estudo de diversificação e inovação na indústria química gabriel lourenço gomes

Estudo de Diversificação e Inovação na Indústria Química

Gabriel Lourenço Gomes

2

Déficit comercial (US$ bilhões)

15,720,7

26,5 28,1

31,7

2009 2010 2011 2012 julho2013anual

Indústria Química Brasileira - Desafios

Fonte: Secex

3

Plantas fechadas no Brasil

297236

533

1991-2000 2001-2010 Total


Fonte: Abiquim

4


Fonte: ICIS-LOR

Investimento em P&D

2,7%2,9% 2,7%

2,3%

0,73%0,68%0,80%0,91%

2008 2009 2010 2011

Mundo Brasil

5

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

6

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

7

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 investimentosDiversificar a indústria

Não é um estudo para substituição de importações

É possível que as conclusões apontem para o reforço de exportações

8

Petroquímica

Produção de petróleo

Refinariia de petróleo

Craqueamento(primeira geração)

Polimerização(segunda geração)

Transformação(terceira geração)

Ativos Produtivos:

Produtos:

7 milhões t/ano(180 mil barris/dia)

10 milhões t/ano(250 mil barris/dia)

1 milhão t/ano200-600 mil t/ano

Pequeno porte

Gasolina, diesel, querosene, nafta, etc.

Eteno, propeno, butadienobenzeno, tolueno, xileno

Polietileno, polipropileno, PVC, PET, SBR, etc.

A cadeia Petroquímica clássicaA cadeia Petroquímica clássica

9

Indústria Química Brasileira - 2012

Fonte: Abiquim

Cronograma

12

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

Farmacêutica Defensivos Catalisadores e aditivos Polímeros especiais

Sabões e detergentes, prods

de limpeza e cosméticos

Tintas, pigmentos, corantes e

produtos afins

Colas, adesivos e selantes

Fotográficos Outros

Seminário 1 (1/7), validação da segmentação

Cadeia de produto Mercado

Lógica de Segmentação

Fonte: Análise Bain / Gas Energy

Cade

iaM

erca

do

Orgânicos Inorgânicos Fertilizantes

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

OutrosGases

industriaisSilício Outros Sulfato de

PotássioNitrato de

SódioOutros

Intermediários

Exemplos: Exemplos: Exemplos:

11 22 33

44

55 66 77 88

99 1010 1111 1212 1313

BB

AA

0

20

40

60

80

100%

Orgânicos básicos

Estireno e derivados

P-Xileno e derivados

Eteno e derivados

Ácido acrílico e derivados

Butadieno e derivados

Ciclohexano e derivados

Metano e derivados

Tolueno e derivados

Propeno e derivados

Elastômeros

Carvão e derivados

Outros

6.8

Inorgânicos básicos

Cloro e Álcalis

Óxido de titânio e derivados

Sulfatos

Alumínio e derivados

Silício e derivados

Urânio

Outros

2.6

Total = 9.4

Celulose e derivados

Isopreno e derivados

Ácidos graxos e derivados

Benzeno e derivados

Óxido de eteno e derivados

Buteno e derivados

PVC e sua cadeia

Iodo e derivados

Fósforo e derivados

Níquel e derivados

Ácidos inorgânicos

Boro e derivados

Grafita e derivados

Terras raras e derivados

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

0

20

40

60

80

100%

Defensivos

Outros

Herbicidas

Fungicidas

Inseticidas

5.5

Catalisadores e

aditivos

Aditivos industriais

Aditivos alimentícios

Catalisadores

Fragrâncias e aromas

Aditivos para lubrificantes

Aditivos para polímeros

Aditivos para perfuração

Aditivos para construção

Outros

2.6

Polímeros

especiais

Outros

PTMEG

Aramidas

PC

PU

Poliester

alta

tenacidade

Resinas

epóxidas

Poliamidas

especiais

Poliéteres

poliois

1.4

Limpeza/

cosméticos

Outros

Higiene oral

Outros

cosméticos

Produtos

de Limpeza

Perfume

Sabões

detergentes

Desodorantes

1.3

Tintas

e

produtos

afins

Outros

Tintas

para

impr.

Tintas

arq.

aut. e

ind

0.9

Inter.

de

quím.

fina

Inter.

resinas

0.9

Outros

Reag.

de

laboratório

Colas,

Adesivos

e

Selantes

Fluidos

refrigerantes

Outros

1.1

Total = 13.6

Teflon

PBT

Poliacetais

Sabonetes

Produtos

para

cabelo

Cremes e

Maquiagens

Corantes

org.

sintéticos

Interme-

diários

Solventes

especiais

Inter.

adit. alim.

Inter. cosméticos

Mentol

Inter. aditivos polímeros

Inter. pigmentos e corantes

Inter. fragrâncias e aromas

Fotogr.

Explosivos

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

Crescimento da classe média

•Crescimento em bens de consumo, com aumento da demanda por especialidades químicas

Mudanças demográficas

•Crescimento em saúde e “personal care”, como farmacêuticos, cosméticos e nutrição

Tendências globais que deverão impactar inovações em químicos

Mercados emergentes

•Crescimento de químicos ligados a indústrias de bens de consumo em países emergentes

Escassez de combustíveis fósseis

•Demanda por químicos para aumen-to de eficiência energética e busca por fontes não convencionais

Energias alternativas

•Crescente penetração de energias alternativas, biocombustíveis e bioquímicos

Urbanização

•Crescimento em químicos para construção e indústrias ligadas a conveniência (ex.: embalagens)

Sustentabilidade

•Aumento da reciclagem e do consumo de produtos biodegradáveis

Regulamentação crescente

•Busca de eficiência devido à “taxação da demanda”, ex. crédito de carbono

Novos padrões de consumo

•Demanda por produtos de maior performance e menor impacto para a saúde e o meio ambiente

Escassez de Água

•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

Fonte: American Chemistry Council; NNI; website da BASF

Ruptura com a química tradicionalEvolução da química

tradicionalBiotecnologia Nanotecnolgia

Con-ceito

• 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

• Desenvolvimento de novos produtos, processos e rotas químicas baseados em evoluções a partir do conhecimento acumulado em química tradicional

Abor-dagem

Acompanhamento da ATS e elaboração do modelo de

atuação brasileiro

Priorização das tecnologias e elaboração do modelo de

atuação brasileiro

Tratado durante a priorização dos segmentos químicos

Exem-plos

Indústria da biomassa

•Ácido succínico, usado em alguns poliésteres e resinas alquídicas

• Poli(ácido lático) (PLA) produzido a partir de milho ou dextrose

• Outros plásticos de biomassa (Bio-PP, PHB, PHA, etc.)

Embalagens plásticas com nano argilas

• Potencial para redução do uso de plásticos nas embalagens

• Menor absorção de O2 do exterior

e perda de CO2 interno

Plásticos de engenharia para automóveis

• Polímeros avançados que combinam baixo peso com alta resistência mecânica, como co-poliamidas especiais

SEMINÁRIO 1

18

Seminário 2 – 9 de setembro

Proposta de priorização de segmentos a serem analisados

Metodologia de Priorização

Definição dos segmentos de alta prioridadeDefinição dos segmentos de média prioridade

2ª Etapa

Diversos critérios e cenários foram considerados, para garantir robustez da priorização

Con

diç

ões

de

dem

an

da

Fato

res

de

pro

du

ção

• Tamanho

• Importação + Exportação (US$)- Média 08-12

• Produção (US$)- Média 07-11

• Crescimento • CAGR de Importação + Exportação (%)

• Valor agregado• Preço unitário (US$/kg)

- Média 08-12

• Tendência • Tendência da Demanda

• Matéria-prima• Grau, atual e futuro, de disponibilidade e

competitividade de custos da matéria-prima

• Tecnologia • Grau de domínio da tecnologia e potencial de desenvolvimento ou compra

• Disponibilidade de mão de obra adequada

• Qualidade da infraestrutura disponível

• Restrições do ambiente regulatório

• Necessidade de investimento

Infra-estrutura

Capital

Amb. Regu-latório

Recursos Humanos

FONTECRI TÉRIOS I NDI CADORES

• Aliceweb

• Consórcio

• Validação Escola de Química da UFRJ

• Entrevistas com especialistas

• Global Insight

• Macro tendências

• Associações• PIA

Qu

an

tita

tivo

sQ

uali

tati

vos

• Aliceweb

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

Deriv. de

alcatrão

Orgânicos básicos

Ácido acrílicoe deriv.

Ác. me-tacrílico e deriv.

Ácidos graxos e

deriv.

Aromá-ticos

Butadieno,

Isopreno e deriv.

Deriv. de

celulose

Ceras e parafinas do petr.

Copolí-meros

Cumenoe deriv.

Elastô-meros

Deriv. de eteno

Deriv. de metano

Óxido de eteno e deriv.

Deriv. de propeno

Derivados vinílicos

Lubrifi-cantes

Intermediários de química fina

Intermediários para resinas

Polímeros especiais

AramidasFibras de carbono

Policar-bonatos

Poliacetais

Poliamidas especiais

Poliester de alta

tenacidade

Poliéteres polióis e

Poliuretanos

Politetra-metileno éter glicol

Resinas epóxidas

Polibuti-leno te-reftalato

Catalisadores e aditivos

Aditivos alimentícios

Aditivos para construção

Aditivos para couro

Aditivos para mineração

Aditivos para E&P

Aditivos para polímeros

CatalisadoresFragrâncias e

aromas

Tintas, pigmentos, coran-tes e produtos afins

Corantes org. sin-téticos

Tintas para im-pressão

Tintas, vernizes e

prod. afins

Sabões, deterg., prod. limp. e

cosmét.Produtos

de limpeza

Cosmé-ticos

Outros

Explo-sivos

Fluidos refrige-rantes

Reag.de labo-ratório

Colas, ad. e

selantesColas,

adesivose selantes

Defen-sivos

Defen-sivos

Fotográ-ficos

Filmes, revelado-

res e papéis

Cade

ia

Inorgânicos básicos

Ácidos inorgâ-nicos

Deriv. de

Alumínio

Deriv. de Boro

Cloro e Álcalis

Deriv.de

Cobalto

Fósforo branco e deriv.

Gases indus-triais

Iodo e deriv.

Material radio-ativo

Deriv.do

Níquel

Óxido de titânio e

deriv.

Deriv. do

Nióbio

SulfatosDeriv. de

terras raras

UrânioDeriv. de carbono

elementar

Deriv. de Silício

Nota: Os segmentos Farmacêutico,Fertlizantes e plásticos commodities (PE, PP, PVC e PET) estão fora do escopo

Intermediários industriais

Mer

cado

21

Segmentos priorizados para a etapa 3

Ácidos graxos e derivadosAditivos alimentíciosAditivos para construçãoAditivos para couroAditivos para E&PAditivos para mineraçãoAromáticosButadieno, Isopreno e derivadosCosméticos e higiene pessoal

DefensivosDerivados da celuloseDerivados de silícioFibras de carbonoFragrâncias e aromasLubrificantes especiaisPoliamidas especiaisPoliester de alta tenacidadePoliéteres polióis e poliuretanos

Ácido metacrílico e derivadosAditivos industriaisCatalisadoresCloro e ÁlcalisColas, Adesivos e SelantesCorantes orgânicos sintéticosDerivados do metano

ElastômerosOutros derivados do propenoÓxido de titânio e derivadosProdutos de limpeza e intermediáriosReagentes de laboratórioTintas, vernizes e produtos afins

22

Entrega do relatório para os segmentos de média prioridade – nov/2013

Seminário 3 – mar/2014Discussão e aprofundamento da análise dos segmentos de alta prioridade

Relatório Final – Mai/2014Detalhamento econômico financeiro das oportunidadesDesenho 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_FEP/prospeccao/chamada_industria_quimica.html

Próximas etapas

Centenas de projetos inovadores em todo mundo, a maioria em fase piloto ou de demonstração.

Diversidade de soluções tecnológicas:

... e uma grande diversidade de estratégias de inovação e de planos de negócio das empresas.

Corrida tecnológica com divergência de apostas.

Processo Matéria-prima Produto

INOVAÇÃO

Diferentes opções de biomassa (variedade de matéria-prima)

Diferentes tecnologias de conversão (inovação em processo)

Novos produtos (intermediários e finais):novas plataformas de building blocks

Contexto - Química VerdeContexto - Química VerdeProdutos químicos de fontes renováveisProdutos químicos de fontes renováveisContexto - Química VerdeContexto - Química VerdeProdutos químicos de fontes renováveisProdutos químicos de fontes renováveis

23

Variedade de inovação em matérias-primas

Cana (açúcar) Milho (amido) Madeira

Resíduos agrícolas (casca de arroz, bagaço de cana)

Resíduos industriais ricos em material orgânico (ex: glicerol, licor negro)

Resíduos urbanosorgânicos

Matéria-prima Processo Produtos

INOVAÇÃO


24

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).


INOVAÇÃO


Desafios para uso da biomassa como Matéria-prima

25

Biomassa rica em açúcar (caldo de cana)

Produtosquímicos

Fermentação com microorganismos geneticamente modificados

=

+

Fermentação com microorganismos geneticamente modificados

Biomassa rica em lignocelulose (bagaço de cana)

Pré-tratamento(abertura das fibras)

Quebra da celulose (via enzimas ou química)

+

Produtosquímicos=

+

+

+


Rotas biotecnológicas


INOVAÇÃO Variedade de inovação em processos

26

Processos tradicionais(preserva ativos existentes)

Reforma catalítica

Bio-óleo

Craqueamento(primeira geração)

Polimerização(segunda geração)

Transformação(terceira geração)

Refinaria

Inovação

Biomassa (peletizado)

DesidrataçãoEtanol Eteno

Gaseificação Gás de síntesede biomassa

Síntese química

Rotas químicas


INOVAÇÃO

Pirólise Bio-óleo


Variedade de inovação em processos

27

Produtos existentes: polietileno, polipropileno, borrachas, poliester, tintas

Novos produtos:

Plásticos biodegradáveis Surfactantes especiais


INOVAÇÃO


Variedade de inovação em produtos e aplicações com base em biomassa

28

29

Empresas de base tecnológicaEmpresas estabelecidas (setores de óleo e gás, sucroalcoleiro e química)

Plano BNDES FINEP de apoio à inovação dos setores sucroenergético e sucroquímico

PAISSPAISSPAISSPAISS

29

Resultados do Fomento para Renováveis - PAISS

Foco temático nº de operações

Valor (R$ milhões)

Linha I - Etanol 2G 18 1.578 Linha II - Químicos 22 1.605 Linha III - Gaseificação 1 255 Total 41 3.438

R$ milhões

30

Resultados do Fomento para RenováveisAprovações 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

GranBioBrazil BNDES

Cellulosic ethanol150

" FINEP 63

GranBio Brazil BNDES ¹ Cellulosic ethanol + bio-based chemicals 300

DSMNetherlands BNDES

Succinic acid2

" FINEP 136

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

¹ GranBio: equity participation through BNDESPar Total 1.20531

32

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