ALTAIR APARECIDO DE OLIVEIRA FILHO
MUDANÇAS E PERMANÊNCIAS NO SISTEMA SETORIAL DE INOVAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR: O CASO DO ETANOL CELULÓSICO
CAMPINAS 2017
MUDANÇAS E PERMANÊNCIAS NO SISTEMA SETORIAL DE INOVAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR: O CASO DO ETANOL CELULÓSICO
TESE APRESENTADA AO INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE DOUTOR EM POLÍTICA CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA
ORIENTADORA: PROFA. DRA. FLÁVIA LUCIANE CONSONI DE MELLO
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELO ALUNO ALTAIR APARECIDO DE OLIVEIRA FILHO E ORIENTADO PELA PROFA. DRA. FLÁVIA LUCIANE CONSONI DE MELLO
CAMPINAS 2017
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas Biblioteca do Instituto de Geociências
Marta dos Santos - CRB 8/5892
Oliveira Filho, Altair Aparecido de,
OL4m OliMudanças e permanências no Sistema Setorial de Inovação da
cana-de-açúcar : o caso do etanol celulósico / Altair Aparecido de Oliveira Filho. – Campinas, SP : [s.n.], 2017.
OliOrientador: Flávia Luciane Consoni de Mello.
OliTese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de
Geociências.
Oli1. Sistema de Inovação. 2. Etanol - Política governamental - Brasil. 3. Etanol
- Indústria. 4. Etanol 2G. I. Consoni, Flávia Luciane, 1973-. II. Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Geociências. III. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Changes and permanence in the Sugarcane Sectorial System of Innovation : the case for cellulosic ethanol
Palavras-chave em inglês: System of Innovation
Ethanol - Government policy - Brazil Ethanol - Industry
Ethanol 2G
Área de concentração: Tecnologia e Inovação
Titulação: Doutor em Política Científica e Tecnológica Banca examinadora:
Flávia Luciane Consoni de Mello [Orientador] José Vitor Bomtempo Martins
André Tosi Furtado
José Maria Ferreira Jardim da Silveira Carlos Eduardo Vaz Rossell
Data de defesa: 31-08-2017
Programa de Pós-Graduação: Política Científica e Tecnológica
AUTOR: ALTAIR APARECIDO DE OLIVEIRA FILHO
MUDANÇAS E PERMANÊNCIAS NO SISTEMA SETORIAL DE INOVAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR: O CASO DO ETANOL CELULÓSICO
ORIENTADORA: PROFA. DRA FLÁVIA LUCIANE CONSONI DE MELLO
Aprovado em: 31 / 08 / 2017
EXAMINADORES:
Profa. Dra. Flávia Luciane Consoni de Mello - Presidente
Prof. Dr. José Vitor Bomtempo Martins
Prof. Dr. André Tosi Furtado
Prof. Dr. José Maria Ferreira Jardim da Silveira
Prof. Dr. Carlos Eduardo Vaz Rossell
A Ata de Defesa assinada pelos membros da Comissão Examinadora, consta no processo de vida acadêmica do aluno.
tempo e da sua paciência para me ensinar, aconselhar e incentivar. Tenho muita gratidão por todos com quem me relacionei nessa trajetória, todos contribuíram com o meu desenvolvimento e com a construção deste trabalho. O período de doutoramento foi um grande processo de transformação, onde os questionamentos transformaram-se em esforços de pesquisa e as minhas aspirações passaram a ser trabalho, tudo isso me fez amadurecer e crescer como indivíduo.
Quero agradecer especialmente a professora Flávia Consoni, que participou ativamente de todas as etapas da pesquisa, orientando, corrigindo e ensinando. Soube cobrar e dar liberdade, ao mesmo tempo em que me passava segurança para realizar a pesquisa – muito obrigado.
Em especial, agradeço aos professores André Furtado, Maria Beatriz Bonacelli, José Maria da Silveira, José Vitor Bomtempo e o Dr. Carlos Vaz Rossell pelas suas contribuições valiosas no exame de qualificação e na avaliação final do trabalho (defesa). Apontaram caminhos para o trabalho e deram insights preciosos para pesquisas futuras.
Também agradeço a todos os professores do DPCT com o quais cursei as disciplinas ou fui PED. Agradeço a todos os funcionários do IG pela dedicação e suporte na realização das atividades diárias, em particular, às servidoras Valdirene Pinotti, Maria Gorete Sousa, Sonia Tilkian e Adriana Garutti.
Gostaria de reconhecer a importância da CAPES pelo apoio oferecido, concedendo bolsa de estudos no período entre 2013 e 2017.
Meus agradecimentos se estendem aos companheiros de turma e de sala(s) de estudo. Muito obrigado pelos debates e pelos “gorós” tão profícuos. Por ordem alfabética, assim ninguém fica chateado: Adela; Ana; Carol; Diego; Dani; Edgar; Felipe; Fernando; Fernando Mesquita; Irineu; Jeny; Lucas; Luis; Marco; Marcos Marques; Marcos Silbermann; Marina; Nanci; Rodrigo; Sebá; Victo (obrigado pela leitura); Vinicius; Tati; Tildo. Uma lembrança e um “salve” aos camaradas que nem sempre estão por perto, mas sempre que possível, nos encontramos (molecada de Piracicaba/SP; República Zona da Mata; galera da UNESP/Ourinhos).
Sou muito grato por ter a Bianca como minha companheira, sempre esteve comigo e sempre me nutre de carinho, humanidade e amor. Obrigado San!
Agradeço aos meus familiares pelo cuidado, apoio e compreensão nas minhas ausências. Valeu Everton, obrigado pai e obrigado mãe – Leila, você sempre me transmite força para seguir em frente.
O setor sucroenergético brasileiro figura como a principal alternativa nacional frente às energias fósseis. Ademais, ao se utilizar da cana-de-açúcar para obtenção do etanol, matéria-prima que não integra sua base alimentar, o Brasil passa a ocupar posição de destaque no debate energético. Não obstante, tal trajetória tem sido confrontada com novos desafios tecnológicos, especificamente com o desenvolvimento da tecnologia do etanol de segunda geração. Trata-se de uma tecnologia em desenvolvimento que, ao aproveitar integralmente toda a biomassa de uma diversidade de matérias-primas, mostra-se bastante promissora. A presente pesquisa de doutorado expõe e analisa as características do setor sucroenergético frente ao desafio tecnológico do etanol de segunda geração. Busca-se compreender como o Brasil se posiciona em relação ao desenvolvimento desta rota tecnológica, e em que medida o Brasil apresenta (ou não) protagonismo nessa corrida tecnológica. Pautando-se na abordagem de Sistemas Setoriais de Inovação e utilizando-se de procedimentos metodológicos específicos para compreender o processo de inovação (mapeamento de políticas publicas; mapeamento de atores e suas funções; busca e análise de famílias de patentes e artigos científicos; entrevistas com representantes das firmas), percebe-se que a reconfiguração do Sistema Setorial de Inovação Brasileiro da cana-de-açúcar presenciada na última década reafirma a sua condição histórica. Observou-se que o avanço tecnológico tem ocorrido de maneira particularizada em poucas firmas e condicionado por um novo elemento de dependência externa, o qual permite a alguns atores atuar na nova rota tecnológica e realizar incrementos técnicos, ao passo que estabelece parcerias estratégicas com atores estrangeiros.
Palavras-chave: Sistemas Setoriais de Inovação; Políticas Públicas; Etanol Celulósico; Cana-de-açúcar; Setor Sucroalcooleiro;
ethanol, produced from sugarcane, a kind of feedstock that is not essentially food, occupies an important position in energy generation debate. However, this trajectory has been faced with new technological challenges, specifically the development of the 2nd generation biofuel, the ethanol 2G. The ethanol 2nd generation is a developing technology exploit from a variety of materials, especially non-food biomass. This PhD research exposes and analyzes the characteristics of the sugarcane industry in the face of the technological challenge for the second generation ethanol. We try to understand how Brazil stands in relation to the development of this technological route, to what extent Brazil has played a leading role in this technological route. Based on the approach of Sectoral Systems of Innovation and using specific methodological procedures to understand the innovation process (mapping of public policy, mapping of actors and their functions, analysis of patent families and scientific articles, interviews with representatives of firms), we recognized that sugarcane Sectoral System of Innovation reconfiguration, specially in the last decade, reaffirms its historical condition.Therefore, the technological advance have occurred in a few firms conditioned by a new element of external dependence, that allows some actors to act in the new technological route and to make technical increases, establishing strategic partnerships with foreign actors. Keywords: Innovation; Public policy; Ethanol; Sugarcane; Sugar and alcohol industry; Second Generation Ethanol
Figura 1.1. Configurações tecnológicas do etanol celulósico – rota enzimática... 58
Figura 1.2. Estratégias de busca de patentes para etanol celulósico – Questel Orbit... 77
Figura 2.1. Evolução do arcabouço institucional do Sistema Setorial de Inovação da
cana-de-açúcar do Brasil, entre 1875 a 2016... 86
Figura 2.2. Produção de cana-de-açúcar, etanol e açúcar no Brasil entre as safras de 1948/49 -
2015/2016... .. 89
Figura 2.3. Evolução dos valores disponibilizados pelo BNDES ao setor sucroenergético, entre
2002 - 2016 (em reais - R$)... 117
Figura 2.4. Evolução dos valores disponibilizados ao setor sucroenergético, entre 2002 - 2016
(em reais - R$) ... 118
Figura 2.5. Participação dos Estados na produção do etanol nas safras de 2000/01 e 2015/16 ... 123
Figura 2.6.Sistema Setorial de Inovação da cana-de-açúcar do Brasil ... 131
Figura 3.1. Número de projetos de pesquisas financiados com recursos dos Fundos Setoriais, pela
CNPq (1997 a 2015) e FINEP (1999 a 2015) – Diretamente relacionados ao setor sucroenergético... 146
Figura 3.2. Projetos de pesquisas contratados pela FAPESP no período de 1997 a 2016
relacionados ao setor sucroenergético... 153
Figura 4.1. Áreas do conhecimento que se dedicam a temática do etanol celulósico... 184
Figura 4.2. Campos tecnológicos do etanol celulósico - 2.937 famílias de patentes... 185
Figura 4.3. Evolução dos artigos científicos publicados em periódicos internacionais e os
principais países em publicação na temática do etanol celulósico. ... 190
Figura 4.4. Evolução dos depósitos de patentes e os principais países/regiões de proteção das
invenções em etanol celulósico... 193
Figura 4.5. Evolução dos depósitos de famílias de patentes no Brasil e a origem do P&D das
invenções protegidas no Brasil... 198
Figura 4.6. Os principais assigners em etanol celulósico, no mundo e no Brasil... 200
Figura 4.7. As principais instituições em publicações vinculadas ao Brasil e os principais
conceitos abordados nas publicações. ... 206
Figura 4.8. Principais conjuntos tecnológicos do etanol celulósico - Landscape by technology
clusters – Brasil (564 famílias de patentes)... 209
Figura 4.9. Conceitos tecnológicos das invenções brasileiras (depósitos prioritários - 47 famílias
de patentes)... 214
Figura 5.1. Iniciativas de desenvolvimento de projetos industriais de etanol celulósico no Brasil,
Tabela 2.1. Origem da Cana-de-açúcar moída na usina, por Estados e safras selecionadas... 106
Tabela 3.1. Detalhamento do aporte realizado pela FINEP em relação ao SSI da cana-de-açúcar
entre 1999-2015... .... 147
Tabela 3.2. Carteira detalhada do PAISS em milhões de reais (2011 a 2014)... 162
Tabela 3.3. Projetos de PD&I integrantes do PAISS (2011-2014)... 164
Tabela 3.4. Atores e valores aprovados por projeto no âmbito do PAISS Industrial (2011-2014)... 168
Tabela 3.5.Empresas e valor dos projetos contratados no âmbito do PAISS Agrícola
(2014-2018)... ... 177
Tabela 5.1. Projetos indústrias de etanol celulósico no Brasil (Iniciativas Estruturadas), aspectos
gerais (2016). ... 255
Tabela 5.2. Características técnicas dos projetos industriais de etanol celulósico no mundo e
Box 3.1. Embrapa Agroenergia... 142
produção brasileira de cana-de-açúcar, 1948/49 -2014/15 ... 94
Gráfico 2.3. Distribuição do ATR por produto final (açúcar e etanol), entre as safras de 1948/49-2015/16 ... 101
Gráfico 2.4. Importação e exportação brasileira de etanol em metros cúbicos, entre 1989 a 2015. 107 Gráfico 2.5. Preço médio do petróleo importado - 2000-2015 (US$/b FOB) ... 110
Gráfico 2.6. Implantação e fechamentos de usinas no Brasil entre 2005 a 2015... 119
Gráfico 2.7. Consumo de combustível no Brasil entre 2001 – 2015 (m³)... 121
Gráfico 2.8. Histórico de licenciamentos de veículos por combustível (2004-2016) ... 122
Gráfico 2.9. Distribuição por Estado das usinas de cana-de-açúcar em 2016. ... 124
Gráfico 2.10. Número de fusões e aquisições ocorridas no setor sucroalcooleiro entre 1995 a 2009. ... ... 125
Quadro 1.2 Dificuldades tecnológicas ainda não superadas no etanol celulósico... 57
Quadro 1.3. Categoria e tipologia da abordagem de SSI... 62
Quadro 1.4. Entrevistas e códigos... 64
Quadro 1.5. Eventos setoriais, visita técnica e códigos... 64
Quadro 1.6. Bases de dados mais relevantes utilizadas na pesquisa até out./ 2016. 65 Quadro 1.7. Equação de busca para Base da legislação Federal ... 67
Quadro 1.8. Equação de busca para artigos científicos – Scopus ... 74
Quadro 2.1. Medidas Federais que promovem o fortalecimento da capacidade produtiva e a ampliação do consumo do etanol (2000-2016) ... 111
Quadro 2.2. Presença estrangeira na produção de açúcar, etanol e bioeletricidade no Brasil 128 Quadro 3.1. Políticas Federais que promovem o fortalecimento das ações em Ciência e Tecnologia no SSI da cana-de-açúcar... 139
Quadro 3.2. Projetos relacionados diretamente com o etanol celulósico financiados pela FINEP anteriores ao PAISS Industrial... 148
Quadro 3.3. Medidas no âmbito do Estado de São Paulo que fortalecem a Ciência e a Tecnologia ligadas ao SSI da cana-de-açúcar... 152
Quadro 3.4. Detalhes dos projetos desenvolvidos nos programas: PITE e PIPE relacionados ao setor sucroenergético no período de 1997 a 2016... 153
Quadro 3.5. Linhas temáticas do PAISS Industrial... 160
Quadro 3.6. Empresas com planos de negócio selecionados no PAISS Industrial - 2011... 165
Quadro 3.7. Ações internacionais de estímulo ao desenvolvimento do etanol celulósico... 173
Quadro 5.1. Os principais atores na trajetória do etanol celulósico – quem é quem? ... 223
Quadro 5.2. Ações de destaque do CTC em P&D ... 257
Quadro 5.3. Parcerias estratégicas e cooperação do CTC por etapas da tecnologia de etanol celulósico, entre 2007 - 2017. ... 261
ABDI Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial
ABIMAQ Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos ANFAVEA Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores APL Arranjo Produtivo Local
APTA Agência Paulista de Tecnologia do Agronegócio BEM Balanço Energético Nacional
BIOEN Programa de Pesquisa em Bioenergia da FAPESP BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social
BP British Petroleum
BTL Biomass To Liquid
C&T Ciência & Tecnologia C5 Açúcar de 5 carbonos C6 Açúcar de 6 carbonos
CAPES Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
CBP Consolidated Bioprocessing
CENAL Comissão Executiva Nacional do Álcool
CEPAL Comissão Econômica para América Latina e Caribe CGEE Centro de Gestão e Estudos Estratégicos
CGEE Centro de Gestão e Estudos Estratégicos
CIDE Contribuição de Intervenção no Domínio Econômico CIDE Contribuições de Intervenção no Domínio Econômico CIMA Conselho Interministerial do Açúcar e do Álcool CNAE Classificação Nacional de Atividades Econômicas CNAL Conselho Nacional do Álcool
CNDI Conselho Nacional de Desenvolvimento Industrial CNPE Conselho Nacional de Política Energética
CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico COP21 Conferência das Partes de Paris
CT&I Ciência, Tecnologia & Inovação
CTBE Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol CTC Centro de Tecnologia Canavieira
CTNBIO Comissão Técnica Nacional de Biossegurança CTS Ciência, Tecnologia e Sociedade.
DHR Dedini Hidrólise Rápida
DUI Learning by Doing, Learning by Using e Learning by Interacting
E1G Etanol de primeira geração E2G Etanol de segunda geração
EECC Estação Experimental de Cana de Campos EECP Estação Experimental da Cana de Piracicaba
EP European Patent Office
EPA Agência de Proteção Ambiental dos EUA EPE Empresa de Planejamento Energético ETECs Escola Técnica Estadual de São Paulo F&A Fusões & Aquisições
FAPEMIG Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais FAPESP Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo FAPESPA Fundação Amazônia Paraense de Amparo à Pesquisa FATEC Faculdade de Tecnologia de São Paulo
FINEP Financiadora de Estudos e Projetos IAA Instituto do Açúcar e Álcool IAC Instituto Agronômico de Campinas
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística ICTs Instituições de Ciência e Tecnologia
IDE Investimento Direto Estrangeiro
IEA International Energy Agency
INOVAs Programas de Apoio a Inovação em Cooperação BNDES-FINEP INPI Instituto Nacional de Propriedade Industrial
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change IPCs Classificação Internacional de Patentes IPI Imposto sobre Produtos Industrializados
IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo MAPA Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento MCTI Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação
MDCI Ministério de Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior MDIC Ministério do Desenvolvimento Indústria e Comércio Exterior MTE Ministério do Trabalho e Emprego
OECD Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico OGM Organismos Geneticamente Modificados
P&D Pesquisa e Desenvolvimento
PACTI Plano de Ação em Ciência, Tecnologia e Inovação
PAISS Plano BNDES-FINEP de Apoio à Inovação dos Setores Sucroenergético e Sucroquímico PCT Cooperação em Matéria de Patentes
PD&I. Pesqueisa, Desenvolvimento e Inovação PDP Política de Desenvolvimento Produtivo PED Plano Decenal de Expansão de Energia PIB Produto Interno Bruto
PINTEC Pesquisa de Inovação Tecnológica PINTEC Pesquisa de Inovação
PNA Plano Nacional de Agroenergia PPA O Plano Plurianual
PROALCOOL Programa Nacional do Álcool
PRORENOVA Programa Apoio à Renovação e Implantação de Novos Canaviais RAIS Relação Anual de Informações Sociais
RIDESA Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do setor Sucroenergético SECEX Secretaria de Comércio Exterior
SHCF Separate Hydrolysis and Co-Fermentation
SHF Separate Hydrolysis and Fermentation
SNI Sistema Nacional de Inovação
SSCF Simultaneous Saccharification and CoFermentation
SSF Simultaneous Saccharification and Fermentation
SSI Sistema Setorial de Inovação
STI Learning by Science, Technology and Innovation
TCD Toneladas de Cana por Dia
TICs Tecnologias de Informação e Comunicação TPDP Technology-Push-Demand-Pull
TRL Technology readiness levels
UFAL Universidade Federal de Alagoas UFPR Universidade Federal do Paraná
UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFRJ Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRPE Universidade Federal Rural de Pernambuco UFRRJ Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro UFSC Universidade Federal de Santa Catarina UFSCAR Universidade Federal de São Carlos UNB Universidade Federal de Brasília
UNCTAD United Nations Conference on Trade and Development
UNESP Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" UNICA União da Indústria de Cana-de-Açúcar
UNICAMP Universidade Estadual de Campinas USP Universidade de São Paulo
VTI Valor de Transformação Industrial
WO World Intellectual Property Organization
1G Primeira Geração
CAPÍTULO 1. Abordagem teórica e metodológica para alinhamento da
tese: Sistema Setorial de Inovação e Modos de Inovação... 34
1.1. Sistema Setorial de Inovação e a heterogeneidade da estrutura econômica... 35
1.1.1. O desenvolvimento setorial e o processo de inovação... 43
1.2. Definições do “desafio tecnológico”: o etanol celulósico ... 50
1.2.1. A tecnologia de produção do etanol (E1G) ... 52
1.2.2. A tecnologia de produção do etanol (E2G) ... 54
1.3. A abordagem metodológica subjacente à análise de Sistemas de Inovação... 59
1.3.1. Procedimentos metodológicos e ações para estruturação da pesquisa ... 63
1.3.1.1. Procedimentos metodológicos para estruturação do Capítulo 2 ... 66
1.3.1.2. Procedimentos metodológicos para estruturação do Capítulo 3... 71
1.3.1.3. Procedimentos metodológicos para estruturação do Capítulo 4... 72
1.3.1.4. Procedimentos metodológicos para estruturação do Capítulo 5... 79
1.4. Considerações finais do capítulo 1... 81
CAPÍTULO 2. Sistema Setorial de Inovação da cana-de-açúcar do Brasil: evolução e transformações recentes ... 83
2.1. Gênese e evolução do Sistema Setorial de Inovação da cana-de-açúcar no Brasil ... 84
2.1.1. Gênese e estruturação dos modos de inovação do SSI da cana-de-açúcar no Brasil ... 92
2.1.2. Expansão e estabelecimento da produção sucroalcooleira (1930-1990)... 99
2.2. Mudanças no ambiente de seleção e busca do etanol brasileiro (2000- 2016) ... 108
2.2.1. Dimensões econômica e territorial do SSI da cana-de-açúcar ... 122
2.2.2. Reconfiguração do capital no SSI da cana-de-açúcar: novos atores ... 125
2.3. Considerações finais do capítulo 2 ... 129
CAPÍTULO 3. Políticas públicas e o desenvolvimento do etanol celulósico no Brasil ... 132
3.1. Políticas públicas para o setor sucroenergético brasileiro: adensamento da ciência e da tecnologia ligada ao etanol... 134
3.1.1. Instrumentos que estimulam o desenvolvimento da C&T e/ou do aprendizado tecnológico... 141
3.1.2. Ações do Estado de São Paulo em relação ao estímulo à C&T e ao aprendizado tecnológico do SSI da cana-de-açúcar (2000 – 2016)... 150
3.2. Políticas públicas para o etanol celulósico no Brasil: PAISS Industrial e PAISS Agrícola... 156
3.2.1. PAISS Industrial e o start do etanol celulósico no Brasil... 158
3.2.2. PAISS Agrícola adensamento das atividades voltadas à C&T e ao aprendizado tecnológico do SSI da cana-de-açúcar... 176
celulósico: considerações a partir dos artigos científicos e das famílias de
patentes ... 180
4.1. Domínio tecnológico do etanol celulósico... 182
4.2. A dinâmica do conhecimento e da tecnologia do etanol celulósico: evolução e distribuição geográfica do esforço de desenvolvimento... 188
4.3. Os principais atores do etanol celulósico: firmas e instituições de ensino e pesquisa... 199
4.3.1. Competências tecnológicas no Brasil e dos atores nacionais: um olhar sobre os Clusters tecnológicos em formação (etanol celulósico)... 207
4.4. Considerações finais do capítulo 4... 215
CAPÍTULO 5: Tecnologia do etanol celulósico no Brasil: as ações dos atores e suas interações... 218
5.1. Os principais atores do SSI da cana-de-açúcar na trajetória do etanol celulósico: visão geral ... 221
5.2. A dinâmica dos projetos industriais de etanol celulósico no Brasil... 228
5.2.1. Iniciativas Pioneiras na trajetória do etanol celulósico: anos 1980 ... 228
5.2.2. Iniciativas Incipientes ... 233
5.2.3. Iniciativas Exploratórias... 238
5.2.3.1. A Iniciativa da Petrobras/Cenpes ... 249
5.2.4. Iniciativas Estruturadas: desenvolvimento e adoção da tecnologia de etanol celulósico no Brasil ... 255
5.2.4.1. Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) ... 255
5.2.4.2. GranBio ... 262
5.2.4.3. Raízen ... 274
5.3. Considerações finais do capítulo 5 ... 281
CONCLUSÕES ... 285
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 286
INTRODUÇÃO
O setor sucroenergético1 brasileiro é um importante segmento econômico no plano nacional, com alta capilaridade no território, presente em 1.040 municípios2 e responsável pela geração de 567.690 vínculos formais de emprego direto em 20143. Desenvolveu-se ao longo dos anos a partir de sistemáticas iniciativas dos produtores e, principalmente, por meio da ação coordenadora do Estado brasileiro, configurando-se como uma importante fonte de energia renovável alternativa para a dependência externa dos derivados dos combustíveis fósseis e, na sequência, contribui com a redução das emissões dos gases de efeito estufa.
A produção sucroalcooleira do Brasil, além da sua evidente função econômica, figura como opção técnica dentro do quadro analítico das Novas Fontes Renováveis (NFRs)4. Ou melhor, a produção de combustível líquido e energia elétrica renovável por meio dos potenciais da biomassa, proporciona ao setor um caráter mais amplo e estratégico, sendo relevante para o setor agrícola e para o setor energético. A contribuição do setor sucroalcooleiro para a matriz energética do Brasil foi de 49.232 10³ (tonelada equivalente de petróleo) em 2014, o que representou 18,1 % da Produção de Energia Primária do país (EPE, 2015).
O advento da tecnologia de produção do etanol celulósico (etanol de segunda geração ou E2G) maximiza o uso energético e econômico da cana-de-açúcar e inaugura uma nova fase do desenvolvimento técnico da usina de cana-de-açúcar no Brasil. A tecnologia do etanol celulósico proporciona a utilização quase completa da biomassa por intermédio de processos físico-químicos que visam ter acesso aos açúcares contidos na celulose.
A técnica consiste em aproveitar os açúcares nas moléculas da sacarose que estão protegidas por uma “espessa” camada de fibras. Para que este processo se complete, a técnica
1 Ao longo do trabalho utilizam-se os termos: açucareiro, sucroalcooleiro e sucroenergético como sinônimos para
agroindústria processadora de cana-de-açúcar do Brasil. Tais termos são ligados aos produtos provenientes desse segmento econômico (açúcar, etanol e eletricidade). A denominação do setor se altera ao longo da história, condizente com o papel que este assume no cenário nacional - exportador de commodities; oferta de biocombustíveis e substituição da gasolina importada e; segmento constituinte da matriz energética nacional.
2 LEMOS et al., 2014 3
O número de vínculos formais de emprego formal atribuídos ao setor sucroalcooleiro foi obtido a partir de a Relação Anual de Informações Sociais (RAIS/ MTE), a partir da soma da CNAE 2.0 Classes (Classificação Nacional de Atividades Econômicas), a saber: (1130) Cultivo de cana-de-açúcar; (10.71-6) Fabricação de açúcar em bruto; (10.72-4) Fabricação de açúcar refinado; e (19.31-4) Fabricação de álcool.
4 FORAY & GRUBLER (1996); ELLIOT (2000); UNRUH (2006); GOLDEMBERG (2006) WALZ et al
baseada na hidrólise5 ou na gaseificação6 deve quebrar as cadeias de polissacarídeos que unem as moléculas da parede celular das plantas (LEITE & LEAL, 2007).
Ademais, os desdobramentos dessa tecnologia abrem espaço para o desenvolvimento da química verde, visto que as unidades processadoras de biomassa podem ampliar suas economias de escopo indo além da produção de açúcar, etanol e energia elétrica, podendo também atuar na produção de outros compostos químicos substitutos dos hidrocarbonetos de origem fóssil. O desenvolvimento da tecnologia de etanol de segunda geração se faz necessário diante das limitações impostas pela produção de etanol de primeira geração, a qual não é capaz de avançar na exploração completa de toda a biomassa, incluindo a palha e o bagaço da cana-de-açúcar.
O etanol celulósico é puxado tanto pela oferta de tecnologia como pelas demandas do século XXI, ou seja, o progresso técnico no beneficiamento dos materiais lignocelulósicos – tecnologias oriundas da Engenharia Química, Bioquímica, Genética ou da Biologia Molecular - possibilita explorar de maneira integral os potenciais da biomassa, dando origem a novos processos, novos produtos e a criação de novos nichos econômicos. Do outro lado, sustentando os esforços nessa nova trajetória tecnológica, está a “urgência” da construção de uma nova economia, amigável ao meio ambiente e com maior racionalidade econômico-ambiental, estruturas econômicas adaptadas às condições naturais e sociais dos territórios (VASCONCELLOS & BAUTISTA VIDAL, 1998; MAYERHOFF et al. 2006; CARDONA et al., 2010; DANTAS et al., 2013; MAZZUCATO, 2013; GUSTAFSSON et al., 2014).
Somam-se a isso, três outros motivadores que instam o desenvolvimento dessa tecnologia no Brasil: 1) ampliar a produtividade e a produção da cadeia produtiva do etanol; 2) diminuir o exclusivismo dos derivados de petróleo no abastecimento da frota rodoviária e ampliar a diversificação dos insumos para a cadeia produtiva da indústria química; e 3) criar um destino rentável para parte dos “resíduos” da produção do etanol de primeira geração.
Na cultura da cana, a energia está distribuída da seguinte forma: 31,4% em sacarose, 34,7% no bagaço e 33,8% nas pontas e nas folhas (SAFATLE, 2011; GOLDEMBERG, 2006). Logo, o desenvolvimento de tecnologias que convertam materiais lignocelulósicos em
5
Hidrólise é uma reação orgânica e inorgânica em que água efetua uma dupla troca com outros compostos. A palavra hidrólise significa decomposição pela água, mas geralmente a água por si só não atinge uma hidrólise completa, para isso é necessário imprimir altas temperaturas e pressões elevadas e/ou a adição de agentes aceleradores, tais como os ácidos e as enzimas (HIJAZIN et al., 2010).
6 O processo de gaseificação consiste em uma série de reações físico-químicas, transformando os sólidos em uma
biocombustíveis ou em outros produtos é de grande importância para a continuidade do programa bioenergético brasileiro. Destaca-se que esta tecnologia tem o potencial de elevar a produção do biocombustível sem aumentar a área plantada de cana-de-açúcar utilizando-se do bagaço e folhas da planta. Com isso, possibilita diminuir a pressão para a expansão da área plantada, amenizando em última instância os conflitos por terra.
O etanol de segunda geração prenuncia um novo desenvolvimento estrutural da indústria sucroalcooleira, potencializando a sua relevância setorial. Esta nova realidade é impulsionada pela mudança técnica da exploração do material lignocelulósico que compõe a estrutura vegetal da cana-de-açúcar. Como desdobramento, o setor passa a ser ainda mais decisivo no plano nacional, sobretudo, para o avanço das opções técnicas-econômicas-ambientais alternativas às fontes tradicionais (fóssil e nuclear), posicionando-o justamente na difícil tarefa de propor soluções aos desafios impostos pelo lock-in do carbono7 (UNRUH, 2000).
Em conformidade com este cenário, o setor sucroalcooleiro brasileiro vivencia, em especial a partir dos anos 2000, um intenso processo de reestruturação técnico-econômica, caracterizado por: 1) acelerada expansão geográfica para novas áreas de cultivo e processamento da cana-de-açúcar; 2) concentração e centralização do capital no setor e; 3) entrada de novos atores, principalmente do capital estrangeiro; 4) retomada da implementação de medidas institucionais relacionadas ao setor; 5) esforço de aprendizagem em novas bases de conhecimento atreladas ao E2G. Esses aspectos prenunciam alterações nas características históricas na produção de etanol de primeira geração e do açúcar.
Destaca-se que ao longo da pesquisa que originou esta tese, foram mobilizados esforços em caracterizar estes cinco aspectos da reestruturação técnico-econômica. Entretanto, os três primeiros pontos aparecem apenas como sustentação da problemática central da pesquisa, sendo que o processo de mudanças que converge para a consolidação da rota tecnológica do etanol de segunda geração, assim como o processo social que é então desvelado, constitui o recorte analítico da pesquisa.
7 Carbon lock-in refere-se à inércia criada e perpetuada pelo sistema sócio-técnico de energia baseada nos
hidrocarbonetos fósseis, o qual inibe esforços públicos e privados para introduzir tecnologias de energia alternativa. Tal perspectiva é muito empregada para compreender as barreiras da mudança de infraestrutura e de arcabouço institucional relacionadas ao setor energético..
Diante deste quadro, a pergunta central da tese é: Quais são os atores/elementos do
Sistema Setorial de Inovação (SSI) da cana-de-açúcar do Brasil que promovem o progresso técnico do setor em direção ao domínio da tecnologia do etanol celulósico?
A partir desta indagação, desdobram-se diversos outros questionamentos tais como:
Quais são os drives que impulsionam a busca pelo etanol celulósico? Quais são as barreiras que ainda devem ser superadas para o avanço deste mercado? Como o arcabouço institucional contribui (ou não) para o desenvolvimento da rota do etanol celulósico? Quais foram as adequações no campo de política pública para suportar/apoiar/impulsionar esta nova tecnologia? Como interagem os diversos atores do SSI no que tange o etanol celulósico? Quais são as diferenças entre os projetos industriais de etanol celulósico no Brasil? Existe desenvolvimento endógeno de tecnologia para a produção de etanol celulósico? Quais capacidades o SSI da cana-de-açúcar brasileiro desenvolve neste processo?
Tais questões orientam a investigação feita nesta tese, a qual expõe e analisa as características do avanço tecnológico do setor sucroalcooleiro do Brasil, dando ênfase ao processo inovativo do etanol de segunda geração. Procura-se traçar um panorama atual do setor, identificando sua configuração, seus principais atores e os processos de ruptura advindos desta nova rota tecnológica. Com isso, busca-se compreender como o Brasil se posiciona em relação ao desenvolvimento da rota tecnológica do etanol celulósico e em que medida o Brasil apresenta (ou não) protagonismo nessa corrida tecnológica.
O argumento desenvolvido nesta tese indica que neste processo de introdução da tecnologia do etanol celulósico, reside uma ruptura de rota tecnológica, exigindo alterações nos padrões de aprendizagem das firmas, que tradicionalmente caracterizavam-se por inovações incrementais (learning by doing, learning by using e learning by interacting)8. Esta pesquisa argumenta que o setor sucroalcooleiro caminha rumo a uma descontinuidade que implica um modelo de inovação mais forte e completo de learning by Science, Technology
and Innovation.
Entretanto, esse caminho não é fluido e exige esforços internos das organizações ligados à transformação da biomassa, bem como, do arranjo institucional. É justamente esse movimento que é investigado por esta pesquisa, pontuando as características deste processo que é marcado por avanços e manutenção das suas contradições, pois ao passo que o SSI da
8 Trabalhos que identificam essas características: Varricho (2012); Andersen (2011), Furtado et al, (2011) Harari
cana-de-açúcar adentra a rota tecnológica do etanol celulósico, este o faz incorporando tecnologia estrangeira e de maneira pontual. Tal situação reflete sua fragilidade em relação às inovações baseadas no conhecimento científico, mas, por outro lado, é um esboço de uma reação, visto que a reboque destes esforços iniciais cria-se um conjunto de elementos, de atores e de infraestrutura propícia ao desenvolvimento futuro. A tese analisa e evidencia essa condição, tão própria de nações periféricas.
Como indicam os trabalhos de Joseph (2009), Furtado (2014), Ribeiro & Albuquerque (2015), entre tantos outros, o principal desafio para o setor e para as nações periféricas consiste em aproveitar as “janelas de oportunidades” a partir da produção endógena de tecnologia. Assim, supera-se a condição estrutural de importadores e dependentes de tecnologia estrangeira, com capacidade para promover o desenvolvimento tecnológico, social e econômico.
Objetivos da pesquisa
É na transição da primeira geração para a segunda geração que se encontra o escopo da pesquisa. O objetivo central deste estudo é identificar, caracterizar e analisar esse processo, pois ao passo que o Sistema Setorial de Inovação da cana-de-açúcar evolui, este se altera em termos de sua forma e do seu conteúdo. Com isso, o foco recai na compreensão da reconfiguração do regime tecnológico, analisando a introdução da tecnologia de segunda geração, de forma a compreender como esse esforço de desenvolvimento tecnológico rebate na estrutura da indústria e reconfigura o Sistema Setorial de Inovação da cana-de-açúcar.
Os objetivos específicos relacionados abaixo foram estabelecidos com a intenção de dar sustentação e esclarecimento à questão principal da pesquisa e conduzem a estruturação dos capítulos da tese, a saber:
1. Apresentar a abordagem de Sistema Setorial de Inovação (focusing device), atrelando-a com a compreensão da heterogeneidade estrutural dos países periféricos, possibilitando a construção de uma base teórica e metodológica para o desenvolvimento da tese (articulação entre o conceito de SSI e objeto de estudo);
2. Caracterizar o processo histórico de formação do SSI da cana-de-açúcar do Brasil, pontuando as especificidades da atividade inovativa, proporcionando uma base comparativa para a identificação das mudanças trazidas no bojo da introdução da tecnologia do etanol celulósico;
3. Identificar qual é o papel desempenhado pelas políticas públicas de promoção da inovação no setor, e como estas ampliam (ou não) a possibilidade do desenvolvimento tecnológico voltado ao aproveitamento total da biomassa da cana-de-açúcar;
4. Expor a dinâmica tecnológica do etanol celulósico, trabalhando as bases do conhecimento e da tecnologia que sustentam o novo processo produtivo, bem como identificando os atores que conduzem o processo de inovação (exercício de vigilância tecnológica);
5. Compreender as ações das firmas envolvidas com o desenvolvimento e adaptação da tecnologia do etanol celulósico no Brasil, evidenciando as relações que estas estabelecem com outros atores do SSI da cana-de-açúcar;
Hipótese e relevância da pesquisa
A característica disruptiva do etanol celulósico induz de maneira imperativa uma mudança no modo de inovação do setor sucroalcooleiro, principalmente na fase industrial9. O etanol celulósico altera a base de conhecimento requerida para a inovação, ou seja, novas informações e competências devem ser arregimentadas pelas firmas para transformar os seus recursos internos, tornando-os capazes de ampliar a exploração da biomassa da cana-de-açúcar.
A hipótese de pesquisa é que as mudanças exigidas pela tecnologia do etanol celulósico alteram a base de conhecimento na fase industrial do setor sucroalcooleiro, forçando um deslocamento do exclusivismo DUI-mode (learning by doing, learning by using
e learning by interacting) para um padrão intermediário, visando o STI-mode (learning by Science, Technology and Innovation). Concomitantemente, este movimento resulta: HI) na
ampliação da dependência tecnológica do SSI da cana-de-açúcar e; HII) na redefinição dos
atores do SSI da cana-de-açúcar na fase industrial10.
Os elementos necessários para estruturação da produção de etanol de segunda geração estão em outro nível, diferenciando-se da trajetória traçada pelo etanol de primeira geração. Portanto, as hipóteses são confirmadas ou refutadas por meio da análise das ações dos
9 Os Trabalhos do CGEE (2009), Varricho (2012), Valente et al. (2012) e Furtado (2014) fazem referência à
existência de duas grandes “etapas” no processo produtivo dos derivados da cana-de-açúcar.
10 A tese apresenta uma hipótese principal, a qual é auto-referenciada pela dinâmica tecnológica, assim, se
desdobra em duas sub afirmações, as quais são confirmadas/refutadas à medida que se responde a questão principal da pesquisa: “Quais são os atores/elementos do SSI da cana-de-açúcar que promovem o progresso técnico em direção ao domínio da tecnologia do etanol celulósico”. Acrescenta-se que as hipóteses (HI e HII) não
principais atores do SSI da cana-de-açúcar, os quais figuram como agentes catalisadores deste processo em curso – o desenvolvimento e a introdução da tecnologia industrial do etanol celulósico.
Esta nova realidade deriva da “necessidade” de superar o desafio tecnológico do aproveitamento integral da biomassa da cana-de-açúcar11, ou seja, desenvolver meios para ampliar a exploração dos potenciais energéticos da biomassa. Segundo Ericsson et al. (2004); Negro et al. (2007); Vieira (2008); Suurs & Hekkert (2009); CGEE (2009); Nyko et al. (2010), Rosa et al. (2010) e Hellsmark & Jacobsson (2012) e, também, pautando-se nas experiências de sucesso de alguns países europeus (Finlândia e Suécia12), pode-se afirmar que o desafio para o setor é o desenvolvimento de tecnologias e de processos que ampliem a exploração do potencial existente nessa matéria-prima. E, ao fazer isso, reorienta a rota tecnológica do setor, pois o conhecimento e as tecnologias que são a base da nova trajetória, são de natureza distinta e mais complexas13.
A direção do desenvolvimento da rota tecnológica aponta para a ampliação da eficiência da transformação dos açúcares contidos na biomassa, tanto do caldo como do material lignocelulósico. Para isso, novos conhecimentos e novas competências devem ser empregados, tais como a engenharia genética, a biotecnologia, a química orgânica fina, a química macromolecular e polímeros, a automação e outras. Estas se traduzem em novas variedades de cana-de-açúcar e melhores práticas agrícolas e, principalmente, em novos e melhorados processos de pré-tratamento, hidrólise e de fermentação, onde micro-organismos são empregados como meios de produção.
O deslocamento do DUI-mode para o STI-mode se coloca como uma condição para o desenvolvimento endógeno do etanol celulósico, pois as competências requeridas estão em outro patamar, fora da rota normal construída pelo SSI da cana-de-açúcar ao longo dos últimos 100 anos. Isso fica evidente com a contribuição de trabalhos recentes que, especificamente, abordaram o papel das empresas de bens de capital do setor sucroalcooleiro e da própria capacidade inovadora das usinas, a saber: Negri (2010); Liboni & Toneto Jr. (2008); Valente (2012); Varricho (2012); Oliveira Filho (2013). Tais estudos indicam que as
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Tal objetivo não é novo; essa pretensão sempre esteve no horizonte do setor, entretanto, só agora com o avanço tecnológico proeminente dos combustíveis de segunda geração que essa fronteira fica mais próxima.
12 Finlândia e Suécia representam casos de sucesso de exploração energética da biomassa, com indústrias de base
florestal bem desenvolvidas, tanto no setor de papel e celulose como madeireira em geral.
13 O capítulo 4 e 5 demonstram este movimento de maneira mais clara pautando-se em dados de patentes e nas
capacidades construídas por meio do DUI-mode estão aquém das necessárias para conduzir o processo de desenvolvimento tecnológico desta nova fase de desenvolvimento da agroindústria canavieira e da consolidação da biorrefinaria de cana-de-açúcar.
Historicamente, as alterações técnicas e a difusão de tecnologias na fase industrial da produção sucroalcooleira foram dadas pela ação produtiva das empresas de bens de capital ligadas ao setor. Mas, diante dos novos desafios tecnológicos, tem-se a impressão de que este importante setor não apresenta as condições necessárias para imprimir esforços de aprendizagem fora da sua base de conhecimento tradicional (VARRICHO, 2012; FURTADO, 2013), sendo necessário ampliar a escala de análise, para identificar os principais responsáveis pelo progresso técnico do setor14.
Nessas condições, se justifica a abordagem de Sistema Setoriais de Inovação, a qual permite compreender as relações das firmas com outros atores (tradicionais e novos), relações dadas tanto pela cooperação como pela concorrência, de mercado ou extra-mercado e, principalmente, compreender qual é o papel do poder público nessa nova condição de desenvolvimento setorial.
A forte alteração nos padrões da atividade inovativa reposiciona as dimensões de busca e seleção do Sistema Setorial de Inovação da cana-de-açúcar do Brasil. Porque a base de conhecimento é díspar da até então estabelecida. Esta requer mais intensidade em ciência e tecnologia, por sua vez, demanda e estabelece como condição para o seu desenvolvimento futuro maiores dispêndios em P&D (Pesquisa e Desenvolvimento), criação de projetos de cooperação entre firmas e entre firmas e instituições pesquisa. Essa dinâmica já é percebida no corolário do desenvolvimento inicial do etanol celulósico no Brasil.
Portanto, os esforços empreendidos nesta tese concentram-se em estudar a emergência de um novo regime tecnológico, analisando essa transição, da tecnologia de primeira geração
14 Tal questão pode ser controvérsa e merece maior cuidado, pois há estudos sobre a indústria de bens de capital
do setor sucroalcooleiro que apontam que seu desenvolvimento tecnológico viria a reboque das inovações/invenções do CTC e do IAC, os quais estavam à frente dos projetos mais significativos nos anos 1980, projetos como do reaproveitamento da vinhaça (MARIOTONI, 2004). Outros estudos afirmam que estas indústrias são conservadoras e apresentam baixo dinamismo (VARRICHO, 2012). Mas a controvérsia reside na abordagem histórica; se observarmos em um período maior de tempo, no qual tais empresas foram de fundamental importância para elevar o nível tecnológico do setor, precisamente na passagem dos engenhos de “fogo morno” para as usinas (na primeira metade do século XX) certamente esse caráter dinâmico pode ser redimensionado (NEGRI, 2010). E, ainda, se observamos um conjunto de inovações incrementais feitas nos períodos de expansão da produção do etanol podemos chegar a outras conclusões. A introdução constante de melhoramentos foi de fundamental importância para redimensionar o tamanho e a escala de processamento das usinas, por exemplo, saindo das antigas e “minúsculas” destilarias de cobre de 5 mil litros/dia para as destilarias com potencial de produção de 30 mil litros/dia de aço carbono, depois para as de 60 mil litros/dia, feitas de aço inox, chegando até os dias de hoje, nas destilarias de 1.200 mil litros/dia de aço inox (OLIVEIRA FILHO, 2013).
para a de segunda geração (ou, de uma nova rota tecnológica), fato que permite observar uma mudança da estrutura da indústria da cana-de-açúcar em relação ao processo inovativo.
Esse esforço pode proporcionar uma contribuição à discussão da natureza multissetorial da atividade econômica, ao passo que o desenvolvimento da nova tecnologia – etanol 2G – busca desenvolver uma nova rota tecnológica a partir de conhecimentos e competências que estão à margem dessa indústria. Identifica-se (pelo menos de início) uma interação intersetorial e entre firmas de diferentes segmentos, logo, compreender a reconfiguração tecnológica do setor sucroalcooleiro brasileiro pode mostrar pelo menos em alguns aspectos essa dinâmica setorial. Tal perspectiva é colocada por Nelson (2007, p. 38) como uma das áreas que se deve avançar na perspectiva dos estudos da economia evolucionária. Malerba (2002, p. 248) coloca que a interação entre os setores constitui um campo de interesse da perspectiva dos estudos da economia industrial, que pouco se tem feito nessa direção; segundo este autor, é necessário discutir as interações entre os setores e os seus limites, saindo da armadilha dos estudos estáticos da estrutura industrial15.
Nesta perspectiva, a pesquisa desenvolveu-se na direção de caracterizar esse processo e identificar como o processo de inovação nesses termos altera as condições históricas desse setor e, a partir dessa situação, extrair informações e elementos para compreender a dinâmica do progresso técnico nos países periféricos, ou identificar elementos que contribuam com a compreensão do desenvolvimento de tecnologias na periferia do sistema.
A figura 1 ilustra esquematicamente o encadeamento das questões de pesquisa, dos objetivos, da hipótese e a construção da própria pesquisa, já que cada objetivo específico dá origem a um capítulo da tese, os quais trazem informações e análises capazes de responder às questões levantadas nesta investigação.
Desta forma, a figura 1 pontua qual é o escopo do trabalho e posiciona-o em relação ao amplo quadro da temática dos biocombustíveis de segunda geração, o qual envolve diversas opções tecnológicas e feedstocks para a obtenção de energia e outros produtos16. Ademais, a figura 1 deixa claro que o recorte analítico é um alvo em movimento, pois foca
15
Malerba (2002; 2007) indica que é possível realizar estudos dinâmicos abordando apenas um setor. Para tal considera fundamental abordar as reverberações intersetoriais, ou seja, as relações resultantes das interações entre os atores e dos elementos que permeiam as fronteiras setoriais. Para o autor, são estas ações que promovem a própria mudança setorial.
16 Cherubini et al. (2009) demonstra a existência concomitante de múltiplas configurações de biorrefinaria, desta
forma, é possível produzir uma variedade expressiva de produtos provenientes da exploração integral da biomassa. Os principais produtos da biorrefinaria são: biodiesel, bioetanol, biometano, biocombustíveis sintéticos, alimentos, alimentos animais, fertilizantes, glicerina, biomateriais, químicos (os building blocks), polímeros e resinas, biohidrogênio. Esta característica fica evidente no capítulo 4.
nas ações dos atores em relação à mudança de rota tecnológica para obtenção do bioetanol a partir da cana-de-açúcar, sendo esta situação uma fração do conjunto maior do desenvolvimento da bioenergia. De tal maneira, a pesquisa promove a identificação das características recentes do desenvolvimento do SSI da cana-de-açúcar do Brasil e, ao mesmo tempo, contribui com a discussão sobre o avanço da bioenergia no país a partir de uma base agroindustrial já estabelecida. Tal base apresenta possibilidades de reconfiguração técnica e estrutural, passando a ser mais decisiva no conjunto econômico do país, pois fortalece a tendência sustentável da matriz energética nacional e abre novos mercados (química verde e biocombustíveis avançados).
Figura 1. Encadeamento entre as questões de pesquisa e os objetivos da tese.
A importância de um estudo acerca do desenvolvimento tecnológico do setor sucroenergético é de fundamental importância para a compreensão da estrutura energética do país, diversificada e mais interiorizada - menos dependente dos combustíveis fósseis - e no seu sucessivo desenvolvimento, possibilita elaborar novas pesquisas e planos políticos deste setor. Ademais, compreende-se que o setor em questão proporciona desenvolvimento econômico a algumas regiões do país, sendo que o seu crescimento e a modernização da sua produção induz transformações na sociedade, já que fomenta no seu conjunto uma ampla quantidade e variedade de atividades econômicas correlatas através das suas inter-relações (MORAES et al., 2016).
Abordagem metodológica
O ferramental analítico se apoia na análise do Sistema Setorial de Inovação, pois possibilita trabalhar a inovação como um processo interativo entre uma grande variedade de atores, enfatizando que as empresas não inovam isoladamente. Em outros termos, trabalha a inovação como um processo coletivo. Portanto, buscou compreender como as empresas interagem com outras empresas, bem como, com organizações não-empresariais para fazer avançar a tecnologia, tendo como norte a exploração integral da biomassa (GUENNIFA & RAMANI, 2012; JOSEPH, 2009; LUNDVALL, 2009; OYELERAN-OYEYINKA & RASIIAH, 2009; FREEMAN, 2008; MALERBA, 2007; MALERBA, 2002; LUNDVALL et al., 2002; CARLSSON et al., 2002; MALERBA, 2003).
Nesta perspectiva, o ferramental analítico do SSI vai além do agregado e foca nas particularidades que compõem a estrutura produtiva de uma nação, a partir das características que compõem o setor, da identificação e compreensão dos agentes e das suas relações. O conceito de SSI é útil para pensar as especializações econômicas dentro da heterogeneidade estrutural que compõe a estrutura produtiva das nações (MALERBA, 2002), organizar as evidências históricas e estudar os processos de catching-up17 dos países retardatários no que diz respeito à acumulação de capacidades industriais (JOSEPH, 2009; LUNDVALL, 2009; OYELERAN-OYEYINKA & RASIIAH, 2009).
Metodologicamente, a abordagem de Sistema de Inovação - nacional/regional/setorial - é compreendida como focusing device, tendo como objetivo analisar e compreender o
17 Este conceito é compreendido como efetivação e continuidade do esforço para superação do atraso econômico,
social ou tecnológico que um dado país/região/setor possa apresentar em relação aos países líderes ou em relação à fronteira do conhecimento (FARIA, 2014).
processo de inovação, para além da dinâmica de alocação dos recursos (LUNDVALL et al., 2009). Desta forma, explica a relação entre os agentes de diferentes origens, os quais em conjunto desenvolvem e transmitem conhecimento economicamente útil. É uma alternativa para compreender como as firmas e outras organizações adquirem novas habilidades e competências (IIZUKA, 2013; ALBUQUERQUE et al., 2012).
A revisão conceitual dos Sistemas Setoriais de Inovação indica ser possível trabalhar com a dimensão real do objeto, por intermédio da análise do concreto, priorizando o trabalho empírico para caracterizar e compreender o setor em questão. Com isso, a construção da tese adotou três procedimentos metodológicos, os quais caminham pari passu ao longo de todo o trabalho, sendo utilizados à medida que se faz necessário confirmar suposições ou apresentar argumentos válidos para sustentar as afirmações da pesquisa. Estes foram:
1) pesquisa bibliográfica;
2) trabalho de campo e entrevistas;
3) coleta e tratamento dos dados secundários.
Um detalhamento destas três estratégias investigativas está presente no primeiro capítulo, o qual consiste em um capítulo teórico-metodológico, apresentando as bases fundamentais da pesquisa.
Estrutura da tese
A pesquisa está organizada em cinco capítulos, além da presente introdução e da conclusão final do trabalho. O primeiro capítulo coloca em evidência a discussão sobre Sistemas Setoriais de Inovação (SSI) e inter-relaciona os principais conceitos e os processos metodológicos utilizados pela pesquisa em cada momento do processo investigativo, buscando compor uma visão integrada entre o conceito de SSI e o objeto de estudo. Esta discussão busca dar base e contexto teórico para os próximos capítulos da pesquisa e, com isso, proporciona a integração do trabalho com discussões mais gerais do campo de estudos da Ciência, Tecnologia e Sociedade18.
18 O estudo sobre o desenvolvimento do etanol celulósico no Brasil pode contribuir com discussões sobre: 1)
desenvolvimento e características dos Sistemas Setoriais de Inovação de países em desenvolvimento; 2) novas tecnologias em países periféricos; 3) inovação em setores baseados em recursos naturais; 4) desenvolvimento da economia de baixo carbono; 5) desenvolvimento da bioeconomia; 6) diversificação e adensamento de setores tradicionais; entre outros temas.
O segundo capítulo tem a função de expor a gênese e a evolução da realidade produtiva e inovativa do segmento sucroalcooleiro do Brasil. Isto se dá por meio da reconstrução da trajetória de formação do Sistema Setorial em questão, apontando suas características históricas e, principalmente, indicando o start da mudança em análise, ou seja, o esforço da passagem da produção do etanol de primeira geração para o de segunda geração. Assim, introduz o arcabouço institucional ligado ao segmento, bem como demonstra a sua evolução ao longo do tempo, possibilitando uma noção geral e expondo os pontos de inflexão que influenciam o redesenho do setor, os quais criaram condições para a estruturação da produção do etanol no Brasil.
O terceiro capítulo tem por objetivo demonstrar a relevância das políticas públicas para o fomento e o progresso das tecnologias disruptivas e/ou energias renováveis, pois aponta a correlação das iniciativas nacionais de desenvolvimento tecnológico do etanol celulósico com as políticas públicas implementadas na década de 2000, sendo estas medidas institucionais decisivas para o start da produção do etanol de segunda geração. Desta forma, o capítulo três apresenta quais são os designs destas políticas voltadas para o etanol 2G e indica como estas ações institucionalizadas movimentaram e influenciaram o conjunto diferenciado e importante de atores do SSI da cana-de-açúcar.
O quarto capítulo apresenta a dinâmica tecnológica do etanol celulósico, trabalhando as bases do conhecimento e da tecnologia que sustentam o “novo” processo produtivo do bioetanol, dando ênfase ao domínio tecnológico e aos atores que conduzem o processo de inovação. A estruturação do capítulo quatro se dá especialmente pela análise de famílias de patentes e de artigos científicos publicados internacionalmente. Por meio destes dados é possível captar a dinâmica da tecnologia e do conhecimento ligada à exploração do material lignocelulósico, dando contornos materiais e numéricos aos esforços de desenvolvimento ao longo do tempo.
O quinto capítulo objetiva compreender as ações desempenhadas pelas firmas envolvidas no processo de adoção e desenvolvimento da tecnologia do etanol celulósico no Brasil. Para tanto, descreve e analisa a dinâmica dos mais importante atores que estiveram e/ou ainda estão diretamente envolvidos com o processo de desenvolvimento, disseminação e adaptação da tecnologia de etanol celulósico no Brasil. Portanto, é o capítulo responsável por apresentar as ações e as interrelações das firmas responsáveis pelos primeiros projetos de etanol celulósico no Brasil, com destaque para Petrobrás, CTC, GranBio e Raízen. Assim,
confrontam-se as principais variáveis do conceito de SSI (instituições, nova base de conhecimento, atores e etc.) com os casos concretos existentes no setor sucroenergético.
CAPÍTULO 1. ABORDAGEM TEÓRICA E METODOLÓGICA PARA ALINHAMENTO DA TESE: SISTEMA SETORIAL DE INOVAÇÃO E MODOS DE INOVAÇÃO
O estudo setorial realizado por esta pesquisa se apoia na base teórica e conceitual da abordagem de Sistemas de Inovação (FRERRMAN, 1985; LUNDVALL, 1985; FREEMAN, 1988; LUNDVALL, 1992; NELSON, 1993; MALERBA, 1999; MALERBA, 2002). Os principais pontos dessa abordagem são aqui indicados, entretanto, outros elementos e conceitos são trabalhados ao longo da tese, à medida que a análise sobre o setor sucroenergético avança e se faz necessário dialogar com o plano teórico.
Nesta perspectiva, o primeiro capítulo apresenta função dupla: introduz a discussão sobre Sistemas Setoriais de Inovação (SSI) e apresenta os conceitos e os processos metodológicos utilizados por esta pesquisa. Esta discussão busca dar base e contexto teórico para as próximas etapas da pesquisa. Portanto, coloca o SSI como focusing device19, atrelando-o como instrumento para a compreensão da heterogeneidade estrutural dos países periféricos, possibilitando uma articulação entre o conceito de SSI e objeto de estudo, com vista a responder a pergunta central da pesquisa, ou seja, quais são os atores/elementos do Sistema Setorial de Inovação da cana-de-açúcar que promovem o progresso técnico do setor em direção ao etanol celulósico?
Para isso, o capítulo 1 encontra-se dividido em quatro seções. A primeira (1.1.) busca expor o arcabouço teórico e os principais conceitos na discussão de SSI e criar uma base comum para apoiar os outros conceitos que aparecem no decorrer do trabalho. A segunda seção (1.2.) apresenta as definições e as diferenças entre as tecnologias de produção do etanol de primeira geração e de segunda geração, demarcando as particularidades das rotas e das sub-rotas tecnológicas do etanol celulósico20. A terceira seção (1.3.) versa sobre a abordagem metodológica subjacente à análise de Sistemas de Inovação, ou seja, articula as categorias da abordagem de SSI com os procedimentos metodológicos e ações para a estruturação da pesquisa, assim, destina-se a mostrar como se deram as ações de pesquisa. A quarta e última seção (1.4.) apresenta as considerações finais do capítulo, estabelecendo um link com o segundo capítulo.
19 ROSENBERG (1969).
20 A intenção é demarcar a temática do etanol celulósico, dando um panorama da corrida tecnológica em curso –
1.1. SISTEMA SETORIAL DE INOVAÇÃO E A HETEROGENEIDADE DA ESTRUTURA ECONÔMICA
Os estudos setoriais são realizados há muito tempo, principalmente, na Economia Industrial21 e na Geografia Industrial22. Estas abordagens evoluíram de uma ênfase exclusiva na identificação das diferenças entre os setores, considerando os limites setoriais estáticos, para uma perspectiva mais complexa, buscando compreender as relações e a interdependência setorial e, como estes segmentos se transformam alterando a sua própria forma e o seu conteúdo, dando origem a novos estágios do desenvolvimento.
Nesta direção, a concepção de setor empregada por esta pesquisa é diferente da noção de setor industrial, no qual as firmas são homogêneas e os produtos são indiferenciados, distintos somente pelo preço. Parte-se da abordagem de Sistemas de Inovação (SI), onde firmas e outras organizações são, em essência, agentes socioeconômicos com racionalidade limitada, os quais buscam constantemente a interação e a complementaridade por processos de comunicação, intercâmbio, cooperação, concorrência e comando (FREEMAN, 1982; LUNDVALL, 1992; OYELERAN-OYEYINKA & RASIAH, 2009).
Adotar essa abordagem implica excluir os preceitos do mainstream, portanto,
compreende-se que os agentes econômicos não apresentam racionalidade perfeita, suas ações não são sempre conduzidas para a maximização da sua posição ou dos seus lucros, pois os comportamentos dos agentes dependem diretamente do contexto no qual estão inseridos, visto que estes apresentam experiências acumuladas, motivações, crenças, objetivos e oportunidades distintas (LUNDVALL, 1992; MALERBA & MANI, 2009). Todas estas características estão diretamente relacionadas à cultura e a história do “local” de origem.
Ademais, no seu desenvolvimento, estes criam rotinas23, ou seja, padrões de comportamento que passam a conduzir as ações das firmas e das organizações, assim estabelecendo trajetórias (NELSON & WINTER, 1982; DOSI, 1984).
A tendência geral ao equilíbrio, dada pela ideia de que as transações ocorrem sempre em mercados puros e as relações são anônimas entre compradores e vendedores são
21
Diversas referências podem ser apontadas como bases indiretas do conceito de Sistemas Setoriais de Inovação, entre elas têm-se os trabalhos de Alfred Marshall (1892) com o estudo da economia industrial, conceito de firma e de clusters; Joe S. Bain (1956) com o desenvolvimento do Modelo de Estrutura-Conduta-Desempenho; Josef Steindl (1952) com trabalhos sobre o funcionamento dos oligopólios.
22 Pierre George (1947); R. Guglielmo (1950).
23 São características persistentes dos organismos (as firmas). Estas rotinas determinam seu comportamento
possível frente à produção, à comercialização, às estratégias de gastos em P&D e muito mais. Embora o comportamento real também seja influenciado pelo meio ambiente, o modo como a firma interage com o ambiente/estrutura são aproximadamente coordenados pelas rotinas da firma (NELSON & WINTER, 1982).
