BIOCOMBUSTÍVEIS COMO UM PROCESSO DE INOVAÇÃO José Vitor Bomtempo vitor@eq.ufrj.br GEE - Grupo de Economia da Energia Instituto de Economia UFRJ GEB - Grupo de Estudos em Bioeconomia Escola de Química - UFRJ
Síntese 1- A indústria de biocombustíveis está evoluindo para fazer parte de uma nova indústria que pode ser designada como parte da bioeconomia; 2 Esta nova indústria está se formando num processo de inovação em que centenas de empresas buscam responder aos desafios colocados e explorar as oportunidades existentes; 3 - Novas matérias-primas, novas formas de tratamento da biomassa, novas tecnologias de conversão, novos produtos e novos modelos de negócio estão sendo testados e aprimorados;
Novas gerações de biocombustíveis são necessárias? Primeira geração de biocombustíveis: etanol e biodiesel; Produtos convencionais: relativamente low tech; baixas barreiras à entrada; Vantagem competitiva baseada em produtividade da matéria prima mais do que nas tecnologias de conversão; Problemas: Competição com alimentos; desempenho ambiental; baixa produtividade (l/ha); combustíveis inferiores aos hidrocarbonetos.
Novos (ou quase) biocombustíveis Novos processos para biocombustíveis conhecidos; ex: etanol celulósico; diesel renovável por hidrotratamento (Neste Oil) Novos processos para biocombustíveis drop in; ex: diesel da cana da Amyris; combustíveis de aviação Novas matérias-primas: algas, novas culturas, resíduos; Inovações de produto e de processo, mas quais seriam disruptivas?
Evolução da agenda de P&D em biocombustíveis DOE/EUA Regalbuto, 2011
Uma nova indústria em construção? Centenas de projetos inovadores (excluindo etanol e biodiesel de primeira); Uma grande variedade de soluções em diversity: Matérias-primas; Tecnologias de pré-tratamento Tecnologias de conversão; Produtos; Modelos de negócios e cadeias produtivas: novos papéis para empresas e países. A variedade diminui com o amdurecimento da estrutura industrial!
Desafios das matérias-primas renováveis A busca da matéria-prima ideal : um foco estratégico; Cana de açúcar seria o benchmark hoje; Qual a oleaginosa de referência? The sugar rush : açúcares de segunda geração (derivados dos materiais lignocelulósicos); Outras matérias-primas em perspectiva e seus problemas: resíduos agrícolas e florestais, resíduos urbanos, algas, novas plantas (energy crops). Um desafio de peso: desenvolver uma matéria-prima viável e organizar a cadeia de suprimento
Accessible Feedstock Pool Flue Gases Pet Coke ~90M MTA CO 2 + H 2 CO + H 2 CO Municipal Waste >2B MTA Natural Gas Biomass 3300B M 3 *2010 production data IEA, UNEP LanzaTech New Route to Biobased Products >1B MTA US Alone
Tecnologias de conversão alternativas Biotecnologia? Fermentações? Enzimas? Biologia sintética? Rotas químicas? Termoquímicas? Algumas empresas fizeram escolhas claras... Mas outras parecem tentar diferentes rotas ao mesmo tempo!
A diversificação de produtos Os produtos substitutos imperfeitos, 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, farneseno Mais do que biocombustíveis...uma indústria baseada em biomassa (biobased industry)
A diversidade de estratégias e de players Uma notável diversidade de estratégias de inovação e de modelos de negócios: Start-ups de base tecnológica Investidores de risco Empresas estabelecidas de diferentes indústrias (energia, petróleo e gás, química, biotecnologia, alimentos, agroindústria). Diferenças podem ainda ser identificadas nas dinâmicas regionais e de países Como as empresas estão construindo suas trajetórias na bioeconomia? As estratégias são divergentes ou convergentes?
Start ups de base tecnológica Amyris e LS9: combustíveis e chemicals drop in, biologia sintética; Enerkem: lixo como matéria prima; Gevo: biobutanol Coskata: termo + fermentação; flexibilidade mp; Envergent (UOP/Ensys) e os projetos de pirólise e bio-óleo Solazyme: algas grow in the dark, óleos, produtos nutricionais e cosmocêuticos; biocombustíveis Synthetic Genomics: algas, biologia sintética, drop in, a maior aplicação de recursos de um investidor (Exxon) num único projeto. Renmatix: açúcar de segunda geração utilizando vapor d água supercrítico Synthetic biology Microrefinery Catalysts Diverse Renewable Feedstocks Organic (fuel) Aqueous (sugar) Renewable Petroleum TM Products - Fuels - Chemicals Single Microbial transformation sugar to finished product
Empresas estabelecidas em outras indústrias Indústria química e petroquímica: DuPont, DSM, Dow, Braskem, BASF Biotecnologia: Novozymes (enzimas) Petróleo e Gás: BP, Shell, Petrobras, Total, Neste, Valero e outras Agroindústria: ADM, Bunge, Cargill e outras Alimentos: PURAC, Roquette
Considerações finais Biocombustíveis como um processo de inovação A indústria de biocombustíveis do futuro será uma nova indústria bem diferente das indústrias de etanol e biodiesel de hoje; Empresas de diferentes setores e diferentes bases de conhecimento estão em competição para construir a indústria do futuro; Mas a estrutura da indústria ainda não está definida e a competição será cada vez mais baseada em tecnologia e inovação; Não é possível a aquisição externa direta de tecnologia como nos biocombustíveis de primeira geração.
Considerações finais Algumas questões... Qual o espaço dos biocombustíveis de primeira geração (etanol e biodiesel) na bioeconomia do futuro? Em que extensão as vantagens competitivas da indústria sucroalcooleira brasileira valem na indústria do futuro? Qual deve ser a lógica das políticas de apoio aos biocombustíveis e à indústria baseada em biomassa em geral? Qual o papel do Brasil na bioeconomia do futuro? O debate continua no blog: www.infopetro.wordpress.com Série: O futuro dos biocombustíveis
Duas citações para fechar: The so-called fossil-age will make a shift to the bio-based-economy. In two or three centuries from now, people will look back on our civilization as a merely brief moment in history where we in a period of just about 250 years shifted our total economy to coal, oil and gas. ( ) We are at a turning point towards a next green industrial revolution to secure our feed and fuel needs in the future. Feike Sijbesma, CEO DSM, BIO World Congress on Industrial Biotechnology, May 11 th, 2011 The societal challenges posed by the environment are not just for saving the planet they are the best route for saving the economy! Green has to become fashionable. Carlota Perez, 2010