Estudo de Diversificação e
Inovação na Indústria Química
Gabriel Lourenço Gomes
Indústria Química Brasileira - Desafios
Déficit comercial
(US$ bilhões)
31,7
26,5
28,1
2011
2012
20,7
15,7
2009
Fonte: Secex
2010
julho
2013
anual
2
Indústria Química Brasileira - Desafios
Plantas fechadas no Brasil
533
297
236
1991-2000
Fonte: Abiquim
2001-2010
Total
3
Indústria Química Brasileira - Desafios
Investimento em P&D
2,7%
2,9%
2,7%
2,3%
0,91%
2008
0,80%
2009
Mundo
Fonte: ICIS-LOR
0,68%
2010
0,73%
2011
Brasil
4
Plano Brasil Maior - Indústria Química
Agenda Estratégica – curto prazo
•
•
•
•
Desoneração de matérias-primas
Incentivos aos investimentos
Incentivos à inovação
Política de utilização para o gás natural como matéria prima
Agenda Estruturante – médio prazo
•
•
•
•
•
Agenda Tecnológica Setorial – produtos de origem renovável
Iniciativas estruturantes - capacitação de recursos humanos
Melhorias na infraestrutura
Regulação para os defensivos agrícolas
Estudo da diversificação da indústria química
5
Estudo da Diversificação - Chamada Pública
Participantes
• Bain/GasEnergy
• Booz/PUC-Rio
• Elabora/Maxiquim/Verax/Nexant
• McKinsey/IHS
• Monitor/Radix
• PwC
• UFPE
Critérios de avaliação
• Experiência
• Metodologia
• Qualidade da equipe
• Cronograma
• Custo
6
Estudo da Diversificação - Comentários
Perspectivas local, regional e global de cadeias químicas e mercados
Escopo inédito para todos os proponentes
Cuidadosa execução e acompanhamento
Objetivo Final
Políticas públicas com ampla participação dos stakeholders, destinadas a:
Incentivar investimentos
Diversificar a indústria
Não é um estudo para substituição de importações
É possível que as conclusões apontem para o reforço de exportações
7
A cadeia Petroquímica clássica
Produção
de petróleo
Refinariia
de petróleo
Craqueamento
(primeira geração)
Polimerização
(segunda geração)
Transformação
(terceira geração)
Petroquímica
Ativos Produtivos:
7 milhões t/ano
(180 mil barris/dia)
10 milhões t/ano
(250 mil barris/dia)
1 milhão t/ano
200-600 mil t/ano
Pequeno porte
Produtos:
Gasolina, diesel,
querosene, nafta, etc.
Eteno, propeno, butadieno
benzeno, tolueno, xileno
Polietileno, polipropileno,
PVC, PET, SBR, etc.
8
Indústria Química Brasileira - 2012
Fonte: Abiquim
9
Cronograma
1ª Etapa
Seminário 1 – 1º de julho
Segmentação da Indústria
Importações e exportações entre 2008 e 2012, incluindo os
“outros”.
Valor das importações de químicos embarcados
Novas tecnologias e tendências
12
Seminário 1 (1/7), validação da segmentação
Cadeia
1
A
2
3
Orgânicos
Inorgânicos
Exemplos:
Fertilizantes
Exemplos:
Exemplos:
Benzeno e
derivados
Tolueno e
derivados
Estireno e
derivados
Alumínio e
derivados
Cloro e
álcalis
Dióxido de
titânio
Nitrato de
Potássio
Ácido
Fosfórico
Nitrato de
Amônio
Propeno e
derivados
P-xileno e
derivados
Outros
Gases
industriais
Silício
Outros
Sulfato de
Potássio
Nitrato de
Sódio
Outros
4
Mercado
Intermediários
5
6
Farmacêutica
9
B
Sabões e
detergentes, prods
de limpeza e
cosméticos
7
Defensivos
10
Tintas, pigmentos,
corantes e
produtos afins
8
Catalisadores e aditivos
11
Colas, adesivos e
selantes
12
Polímeros especiais
13
Fotográficos
Outros
Lógica de Segmentação
Fonte: Análise Bain / Gas Energy
Cadeia de produto
Mercado
Importação dos produtos “Cadeia”
Importações de produtos “cadeia”
(US$B, 2012, exceto produtos fora do escopo)
Fonte: AliceWeb, Receita Federal, Análise Bain e Gas Energy
CADEIA
Importação dos produtos “Mercado”
Importações de produtos “mercado”
(US$B, 2012, exceto produtos fora do escopo)
Fonte: AliceWeb, Receita Federal, Análise Bain e Gas Energy
MERCADO
Tendências globais que deverão impactar
inovações em químicos
Mercados emergentes
Escassez de combustíveis fósseis
• Crescimento de químicos ligados a
indústrias de bens de consumo em
países emergentes
• Demanda por químicos para aumen-to
de eficiência energética e busca por
fontes não convencionais
Mudanças demográficas
Energias alternativas
• Crescimento em saúde e “personal
care”, como farmacêuticos,
cosméticos e nutrição
• Crescente penetração de energias
alternativas, biocombustíveis e
bioquímicos
Urbanização
Sustentabilidade
• Crescimento em químicos para
construção e indústrias ligadas a
conveniência (ex.: embalagens)
• Aumento da reciclagem e do
consumo de produtos
biodegradáveis
Crescimento da classe média
Regulamentação crescente
• Crescimento em bens de consumo,
com aumento da demanda por
especialidades químicas
• Busca de eficiência devido à
“taxação da demanda”, ex. crédito
de carbono
Novos padrões de consumo
Escassez de Água
• Demanda por produtos de maior
performance e menor impacto para a
saúde e o meio ambiente
• Maior demanda por químicos p/ tratamento de água e esgoto
Fonte: Bain (“Impact of Mega Trends on Industries” e “The Great Eight: Trillion-Dollar Growth Trends to 2020”)
Outras áreas de interesse em P&D
SEMINÁRIO 1
Ruptura com a química tradicional
Conceito
Biotecnologia
Nanotecnolgia
• Aplicação da biotecnologia para
produção industrial de bioenergia
e substâncias químicas, a partir de
biomateriais e/ou utilizando células
vivas e suas enzimas
• Ciência, engenharia e tecnologia
em nano escala (1 a 100
nanômetros). Pode ser aplicada
em diversos campos da ciência,
como a química biologia, física,
ciência de materiais e engenharia
Indústria da biomassa
Exemplos
• Ácido succínico, usado
em alguns poliésteres
e resinas alquídicas
• Poli(ácido lático) (PLA) produzido a • Potencial para redução do uso de
partir de milho ou dextrose
plásticos nas embalagens
• Outros plásticos de biomassa
(Bio-PP, PHB, PHA, etc.)
Abordagem
Embalagens plásticas
com nano argilas
Acompanhamento da ATS e
elaboração do modelo de
atuação brasileiro
Fonte: American Chemistry Council; NNI; website da BASF
• Menor absorção de O2 do exterior
e perda de CO2 interno
Priorização das tecnologias e
elaboração do modelo de
atuação brasileiro
Evolução da química
tradicional
• Desenvolvimento de novos
produtos, processos e rotas
químicas baseados em evoluções
a partir do conhecimento
acumulado em química tradicional
Plásticos de
engenharia para
automóveis
• Polímeros avançados que
combinam baixo peso com alta
resistência mecânica, como copoliamidas especiais
Tratado durante a priorização
dos segmentos químicos
2ª Etapa
Seminário 2 – 9 de setembro
Proposta de priorização de segmentos a serem analisados
Metodologia de Priorização
Definição dos segmentos de alta prioridade
Definição dos segmentos de média prioridade
18
Diversos critérios e cenários foram considerados,
para garantir robustez da priorização
CRITÉRIOS
INDICADORES
Quantitativos
Condições de
demanda
• Importação + Exportação (US$)
- Média 08-12
• Tamanho
• Produção (US$)
- Média 07-11
• Crescimento
• Valor agregado
• CAGR de Importação + Exportação (%)
FONTE
• Aliceweb
• Associações
• PIA
• Aliceweb
• Preço unitário (US$/kg)
- Média 08-12
Qualitativos
Fatores de
produção
• Global Insight
• Tendência
• Tendência da Demanda
• Matéria-prima
• Grau, atual e futuro, de disponibilidade e
competitividade de custos da matéria-prima
• Macro tendências
• Consórcio
• Tecnologia
Recursos
Humanos
Amb.
Regulatório
Infraestrutura
Capital
• Grau de domínio da tecnologia e potencial de
desenvolvimento ou compra
• Validação Escola de
Química da UFRJ
• Disponibilidade de mão de obra adequada
• Entrevistas com
especialistas
• Qualidade da infraestrutura disponível
• Restrições do ambiente regulatório
• Necessidade de investimento
Ferramenta de análise multicritério foi utilizada para garantir robustez do resultado
Os 120 grupos originais foram reorganizados em 64 segmentos,
agrupados segundo uma lógica de negócios
Cadeia
Orgânicos básicos
Inorgânicos básicos
Ácido
Ác. me- Ácidos
Butadieno, Deriv.
Aromáacrílico tacrílico graxos e
Isopreno
de
ticos
e deriv. e deriv. deriv.
e deriv. celulose
Ácidos
Deriv.
Deriv.
inorgâde
de Boro
nicos Alumínio
Cloro e
Álcalis
Deriv.
de
Cobalto
Fósforo
branco
e deriv.
Ceras e
parafinas
do petr.
Gases
industriais
Deriv.
do
Nióbio
Deriv.
do
Níquel
Óxido de
titânio e
deriv.
Copolí- Cumeno
meros e deriv.
Lubrificantes
Deriv. de
metano
Deriv.
de
alcatrão
Óxido de
eteno e
deriv.
ElastôDeriv.
meros de eteno
Deriv. de
propeno
Derivados
vinílicos
Iodo e
deriv.
Deriv. de
Silício
Material
radioativo
Sulfatos
Deriv. de
terras
raras
Urânio
Deriv. de
carbono
elementar
Mercado
Intermediários de química fina
Aramidas
Poliamidas
especiais
Intermediários para resinas
Intermediários industriais
Polímeros especiais
Catalisadores e aditivos
Fibras de
carbono
Polibutileno tereftalato
Policarbonatos
Poliester
Poliéteres Politetrade alta
polióis e
metileno
tenacidade Poliuretanos éter glicol
Poliacetais
Resinas
epóxidas
Aditivos
alimentícios
Aditivos para Aditivos para Aditivos para
construção
couro
mineração
Aditivos para Aditivos para
Fragrâncias e
Catalisadores
E&P
polímeros
aromas
Tintas, pigmentos, corantes e produtos afins
Sabões, deterg.,
prod. limp. e cosmét.
Defensivos
Colas, ad.
e selantes
Corantes Tintas
Tintas,
org. sin- para im- vernizes e
téticos
pressão prod. afins
Produtos
de
limpeza
Defensivos
Colas,
Filmes,
adesivos
reveladoe selantes res e papéis
Cosméticos
Nota: Os segmentos Farmacêutico,Fertlizantes e plásticos commodities (PE, PP, PVC e PET) estão fora do escopo
Fotográficos
Outros
Explosivos
Fluidos Reag.
refrige- de laborantes ratório
Segmentos priorizados para a etapa 3
Ácidos graxos e derivados
Aditivos alimentícios
Aditivos para construção
Aditivos para couro
Aditivos para E&P
Aditivos para mineração
Aromáticos
Butadieno, Isopreno e derivados
Cosméticos e higiene pessoal
Ácido metacrílico e derivados
Aditivos industriais
Catalisadores
Cloro e Álcalis
Colas, Adesivos e Selantes
Corantes orgânicos sintéticos
Derivados do metano
Defensivos
Derivados da celulose
Derivados de silício
Fibras de carbono
Fragrâncias e aromas
Lubrificantes especiais
Poliamidas especiais
Poliester de alta tenacidade
Poliéteres polióis e poliuretanos
Elastômeros
Outros derivados do propeno
Óxido de titânio e derivados
Produtos de limpeza e intermediários
Reagentes de laboratório
Tintas, vernizes e produtos afins
21
Próximas etapas
Entrega do relatório para os segmentos de média prioridade – nov/2013
Seminário 3 – mar/2014
Discussão e aprofundamento da análise dos segmentos de alta prioridade
Relatório Final – Mai/2014
Detalhamento econômico financeiro das oportunidades
Desenho dos modelos de negócios mais adequados
Melhores práticas em políticas públicas
Informações adicionais (incluindo cópias dos relatórios parciais)
http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/bndes/bndes_pt/Institucional/Apoio_Financeiro/Apoio_a_estudos_e_pesquisas/BNDES_FE
P/prospeccao/chamada_industria_quimica.html
22
Contexto - Química Verde
Produtos químicos de fontes renováveis
 Centenas de projetos inovadores em todo mundo, a maioria em fase piloto ou
de demonstração.
 Diversidade de soluções tecnológicas:
INOVAÇÃO
Matéria-prima
Diferentes opções de biomassa
(variedade de matéria-prima)
Processo
Diferentes tecnologias de
conversão (inovação em processo)
Produto
Novos produtos (intermediários e finais):
novas plataformas de building blocks
 ... e uma grande diversidade de estratégias de inovação e de planos de negócio
das empresas.
 Corrida tecnológica com divergência de apostas.
23
Contexto - Química Verde
Produtos químicos de fontes renováveis
 Variedade de inovação em matérias-primas
INOVAÇÃO
Matéria-prima
Cana (açúcar)
Resíduos industriais ricos
em material orgânico
(ex: glicerol, licor negro)
Milho (amido)
Resíduos urbanos
orgânicos
Processo
Produtos
Madeira
Resíduos agrícolas
(casca de arroz, bagaço de cana)
24
Contexto - Química Verde
Produtos químicos de fontes renováveis
 Desafios para uso da biomassa como
Matéria-prima
INOVAÇÃO
Matéria-prima
Processo
Produtos
 Logística como limitadora da escala de produção;
 Sazonalidade da oferta da matéria-prima;
 Falta de estabilidade (natureza perecível) dificulta transporte e gerência de estoques;
 Dificuldade de controle do processo de conversão, com oscilação na qualidade da MP
(composição irregular e “excesso” de oxigênio);
 Garantia de disponibilidade (integração com agronegócios x contratos de longo
prazo).
25
Contexto - Química Verde
Produtos químicos de fontes renováveis
INOVAÇÃO
 Variedade de inovação em processos
Matéria-prima
Processo
Produtos
 Rotas biotecnológicas
+
=
Produtos
químicos
Biomassa rica em açúcar Fermentação com
microorganismos
(caldo de cana)
geneticamente modificados
+
Biomassa rica em
lignocelulose
(bagaço de cana)
+
Pré-tratamento
(abertura das fibras)
+
Quebra da celulose
(via enzimas ou química)
+
=
Produtos
químicos
Fermentação com
microorganismos
geneticamente modificados
26
Contexto - Química Verde
Produtos químicos de fontes renováveis
INOVAÇÃO
 Variedade de inovação em processos
Matéria-prima
Processo
Produtos
 Rotas químicas
Processos tradicionais
(preserva ativos existentes)
Inovação
Pirólise
Bio-óleo
Refinaria
Reforma
catalítica
Gaseificação
Bio-óleo
Gás de síntese
de biomassa
Síntese química
Craqueamento
(primeira geração)
Polimerização
(segunda geração)
Biomassa
(peletizado)
Etanol
Desidratação
Eteno
Transformação
(terceira geração)
27
Contexto - Química Verde
Produtos químicos de fontes renováveis
 Variedade de inovação em produtos e
aplicações com base em biomassa
INOVAÇÃO
Matéria-prima
Processo
Produtos
 Produtos existentes: polietileno, polipropileno, borrachas, poliester,
tintas
Novos produtos:
Plásticos biodegradáveis
Surfactantes especiais
28
PAISS
Plano BNDES FINEP de apoio à inovação dos setores sucroenergético e
sucroquímico
Empresas estabelecidas
(setores de óleo e gás, sucroalcoleiro e química)
Empresas de base tecnológica
29
29
Resultados do Fomento para Renováveis - PAISS
nº de
Valor
operações (R$ milhões)
Linha I - Etanol 2G
18
1.578
Linha II - Químicos
22
1.605
Linha III - Gaseificação
1
255
Total
41
3.438
Foco temático
3,438
R$ milhões
1,000
114
Carteira em 2010
PAISS - Orçamento
original
PAISS - Carteira
atual
30
Resultados do Fomento para Renováveis
Aprovações PAISS – US$ milhões
Company
Country
Funding
Product
Amount (USD million)
Centro de Tecnologia Canavieira (CTC)
Brazil
FINEP
Butanol, enzymes, cellulosic ethanol
133
Centro de Tecnologia Canavieira (CTC)
Brazil
BNDES
Cellulosic ethanol demo plant
36
Odebrecht Agroindustrial
Brazil
FINEP
Cellulosic ethanol
4
VTT
Finland
FINEP
Enzymes
5
Dow
USA
FINEP
Propanol and propionic acid
1
Braskem
Brazil
FINEP
Butadiene, Isoprene, PEF and green
propylene
103
Methanum
Brazil
FINEP
Biogas
2
Brazil
BNDES
"
FINEP
Brazil
BNDES ¹
Netherlands
BNDES
"
FINEP
Metso
Finland
BNDES
Pre-treatment system
10
PHB
Brazil
BNDES
Biodegradable plastics
5
Solazyme/Bunge
USA
BNDES
Renewable oils
123
Petrobras
Brazil
FINEP
Gasification: syngas + cellulosic
ethanol
127
Eli Lilly
USA
FINEP
Enzymes
4
Baraúna
Brazil
FINEP
Fertilizers
1
Total
1.205
GranBio
GranBio
DSM
¹ GranBio: equity participation through BNDESPar
Cellulosic ethanol
Cellulosic ethanol + bio-based
chemicals
Succinic acid
150
63
300
2
136
31
www.bndes.gov.br
32