A importância da universidade no desenvolvimento do setor energético brasileiro

Nesse contexto, de cortes orçamentários e desvalorização do trabalho acadêmico, se torna necessário evidenciar o papel clássico e universal do Estado no apoio as instituições de ensino e pesquisa básica.

Enviado por Ronaldo Bicalho

Do Blog Infopetro

A importância da universidade no desenvolvimento do setor energético brasileiro

por Niágara Rodrigues, Yanna Clara Prades e Gustavo Soares

Nos últimos meses, vimos surgir um acalorado debate que evidenciou o desconhecimento sobre o trabalho acadêmico e sua importância no Brasil. A questão tomou proporções nacionais após os anúncios de contingenciamento das verbas das universidades e instituições federais de ensino, que inviabilizariam o funcionamento de diversas instituições e paralisariam os cursos e pesquisas em andamento. Ademais, foi anunciada a suspensão de bolsas de pós-graduação aos alunos de mestrado e doutorado, que inviabiliza a permanência de diversos estudantes em seus programas de pesquisa.

Nesse contexto, de cortes orçamentários e desvalorização do trabalho acadêmico, se torna necessário evidenciar o papel clássico e universal do Estado no apoio as instituições de ensino e pesquisa básica. Pegando como exemplo o sistema dos Estados Unidos, o país mais liberal do mundo, as grandes inovações e tecnologias desenvolvidas pelo país tem forte apoio financeiro do governo federal. O Departamento de Energia do Estados Unidos mantém os “national laboratories”, instituições de pesquisa ligadas a universidades e que seguem linha de pesquisa desenvolvida pelo próprio Departamento. As pesquisas são tanto básicas quanto aplicadas e ambas são necessárias para o desenvolvimento de inovação.

É senso comum na literatura econômica que a pesquisa básica realizada pelas universidades, por apresentarem grande risco de insucesso, não atrai capital privado para investimento. No entanto, são essenciais para a geração de conhecimento das inovações e pesquisa aplicada que são mais atrativas para o capital privado. São atuações interdependentes e se uma delas falha, todo o processo inovativo fica comprometido.

Além da pesquisa básica, o investimento em educação é de vital relevância para a criação de recursos humanos nacionais, essenciais para o desenvolvimento de corpo técnico adequado para o estabelecimento de empresas e tecnologia nacional.

Nesse contexto, o objetivo do presente artigo é apresentar a literatura que relaciona o conhecimento acadêmico e pesquisa básica desenvolvida nas universidades com o desenvolvimento econômico. Especificamente sobre o setor de energia, serão apresentados alguns exemplos de pesquisas realizadas no âmbito universitário que foram essenciais para o desenvolvimento de tecnologias e processos, no segmento de combustíveis/biocombustíveis e petróleo e gás.

A importância da pesquisa universitária

A figura do Estado e suas políticas fazem parte do sistema de inovações, mas nem sempre fica claro que papel este pode assumir. A atuação do Estado é motivo de debate desde os primórdios dos estudos econômicos. Desde a “mão invisível” de Adam Smith, passando pelo Estado Keynesiano, até as mais recentes discussões sobre regulação/desregulação do setor financeiro pós-crise de 2008; o Estado, suas políticas e instituições sempre possuíram papel de destaque nas discussões.

A teoria econômica mainstream argumenta que o foco do governo deveria ser direcionado à correção de falhas de mercado, situações nas quais o mercado, através dos mecanismos de preço, não é capaz de ser eficiente. São os casos clássicos dos bens públicos e quando há externalidades em um segmento.

O impacto e extensão do apoio governamental à pesquisa básica e à produção de inovações são, em boa medida, determinados pela divisão de ganhos de produtividade entre produtores e consumidores. Se a demanda pela produção de petróleo, por exemplo, é elástica e está crescendo rápido, os produtores podem reter uma parcela relativamente grande dos ganhos da inovação. Se, por outro lado, a demanda é inelástica ou cresce lentamente, uma parte relativamente maior dos ganhos será repassada aos consumidores na forma de preços menores. Por causa desse fato, os consumidores só estarão, em princípio, dispostos a apoiar a pesquisa básica nos períodos em que os preços relativos do petróleo estejam em rápido crescimento.

A intervenção governamental em pesquisa básica aplicada é necessária em razão de falhas de mercado, os investidores privados tradicionais não têm interesse no investimento nesse tipo de atividade, especialmente em contexto de juros reais elevados, como no Brasil ou pelo fato de os retornos referentes a investimentos em tecnologia não serem totalmente apropriáveis dadas as externalidades transmitidas por imitação, mobilidade da mão-de-obra e consequente intercâmbio de informações, etc.

As instituições públicas aparecem neste cenário para maximizar o bem-estar social nos casos de falhas de mercado. Arrow (1962) argumenta que o setor privado irá subinvestir em pesquisa em razão dos três Is: Inapropriabilidade, Incerteza e Indivisibilidade.

Inapropriabilidade é a causa fundamental das falhas de mercado. Quando a informação gerada pela pesquisa tem atributos de bem público, e se gerar externalidade positiva (benefícios sociais são superiores aos privados), a alocação de recursos por uma firma que maximize lucros não será socialmente ótima, e haverá subinvestimento. O hiato entre o incentivo social e o privado a inovar ocorre porque uma firma maximizadora de lucros individual não leva em consideração o efeito de suas ações no bem-estar dos consumidores e nos lucros das demais firmas. Dessa forma, o incentivo privado a investir em P&E e inovar é muito baixo.

Já a Incerteza está ligada a existência de firmas avessas ao risco. As firmas avaliam as atividades de pesquisa como resultados incertos e, assim, tenderão a investir menos que o socialmente ótimo.

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Por fim, a Indivisibilidade se dá, por exemplo, no caso de uma firma que produz energia e faz sua própria pesquisa. Se for uma firma grande, o custo fixo de produção de uma dada inovação pode ser dividido por um maior número de unidades de produto, o que não acontece quando a empresa é pequena. Se existirem retornos crescentes, é provável que surja um monopólio, gerando assim, níveis de atividade de pesquisa aquém do socialmente ótimo.

Nos três casos, o investimento privado torna-se tanto mais inadequado quanto mais próximo estiver a empresa da pesquisa básica. Logo, quanto mais básica a pesquisa, maior a necessidade de apoio do governo.

No âmbito da inovação, o senso comum é a visão de que somente o setor privado é capaz de inovar, empreender, trazer dinamismo e conhecimento para a economia, restando ao governo o papel de provedor de condições mínimas para que a inovação “flua” pela atividade natural de um mercado livre. Mesmo no novo contexto, em que os países e organizações internacionais já têm consciência da importância das políticas de inovação, a recomendação geral é de políticas de inovação que possuem ainda algum viés de correção de falhas de mercado; e na criação de instituições adequadas ao bom funcionamento do mercado, deixando espaço para empreendedor privado inovar (Cassiolato e Lastres, 2005).

Do ponto de vista da inovação sistêmica, é impossível ignorar a atuação do Estado em diversas esferas: assumindo os riscos de pesquisas, tendo uma visão estratégica das inovações, criando novas oportunidades tecnológicas, realizando altos investimentos, etc. Mazzucato (2011) argumenta que historicamente os governos têm custeado as pesquisas de maior risco, tanto básica como aplicada, tornando-se uma das importantes fontes de inovações radicais. O governo, em geral assume este papel, devido ao perfil do setor privado, que dá preferência aos investimentos em pesquisa aplicada com foco nas inovações incrementais.

A autora cita como exemplo o caso dos Estados Unidos, país com perfil neoliberal e que, mesmo assim, é um dos governos que mais investem em pesquisa e desenvolvimento no mundo. De maneira geral, Cassiolato e Lastres (2005), afirmam que os Estados sempre fomentaram o desenvolvimento tecnológico de setores estratégicos, mesmo que as políticas “fossem camufladas por imperativos estratégico-militares”, como no caso norte-americano. Os autores afirmam que a atuação do governo não vem ocorrendo apenas no investimento de recursos em P&D, mas também agem no estímulo à difusão e cooperação entre os agentes envolvidos, e na coordenação do desenvolvimento tecnológico regional e localizado, criando uma rede entre as empresas atuantes dos setores considerados estratégicos para o país.

Mazzucato (2011) defende que o papel do Estado deva ir muito além da correção de falhas de mercado, para a autora: “It is the state as catalyst, and lead investor, sparking the initial reaction in a network that will then cause knowledge to spread. The state as creator of the knowledge economy” (p. 20). Alguns países já têm atuado desta maneira – mas “de forma oculta” para evitar forças neoliberais contrárias, como enfatizado pela autora. Esse perfil empreendedor do Estado foi essencial para as últimas revoluções tecnológicas que ocorreram, tendo influenciado no desenvolvimento da indústria de computadores, a internet, a indústria de biotecnologia, dentro muitos outros exemplos.

A interação entre os atores do sistema de inovação por si só não é capaz de gerar o desenvolvimento de inovações, de acordo com Mazzucato (2011). O Estado tem um papel de liderar o processo de desenvolvimento industrial agindo estrategicamente em áreas prioritárias com alto potencial tecnológico. Como exemplo, a autora cita o caso das economias asiáticas, em que os governos não só atuaram como demandantes da tecnologia, mas também assumiram a liderança do processo de industrialização. Esses países realizaram investimentos em tecnologias específicas (“picking winners”), elaborando estratégias para a entrada em mercados internacionais.

As contribuições das universidades para o processo de inovação nas firmas podem ser sintetizadas como: fonte de conhecimento de caráter mais geral necessários para as atividades de pesquisa básica (Nelson, 1990); fonte de conhecimento especializado relacionado à área tecnológica da firma (Klevorick et al., 1995); formação e treinamento de engenheiros e cientistas capazes de lidar com problemas associados ao processo inovador nas firmas (Rosenberg e Nelson, 1994; Pavitt, 1998); criação de novos instrumentos e de técnicas científicas (Rosenberg, 1992); criação de firmas nascentes (spin-offs) por pessoal acadêmico (Stankiewics, 1994; Etzkowitz, 1999) (Rapini, 2007).

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Combustíveis e biocombustíveis

Enquanto o mundo realiza grandes esforços em busca de uma maior descarbonização do setor de transportes, o Brasil já possui elevada participação de renováveis apoiada por uma indústria de biocombustíveis estabelecida. É notável que, enquanto a Europa, por exemplo, almeja 14% de renováveis em sua matriz de transportes para 2030 (UE, 2018), o Brasil já possua uma participação de cerca de 20% de renováveis no setor de transporte (EPE, 2019) e, para veículos leves, uma participação de 41% de etanol (EPE, 2018).

Em geral, o grande desafio de se introduzir fontes renováveis no setor de transportes é a necessidade de ampla adaptação da infraestrutura pois, como é no caso do etanol, não há a possibilidade de reaproveitamento da infraestrutura criada para a gasolina. Inclusive no consumo final é preciso adaptar os motores para o uso dos diferentes combustíveis. Isso explica a baixa participação de etanol nos EUA pois, mesmo sendo o maior produtor do biocombustível, apresenta limitada infraestrutura de distribuição do E85 [1] e dificuldades em aprovar misturas maiores de etanol, alega-se que porcentagens de mistura superiores a 15% danificariam os motores veiculares.

No Brasil já há completa infraestrutura de abastecimento do combustível e quase todo carro vendido é flex. Por esses motivos, a evolução da indústria de etanol no Brasil é bastante estudada como case de sucesso de introdução de renováveis na matriz de transportes. Diversos são os fatores que propiciaram o desenvolvimento da indústria, sendo as políticas públicas, representadas na figura do Proálcool, um dos fatores que mais desperta interesse.

Contudo, um dos pilares de sustentação do Proálcool foi o longo histórico brasileiro de inovação no desenvolvimento da cana-de-açúcar (doravante apenas cana), matéria-prima utilizada na fabricação do etanol e do açúcar, no qual as universidades possuem papel de destaque. Na produção do etanol, a fase agrícola é a responsável por maior parte dos custos, sendo assim, os ganhos de produtividade na cana refletem diretamente na competitividade do etanol. Por esse motivo que o estabelecimento prévio capacidades de inovação com a cana foi um dos pilares para o sucesso do Proálcool, pois permitiu constantes ganhos de produtividade para o etanol (DUNHAM et al., 2011).

Segundo Dunham et al. (2011), uma das origens dessa tradição inovativa data da década de 1920 quando os produtores de cana de São Paulo necessitaram buscar soluções emergências para a superação da Crise do Mosaico. A solução veio do esforço conjunto entre produtores de cana, usinas e universidades que, por meio da criação da Estação Experimental de Cana de Piracicaba (EECP), realizaram pesquisas de seleção de variedades de cana resistentes ao mosaico. A localização da EECP na Universidade de São Paulo (USP) facilitou a formação de recursos humanos voltados para a indústria da cana e desenhou o modelo inicial que estruturou o Sistema de Inovação da Cana e, posteriormente, o Sistema de Inovação do Setor Sucroenergético, onde se observa a liderança das instituições públicas (DUNHAM, et al., 2011) (OLIVER e SZMRECSÁNYI, 2003).

O Instituto Agronômico de Campinas (IAC) incorporou o EECP, em 1935, e fortaleceu o modelo de parcerias e expandiu as estações experimentais. Porém o avanço mais importante realizado pelo IAC foi a mudança de paradigma tecnológico, pois passou-se a desenvolver novas variedades de cana por meio de melhoramentos genéticos com o claro objetivo de aumentar a produtividade (NYKO et al., 2013) (OLIVER e SZMRECSÁNYI, 2003). As usinas atuavam dando suporte às estações experimentais e facilitando a difusão das novas variedades de cana. Apenas a partir do ano de 1969, quando um grupo de usineiros criou o Centro de Tecnologia da Coopersucar [2], que a iniciativa privada passou a desenvolver mais ativamente novas variedades de cana (RAMOS e PIACENTE, 2016).

Em 1971, o Governo Federal lançou o Plano Nacional de Melhoramento de Cana-de-Açúcar (Planalsucar), base para o sucesso do Proálcool, uma vez que disseminou o modelo desenvolvido pelo IAC e contribuiu para consolidar o futuro Sistema de Inovação Sucroenergético (DUNHAM et al., 2011). O Planalsucar trouxe para o sistema novas estações e centros de pesquisa, muitos deles localizados em universidades federais, o que potencializou a capacidade de geração de novas variedades e ganhos de produtividade da cana (NYKO, et al., 2013).

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A liberalização do setor sucroenergético, na década de 1990, levou ao fim do Planalsucar, todavia, seus recursos humanos e físicos foram absorvidos pelas universidades federais que criaram a Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroenergético (RIDESA), assim, as universidades mantiveram a liderança no processo de inovação do setor e continuaram os programas de melhoramento genético, de agronomia e de combate a pragas. Atualmente a RIDESA é composta por dez universidades federais [3] e 66% da área planta de cana utiliza variedades desenvolvidas por ela (RIDESA, 2019).

Inovações nos demais elos da cadeia do etanol também foram essenciais para a construção da indústria do etanol e, em todos eles, havia participação das universidades pois, como afirmam Scheiterle et al. (2018), as universidades estão no centro do fluxo de conhecimento e relacionam-se, direta e indiretamente, com indústria de bens de capital, indústria química, empresas de sementes e produtores de etanol. Um bom exemplo é o desenvolvimento da tecnologia dos carros flex da Bosch, empresa alemã de peças automotivas, que teve como principal colaboradora a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) (ERENO, 2014).

Todavia, os avanços agrícolas são os de mais destaque, tanto que se observa uma grande entrada de agentes internacionais no setor sucroenergético, a partir dos anos 2000, motivados pela alta competitividade do açúcar da cana e do etanol. Start-ups, petroleiras, empresas da química e de biotecnologia, entraram no setor sucroenergético a fim de diversificarem sua produção em uma direção mais sustentável (BOMTEMPO, 2011).Um exemplo interessante é o da DOW, gigante do setor químico, que passou a produzir cana e etanol com o objetivo de utilizar este último como insumo para bioplásticos (NOVACANA, 2016).

O conjunto de iniciativas, privada e pública, levou ao estabelecimento da indústria brasileira de etanol. Porém os esforços realizados pelas universidades foram decisivos para o avanço do etanol, pois muitos dos desafios superados no processo de construção da indústria no Brasil não contavam com experiências prévias realizadas em outros países e, portanto, necessitaram de intenso investimentos em P&D e de formação de mão-de-obra qualificada.

Uma nova gama de desafios surge para o contínuo desenvolvimento do setor e, novamente, as universidades são imprescindíveis na busca de soluções inovativas. Um desses desafios é avançar nos estudos sobre genética da cana e na adoção de novas técnicas de melhoramento, como a transgenia, visto que as tradicionais rotas de cruzamento genético da cana parecem ter atingido um limite quanto aos ganhos de produtividade. A USP e a Unicamp já apresentam bons resultados quanto ao sequenciamento genético da cana, restam ainda desafios científicos quanto ao desenvolvimento de novas variedades de cana transgênica (FAPESP, 2019) (NYKO, VALENTE, et al., 2013).

Outros desafios referem-se às tecnologias de segunda geração e ao avanço do setor para uma lógica de bioeconomia. Superar esses desafios exigem esforços tecnológicos além da área agrícola e de mais peso, incorporando competências distante das detidas pelos agentes do setor, principalmente aquelas relacionadas à biotecnologia. A mudança na base de matérias-primas, utilizando agora o material lignocelulósico e não apenas os açúcares facilmente extraídos (como é o caso do etanol tradicional) amplia esses desafios pois requer soluções específicas para cada fonte de matéria-prima.

O Brasil obteve destaque com as tecnologias de segunda geração, inclusive, é um dos poucos países que já inaugurou plantas comerciais. Mesmo que diversos obstáculos ainda precisem ser superados para dar escala a produção, atualmente as plantas comerciais ainda enfrentam dificuldades de adaptação às novas matérias-primas (BOMTEMPO e SOARES, 2016), muitos dos feitos já realizados foram concretizados em parcerias com universidades. Por exemplo, a start-up brasileira Granbio desenvolveu em conjunto com o IAC e a RIDESA a cana energia, variedade geneticamente modificada para gerar maior conteúdo de biomassa para a produção de bioenergia (GRANBIO, 2019).

Petróleo e gás

Outro caso de sucesso tecnológico com forte participação de pesquisa universitária está relacionado às tecnologias desenvolvidas para lidar com os desafios do Pré-sal. A Petrobras e a tecnologia brasileira para exploração de jazidas em águas ultra profundas tem reconhecimento internacional e teve em seu sucesso atestado com o alto crescimento da produção de petróleo na região.

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