BIOCOMBUSTÍVEIS COMO UM PROCESSO DE INOVAÇÃO

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

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

Pet Coke

Natural Gas Biomass

Municipal Waste

~90M MTA

Accessible Feedstock Pool

LanzaTech

New Route to Biobased Products

CO

CO + H₂

3300B M3

>2B MTA

>1B MTA US Alone

*2010 production data – IEA, UNEP

CO₂ + H₂

Tecnologias de conversão alternativas

Biotecnologia?

Fermentações? Enzimas?

Biologia sintética?

Rotas químicas?

Termoquímicas?

Algumas empresas fizeram escolhas claras...

Mas outras parecem tentar diferentes rotas

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)

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

A diversidade de estratégias e de players

Como as empresas estão construindo suas

trajetórias na bioeconomia? As estratégias são

Start ups de base tecnológica

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

Aqueous (sugar) Organic (fuel) Diverse Renewable Feedstocks Microrefinery™ Catalysts Renewable PetroleumTM Products - Fuels - Chemicals Synthetic biology Single Microbial transformation sugar to finished product

Single Microbial transformation sugar to finished product Aqueous (sugar) Organic (fuel) Diverse Renewable Feedstocks Microrefinery™ Catalysts Renewable PetroleumTM Products - Fuels - Chemicals Aqueous (sugar) Organic (fuel) Diverse Renewable Feedstocks Microrefinery™ Catalysts Renewable PetroleumTM Products - Fuels - Chemicals Synthetic biology Single Microbial transformation sugar to finished product

Single Microbial transformation sugar to finished product

•

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

Empresas estabelecidas em outras

indústrias

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

“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 11th_{, 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