção de produtos 20 tecnologias são relevantes das quais 17 são prioritárias e 3 são críticas 43 foram consideradas não relevantes, isto é, são não factíveis, inviáveisiá i ou sem difusão esperada nopaís O pequeno número de críticas em relação às prioritárias sugere um estágio favorável para a indústria brasileira em relação aos esforços de desenvolvimento a serem empreendidos. Visão positiva da capacitação tecnológica no país
Subsídios da ATS-Química para indução do desenvolvimento e da produção das Tecnologias Relevantes
Lista de Tecnologias Relevantes Será pactuada com as instâncias de governança do PBM: Comitês Executivos e Conselhos de Competitividade Setoriais Passará a compor as Agendas Estratégicas Setoriais do PBM Subsidiará a elaboração de políticas públicas de inovação
Recomendações Expansão da base de conhecimento em biotecnologia, inclusive com atração de recursos humanos do exterior Políticas integradas de apoio aos segmentos de biocombustíveis e de bioprodutos Atração de investimento (empresas e/ou parcerias tecnológicas) para criação de novas competências visando maior inserção do país em áreas de tecnologia avançada a Elaboração de um mapa geo-referenciado de resíduos Fortalecimento do ecossistema de inovação
Contribuições para ações do governo FINEP e BNDES: financiamento (Edital de Seleção Pública Conjunta ANEEL/BNDES/FINEP incorporou o foco da ATS Química- INOVA ENERGIA NR. 01/2013) MAPA/MMA: definição de marcos regulatórios para favorecer o desenvolvimento tecnológico ICT/EMBRAPA: desenvolvimento de novas fontes de biomassa, novos processos bio/químicos, i escalonamento, novos produtos MCTI/ CNPq/FINEP: programas de fomento para ICTs/bolsas específicos voltados para estas tecnologias INPI: fast-track na análise de patentes em tecnologias envolvendo renováveis
Equipe do Projeto
Estrutura de Coordenação do Projeto Supervisão Geral Coordenação Sistêmica de Inovação do PBM Coordenação Geral Maria Luisa Campos Machado Leal (ABDI) e Marcio Miranda (CGEE) Coordenação Executiva: ABDI/MDIC e CGEE/MCTI Carla Ferreira Naves, Zil Miranda, Adriana Santos, Marina Oliveira e Rodrigo Rodrigues (ABDI) Liliane Rank e Katia Beltrão (CGEE) Coordenação Técnica Geral Ricardo Naveiro (Poli/UFRJ), Rodrigo Sabattini (IE/Unicamp) e Jorge Britto (FE/UFF) Coordenação Setorial Junia Casadei Lima Motta (ABDI)
Maria Luisa Campos Machado Leal Diretora da ABDI maria.luisa@abdi.com.br