EDGAR BARASSA TRAJETÓRIA TECNOLÓGICA DO VEÍCULO
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EDGAR BARASSA TRAJETÓRIA TECNOLÓGICA DO VEÍCULO
EDGAR BARASSA TRAJETÓRIA TECNOLÓGICA DO VEÍCULO ELÉTRICO: ATORES, POLÍTICAS E ESFORÇOS TECNOLÓGICOS NO BRASIL CAMPINAS 2015 i ii NÚMERO: 336/2015 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS EDGAR BARASSA “TRAJETÓRIA TECNOLÓGICA DO VEÍCULO ELÉTRICO: ATORES, POLÍTICAS E ESFORÇOS TECNOLÓGICOS NO BRASIL” ORIENTADORA: PROF(A). DR(A). FLÁVIA LUCIENE CONSONI DE MELLO DISSERTAÇÃO DE MESTRADO APRESENTADA AO INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS DA UNICAMP PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE MESTRE EM POLÍTICA CIÊNTÍFICA E TECNOLÓGICA ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELO ALUNO EDGAR BARASSA E ORIENTADA PELA PROF(A). DR(A). FLÁVIA LUCIENE CONSONI DE MELLO CAMPINAS 2015 iii Ficha catalográfica Universidade Estadual de Campinas Biblioteca do Instituto de Geociências Márcia A. Schenfel Baena - CRB 8/3655 B231t Barassa, Edgar, 1991BarTrajetória tecnológica do veículo elétrico : atores, políticas e esforços tecnológicos no Brasil / Edgar Barassa. – Campinas, SP : [s.n.], 2015. BarOrientador: Flávia Luciane Consoni de Mello. BarDissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências. Bar1. Veículos elétricos. 2. Veículos elétricos híbridos. 3. Indústria automobilística. 4. Inovações tecnológicas. 5. Automóveis - Comércio. I. Consoni, Flávia Luciane,1973-. II. Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Geociências. III. Título. Informações para Biblioteca Digital Título em outro idioma: Technological path of electric vehicle : players, policies and technological efforts in Brazil Palavras-chave em inglês: Electric vehicles Hybrid electric vehicles Automobile industry Technological innovation Automobile industry and trade Área de concentração: Política Científica e Tecnológica Titulação: Mestre em Política Científica e Tecnológica Banca examinadora: Flavia Luciane Consoni de Mello Leda Maria Caira Gitahy Gabriela Scur da Silva Data de defesa: 30-04-2015 Programa de Pós-Graduação: Política Científica e Tecnológica iv Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) vi A José Roberto Guimarães Júnior, eterno Zé. Um amigo que perdemos, um anjo que ganhamos. Mesmo acreditando que nos encontraremos novamente, o vazio que deixou entre nós permanece. E isso dói. vii viii AGRADECIMENTOS Chegou o momento de agradecer a todos que participaram comigo desta jornada. Acredito que a redação dos agradecimentos seja uma tarefa tão complexa quanto a própria elaboração de uma dissertação. Porém, minha felicidade é saber que em uma estrutura deste tipo de trabalho há espaço também para agradecer estas pessoas especiais, e não fazê-lo seria uma injustiça. São incontáveis as pessoas que me acompanharam e contribuíram para a realização deste trabalho. Em primeiro lugar, uma pessoa fundamental nestes anos de formação acadêmica foi a Profa. Solange Corder, minha orientadora de iniciação científica e uma das principais responsáveis pelo meu interesse na pós-graduação. Sempre me lembrarei dos valiosos conselhos dados e das incontáveis horas de conversa a respeitos dos caminhos que nós podemos traçar nesta vida. Assim, registro minha gratidão a Solange. Agradeço também aos demais professores da Faculdade de Ciências Aplicadas por tudo o que fizerem em prol de minha formação acadêmica. Em especial, agradeço a minha orientadora Flávia L. Consoni. Adentrar no campo das novas tecnologias de propulsão da indústria automobilística foi um processo árduo e doloroso, haja vista minha inexperiência pessoal em relação ao tema. Foram diversos desafios, seja pela via da complexidade do tema, ou pela via da escassez de estudos do segmento. Não posso deixar de destacar a disposição e entusiasmo da Flávia no sentido de enfrentar comigo todos estes obstáculos. Além dos trabalhos realizados em conjunto, a prof. Flávia sempre se colocou como uma amiga em todos os momentos. Assim, saliento meu agradecimento a Flávia. Ao apoio da secretaria de pós-graduação: Val, Adriana e todo o corpo técnico do Instituto de Geociências, que prestaram seu suporte e foram indispensáveis nesta trajetória, fazendo com que a vida de um aluno seja bem menos complexa e burocrática. A todos os professores do DPCT coloco meu agradecimento. Em especial sou grato à profa. Leda e ao prof. André Furtado por todas as discussões e conselhos valiosos. Aos professores de minha banca de qualificação, prof. Leda e Prof. Luiz Artur Pecorelli Peres e ix de defesa, prof. Leda e prof. Grabriela Scur da Silva, também exalto gratidão e reconhecimento. Por outro lado, o apoio financeiro a esta pesquisa que recebi da CAPES foi indispensável para que pudesse me dedicar integralmente a esta atividade. Registo meu agradecimento a esta instituição. Aos meus amigos que adquiri ao longo de minha pós-graduação: Diego Moraes, Altair Oliveira, Tildo Furlan, Renan Leonel, Marco Antonio, Daniela Pinheiro, Beatriz Florence, Luís Lucas, Drielli Peyerl e Talita Guadagnini. Aos amigos de toda uma vida em Amparo: Vitor Oliveira, Guilherme Kassouf, Pancrácio Santos, Luand Piassa. Aos amigos de toda uma vida chamada Graduação: Lucas Mobílio, Bernardo Alleoni, Victor Bertone, Guilherme Bassolli, David Freire e tantos outros. Aos familiares: meu irmão Eduardo Barassa e meu primo e padrinho, Evandro Barazza. Por fim, aos incontáveis moradores que passaram pela República Zero Bala. Deixo registrado meus profundos agradecimentos a todos vocês que sempre farão parte da minha vida. Aos momentos de lazer, que atenuaram todas as aflições e angústias inerentes em qualquer pós-graduação, agradeço aos bares Star Clean, Estação Barão, Casa São Jorge, Dona Neusa e não menos importante todos os cantores do sertanejo universitário que forneceram a mim e aos meus amigos as melhores trilhas sonoras para os nossos momentos. E por fim, acreditando que seja o agradecimento mais importante, meus pais: Valdemar e Célia. Nada seria possível sem eles. Sempre me apoiaram em todas as decisões que escolhi e caminhos que tracei. Ao mesmo tempo, me ensinaram os valores humanos e morais, todos fundamentais, que irei levar para toda a minha vida. Registro aqui meu profundo agradecimento. x “Os inventores dos automóveis e precursores do automobilismo sequer imaginaram que um dia estas máquinas [automóveis] pudessem ir além de um simples instrumento de transporte, acabando por se apoderar de nossos sonhos, nossas aspirações e de nossas paixões.” (Thomas Alexander Fermor-Hesketh) xi xii UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS TRAJETÓRIA TECNOLÓGICA DO VEÍCULO ELÉTRICO: ATORES, POLÍTICAS E ESFORÇOS TECNOLÓGICOS NO BRASIL RESUMO Dissertação de Mestrado Edgar Barassa A indústria automobilística global está passando por um período de reestruturação, a qual deverá contemplar o uso de tecnologias alternativas às tradicionais com o propósito de aumentar a eficiência energética dos veículos e paralelamente reduzir as emissões de poluentes. Neste contexto, os veículos elétricos (VE) caracterizam-se como uma das alternativas possíveis frente a este cenário de novas demandas. Essa dissertação avança nesta temática ao investigar, descrever e analisar a trajetória histórica, tecnológica e de mercado do veículo elétrico. Para o aprofundamento ao tema, observou-se a competição tecnológica pelo sistema de propulsão dominante, que ocorreu entre: 1) o motor a vapor; 2) os conversores eletromecânicos de energia (motores elétricos); e 3) os motores a combustão interna, sendo o último caracterizado como vencedor. Ao longo dos 50 anos que seguiriam a partir do fechamento do motor a combustão interna em 1920 como paradigma tecnológico, os veículos elétricos praticamente desaparecem. O projeto do veículo elétrico só foi retomado a partir da década de 1970, com os estímulos vindos da agenda ambiental, da poluição do ar e seus impactos na saúde pública e do aumento do uso dos combustíveis fósseis. Porém, será a partir do século XXI que o segmento dos veículos elétricos irá ascender tanto do lado tecnológico quanto de mercado. Foram observadas três configurações mais promissoras a respeito da tecnologia dos veículos elétricos: a bateria, híbrido e a células a combustíveis. As três configurações apresentam barreiras e desafios, os quais estão sendo sistematicamente trabalhados pelas empresas que estão dispensando esforços para o segmento. Isto é observado com base na evolução das patentes publicadas sobre veículos elétricos e suas tecnologias. Sendo assim, é possível, ainda, constatar a evolução das vendas dos veículos elétricos nos Estados Unidos, Japão e em um pequeno número de países europeus. O êxito mercadológico fica para os modelos híbridos, com vendas sete vezes superiores aos veículos elétricos a bateria. Transpondo esta discussão para o contexto brasileiro atual, salientamos que o Brasil possui os atores (órgãos governamentais, empresas e instituições públicas de pesquisa) e condições (mercado automobilístico consolidado e know-how) necessários para a formação de um complexo automobilístico voltado aos veículos elétricos, porém as ações em curso no país são pontuais. Ainda que tais iniciativas possam favorecer a criação de competências específicas para o veículo elétrico, elas se mostram pouco efetivas para criar as condições que permitam o Brasil ocupar posição de destaque neste mercado. Ao menos que se projete um rol de políticas claras de apoio e suporte ao desenvolvimento de tecnologias locais destinadas ao veículo elétrico, poucos avanços serão conquistados neste campo tecnológico. Palavras-chaves: Veículos elétricos; Veículos elétricos híbridos; Indústria automobilística; Inovações Tecnológicas; Automóveis – Comércio. xiii xiv UNIVERSITY OF CAMPINAS INSTITUTE OF GEOSCIENCE TECHNOLOGICAL PATH OF ELECTRIC VEHICLE: PLAYERS, POLICIES AND TECHNOLOGICAL EFFORTS IN BRAZIL ABSTRACT Masters Degree Edgar Barassa Automobile industry across the world is undergoing structural change. Advances in emission regulations and the effects of oil price fluctuations are forcing carmakers towards new product programs that use new technologies in order to increase the energy efficiency of vehicles, reduce emissions and decrease environment impacts. In this context, electric vehicles have been considered as one of the possible alternatives for this scenario of new demands. This dissertation advances on this topic to investigate, describe and analyze the historical and technological trajectories and market behavior of the electric vehicle. It was observed a technological competition by dominant propulsion system, that had occurred among: 1) the steam engine; 2) electromechanical energy converters (electric motors); and 3) internal combustion engines, the last being characterized as the most used. Throughout the following 50 years from the engine closure based on the internal combustion in 1920, electric vehicles practically disappeared. The electric vehicle project was only resumed after the 1970s, due to the environmental agenda, the air pollution and its impacts on public health and the increase of fossil fuels prices. However, in the 21st century, the segment of electric vehicles has ascended in both technological and market fields. Therefore, it is possible to identify the three most promising settings about electric vehicle technology: battery electric vehicle, hybrid vehicle and fuel cells vehicle. The three configurations have obstacles and challenges, which are being systematically tackled by companies that are dispensing efforts for the segment, based on the evolution of patents published concerning the electric vehicles and their technologies. Thus, it is possible to verify the evolution of the electric vehicles selling in the United States, Japan and a few European countries. The world market success is related to hybrids models, selling seven times more than the battery electric vehicle. In the current Brazilian context, the country has the government agencies, companies and public research intuitions and had the conditions (mature automobile market and know-how) for the formation of an automobile complex of electric vehicles, with off actions. Although such initiatives may favor the creation of specific competencies for electric vehicle, they show little effective to create conditions for the Brazil occupy a prominent position in this market. It should be projected a list clear policies to support the development of local technologies for the electric vehicle, or few advances will be achieved in this technological field. Keywords: Electric vehicles; Hybrid electric vehicles; Technological innovation; Automobile industry and trade. xv Automobile industry; xvi SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................ xix LISTA DE GRÁFICOS ...................................................................................................... xxi LISTA DE SIGLAS ......................................................................................................... xxiii LISTA DE TABELAS ...................................................................................................... xxv INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 1 Objetivos ............................................................................................................................ 2 Objetivo principal ........................................................................................................... 2 Objetivos específicos...................................................................................................... 2 Justificativa ........................................................................................................................ 3 Hipótese de Pesquisa ......................................................................................................... 3 Abordagem Teórica ........................................................................................................... 4 Path Dependence e Lock-in tecnológico ........................................................................ 4 Sistemas Setoriais de Inovação ...................................................................................... 6 Metodologia ....................................................................................................................... 8 Estrutura da Dissertação .................................................................................................. 15 CAPÍTULO 1 - OS CAMINHOS DA TECNOLOGIA AUTOMOBILÍSTICA: UMA ANÁLISE HISTÓRICA DA COMPETIÇÃO PELO SISTEMA DE PROPULSÃO VEICULAR DOMINANTE ................................................................................................ 17 1.1. Introdução ............................................................................................................. 17 1.2. Os anos de formação da indústria automobilística global (1885-1905) ............... 18 1.2.1. A inserção da máquina a vapor nos automóveis ........................................... 20 1.2.2. O conversor eletromecânico de energia (motor elétrico) .............................. 21 1.2.3. O motor a combustão interna......................................................................... 22 1.3. A competição entre os motores a vapor, elétrico e a combustão interna (1905- 1920).. .............................................................................................................................. 24 1.4. A consolidação do motor a combustão interna como paradigma tecnológico predominante (1920- 1973).............................................................................................. 26 1.5. O questionamento do motor a combustão interna e a retomada do projeto do veículo elétrico em âmbito global pós 1973 .................................................................... 29 xvii 1.5.1. A agenda ambiental - pós 1970 ..................................................................... 29 1.5.2. O aumento gradual do custo dos combustíveis fósseis ................................. 31 1.5.3. A questão da saúde pública relacionada aos veículos elétricos ..................... 32 1.5.4. Exemplos de políticas públicas adotadas a partir da década de 1970 em prol da retomada do veículo elétrico ................................................................................... 33 Considerações Finais ....................................................................................................... 36 CAPÍTULO 2 - A TRAJETÓRIA TECNOLÓGICA E COMERCIAL DO VEÍCULO ELÉTRICO NOS ANOS 2000 ............................................................................................ 39 2.1 Introdução ............................................................................................................. 39 2.2 O veículo elétrico no início do século XXI: tipos, configurações mecânicas e tecnologias fundamentais ................................................................................................. 40 2.3. O desenvolvimento tecnológico do veículo elétrico: uma análise a partir de dados sobre patentes (1994-2014) .............................................................................................. 44 2.4. O mercado para os veículos elétricos: uma análise a partir de dados sobre vendas no período 1999- 2013 ..................................................................................................... 52 Considerações Finais ....................................................................................................... 59 CAPÍTULO 3 - O BRASIL FRENTE AO SEGMENTO DOS VEÍCULOS ELÉTRICOS: UMA ANÁLISE DAS INICIATIVAS E AÇÕES EM CURSO NO PAÍS ........................ 63 3.1. Introdução ............................................................................................................. 63 3.2. As iniciativas da dimensão do Estado ................................................................... 65 3.2.1. Políticas de Demand-Pull .............................................................................. 68 3.2.2. Políticas de Technology-Push ....................................................................... 71 3.3. Iniciativas da dimensão Empresa .......................................................................... 75 3.3.1. O Papel das Montadoras ................................................................................ 75 3.3.2. O Papel das Associações ............................................................................... 80 3.4. Iniciativas da dimensão das ICTs ......................................................................... 83 Considerações Finais ....................................................................................................... 88 CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 91 REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 95 APÊNDICE: questionário aplicado aos entrevistados ...................................................... 105 xviii LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Objetivo principal, objetivos específicos e metodologia adotada ........................ 8 Figura 2 - Folder demonstrando a patente concedida a Karl Friedrich Michael Benz ........ 19 Figura 3 - Primeira locomotiva a vapor, construída em 1804 pelo engenheiro inglês Richard Trevithick (1771 – 1833) ........................................................................................ 20 Figura 4 - Automóvel elétrico híbrido, cujo sistema ficou conhecido como Lohner-Porsche - início de 1900 ..................................................................................................................... 22 Figura 5 - Exemplo de motor a combustão interna do tipo quatro tempos ......................... 23 Figura 6 - Grupos de Veículos Elétricos ............................................................................. 40 Figura 7 - Nissan LEAF, modelo 2014 .............................................................................. 58 Figura 8 - Toyota PRIUS, modelo 2014.............................................................................. 59 Figura 9 - Atores envolvidos com a promoção do Veículo Elétrico no Brasil.................... 65 Figura 10 - IPVA diferenciado para o veículo elétrico ....................................................... 71 Figura 11 - Rede Sibratec .................................................................................................... 72 xix xx LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Evolução das publicações de famílias de patentes de tecnologias relacionadas aos veículos elétricos (1994-2013) ....................................................................................... 46 Gráfico 2 - Empresas e instituições com patentes de tecnologias dos veículos elétricos (1994- 2013) ......................................................................................................................... 48 Gráfico 3 - Distribuição de publicações de famílias de patentes por escritórios locais (países) e regionais (1994 – 2014)........................................................................................ 50 Gráfico 4 - Publicações de famílias de patentes por tecnologia (1999 – 2013) .................. 51 Gráfico 5 - Evolução global das vendas de veículos elétricos a bateria, híbridos e plug-in 53 Gráfico 6 - Vendas de veículos elétricos a bateria e híbridos plug-in por países em 2013 . 55 Gráfico 7 - Montadoras de veículo elétrico a bateria e veículo elétrico híbrido plug-in e participação de mercado (2013) ........................................................................................... 57 Gráfico 8 - Montadoras de veículos elétricos híbridos e participação de mercado (2013) . 58 xxi xxii LISTA DE SIGLAS Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL Associação Nacional de Fabricantes de Veículos Automotores ANFAVEA Associação Brasileira de Engenharia Automotiva AEA Associação Brasileira do Veículo Elétrico ABVE Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social BNDES California Air Resource Board CARB Completely Knocked Down CKD Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq Departamento Nacional de Trânsito DENATRAN Departamento Estadual de Trânsito DETRAN Desenvolvimento Sustentável DS Electric Drive Transportation Association EDTA Financiadora de Estudos e Projetos FINEP Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE International Energy Agency IEA Imposto Privado sobre Veículos Automotor IPVA Institutos de Ciência e Tecnologia ICT Instituto Nacional de Eficiência Energética INEE Instituto Nacional de Propriedade Intelectual INPI Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC International Patent Classification IPC Imposto sobre Produtos Industrializados IPI Motor de combustão interna MCI Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação MCTI Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior MDIC Ministry of International Trade and Industry MITI Pesquisa e Desenvolvimento P&D Pesquisa de Inovação PINTEC xxiii Produto Interno Bruto PIB Programa de Sustentação do Investimento PSI Sistema Brasileiro de Tecnologia SIBRATEC Sistema de Inovação SI Sistema Setorial de Inovação SSI Society of Automobile Engineering Brasil SAE Brasil The International Council on Clean Transportation ICCT Veículo Elétrico VE Veículo Elétrico Híbrido VEH Veículo Elétrico Híbrido a células a Combustível VEHCC Veículo Elétrico Híbrido plug-in VEHP World Intellectual Property Organization WIPO xxiv LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Empresas entrevistadas e segmentos de atuação (2014) .................................... 13 Tabela 2 - Tipos de veículos elétricos ................................................................................. 42 Tabela 3 - Principais exemplos de políticas de demand-pull e technology-push ................ 66 Tabela 4 - Classificação das políticas e instrumentos encontrados no Brasil (2014) .......... 67 Tabela 5 - Empresas parceiras da Rede Sibratec ................................................................. 73 Tabela 6 - As montadoras e seus veículos comercializados ................................................ 75 Tabela 7 - Pequenas empresas e start-ups que produzem veículos elétricos ...................... 79 Tabela 8 - Organizações de promoção ao veículo elétrico no Brasil .................................. 80 Tabela 9 - Grupos de pesquisa voltados ao veículo elétrico no Brasil ............................... 83 Tabela 10 - Grupos de pesquisa voltados às tecnologias dos veículos elétricos no Brasil .. 85 xxv xxvi INTRODUÇÃO A agenda ambiental e a pressão para que as Empresas/Estados/Países adotem práticas mais sustentáveis e com menor impacto ao meio ambiente vêm impondo à indústria automobilística global a necessidade de adoção de novas tecnologias alternativas às tradicionais (MELLO, MARX E SOUZA, 2013). No centro deste debate, coloca-se como uma necessidade a redução do uso dos combustíveis fósseis, responsáveis pela emissão de poluentes na atmosfera e de problemas relacionados à saúde pública. Essa necessidade tem sido acompanhada pela implementação de um conjunto de políticas públicas e instrumentos de regulação, que vêm impondo padrões de emissão para os veículos comercializados, e ainda, por uma emergente classe de consumidores que optam por adquirir veículos com o apelo “amigável” ao meio ambiente (FREYSSENET, 2011) Como resposta a este cenário competitivo, empresas fabricantes de veículos automotores e fornecedoras de componentes têm direcionado esforços em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) para a concepção e produção de veículos mais eficientes, menos poluentes e com menos impactos negativos ao meio ambiente (MELLO, MARX E SOUZA, 2013). No âmbito das possibilidades tecnológicas que a indústria automobilística pode optar, os veículos elétricos (VE) em suas diversas configurações tecnológicas – a bateria (VEB), híbridos (VEH) e a células a combustível (VEHCC)- caracterizam-se como uma opção para este cenário de novas demandas. Define-se um veículo elétrico como aquele cuja propulsão de pelo menos uma de suas rodas ocorre por meio de um motor elétrico (CHAN, 2007; ABVE, 2014). A configuração mecânica proposta pelos veículos elétricos difere substancialmente dos veículos movidos ao motor a combustão interna (MCI). Os veículos elétricos diminuem a pressão sobre a demanda por combustíveis fósseis - dado que utilizam a eletricidade para gerar movimento- e reduzem a emissão dos gases de efeito estufa pelos automóveis- pois não há queima de combustíveis no processo (CHAN, 2007; ABVE, 2014). Ou seja, trata-se 1 de uma tecnologia de ruptura uma vez que permite romper com o aprisionamento junto às tecnologias relacionadas ao motor a combustão interna e seus subsistemas. Face a este contexto, algumas questões se colocam: como tem se dado a trajetória tecnológica do veículo elétrico? Quais são as configurações mecânicas e rotas tecnológicas mais promissoras? Qual é o comportamento de mercado deste segmento? Quais são os países que vêm se destacando no desenvolvimento e comercialização do veículo elétrico? Trazendo a discussão para o caso brasileiro, o país apresenta condições para atuar no segmento dos veículos elétricos? Quais são as iniciativas em curso e ações desempenhadas pelo Brasil em prol do desenvolvimento dos veículos elétricos? Objetivos Objetivo principal O breve panorama traçado em relação ao veículo elétrico e as questões acima apresentadas nortearam o objetivo central dessa dissertação, qual seja: investigar, descrever e analisar a trajetória histórica, tecnológica e de mercado do veículo elétrico. Contempla-se na presente proposta os veículos elétricos do tipo rodoviário, que são aqueles que utilizam estradas e rodovias para o seu deslocamento. Objetivos específicos A partir deste direcionamento, são definidos seis objetivos específicos: 1. Analisar parte da História da Tecnologia Automobilística, a qual aborda a competição histórica entre os sistemas de propulsão possíveis; 2. Explorar os condicionantes e estímulos que guiaram à retomada do veículo elétrico no século XXI; 3. Identificar quais países foram/são protagonistas do desenvolvimento do veículo elétrico e averiguar as razões para isso; 2 4. Investigar a evolução das tecnologias para os veículos elétricos: configurações mecânicas disponíveis, principais empresas/instituições ofertantes destas tecnologias, rotas tecnológicas em curso e possibilidades em aberto; 5. Caracterizar o comportamento recente do mercado para o veículo elétrico: vendas acumuladas, tipos em comercialização e distribuição geográfica dos mercados; 6. Analisar o Brasil frente ao contexto dos veículos elétricos a partir das dimensões: Estado, Empresas e Instituições de Ciência e Tecnologia. Justificativa Dessa forma, complementa-se ainda o fato da escolha do veículo elétrico, como objeto de pesquisa, o qual se deu, em primeiro lugar, porque é o tipo de veículo cujo mercado vem crescendo de forma mais acelerada nas duas últimas décadas e cuja tecnologia de propulsão baseada na “eletrificação” está sendo desenvolvida de maneira significativa (IEA, 2013; ICCT, 2014). Em segundo lugar, pela importância em entender qual está sendo o posicionamento de outros países bem como do Brasil frente a este novo cenário de reestruturação pelo qual a indústria automobilística global está passando. Ao mesmo tempo, observa-se que as indefinições e desafios existentes para o segmento do veículo elétrico, seja no âmbito comercial como tecnológico, se configuram como uma janela de oportunidades em aberto para aqueles atores que almejam conquistar alguma liderança neste segmento. Hipótese de Pesquisa Esta dissertação busca validar a hipótese de pesquisa segundo a qual o segmento dos veículos elétricos aparece como uma opção promissora ao se pensar no futuro e nas novas demandas para a indústria automobilística global. 3 Abordagem Teórica Para contemplar os objetivos assinalados, a execução do trabalho envolveu a utilização de um quadro teórico com duas abordagens conceitualmente distintas: path dependence (trajetória dependente) e sua ligação com lock-in tecnológico e o conceito de Sistema Setorial de Inovação (SSI). No intuito de entender a dinâmica das tecnologias de propulsão na indústria automobilística e os condicionantes que levaram o motor a combustão interna a se tornar o paradigma tecnológico dominante bem como compreender as dificuldades em romper com esta tecnologia vigente por meio de tecnologias concorrentes, a pesquisa se apoiou nos estudos de path dependence (DAVID, 1985; ARTHUR, 1989, COWAN & HULTEN, 1996) e lock-in tecnológico (UNRUH, 2000, 2001, 2002). A noção de Sistemas Setoriais de Inovação fornecida por Malerba (2002) orienta o recorte utilizado para o caso brasileiro e permitiu entender a lógica por trás das ações e iniciativas em curso no país de acordo com a perspectivas de um tripé composto por (1) Estado, (2) Empresas e (3) Instituições de Ciência e Tecnologia. A seguir, são descritas as duas abordagens utilizadas no trabalho a partir da apresentação de seus conceitos principais, bem como a metodologia utilizada no trabalho correlacionando a trajetória teórica e empírica com as principais questões que nortearam o desenvolvimento do trabalho. Path Dependence e Lock-in tecnológico O conceito de path-dependence apareceu nos trabalhos seminais de David (1985) e Arthur (1989) com o intuito de explicar trajetórias de tecnologias. O termo pathdependence pode ser traduzido como trajetória dependente ou dependência da trajetória, porém a literatura brasileira vem adotando o formato na língua inglesa, assim manter-se-á padrão igual no presente trabalho. David (1985) utilizou o conceito de path-dependence para analisar a escolha do padrão de teclado QWERTY em detrimento do padrão DVORAK, argumentando que a escolha pelo padrão QWERTY ocorreu devido as 4 interconexões na produção e na demanda do mercado de datilografia findadas no fim do século XIX, e não por questões de eficiência e praticidade de uso. Outros trabalhos posteriormente transcenderam a esfera da tecnologia para explicar as trajetórias de desenvolvimento das instituições1. Com base nos argumentos de Cowan e Húlten (1996), o caminho responsável por um estado de path-dependence geralmente inicia-se com um determinado evento ou uma sequência de eventos. Uma vantagem inicial que uma tecnologia proporciona pode vir a desencadear o efeito “bola de neve”, que impulsiona outras empresas a adotar determinada tecnologia. Como causas do path-dependence, North (1990, p. 94) destaca: “os custos fixos significativos, provocando uma redução expressiva dos custos à medida que a produção aumenta; os efeitos de aprendizagem; os efeitos de coordenação, derivados da cooperação entre agentes que enfrentam o mesmo tipo de situação; e as expectativas adaptativas”. Uma vez escolhido o caminho que uma tecnologia irá seguir, há a atuação dos mecanismos auto-reforçantes, exemplificados pelas combinadas interações entre sistemas tecnológicos e instituições de suporte, gerando um estado de aprisionamento tecnológico (lock-in). A partir deste ponto, a mudança para um novo padrão tecnológico se torna algo complexo (UNRUH, 2000, 2001, 2002). Shikida e Perosa (2012) complementam a argumentação do path-dependence destacando a não aleatoriedade das escolhas tecnológicas: “a ideia, base para o entendimento da proposta da dinâmica do progresso técnico da firma, é que a busca por novas rotinas e trajetórias tecnológicas não é randômica nem aleatória, seguindo alguns elementos que permitem que as apostas não sejam ad hoc, mas considera a cumulatividade do conhecimento, o aprendizado, entre outros elementos que guiam as escolhas (como interações organizacionais), de forma que a história importa. Ou seja, as empresas descartam rotinas antiquadas, incorporam novas, outras são aprendidas e/ou apreendidas” Em suma, a ideia de path-dependence traz uma importante contribuição para a presente dissertação uma vez que, conforme descrito adiante, a competição entre os sistemas de propulsão possíveis na indústria automobilística ilustra um caso típico deste conceito. 1 Ver, a esse respeito, North (1990, 1994, 2005). 5 Sistemas Setoriais de Inovação Com base nas barreiras e desafios que o veículo elétrico possui, seja no âmbito de sua consolidação no mercado, seja no aperfeiçoamento de sua tecnologia, é possível afirmar que o desenvolvimento do veículo elétrico não depende somente dos esforços das empresas que compõem o setor automobilístico, mas de um conjunto de organizações que transcendem a esfera corporativa, além do importante papel das instituições, do Estado e dos conjuntos de conhecimentos que envolvem este processo. Esse princípio está alinhado com o conceito de Sistema Setorial de Inovação (SSI), que refere-se a uma agregação de produtos e agentes (de mercado ou externo a ele) com múltiplos níveis de agregação, que compartilham uma base de conhecimentos específica e cujas interações visam a produção e comercialização de produtos com tecnologias semelhantes (MALERBA, 2004). Breschi e Malerba (1997) foram os formuladores da abordagem de Sistema Setorial de Inovação2, sendo aperfeiçoada posteriormente por outros trabalhos (MALERBA, 2002, 2004 E 2005; MALERBA; MANI, 2009). Justifica-se a escolha do conceito de Sistemas Setoriais de Inovação devido a sua amplitude, versatilidade e adequação do conceito para a análise da dinâmica da inovação e da produção, as quais serão trabalhadas aqui. Ademais, o conceito dos SSI se atenta para as particularidades existentes entre as estruturas produtivas de um país, partindo do pressuposto de que há uma heterogeneidade estrutural entre segmentos produtivos dos países, principalmente aqueles em desenvolvimento. Por sistema, entende-se o agrupamento dinâmico de variáveis que interagem entre si visando a manutenção e evolução, tanto em termos qualitativos como quantitativos, de uma estrutura e processos específicos. A abordagem dos SSI entende que são vários elementos 2 É preciso destacar que a Teoria dos Sistemas Setoriais de Inovação (SI) é um desmembramento da Teoria dos Sistemas de Inovação (SI) (FREEMAN, 1988; EDQUIST; 1997) que se define como uma rede de organizações, sejam elas públicas e privadas, cujas atividades e relacionamentos criam, importam, modificam e difundem novas tecnologias. Mesmo que o campo de estudos sobre os SI, embora recente na literatura, se apresenta amplo e abrange diversas correntes conceituais, exemplificadas pelas abordagens: Sistemas Nacionais de Inovação, Sistemas de Inovação Regionais; Sistemas de Aprendizado; e por fim, Sistemas Setoriais de Inovação. 6 que interferem na dinâmica inovativa e da produção de um setor, porém o conceito sublinha as empresas como os principais condutores da inovação. De acordo com Mattos (2011, p.15) “Os agentes que compõem o sistema setorial são organizações e indivíduos (consumidores, cientistas, etc). As organizações podem ser firmas (usuárias, produtoras, fornecedoras de insumos, etc) e não firmas (universidades, instituições de financiamento, agências governamentais, associações de classe, etc) incluindo sub-unidades de grandes organizações (departamentos de P&D ou produção). Agentes são caracterizados por processos específicos de aprendizado, competências, crenças, objetivos, estruturas organizacionais e comportamentos. Eles interagem através de processos de comunicação, troca, cooperação, competição e comando e a interação é formatada por instituições (regras e regulações)...” Em um SSI não há uma delimitação geográfica pré-definida, podendo coexistir num mesmo sistema setorial diversas regiões ou países. Por setor, define-se como um aglomerado de empresas heterogêneas que estão agrupadas por processos produtivos semelhantes ou por um grupo de produtos interligados e que compartilham e intercambiam conhecimentos em comum (MALEBRA, 2002). Para Malerba e Mani (2009) um SSI, é dividido em três blocos: (1) Instituições envolvidas no sistema (normas, rotinas, hábitos, práticas estabelecidas, regras, leis e demais atitudes que condicionam a visão, os gostos e o comportamento das organizações (e demais atores) e da demanda; (2) atores envolvidos (caracteriza os agentes envolvidos em um SSI e as relações entre eles, destacando a função que cada um possui na dinâmica inovativa e (3) o regime tecnológico e a base de conhecimentos utilizada pelo setor (procedimentos e características das estratégias de inovação das firmas). A partir dessas dimensões, pode-se construir uma análise multidimensional que consiga captar a evolução conjunta das dimensões envolvidas, ou seja, das interações entre os vários elementos ligados aos processos de criação, replicação e seleção que formam o ambiente setorial dinâmico. Estes elementos definem a competitividade setorial, a estrutura de mercado, os padrões de inovação e suas transformações ao longo do tempo (MALERBA, 2002). 7 Metodologia A metodologia utilizada está associada aos objetivos específicos da dissertação e por isso combina vários métodos de coleta de informações, conforme descrito na Figura 1 e detalhado em seguida. Figura 1 - Objetivo principal, objetivos específicos e metodologia adotada Objetivos específicos Metodologia Análise de Análise de fontes primárias e secundárias dados de (sites, revistas, teses, dissertações, etc...) patentes Elaboração de bancos de dados e gráficos 1. Análise de políticas 2.Entrevistas presenciais 3. Busca por Grupos de Pesquisa/ CNPq Fonte: Elaboração própria Objetivos Específicos 1, 2, 3: Análise da História da Tecnologia Automobilística; condicionantes para a retomada do veículo elétrico e identificação dos países relevantes para o segmento Para o alcance do primeiro, segundo e terceiro objetivo específico, utilizou-se do método descritivo (análise e correlação dos fatos) a partir de fontes primárias e secundárias, 8 o que inclui dados coletados de sites específicos, publicações em revistas, teses, dissertações. A partir das contribuições de Hoyer (2008); Chan (2007); Mowery e Rosenberg (2005); Cowan e Húlten (1996), Anderson & Anderson (2010), os quais abordam a História da Tecnologia Automobilística, tornou-se possível organizar a análise da competição tecnológica por meio de quatro fases distintas, situadas em diferentes períodos históricos e que caracterizam a trajetória cronológica adotada neste trabalho, conforme: 1) Os anos de formação da indústria automobilística global (1885-1905); 2) A competição entre os motores a vapor, elétrico e a combustão interna (1905-1920); 3) A consolidação do motor a combustão interna como paradigma tecnológico predominante (1920-1973); e 4) O questionamento do motor a combustão interna e a retomada do projeto do veículo elétrico em âmbito global- pós 1973. Objetivo Específico 4: Investigar a evolução das tecnologias para os VE: configurações mecânicas disponíveis, principais empresas/instituições ofertantes destas tecnologias, rotas tecnológicas em curso e possibilidades em aberto; Optou-se pela análise dos dados de patentes como indicadores de desenvolvimento tecnológico para a realização do quarto objetivo específico. Para a busca dos dados, utilizou-se a plataforma online QUESTEL ORBIT que realiza a cobertura de 93 escritórios de patentes, muitos dos quais contém os textos integrais, status legal, citações pesquisáveis e ferramentas de análise estatística e semântica acopladas numa única interface. Como método de apresentação de resultados, as publicações na plataforma são agrupadas por famílias de patentes. Define-se família de patentes como o agrupamento de documentos de patente relacionados à mesma invenção ou a invenções correlacionadas, publicados em diferentes países. Cada documento de patente da família baseia-se, normalmente, nos dados do primeiro pedido depositado no país de prioridade (WIPO, 2008). A partir da plataforma Questel Orbit, a busca de famílias de patentes deu-se na forma de pesquisa dos termos “electric” and “vehicle” - veículo elétrico - cujas palavras 9 obrigatoriamente deveriam conter em qualquer um dos campos do resultado da busca o que engloba os resumos de patentes, as classificações e a descrição da patente. Com tal procedimento, a busca privilegiou todas as tecnologias relacionadas aos componentes de um veículo elétrico que foram publicadas em forma de patentes. O período temporal coberto pela busca foi de 20 anos a contar desde janeiro de 1994 até dezembro de 2013. Justifica-se o referido período devido ao limite de dados que a plataforma abrange em sua análise, que se restringe a 20 anos. A busca inicial encontrou 55.499 famílias de patentes, resultado este que impossibilitou o tratamento e análise de dados uma vez que a plataforma Questel Orbit impõe um limite de análise de 15.000 grupos de famílias. Optou-se então por utilizar alguns mecanismos de refinamento, o que foi realizado partir dos próprios instrumentos que a plataforma disponibiliza. Primeiramente refinou-se a busca segundo o critério que privilegia as 50 principais empresas e instituições que depositaram patentes, ou seja, os agentes com a maior somatória de patentes depositadas até 2014 (critério de representatividade); consequentemente excluíram-se aqueles que depositaram poucas patentes, o que caracteriza a exclusão dos inventores individuais e pequenas empresas. Como resultado da nova busca, a plataforma apresentou 50 empresas/ instituições que são responsáveis pelo depósito de 23.243 famílias de patentes, número menor porém ainda inviável para o tratamento de dados. Foi necessário então aplicar um último critério de refinamento: por status legal, o qual é possível descartar as patentes expiradas/ rejeitadas e aquelas pendentes de aprovação. Após este refinamento, chegou-se ao valor de 10.804 famílias de patentes garantidas, valor factível para o tratamento dos dados. Objetivo Específico 5: Caracterizar o comportamento recente do mercado para o veículo elétrico: vendas acumuladas, tipos em comercialização e distribuição geográfica dos mercados; Utilizou-se do método quantitativo (recurso proveniente aos dados numéricos) baseando-se na elaboração de gráficos e tabelas que pudessem caracterizar o 10 comportamento de mercado recente do veículo elétrico no mundo. Para isto, empreendeu-se o esforço em consultar diversas fontes de informações. As principais fontes de informações foram os estudos publicados pela International Energy Agency (IEA) (2014); The International Council on Clean Transportation (ICCT) (2014); Luskin Centre for Innovation (UCLA) (2014); Navigant Research (2013); Evobsession (2015); Hybridcars.com (2015); Electric Drive Transportation Association –EDTA (2015) e U.S. Energy Department (2015). A respeito das informações obtidas e seu tratamento, deve-se fazer algumas considerações. Primeiramente, os dados coletados abordaram exclusivamente o segmento dos veículos elétricos rodoviários. Quanto ao porte dos veículos, os estudos obtidos contemplaram os automóveis de passeio e comercial do segmento leve. Foi necessário separar as informações referentes aos veículos elétricos híbridos (que não dependem da rede elétrica para seu abastecimento) em relação aos veículos elétricos a bateria e veículos elétricos híbridos plug-in (dependem da rede elétrica para o abastecimento). Esta separação foi feita uma vez que grande parte das fontes encontradas adotaram o mesmo critério. Objetivo Específico 6: Analisar o Brasil frente ao contexto dos veículos elétricos a partir das dimensões: Estado, Empresas e Instituições de Ciência e Tecnologia. A partir dos pressupostos teóricos dos Sistemas Setoriais de Inovação (SSI), olhouse para (1) Estado, por meio de seus órgãos de fomento e instituições reguladoras; (2) Empresas, representadas pelas montadoras de automóveis; fabricantes de autopeças; empresas do setor elétrico/ eletrônico; empresas do setor energético; fabricantes de acumuladores, motores elétricos e demais componentes e, por fim, (3) Instituições Científicas e Tecnológicas (ICTs), referindo-se aos institutos de pesquisa e universidades. Estado A respeito do agente Estado, identificou-se os incentivos governamentais e as políticas públicas existentes no Brasil com potencial para viabilizar e promover o mercado 11 e consumo do veículo elétrico. Isso foi feito a partir de uma pesquisa exploratória junto ao website do Governo Federal Brasileiro, no banco de dados da ABVE e demais fontes que se colocaram pertinentes, conforme referenciadas ao longo do trabalho. Para analisar as políticas encontradas optou-se por utilizar a metodologia que visa classificar as políticas em (1) políticas de demanda (demand-pull) que são as ações que buscam desenvolver o mercado de uma nova tecnologia e protegê-la frente à concorrência e (2) políticas de oferta (technology-push), que são as ações que objetivam reduzir o custo da inovação tecnológica e estimulam a P&D de novas tecnologias (NEMET, 2009). Empresas Foram investigadas empresas que já possuem ações em curso voltadas ao projeto de veículos elétricos, desde a esfera da P&D até a comercialização. As empresas observadas encontram-se instaladas no Brasil, seja com plantas produtivas, seja com distribuidores locais, independente do país de origem do capital. Outras iniciativas da esfera privada que não estejam relacionadas ao processo de desenvolvimento e produção também foram mapeadas. Tratam-se das associações de suporte, instituições e demais organizações que estejam orientadas em promover o veículo elétrico no Brasil haja vista que suas respectivas funções de articuladoras são relevantes. Como exemplos, temos: Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (ANFAVEA); Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE); Society of Automotive Engineers (SAE BRASIL) e a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). O mapeamento inicial das empresas foi feito a partir do acesso ao cadastro das empresas vinculadas a ABVE, a partir do banco de dados disponível em (http://www.abve.org.br/) o qual reúne informações a respeito do segmento dos VEs no Brasil. Demais fontes como a busca por artigos científicos, teses e dissertações que exploram o tema e websites de empresas também foram utilizadas. Em adição, foram realizadas entrevistas presenciais semi-estruturadas orientadas por um questionário composto por indagações referentes à atuação da empresa ou associação, possibilidades de atuação no Brasil, identificação de barreiras entre outras. 12 O questionário, o qual encontra-se no apêndice I deste trabalho, foi elaborado para ser respondido por profissionais que tivessem envolvimento direto com a temática dos veículos elétricos. As entrevistas foram realizadas em uma única etapa, durante o X Salão e Congresso Latino Americano de Veículos Elétricos, Novas Tecnologias e Componentes, que ocorreu na cidade de São Paulo/Brasil entre os dias 4 e 6 de Setembro de 2014. Justifica-se a escolha do referido evento uma vez que trata-se do encontro de maior expressão junto a este segmento de atividades. Optou-se pela realização de entrevistas exploratórias sem intenções de generalização dos resultados, uma vez que nem todos os agentes envolvidos com o veículo elétrico no Brasil estavam presentes. Foi revelado o nome das empresas/ instituições entrevistadas, embora tenha sido mantido o sigilo acerca dos nomes e funções corporativas dos entrevistados, por opção dos mesmos. O método adotado para o arquivamento das informações extraídas junto aos entrevistados deu-se na forma de anotações no momento da entrevista. No congresso, foram realizadas nove entrevistas. A Tabela 1 identifica quais foram as empresas e associações entrevistadas. Tabela 1 - Empresas entrevistadas e segmentos de atuação (2014) Empresas Montadora de veículos ABVE3 ANFAVEA BYD- Build Your Dreams Eletra Itaipu Binacional Fornecedora do segmento automotivo e elétrico Setor energético / infraestrutura de recarga X X X X X X X Nissan PSA Peugeot Citroen Renault Toyota Fonte: Elaboração própria. 3 Associações e organizações de suporte X X X X Associação Brasileira do Veículo Elétrico. 13 Institutos de Ciência e Tecnologia Por fim, a respeito do mapeamento dos Institutos de Ciência e Tecnologia, realizouse uma pesquisa exploratória a partir do Diretório de Grupos de Pesquisas do CNPq4. Justifica-se olhar para o Diretório de Grupos de Grupos de Pesquisas do CNPq uma vez que caracteriza-se como o principal instrumento de cadastro formalizado de grupos de pesquisa no Brasil. A metodologia aplicada para a busca no Diretório de Grupos de Pesquisa do CNPq consistiu na seleção de palavras-chave recorrentes na literatura consultada e pertinentes ao tema trabalhado pela pesquisa. Primeiramente pesquisou-se o termo VEÍCULO ELÉTRICO, em referência a uma busca mais ampla acerca do segmento. Em seguida, realizou-se uma pesquisa mais focada no âmbito das tecnologias fundamentais de um veículo elétrico, destacadas por Chan (2007): MOTOR ELÉTRICO, BATERIA, CONTROLADOR ELÉTRICO, CONVERSOR HÍBRIDO. Após a definição desses termos, foi realizada uma consulta parametrizada na base do Diretório dos Grupos de Pesquisa no Brasil do CNPq no dia 02/02/2015. Cada termo foi pesquisado separadamente, dentro dos parâmetros: Nome do Grupo, Nome da Linha de Pesquisa, e Palavra-Chave da Linha de Pesquisa. A busca contemplou tanto os grupos certificados (aqueles que foram atualizados nos últimos 12 meses) quanto os grupos não certificados (sem atualização nos últimos 12 meses). Após a busca, procurou-se constatar se os grupos de pesquisa identificados estavam de fato desenvolvendo pesquisas em temas correlatos aos veículos elétricos. Dado que as palavras chaves utilizadas caracterizam-se como tecnologias apropriadas também por outros segmentos industriais, não seria possível afirmar que todos os grupos de pesquisa encontrados estariam trabalhando com os veículos elétricos. Para refinar a busca e obter um resultado mais preciso, foi realizada uma identificação individual de cada grupo de 4 A base de dados está disponível para consulta http://dgp.cnpq.br/dgp/faces/consulta/consulta_parametrizada.jsf. Acesso em: 02/02/2015. 14 em pesquisa, olhando as linhas de pesquisa, nomes dos grupos e consulta dos currículos de pesquisadores junto à plataforma LATTES5. Estrutura da Dissertação Essa dissertação encontra-se estruturada em três capítulos, além desta introdução e das considerações finais. A ordem nas quais os capítulos são apresentados reflete a progressão e o encadeamento das ideias, no qual esse trabalho se debruçou, seguindo a lógica traçada pelos objetivos complementares do trabalho. O primeiro capítulo é denominado Os caminhos da tecnologia automobilística: uma análise histórica da competição pelo sistema de propulsão veicular dominante. A linha de raciocínio explorada está em torno do primeiro ao terceiro objetivo específico, que remetem ao resgate histórico do contexto no qual o veículo elétrico foi/está inserido e sua competição com outras formas de propulsão veicular. Busca-se analisar também o momento em que ocorre uma maior necessidade por fontes energéticas alternativas – atrelado a questões de saúde e meio ambiente, que impulsionam a retomada do projeto do veículo elétrico. Para isso, o capítulo divide-se em quatro tópicos: 1) Os anos de formação da indústria automobilística global (1885-1905); 2) A competição entre os motores a vapor, elétrico e a combustão interna (1905-1920); 3) A consolidação do motor a combustão interna como paradigma tecnológico predominante (1920-1973); e 4) O questionamento do motor a combustão interna e a retomada do projeto do veículo elétrico em âmbito globalpós 1973. O segundo capítulo, intitulado A trajetória tecnológica e comercial do veículo elétrico nos anos 2000, prossegue com a análise histórica e tecnológica ao retomar o terceiro objetivo especifico e avança no quarto e quinto ao lançar um olhar para o novo ciclo de crescimento de mercado e de desenvolvimento tecnológico do veículo elétrico identificado nos anos iniciais do século XXI. Para isso, divide-se em três partes: 1) O veículo elétrico no início do século XXI: tipos, configurações mecânicas e tecnologias fundamentais, 2) O desenvolvimento tecnológico do veículo elétrico: uma análise a partir 5 A esse respeito, consultar: < http://lattes.cnpq.br/>. 15 de dados sobre patentes (1994-2014), e 3) O mercado para os veículos elétricos: uma análise a partir de dados sobre vendas no período 1999- 2013. O terceiro capítulo, denominado O Brasil frente ao segmento dos veículos elétricos: uma análise das iniciativas e ações em curso no país traz esta discussão para a esfera brasileira ao trabalhar com o sexto e último objetivo especifico, com uma análise acerca do posicionamento do país, por meio das Empresas, do Governo e dos Institutos de Ciência e Tecnologia, frente a esta reestruturação da indústria automobilística que está em curso e passou a contemplar o veículo elétrico. Este último capítulo estrutura-se em três partes: 1) Iniciativas da dimensão Estado, 2) Iniciativas da dimensão Empresas, e 3) Iniciativas da dimensão dos Institutos de Ciência e Tecnologia. 16 CAPÍTULO 1 OS CAMINHOS DA TECNOLOGIA AUTOMOBILÍSTICA: UMA ANÁLISE HISTÓRICA DA COMPETIÇÃO PELO SISTEMA DE PROPULSÃO VEICULAR DOMINANTE 1.1. Introdução O automóvel é reconhecido como um dos precursores da produção e difusão do consumo em massa6; podendo ser compreendido, de acordo com Mowery e Rosenberg (2005), como uma inovação transformadora única. Pois, o automóvel trouxe consigo alterações acerca do uso do espaço geográfico, afetando a rotina e o ritmo da vida das pessoas, desde os locais de trabalho, as residências e até mesmo as atividades de lazer. Resultando, assim, na diminuição do tempo gasto com os deslocamentos, permitindo com isso a possibilidade de escolha por parte de seu condutor das vias a serem percorridas bem como a escolha de horários7. Para compreender as transformações acima mencionadas, esse capítulo tem como objetivo descrever a competição tecnológica ocorrida principalmente entre: 1) o motor a vapor; 2) os conversores eletromecânicos de energia (motores elétricos); e 3) os motores a combustão interna. Enfatiza-se ainda, que os três modelos apresentados competiram pela posição de sistema de propulsão veicular. E que essa competição tecnológica teve como plataforma de aplicação os veículos rodoviários, principalmente os automóveis de passeio. Após a análise da referida competição, parte-se para a discussão e análise dos principais estímulos e condicionantes que promoveram um novo ciclo de desenvolvimento, produção e comercialização de veículos elétricos. Esta seção também faz menção às 6 Isto é comprovado ao olhar para o sistema de produção em massa do automóvel Ford T, da montadora norte americana Ford. A partir de economias de escala e inovações em processos, a montadora conseguiu reduzir os custos produtivos do modelo que possibilitaram a redução do preço do modelo de $850 em 1908 para $360 em 1916 por unidade. Para mais informações, consultar: Geels e Schot (2007). 7 Refere-se ao trem, como exemplo de meio de transporte para longas viagens predominante até a invenção do automóvel, tendo horários e rotas pré-definidas, o que diminuía a opção de escolha pelos usuários. 17 principais políticas públicas e incentivos governamentais empreendidos a partir de 1970 até os primeiros anos do século XXI. O esforço em analisar historicamente a gênese das tecnologias de propulsão automotiva faz-se necessário pois fornece uma melhor compreensão dos condicionantes que resultaram na supremacia do motor a combustão interna (MCI). Para o aprofundamento do trabalho e, principalmente, como subsídio ao conteúdo apresentado e descrito no decorrer do capítulo, foram fundamentais a compreensão acerca de dois conceitos: a) path-dependence (DAVID, 1985; ARTHUR, 1989, COWAN & HULTEN, 1996) lock-in tecnológico (UNRUH, 2000, 2001); e b) paradigmas tecnológicos (DOSI, 2006). 1.2. Os anos de formação da indústria automobilística global (1885-1905) Em 1885, o engenheiro de automóveis alemão Karl Friedrich Michael Benz (18441929) iniciou o que podemos denominar de gênese da indústria automobilística, ao engendrar o primeiro veículo baseado em um motor a combustão interna, artefato tecnológico que se tornaria dominante posteriormente. Outros dois engenheiros mecânicos alemães, Gottlieb Daimler (1834 – 1900) e Wilhelm Maybach (1846 – 1929), também inventaram componentes e tecnologias relacionadas aos primeiros automóveis, porém Karl Benz destaca-se por ter auferido a primeira patente de um automóvel (Ver Figura 2) movido a um motor a combustão interna em 1886. 18 Figura 2 - Folder demonstrando a patente concedida a Karl Friedrich Michael Benz Fonte: Flyingearthworm (2014). Já o ano de 1905 é marcado pela ausência de uma rota tecnológica definida de propulsão veicular, a qual foi refletida na acirrada competição entre os três motores (a vapor; elétrico e a combustão interna), verificado por meio de dados quantitativos de veículos registrados com esta tecnologia nos Estados Unidos, pois a competição pelo tipo do motor dominante ocorreria de forma mais intensa nesse país. As inovações em processos implantadas pela indústria automobilística são tidas por muitos autores (SZMRECSÁNYI, 2001; MOWERY & ROSENBERG, 2005) como uma das principais representações da Segunda Revolução Industrial (1870 - 1930). O período é pautado por indefinições tecnológicas dos componentes que compunham um automóvel e sobretudo da ausência de uma rota tecnológica definida a respeito dos sistemas de propulsão possíveis (ANDERSON & ANDERSON, 2010). Procura-se a seguir definir os princípios e características de cada tipo de motor possível. 19 1.2.1. A inserção da máquina a vapor nos automóveis A máquina a vapor é considerada o símbolo do progresso técnico da Primeira Revolução Industrial (1780 – 1840) (HOBSBAWN, 1961; SZMRECSÁNYI, 2001; LANDES, 2005). O motor a vapor se traduz em um artefato tecnológico que transforma a energia térmica da água, na forma de vapor, em energia mecânica a partir de um êmbolo que se movimenta dentro de um cilindro (TILLMANN, 2013). O combustível queima fora do cilindro, ou seja, é de combustão externa. O vapor é admitido por um lado do cilindro e expulso do outro por um sistema de válvulas resultando no movimento do pistão (TILLMANN, 2013). A utilização do motor a vapor nos automóveis ocorreu entre o fim do século XIX e início do século XX, por cerca de 30 anos. Sendo que, a descoberta da máquina a vapor foi baseada na observação e prática empírica dos precursores da Primeira Revolução Industrial (1780 – 1840) na Grã-Bretanha, e posteriormente passou pelo processo de pesquisa sistemática visando seu aprimoramento. A história da descoberta da máquina a vapor já foi examinada e caracterizada diversas vezes8. Figura 3 - Primeira locomotiva a vapor, construída em 1804 pelo engenheiro inglês Richard Trevithick (1771 – 1833) Fonte: Klick Educação (2015). 8 Para mais informações a esse respeito, ler: A Era das Revoluções: 1789-1848 de Hobsbawm (1961), O Capital, Livro I de Marx (1998) e Esboços de História Econômica da Ciência e da Tecnologia de Szmrecsányi (2001) 20 1.2.2. O conversor eletromecânico de energia (motor elétrico) O conversor eletromecânico de energia é um elemento de trabalho que converte energia elétrica em energia mecânica de rotação. É amplamente conhecido como motor elétrico e o presente trabalho o trata como tal. Diversos autores apontam que a invenção do motor elétrico esteve estritamente relacionada ao desenvolvimento de acumuladores de energia (baterias) (WAKEFIELD, 1994; WESTBROOK, 2001; HOYER, 2008; ANDERSON & ANDERSON, 2010). Como precursores das tecnologias do motor elétrico e acumuladores, destacam-se o físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) que em 1800 demonstrou ser possível armazenar energia elétrica por meio de processos químicos; o físico e químico inglês Michael Faraday (1791-1867) que em 1821 demonstrou os princípios de um motor elétrico, usualmente classificado como gerador elétrico naquele período, ao passo que utilizava dos experimentos de Volta para suprir a demanda energética de seus motores elétricos (HOYER, 2008). Há somente uma controvérsia presente na literatura a respeito da data de invenção do primeiro veículo elétrico. Os autores Chan (2013) e Cowan e Húlten (1996) defendem que a invenção do primeiro veículo elétrico deu-se em 1828 pelo inventor húngaro Ányos Jedlik (1800 - 1895), que concebeu um pequeno veículo cuja propulsão ocorria a partir de um conversor eletromecânico. Porém Ehsani et al. (2004) argumentam que o primeiro veículo elétrico foi concebido em 1881 pelo engenheiro francês Gustave Trouvé (1839 – 1902). É importante frisar que a primeira conjugação dos motores elétricos e a combustão interna em um mesmo veículo ocorreu apenas em 1889. Este feito foi realizado pelo engenheiro mecânico alemão Ferdinand Porsche (1875-1951), que construiu o primeiro veículo elétrico híbrido do mundo. 21 Figura 4 - Automóvel elétrico híbrido, cujo sistema ficou conhecido como Lohner-Porsche - início de 1900 Fonte: Legends on Wheels (2015). Hoyer (2008) e Chan (2007) argumentam que os vinte anos compreendidos entre a década de 1880 e 1900 caracterizaram-se como a “Era de Ouro” do desenvolvimento das tecnologias relacionadas ao veículo elétrico. Destaca-se no referido período o desenvolvimento da infraestrutura de recarga dos automóveis elétricos, caracterizados pelos eletropostos urbanos conectados à rede elétrica nos Estados Unidos. Outras tecnologias que contribuíram para o melhoramento dos veículos elétricos foram: a frenagem regenerativa - que consiste em transformar a energia cinética dissipada no processo de frenagem do automóvel em energia elétrica para recarregar as baterias -, e o próprio sistema híbrido - no qual contempla um motor a combustão interna e um motor elétrico trabalhando em conjunto (CHAN, 2007). 1.2.3. O motor a combustão interna O motor a combustão interna é uma máquina baseada nos princípios da termodinâmica, a partir da compressão e expansão de fluidos gasosos para gerar força e 22 movimento rotativo (TILLMANN, 2013). Foi um feito predominantemente dominado por inventores alemães e franceses9. Em 1886, o engenheiro mecânico alemão Nikolaus August Otto (1832-1891) inventou o primeiro motor a combustão interna do tipo quatro tempos (Ver Figura 5), cujos princípios de funcionamento aplicam-se aos motores utilizados até os dias atuais; Karl Friedrich Michael Benz, como mencionado anteriormente, foi o inventor do primeiro automóvel movido a um motor de combustão interna. Outras contribuições e aperfeiçoamentos técnicos foram desempenhados por Gottlieb Daimler, pelo engenheiro mecânico francês Alphonse Beau de Rochas (1815 – 1893), pelo empresário francês Armand Peugeot (1849 – 1915), pelo engenheiro industrial francês Louis Renault (1877 – 1944), entre outros. Porém, o aperfeiçoamento sistemático do motor a combustão interna ocorreu nos Estados Unidos no início do século XX. Isto se deve aos crescentes fluxos intersetoriais de tecnologia da indústria norte-americana e ao modelo de produção em massa e sua adaptação em outras indústrias (MOWERY & ROSENBERG, 2005). Figura 5 - Exemplo de motor a combustão interna do tipo quatro tempos Fonte: Hobbys (2015). 9 Porém, conforme Mowery e Rosenberg (2005), o engenheiro norte-americano George Baldwin Selden (1846 – 1922) solicitou uma patente de um motor a combustão interna em 1879, sendo-lhe concedido os direitos de exploração em 1879. Porém, Selden não chegou a desempenhar um papel expressivo no desenvolvimento dos automóveis. 23 1.3. A competição entre os motores a vapor, elétrico e a combustão interna (1905- 1920) Baseando-se no número de veículos registrados nos Estados Unidos no início do século XX, constata-se que havia cerca de 5.000 veículos automotores em 1900, para 458.300 em 1910 e 8.131.522 em 1920 (U.S. BUREAU OF THE CENSUS, 1995). Tais números comprovam o crescimento expressivo da comercialização de automóveis no país. Estes dados corroboram com os argumentos colocados por Mowery e Rosenberg (2005), Chan (2007) e Hoyer (2008) de que a competição pelo tipo de motor dominante ocorreu em solo norte-americano. Assim, podemos observar que a concorrência pelo padrão tecnológico de propulsão veicular foi acirrada, pois, em 1900, foram registrados 1.575 veículos elétricos, 1.681 veículos movidos a motores a vapor e 936 veículos movidos ao motor a combustão interna nos Estados Unidos (COWAN & HÚLTEN,1996; MOWERY & ROSENBERG, 2005; CHAN, 2007). Esta proporção mudaria de maneira significativa até 1909. Enquanto as vendas dos veículos elétricos dobraram entre 1900 e 1909, as vendas de veículos movidos ao motor de combustão interna aumentaram mais que 120 vezes para o mesmo período (COWAN & HÚLTEN,1996). As três tecnologias de propulsão veicular tinham desafios de implantação e barreiras de ordem diversas, como exemplo: “As deficiências dos carros a gasolina eram (1) o barulho emitido, um problema ainda sem solução; (2) a dificuldade de partida; (3) o grande consumo de água; (4) baixa autonomia e (5) baixa velocidade máxima... Os problemas com os carros a vapor eram: (1) necessidade de pré-aquecimento 20 minutos antes do deslocamento do veículo e (2) grande consumo de água...Os maiores desafios para os carros elétricos eram (1) a incapacidade de subir ladeiras (2) baixa autonomia e (3) baixa velocidade máxima” (COWAN & HÚLTEN, 1996, p. 68). A respeito da energia necessária para o movimento do veículo, as três formas de motorização demandavam uma infraestrutura de reabastecimento. A instalação de postos de gasolina configurou-se como uma alternativa mais viável, pois as instalações de eletropostos de recarga elétrica precisavam da conexão com a rede elétrica, que no início do século XX situava-se num estágio inicial de desenvolvimento nos Estados Unidos. Isto 24 limitou a instalação de eletropostos e consequentemente o alcance dos veículos elétricos. O motor a vapor, diferentemente dos concorrentes, não engendrou uma rede de abastecimento voltada a sua tecnologia (COWAN & HÚLTEN, 1996; HOYER, 2008, ANDERSON & ANDERSON, 2010). Ainda na década de 1920, enfatiza-se que os Estados Unidos havia arquitetado um sistema rodoviário que conectava cidades e até estados. Eram necessários veículos com autonomia suficiente para a viagem entre esses trajetos. Os veículos com motor a combustão interna mostraram-se mais aptos a percorrer longas distâncias, haja vista que sua autonomia de rodagem era superior frente aos veículos movidos a motores elétricos (COWAN & HÚLTEN, 1996; ANDERSON & ANDERSON, 2010). A descoberta das jazidas de petróleo no Texas no período assinalado e o poder das companhias petrolíferas americanas, principalmente da Standard Oil Company, também contribuíram para o declínio dos veículos elétricos no início do século XX. As petrolíferas norte-americanas tinham o poder de ajuste do preço do petróleo, o que refletia diretamente no preço final da gasolina para o consumidor (COWAN & HÚLTEN, 1996; ANDERSON & ANDERSON, 2010). As petrolíferas optaram pela diminuição gradual do preço do petróleo, ficando abaixo do custo equivalente da eletricidade para um veículo elétrico. Flink (1970) argumenta que o custo de abastecimento de um veículo elétrico era da ordem de quatro a cinco vezes maior que um motor a gasolina em 1903 nos Estados Unidos, para um mesmo deslocamento. Outro dado refere-se à supressão das empresas que trabalhavam e desenvolviam tecnologias dos automóveis elétricos pelas empresas ligadas ao petróleo e aos motores a combustão interna (COWAN & HÚLTEN, 1996; ANDERSON & ANDERSON, 2010). Esta supressão deu-se pelas aquisições corporativas e compra de patentes de tecnologias dos veículos elétricos pelas empresas ligadas à tecnologia do motor a combustão interna. As empresas adquiridas mudavam seu escopo de atuação e as patentes eram arquivadas (HOYER, 2008). Outro fator que auxiliou a difusão dos modelos dedicados ao motor de combustão interna foi o sistema de produção em série de automóveis, desenvolvido pelo empreendedor estadunidense Henry Ford (1863 – 1947). Tal sistema permitiu que o preço final dos carros 25 movidos à gasolina ficasse entre US$ 500 e US$ 1.000, o que correspondia à metade do preço pago pelos veículos elétricos (DOE, 2009). Constata-se, assim, que os três tipos de tecnologia de movimento veicular apresentavam desafios de cunho técnico e operacional a serem superados. Porém, o motor a combustão interna foi o tipo de tecnologia que apresentou de maneira mais rápida as soluções para seus entraves. No quesito desempenho, Mowery e Rosenberg (2005) argumentam que “o motor a combustão interna obteve os desenvolvimentos tecnológicos mais expressivos, um reflexo da facilidade e dos métodos de fabricação dos componentes de um motor a combustão interna’’ (MOWERY & ROSENBERG, 2005, p. 63). Além disso, o motor a combustão interna contou com o amplo apoio financeiro da indústria petrolífera norte-americana, a qual havia se consolidado no país e desfrutava de amplo poder, seja na esfera política quanto econômica (COWAN & HÚLTEN, 1996). Os veículos movidos a motores elétricos, por sua vez, não conseguiram solucionar os problemas relativos à autonomia e a diminuição dos custos produtivos no período. Dos três tipos de motores analisados durante o período de 1905 a 1920, o motor a vapor foi o modelo mais complexo. O principal desafio consistia em diminuir a dimensão volumétrica deste motor, que não foi superado. Os automóveis de passeio demandavam necessariamente motores compactos para viabilizar sua rodagem e proporcionar uma boa relação potência/peso. 1.4. A consolidação do motor a combustão interna como paradigma tecnológico predominante (1920- 1973) Em 1920, o motor a combustão interna já dava pistas de que seria o paradigma tecnológico10 de propulsão veicular. Em 1924, ao passo que 391 automóveis dotados de motores elétricos foram produzidos nos Estados Unidos, o correspondente para o mesmo ano do motor a combustão interna foi de 3.185.490 automóveis. De acordo com Anderson e 10 Baseado em uma analogia aos paradigmas científicos de Thomas Kuhn (1978), Dosi (2006) define paradigma tecnológico como um modelo ou um padrão adotado de uma determinada tecnologia. 26 Tushman (1990), a era da competição termina quando uma determinada tecnologia obtém uma expressiva parcela do mercado e se torna uma tecnologia padrão. Partindo deste pressuposto, os cinquenta anos seguintes a 1920 caracterizam-se como o período de consolidação do sistema tecnológico e criação do estado de pathdependence que envolve o motor a combustão interna. Entendendo-se como sistema tecnológico, “um conjunto de tecnologias inter-relacionadas conectadas em uma rede composta por elementos físicos, sociais e informacionais’’ (UNRUH, 2000, p.819). A respeito do fortalecimento do motor a combustão interna, pode-se elencar alguns fatores que contribuíram para o seu desenvolvimento, tanto no âmbito tecnológico quanto de mercado. Unruh (2000, p. 820) argumenta que a utilização de economias de escala 11 na fabricação de motores proporcionou a diminuição gradativa dos custos produtivos. Ganhos de aprendizado foram acumulados, obtidos através da experiência de produção e know-how. Estes fatores exerceram influência na diminuição dos custos produtivos e aumento de desempenho. A expansão do mercado e do conhecimento sobre o motor a combustão interna fez com que as incertezas quanto ao sucesso da tecnologia fossem atenuadas. Tanto os usuários quanto os desenvolvedores/produtores passaram a adquirir gradativamente mais confiança acerca da qualidade, confiabilidade e desempenho da tecnologia. Continuando com os argumentos de Unruh (2000) “este estado de inércia tecnológica acerca do motor a combustão interna é conceituado como um ‘Complexo Técnico-Institucional’, cujo argumento principal fundamenta-se que um estado de lock-in emerge a partir de combinadas interações entre sistemas tecnológicos e instituições de suporte” (UNRUH, 2000, p. 825). Este complexo foi composto por empresas e organizações diversas e surgiu a partir da necessidade de alinhamento industrial das atividades ligadas ao processo de P&D (Pesquisa e Desenvolvimento), produção e comercialização dos motores a combustão interna e seus subsistemas. Salientamos aqui, como exemplo, atores que compuseram esta 11 Economia de escala é a redução do custo médio de produção de um determinado bem à medida que a sua quantidade produzida aumenta. 27 rede por meio de empresas responsáveis pela produção do motor a combustão interna e dos diversos componentes relacionados como transmissão, caixa de marchas e afins. Incluem-se nesta rede também os atores responsáveis pela manutenção do motor a combustão interna, como a infraestrutura de abastecimento dos automóveis (postos de combustíveis) e as oficinas e centros especializados em calibragem e manutenção mecânica. Ou seja, o sucesso do motor a combustão interna deu-se mediante a integração das empresas que compunham toda a cadeia automobilística, cada uma desempenhando sua respectiva competência. Este path-dependence tecnológico também possui o caráter de exclusão das tecnologias concorrentes (DOSI, 2006). Ao passo que a tecnologia dominante vai se consolidando, os custos de transação de uma tecnologia para outra aumentam e faz com que os produtores e fabricantes descartem as demais possibilidades tecnológicas. E foi exatamente isso que aconteceu com os veículos movidos a propulsão elétrica. O período compreendido entre 1920 e 1973 é usualmente caracterizado pela desaparição do veículo elétrico rodoviário, seja no âmbito de sua P&D como da sua produção e comercialização no cenário mundial. Os autores Chan (2007) e Cowan e Húlten (1996) corroboram com o argumento acima descrito. Porém é errôneo afirmar que há um total desaparecimento das tecnologias relacionadas ao veículo elétrico, pois é possível identificar iniciativas pontuais que ocorreram em prol da P&D, produção e comercialização de veículos elétricos no referido período. Dentre as iniciativas pontuais, destacam-se os estímulos vindos das duas Guerras Mundiais que ocorreram no século XX: a Primeira Guerra Mundial (1914 - 1918) e a Segunda Guerra Mundial (1939 - 1945). Os principais países protagonistas do conflito12 eram os países que possuíam uma indústria automobilística mais avançada. Nos períodos de guerra, houve um direcionamento de recursos para o esforço de batalha que afetou diretamente a indústria automobilística, direcionando a maior parte dos veículos movidos ao motor a combustão interna para o conflito. Para suprir as demandas externas à guerra recorreu-se aos veículos elétricos, esses utilizados para o transporte e serviços públicos13. 12 13 Com exceção da Rússia, Itália e Japão Ler, a esse respeito, Hoyer (2008). 28 Por mais que o lock-in tecnológico do motor a combustão interna tenha ocorrido principalmente no âmbito dos automóveis de passeio, haja vista sua representatividade expressa nas elevadas vendas acumuladas ao longo do século XX, é necessário fazer uma ressalva em relação aos veículos elétricos do segmento pesado como os ônibus, bem como os veículos elétricos ferroviários. Como destaca Anderson e Anderson (2010), os veículos exclusivamente voltados ao transporte coletivo continuaram com sua comercialização neste período em que o automóvel elétrico praticamente desapareceu. 1.5. O questionamento do motor a combustão interna e a retomada do projeto do veículo elétrico em âmbito global pós 1973 Este período é caracterizado pela retomada das pesquisas e produção de veículo elétrico rodoviário no cenário mundial, após ter praticamente desaparecido por 50 anos. O marco do ano de 1973 refere-se à crise do petróleo14, que consistiu no aumento abrupto do preço desta fonte energética a nível global, expondo a fragilidade das economias altamente dependentes da importação deste tipo de matéria prima. Dessa forma, é possível identificar três principais fatores que auxiliaram a retomada do veículo elétrico a nível global. O primeiro deles refere-se ao choque do petróleo em 1973 e os graduais aumentos do preço dos combustíveis fósseis, que acabaram por encarecer o custo de rodagem de um automóvel dotado de um motor a combustão interna. O segundo refere-se ao pano de fundo dos debates e acordos políticos pautados pela agenda ambiental na década de 1970. Por fim, o terceiro fator envolve a questão da saúde pública no que tange aos problemas de saúde causados pela emissão de poluentes vindos dos veículos com motor a combustão interna nas cidades. 1.5.1. A agenda ambiental - pós 1970 A partir da década de 1970 um conjunto de países passam a se reunir com o propósito de discutir as ações humanas frente ao meio ambiente e suas consequências. Tais 14 Par mais informações, ler: FGV; Funcex & OCDE (1981). 29 encontros ficaram conhecidos posteriormente como formuladores da agenda ambiental e tiveram como exemplos: a Primeira Conferência das Nações Unidas para o Meio Ambiente, em Estocolmo em 1972. Esta Conferência deu origem ao Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA, ou UNEP15 na sigla em inglês), órgão de suma importância para discussão e resolução de problemas da agenda ambiental. Contemporaneamente aos eventos, houve a publicação de trabalhos seminais, como o relatório Limites do Crescimento, publicado pelo Clube de Roma (MEADOWS et al., 1973). Na década de 1980, outro importante trabalho o qual propôs-se a pensar a relação entre o desenvolvimento econômico e a conservação do meio ambiente foi o relatório ‘Nosso Futuro Comum’ (1987), ou ‘Relatório Brundtland’. Elaborado pela Comissão Mundial sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento, sob coordenação da Organização das Nações Unidas, o relatório foi presidido por Gro Harlem Brundtland, então primeiraministra da Noruega. Este relatório introduz e populariza o conceito de Desenvolvimento Sustentável– DS (GALLOPÍN, 2003; SACHS, 2007). O conceito de DS remete ao uso dos recursos naturais de maneira coesa e racional sem que estes sejam escassos no futuro sendo que, necessariamente, os pressupostos deste conceito devem contemplar a ótica das esferas ambiental, social e econômica (PEARCE, MARKANDYA E BARBIERI; 1989). Uma das prerrogativas da agenda ambiental baseia-se no aumento da temperatura global que estaria ocorrendo de maneira atípica, sendo um resultado direto da queima de combustíveis fósseis e emissões dos gases do efeito estufa com legados que remontam à época da Revolução Industrial, a partir do final do século XIX, de acordo com o Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC (IPCC, 2014). Deve-se destacar ainda o mais recente Relatório Científico publicado pelo IPCC (AR5) em 2013, o qual apresenta evidências e dados concretos das mudanças climáticas em curso e que podem afetar significativamente o planeta, especialmente nos extremos climáticos e com maior rigor nos países menos desenvolvidos. Como conclusões do relatório IPCC (AR5), caso as emissões de gases do efeito estufa continuem crescendo às taxas atuais, a temperatura global poderá aumentar até 4,8o Celsius ainda no século XXI e 15 United Nations Environment Programme. 30 pode vir a culminar em uma elevação de até 82 centímetros no nível do mar, causando problemas graves às regiões costeiras vulneráveis (IPCC, 2014). Outro relatório de grande confiabilidade que contribui para este debate é o Relatório Stern, divulgado pelo principal economista do governo britânico (STERN, 2006), o qual sublinha que as projeções previstas de uma elevação de temperatura na faixa de 3oC poderá acarretar secas na Europa, falta de água para até quatro bilhões de pessoas em diversas regiões e milhares de novos casos de desnutrição (STERN, 2006). Tomando como pano de fundo estes argumentos colocados pela agenda ambiental, os veículos movidos à tração elétrica, por não emitirem poluentes nocivos à atmosfera, apresentam-se como uma das principais alternativas aos veículos movidos aos combustíveis fósseis líquidos e também gasosos, grandes responsáveis pela emissão de gases de efeito estufa e com impactos negativos ao meio ambiente. 1.5.2. O aumento gradual do custo dos combustíveis fósseis A crise do petróleo (1973), em particular, foi um grande propulsor de políticas e ações direcionadas à P&D de automóveis elétricos nos países capitalistas desenvolvidos (COWAN & HÚLTEN, 1996; HOYER, 2008, ANDERSON & ANDERSON, 2010). O choque do petróleo consistiu no embargo do petróleo efetuado pelos principais países Árabes produtores e exportadores de petróleo. Este embargo resultou em uma elevação atípica do preço deste insumo, caracterizado como a principal fonte energética das nações desenvolvidas (SANTANA, 2006). Desde então, o preço do petróleo vem subindo gradativamente, com alguns períodos de oscilações pontuais. Mas a partir dos argumentos de Freyssenet (2011), entende-se que este movimento de alavancagem dos preços do petróleo inclina-se para a sua continuidade, haja vista que as novas jazidas descobertas e exploradas localizam-se em lugares mais remotos e complexos, o que invariavelmente eleva seu custo de extração. Além do aumento do custo produtivo, outra questão envolvendo o acesso ao petróleo refere-se à segurança energética de um país que almeje a sustentação do crescimento econômico. Lorenzi e Andrade (2014) argumentam que a produção de petróleo 31 atualmente está concentrada em um grupo de 20 países, sendo que muitos passam por governos instáveis, o que representa um risco em potencial para as nações dependentes somente de um recurso energético. Neste sentido, quanto mais variada e flexível for a composição da matriz energética de um país, mais seguro estará o mesmo neste quesito. Partindo do argumento de que a maior utilização do petróleo no mundo se dá pelos veículos automotores (FREYSSSENET, 2011), os veículos elétricos configuram-se como uma oportunidade para quebrar a dependência dos combustíveis fósseis líquidos. Os veículos elétricos demandam a energia oriunda de baterias situadas no interior do veículo ou junto a rede elétrica, como os trólebus, por exemplo. Esta energia elétrica pode ser obtida a partir de fontes energéticas variadas, com destaque para as fontes renováveis como as hidroelétricas, parques eólicos e solar. 1.5.3. A questão da saúde pública relacionada aos veículos elétricos Os problemas relacionados à poluição do ar nos centros urbanos também estimularam o processo de retomada dos veículos elétricos. Os veículos com motor a combustão interna são os principais responsáveis pela poluição do ar nas cidades devido à emissão de materiais particulados (ARBEX, 2012). Diversos trabalhos abordam a correlação existente entre a poluição do ar e seus efeitos sobre a saúde pública. Os estudos e publicações pioneiras datam da década de 1950. O artigo publicado por Logan (1953) defendia que o aumento da mortalidade ocorrido em Londres no mês de dezembro de 1952 estava diretamente ligado a concentração atípica de poluentes atmosféricos. Saldiva (2008) destaca que o artigo de Logan (1953) é relevante, pois, promoveu as primeiras iniciativas políticas em prol da definição de padrões de qualidade do ar. Já Pope et al. (1989) argumentam que “os padrões de qualidade do ar indicados pudessem ser insatisfatórios para proteger a saúde de alguns grupos específicos da população, tais como crianças, idosos cardiovasculares” (POPE et al., 1989, p. 623). 32 e indivíduos portadores de doenças No início do século XXI, consolidou-se o argumento de que uma das principais causas de morte no mundo advém da exposição constante aos poluentes atmosféricos. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS, ou WHO16 em inglês), aproximadamente 7 milhões de pessoas morreram em 2012 por exposição à poluição do ar, transformando-se no maior fator de risco ambiental para a saúde no mundo (WHO, 2015). O veículo elétrico é colocado como uma das soluções possíveis para o problema da emissão de poluentes dos veículos, dado que o veículo elétrico puro não emite qualquer poluente nocivo à atmosfera. A característica de emissão zero de poluentes tem sua justificativa no grande rol de inovações dos componentes, exemplificados pelas baterias e motores elétricos. Mesmo os veículos elétricos híbridos, os quais contemplam um motor a combustão interna em sua configuração mecânica emitem níveis de poluentes abaixo dos veículos dedicados ao motor a combustão interna (COALITION, 2014; IEA; 2013). É importante acentuar que nenhum dos três fatores acima referenciados (a agenda ambiental; o aumento dos combustíveis fósseis e a questão da saúde pública) tinham como diretriz explícita retomar o projeto do automóvel elétrico. Os três fatores relacionados deixaram claro a necessidade em desenvolver tecnologias baseadas na utilização de energias renováveis. Porém, os acontecimentos auxiliaram no diagnóstico de que o automóvel elétrico poderia satisfatoriamente ser umas das alternativas para contribuir na resolução dos problemas que haviam sido levantados17. A seguir identificam-se ainda algumas das principais ações que foram tomadas no âmbito das políticas públicas, influenciadas em larga escala pelos três fatores elencados anteriormente. 1.5.4. Exemplos de políticas públicas adotadas a partir da década de 1970 em prol da retomada do veículo elétrico A partir da década de 1970, um grupo de países desenvolvidos representados por Estados Unidos, Japão e por alguns países pertencentes ao continente europeu, passaram a 16 World Health Organization. Como outras possibilidades, temos os veículos movidos a partir de combustíveis renováveis, tais como o etanol e biodiesel. 17 33 formular e implementar um conjunto de ações e iniciativas em prol da retomada da produção e comercialização dos veículos elétricos, principalmente os automóveis (COWAN & HÚLTEN, 1996; HOYER, 2008; ANDERSON & ANDERSON, 2010). Iniciaremos analisando o caso japonês. Ahman (2006) argumenta que o Japão procurou desenvolver o segmento dos veículos elétricos devido à possibilidade de quebra do lock-in dos combustíveis fósseis. O país também foi o pioneiro em formular e implementar ações e políticas sistemáticas para os automóveis elétricos a partir do início da década de 1970. A estratégia adotada pelo governo japonês, principalmente por meio de seu Ministério de Indústria e Comércio Exterior (MICE, ou em inglês MITI18) consistiu no financiamento público a P&D de novos modelos, programas de demonstração de protótipos e formulação de políticas de demanda19 que se traduziram em quotas de mercado para os veículos elétricos que viriam a ser comercializados. O Estado japonês, nesse sentido, assumiu função de condutor do processo de desenvolvimento do veículo elétrico como um todo, atuando tanto do lado da oferta por meio do suporte à P&D, quanto do lado da demanda, criando nichos de mercado para os veículos elétricos. Outra função que o governo assumiu, foi de articulador entre os diversos atores do segmento que estiveram envolvidos neste processo, tais como a indústria automobilística japonesa, representadas pelas montadoras e fornecedoras, bem como as universidades e demais Institutos de Ciência e Tecnologia (ICT) (AHMAN, 2006). O objetivo era a difusão do veículo elétrico a bateria no Japão, e ao contrário das metas estabelecidas, os veículos elétricos não tiveram o desempenho de mercado esperado. Porém, o sucesso tecnológico e de mercado na primeira década do século XXI dos veículos embarcados com a tecnologia híbrida em parte podem ser atribuídas ao programa japonês de suporte aos veículos elétricos a bateria. Isto é observado ao tomar como exemplo a tecnologia de transmissão dos veículos híbridos, que é uma adaptação vinda de um dos programas de P&D executados pelo MITI para os veículos elétricos a bateria (AHMAN, 2006). 18 Ministry of International Trade and Industry- MITI. Tratam-se das políticas direcionadas ao desenvolvimento de mercado de uma determinada tecnologia. A esse respeito, consultar: Nemet (2009). 19 34 A trajetória dos veículos elétricos a bateria no Japão é um exemplo da dificuldade em quebrar o lock-in dos motores a combustão interna. Por mais que seu objetivo principal não tenha sido alcançado, a experiência japonesa adquirida pelos programas de P&D e pelo suporte ao mercado foram relevantes. O pioneirismo em trabalhar com as tecnologias relacionadas ao veículo elétrico fez com que as principais empresas japonesas desfrutassem de uma vanguarda tecnológica que se estende até a metade da segunda década do século XXI20. Também merecem destaque as medidas adotadas pelo Estado da Califórnia, nos Estados Unidos, na década de 1990. Visando diminuir os problemas de saúde pública gerados pela poluição advinda dos automóveis, os legisladores da Califórnia, por meio da California Air Resource Board (CARB), formularam e aprovaram a lei da “Ordem de Veículo com Emissão Zero”, em 1990. Esta Lei consistiu na obrigatoriedade das montadoras fornecerem até 1998 uma taxa de 2% de veículos com emissão zero em relação a todos os veículos comercializados naquele Estado. Se alguma montadora desacatasse essa Lei, teriam suas operações canceladas na Califórnia (HOYER, 2008). A legislação do Estado da Califórnia atraiu interesse por parte de outros Estados dos Estados Unidos como Connecticut, D.C., Maine, Maryland, Massachusetts, New Jersey, New Mexico, New York, Oregon, Rhode Island and Vermon, os quais aplicaram medidas similares (O'DELL, 2012). Por fim, destaca-se no âmbito europeu o programa francês de políticas públicas para o desenvolvimento de tecnologias de propulsão elétrica. Suportado pelo Governo Federal Francês, diversas empresas francesas dos setores automobilístico e elétrico criaram uma rede de desenvolvimento de tecnologias visando a concretização de um protótipo de automóvel elétrico - este programa é descrito e analisado sistematicamente por Michel Callon (1980)21. Outro programa similar foi realizado nos Estados Unidos em 1976, voltado principalmente ao desenvolvimento de baterias de níquel-ferro e níquel-zinco para aplicação em automóveis elétricos. 20 21 Isto é comprovado ao olhar para os dados sobre patentes no Gráfico 2 desse trabalho. A esse respeito, consultar: CALLON, M. (1980) 35 O que é preciso assinalar é que não obstante estas várias iniciativas22 de políticas públicas para a promoção do veículo elétrico, nenhuma destas ações colocadas em curso resultou na produção em massa deste tipo de veículo no século XX. Constata-se que o veículo elétrico ainda não era competitivo frente ao motor a combustão interna. Porém este panorama sinalizará pistas de uma possível mudança no início do século XXI, conforme demonstrado no Capítulo 2. As tecnologias envolvidas em um veículo elétrico passaram por um forte processo de desenvolvimento nas duas últimas décadas do século XX (CHAN, 2007; HOYER, 2008). Este desenvolvimento foi expressivo uma vez que houve um fluxo de tecnologia vindo do setor elétrico para o setor automobilístico. Tratou-se de uma relação fundamental, pois, ao passo que a produção de automóveis com sistema de propulsão elétrico ficou estagnada na segunda metade do século XX, a indústria elétrica desenvolveu-se e utilizou amplamente de motores elétricos, baterias e demais componentes em outras aplicações, como máquinas e equipamentos industriais (CHAN, 2007). Estas adaptações contribuíram para o rápido processo de desenvolvimento de alguns modelos de veículos elétricos, que já no início do século XXI entraram em comercialização. Considerações Finais Este primeiro capítulo se propôs a apresentar e analisar as três possíveis rotas tecnológicas de motores aplicadas na indústria automobilística: o motor a vapor, o motor a combustão interna e o motor elétrico. Estes três tipos de motores resultaram de invenções advindas de experimentos realizadas ao longo do século XIX, com exceção do motor a vapor, que data do século XVIII, mas que teve sua adaptação no automóvel apenas no século XIX. 22 Outras iniciativas de políticas públicas e incentivos governamentais em prol do veículo elétrico foram formuladas e implantadas em outros países. Ler, a esse respeito, Cowan e Húlten (1996); Ahman (2006); Hoyer (2008); Waltz, Schleich e Ragwitz (2008) e Anderson e Anderson (2010). 36 Notou-se ainda que o palco da competição entre o tipo de tecnologia dominante deu-se nos Estados Unidos que tinha um parque industrial instalado bastante avançado em relação aos demais países, além do expressivo mercado consumidor em potencial no país. Conforme destacado, foram vários fatores que influenciaram o fechamento tecnológico do motor a combustão interna como paradigma dominante. Tais condicionantes transcenderam a esfera técnica e envolveram também um sistema de articulação de atores da indústria automobilística e petrolífera em prol da disseminação do motor a combustão interna. Os anos que se seguiram a partir desta afirmação do motor a combustão interna, isto é, a partir da década de 1920, foram fundamentais para a consolidação deste tipo de tecnologia e de seus subsistemas. Redes foram formadas e deram suporte a esta tecnologia. O motor a combustão interna experimentou um processo de desenvolvimento contínuo e de expansão de seu mercado. O questionamento do uso dos motores a combustão interna só viria a acontecer de maneira mais incisiva a partir da década de 1970. A pressão exercida pela agenda ambiental, a qual tinha em sua pauta a diminuição dos gases do efeito estufa e seus diversos efeitos negativos ao meio ambiente, estava estritamente relacionada aos motores a combustão interna como padrão de propulsão no mundo todo. O conjunto de fatores, acima assinalados, fizeram com que o projeto do veículo elétrico fosse posteriormente retomado, dado que o veículo elétrico contempla a resolução dos problemas demonstrados e enumerados. Isto foi feito por um conjunto de políticas adotadas por um grupo restrito de países, mas que de alguma forma refletem em outros países e em suas políticas. Conclui-se ainda que tais políticas e ações adotadas para o veículo elétrico não engendraram os mecanismos necessários e não resultaram em uma participação expressiva das vendas de veículos elétricos frente aos veículos tradicionais no século XX. Adiantando que, conforme analisado no Segundo Capítulo, o cenário compreendido entre os primeiros 13 anos do século XXI fornecem pistas de um novo quadro em que o veículo elétrico possui maior expressão e relevância. 37 38 CAPÍTULO 2 A TRAJETÓRIA TECNOLÓGICA E COMERCIAL DO VEÍCULO ELÉTRICO NOS ANOS 2000 2.1 Introdução Ainda que o período a partir da década de 1970 seja caracterizado pela retomada dos veículos elétricos, notou-se que as ações desempenhadas em prol do segmento foram pontuais e desempenhadas por um grupo restrito de países, com destaque para os Estados Unidos, Japão e França. Ressalta-se também que na virada do século XX para o XXI, a participação de mercado dos veículos elétricos era de aproximadamente 1% frente às vendas globais de veículos (IEA, 2014). Contudo, tal panorama dá sinais de uma possível mudança com a elevação das vendas de veículos elétricos nos anos 2000. Neste sentido, quais as ações que têm norteado a trajetória do veículo elétrico no final do século XX e principalmente no início do XXI? Como está ocorrendo o desenvolvimento das tecnologias ligadas aos veículos elétricos? Quais são os países na dianteira do segmento? Qual o comportamento de mercado dos veículos elétricos nesta nova trajetória? As indagações acima expostas representam um breve cenário do que será abordado nesse capítulo, principalmente ao introduzir um olhar direcionado a esta trajetória que analisa o comportamento do veículo elétrico nos primeiros treze anos que se seguiram do século XXI. Para isto, o capítulo está organizado em três seções: A primeira seção caracteriza o veículo elétrico de forma a identificar quais são os principais tipos de veículos elétricos disponíveis, suas características, tipos, configurações mecânicas e tecnologias fundamentais. 39 A segunda seção analisa o processo de desenvolvimento da tecnologia dos veículos elétricos a partir de dados de patentes como indicadores de desenvolvimento tecnológico entre os anos de 1994 e 2013, demonstrados principalmente por meio de gráficos. A terceira seção caracteriza o comportamento de mercado vivenciado pelo veículo elétrico de 1999 a 2013 por meio de dados coletados de diferentes fontes. 2.2 O veículo elétrico no início do século XXI: tipos, configurações mecânicas e tecnologias fundamentais Ao olhar para os veículos elétricos produzidos e comercializados no início doas anos 2000, constata-se que existem diversos modelos de veículos elétricos em diferentes estágios de desenvolvimento. Pecorelli e Hollanda (2003) propõem a separação dos veículos elétricos em grupos demonstrados e descritos na Figura 6. Figura 6 - Grupos de Veículos Elétricos Fonte: Elaboração própria a partir de Pecorelli e Hollanda (2003) Para cada quadro acima descrito, os autores Pecorelli e Hollanda (2003); Chan (2007); ABVE (2014) e IEA (2014) esboçam seus significados, diferenças e características principais. O primeiro quadro denominado de veículo elétrico não-rodoviário compreende uma categoria definida como veículos que não utilizam rodovias e estradas para seu deslocamento (ex: trens e embarcações elétricas). 40 O segundo quadro intitulado de veículo elétrico rodoviário refere-se aos veículos que utilizam as rodovias e estradas para o seu deslocamento (PECORELLI & HOLLANDA, 2003). Salienta-se que o termo veículo elétrico utilizado ao longo do presente trabalho refere-se a esta categoria. As ramificações que seguem a partir do segundo quadro podem ser entendidas como: veículos elétricos a bateria e híbridos. Nos veículos elétricos a bateria a propulsão ocorre exclusivamente por meio de um motor elétrico23, o qual é alimentado pela energia vinda de baterias24; as baterias armazenam a energia em forma química e estão instaladas no interior do veículo. A maneira de recarregar as baterias dos veículos elétricos rodoviários ocorre por meio da rede elétrica. Os veículos elétricos híbridos são aqueles cujas fontes de energia para sua propulsão são de naturezas diferentes, sendo uma delas, a eletricidade e outra fonte energética complementar. Devido a esta diferença entre fontes energéticas, um veículo elétrico híbrido agrega diferentes tecnologias de propulsão (PECORELLI & HOLLANDA, 2003; CHAN, 2007; ABVE, 2014). O quadro veículo elétrico híbrido possui ainda duas divisões. A primeira com motor a combustão interna e a segunda com célula a combustível. Nos veículos elétricos híbridos com motor a combustão interna a energia pode ser obtida por meio dos combustíveis líquidos (gasolina, álcool e diesel) e gasosos (gás natural). Pecorelli e Hollanda (2003) e Chan (2007) argumentam que existem duas configurações principais: em série e em paralelo25. No híbrido em série, um motor a combustão interna ativa um gerador elétrico que mantém permanentemente recarregado o banco de baterias existente. Isto faz com que seja eliminada a necessidade da recarga junto a rede elétrica. Outra configuração é aquela em paralelo. Tanto o motor a combustão interna quanto o motor elétrico podem acionar as rodas por meio de acoplamentos mecânicos simultâneos (PECORELLI E HOLLANDA, 2003; CHAN, 2007). Existe ainda a 23 Pecorelli e Hollanda (2003) argumentam que existe a possibilidade de haver mais de um motor elétrico em um só automóvel. 24 A exceção para a categoria refere-se aos trólebus, que são veículos elétricos de uso rodoviário desprovidos de baterias, uma vez que ficam ligados continuamente junto a rede elétrica quando estão em movimento. 25 Deve-se frisar que Chan (2007) aponta a existência de outras configurações possíveis para os veículos elétricos híbridos, porém foram pouco utilizadas quando se olha para a História dos Veículos Elétricos já produzidos. 41 opção híbrida plug-in, uma variável disponível tanto em híbridos em série como em paralelo. Os veículos elétricos híbridos plug-in têm a possibilidade de recarregamento junto a rede elétrica, assim como um veículo elétrico a bateria. Os veículos elétricos híbridos a células a combustível são aqueles que utilizam células de combustíveis baseadas no insumo hidrogênio26 para a geração de eletricidade. A eletricidade gerada é utilizada tanto para a propulsão veicular quanto para ser armazenada no interior do veículo, por meio de baterias ou ultracapacitores. Partindo do princípio que não há combustão do hidrogênio, os veículos elétricos híbridos com célula combustível não emitem poluentes. O subproduto gerado da reação química do hidrogênio é a água. A Tabela 2 traz uma síntese das características fundamentais dos mesmos, baseada em informações trabalhadas por Chan (2007). Tabela 2 - Tipos de veículos elétricos Tipos de Veículos elétricos Veículo elétrico a bateria (VEB) Veículo elétrico Híbrido a MCI (VEH) Sistema de Propulsão -Conversor eletromecânico de energia (motor elétrico) Sistema energético -Baterias -Ultracapacitores Fonte energética e infraestrutura -Sistema de abastecimento junto a rede elétrica (eletropostos) -Conversor eletromecânico de energia (motor elétrico) -Motor a combustão interna -Baterias -Ultracapacitores -Unidade geradora no motor a combustão interna -Postos de combustíveis líquidos -Sistema de abastecimento junto a rede elétrica (para os VEHP) 26 Veículo elétrico híbrido a célula a combustível (VEHCC) -Conversor eletromecânico de energia (motor elétrico) -Células a combustível -Baterias/ ultracapacitores -Hidrogênio -Produção de hidrogênio e infraestrutura de abastecimento e transporte Única fonte energética aplicada comercialmente aos veículos elétricos híbridos a células a combustível até a primeira década do século XXI. 42 Características -Emissão zero de poluentes -Maior eficiência energética frente ao MCI -Independência dos combustíveis fosseis líquidos -Autonomia de rodagem limitada -Diversos modelos em comercialização -Níveis de emissão inferiores ao MCI dedicado -Economia de combustível frente ao MCI dedicado -Autonomia de rodagem estendida -Dependência dos combustíveis fósseis líquidos ou alternativos27 -Custos de produção elevados frente ao motor a combustão interna dedicados -Diversos modelos em comercialização -Emissão zero, ou em níveis próximos a zero -Maior eficiência energética frente ao motor a combustão interna -Independência dos combustíveis fósseis líquidos28 -Autonomia de rodagem similar aos veículos providos de um motor a combustão interna Maiores desafios -Bateria e sistema de controle de bateria -Eletropostos -Custos de produção elevados -Controle de fontes energéticas diversas. -Otimização da alocação dos componentes -Diminuição do custo das células a combustíveis -Infraestrutura para o hidrogênio -Custos de produção elevados frente aos demais tipos de veículos -Ainda em fase de protótipos e testes comerciais Fonte: adaptado pelo autor a partir de Chan (2007). Dessa forma, ao passo que o veículo elétrico é uma possibilidade ao olhar para o futuro da indústria automobilística global, algumas barreiras e desafios persistem para o segmento. Nota-se que ainda não há uma rota tecnológica definida que sirva de parâmetro e oriente as empresas do setor no sentido da produção de componentes e veículos. Cada configuração disponível de veículo elétrico e seus componentes apresenta vantagens e desvantagens em relação aos demais tipos, conforme evidenciado pela Tabela 2, e ainda não é possível afirmar que há uma configuração ótima ou modelo superior. Ao mesmo tempo, o setor enfrenta desafios para sua viabilidade comercial uma vez que os veículos elétricos passam por um processo de aceitação por parte dos consumidores, tendo em vista as diversas diferenças técnicas em relação ao veículo a combustão interna convencional, tais como autonomia de rodagem e disponibilidade de fontes de abastecimento (eletropostos e sua difusão). Além disso, existe o problema dos custos 27 28 Com exceção aos veículos híbridos plug-in. Caso os combustíveis fosseis líquidos não sejam utilizados no processo de produção de hidrogênio. 43 iniciais elevados de produção que acabam por encarecer os veículos elétricos frente aos veículos tradicionais. Esta dissertação não se propõe a analisar em profundidade as características técnicas dos veículos elétricos, mas sim busca esboçar os argumentos presentes em torno da discussão e da tecnologia adotada. Porém, não deixaremos de apresentar os conceitos principais de um veículo elétrico, acrescentando ao fato que essas informações oferecem um entendimento para o desfecho desse trabalho. Diversos outros trabalhos analisam com maior profundidade e de forma sistemática a tecnologia de um veículo elétrico, tais como: Pecorelli e Hollanda (2003); Wry (2003); Chan (2007); SEI (2007) e ABVE (2013). 2.3. O desenvolvimento tecnológico do veículo elétrico: uma análise a partir de dados sobre patentes (1994-2014) Esta seção avança nas questões relacionadas ao desenvolvimento tecnológico do veículo elétrico. Isto é feito a partir da análise de dados de patentes como indicadores de desenvolvimento tecnológico. Justifica-se olhar para a dimensão das patentes uma vez que o uso de informações relacionadas aos direitos de propriedade intelectual tem se tornado relevante para o campo de estudos da Ciência e Tecnologia (C&T) (PILKINGTON, DYERSON E TISSIER, 2002). As patentes consistem em importantes indicadores de possíveis rotas tecnológicas em curso, bem como trazem informações sobre a localização de depósito e identificação de atores envolvidos, tais como empresas, universidades, Institutos de Ciência & Tecnologia (ICTs), entre outros29. Por definição, as patentes são títulos de propriedade intelectual30sendo outorgadas pelo Estado via sua força de lei (INPI, 2008). As patentes conferem ao seu detentor a 29 As informações de patentes possuem certas limitações. Com base nos argumentos de Dosi (1988) as patentes não são o único meio para conseguir a apropriabilidade das inovações e seus direitos exclusivos, pois existem outras formas como segredos industriais, know-how, tempo e custo requeridos para duplicação e curva de aprendizado (DOSI, 1988). Além disso, Pavitt (1984) destaca que os meios para conseguir o direito de propriedade das inovações variam de acordo com os setores envolvidos uma vez que nem todos os setores produtivos utilizam a patente como forma de proteção das inovações. 30 A Propriedade Intelectual trata da propriedade dos bens imateriais ou incorpóreos resultantes da manifestação intelectual do ser humano e engloba o campo de Propriedade Industrial, os Direitos Autorais e 44 possibilidade de: (1) exploração econômica de caráter exclusivo para uma invenção e (2) possibilidade de impedir a exploração de terceiros sobre o objeto da patente já adquirida (INPI, 2008). Sua concessão se dá por meio de agências governamentais autorizadas responsáveis por uma região específica, a qual é dotada de regras e procedimentos próprios (GRILICHES, 1990). A patente é uma propriedade limitada temporalmente, uma vez que após o transcurso do período de exclusividade de exploração, a patente entra em domínio público podendo ser usada por toda a sociedade. O interesse público fica preservado na divulgação da informação, ou seja, permite que a sociedade tenha o acesso ao conhecimento do objeto de uma patente por meio de sua publicação (INPI, 2008). Por meio das informações de patentes, buscou-se identificar e analisar quatro pontos: 1) a evolução dos depósitos de patentes no período de 1994 a 2013; 2) os maiores patenteadores; 3) a distribuição dos depósitos por países; e 4) as tecnologias mais patenteadas. Primeiramente, nota-se que as publicações de patentes relacionadas às tecnologias do veículo elétrico têm passado por um crescimento expressivo. Isto é comprovado ao olhar para o Gráfico 1, que revela o comportamento das publicações ao longo do período analisado. outros Direitos sobre bens imateriais de vários gêneros, tais como os Direitos Conexos e as Proteções Sui Generis (INPI, 2008). 45 Gráfico 1 - Evolução das publicações de famílias de patentes de tecnologias relacionadas aos veículos elétricos (1994-2013) Fonte: Elaboração própria. O número de publicações de famílias de patentes entre 1994 e 2004 revela um período de pequenas oscilações, com picos pontuais e poucos significativos, porém, a partir de 2005, apresenta-se uma nova dinâmica pautada pelo crescimento gradual das publicações de patentes que se estende até 2013. Este comportamento evolutivo das publicações possui correspondência direta com a curva de vendas dos automóveis elétricos híbridos, caracterizadas pelo Gráfico 5 analisado adiante. Quando visualiza-se e percebe-se esta evolução de publicações, uma questão emerge: Quais são os agentes por trás do patenteamento das tecnologias de veículos elétricos? Esta questão é respondida por meio do Gráfico 02, que identifica as empresas, instituições e demais tipos de organizações que patentearam tecnologias dos veículos elétricos, no período analisado. Destaque ocorre para a liderança da empresa Toyota com 1.900 famílias de patentes publicadas, praticamente o dobro de publicações da segunda empresa, a Hyundai, com 1062. As pistas que justificam a posição de destaque da Toyota são analisadas brevemente 46 na seção 1.5.4 do primeiro capítulo, pois, conforme foi visto, o Japão foi o pioneiro31 em dispensar esforços para a P&D de componentes de veículos elétricos e possui mais de 30 anos de experiência e aprendizado tecnológico adquirido, a contar de 1970. Ahman (2006) argumenta que a supremacia tecnológica dos veículos elétricos é japonesa e encontra respaldo em seu precoce processo de desenvolvimento. A liderança da Toyota e das demais japonesas presentes entre as principais patenteadoras de tecnologias como a Honda e a Nissan validam a argumentação de Ahman (2006). Outro argumento que explica a supremacia da Toyota relaciona-se ao êxito mercadológico de seus automóveis elétricos comercializados, como apontado nesta dissertação. As montadoras tradicionais mantêm o seu destaque também no segmento dos veículos elétricos, tais como as japonesas Toyota, Honda, Nissan e Mitsubishi e as norteamericanas General Motors e Ford. É importante sublinhar a ascensão de novas montadoras tomando lugar de destaque no segmento. A Hyundai Motors, segunda colocada, ultrapassou empresas tradicionais como General Motors e Honda. A presença de duas montadoras chinesas, a Chery Automobile, fundada em 1997, e a Build Your Dreams (BYD), criada em 2003, também merecem destaque haja vista que até há pouco tempo não possuíam qualquer participação na indústria automobilística global. 31 Claramente, o termo pioneirismo refere-se ao período de ressurgimento do veículo elétrico no mundo, já na segunda metade do século XX. 47 Gráfico 2 - Empresas e instituições com patentes de tecnologias dos veículos elétricos (1994- 2013) Fonte: Elaboração própria. 48 É interessante identificar o aparecimento de empresas do setor elétrico e eletrônico entre as maiores patenteadoras de tecnologias relacionadas ao setor automobilístico. Este dado corrobora o argumento exposto por Chan (2007) de que o veículo elétrico é fruto de um casamento entre os setores elétricos e mecânico. Como exemplos, estão empresas como Panasonic, Samsung, LG, Hitachi e Toshiba. A maioria das empresas do setor elétrico e eletrônico são de origem asiática. Esta constatação a respeito dos novos entrantes do segmento fornece pistas de uma nova configuração da cadeia automobilística global direcionada ao segmento do veículo elétrico, em que os novos entrantes terão papel fundamental no fornecimento de componentes. Ainda a respeito dos novos entrantes, estão presentes nesta relação de maiores patenteadores empresas cujo segmento de atuação de mercado não está relacionado diretamente ao setor produtivo, como instituições financeiras como o JP Morgan Chase Bank, o que demonstra uma aposta no investimento em novas tecnologias. As montadoras tradicionais europeias e principalmente as alemãs não estão entre as que mais possuem publicações de patentes perante as demais e se localizam ao fim do Gráfico 2, porém não devem ser negligenciadas uma vez que o cenário apresentado destacou as empresas e institutos que foram os mais representativos do segmento. Como exemplos das montadoras europeias, destacam-se as francesas Renault e o grupo PeugeotCitroen, seguidas pelas alemãs Audi, Volkswagen e BMW. Por outro lado, observa-se que as empresas e instituições analisadas acima estão depositando suas patentes predominantemente em seus países de origem e locais onde o mercado para o segmento se mostra como mais desenvolvido e promissor. Isto é verificado ao olhar para o Gráfico 3, que identifica os locais de publicação das patentes analisadas. 49 Gráfico 3 - Distribuição de publicações de famílias de patentes por escritórios locais (países) e regionais32 (1994 – 2014) Fonte: Elaboração própria. A partir do Gráfico 3, nota-se a concentração de publicações nos países que compõem a tríade Estados Unidos, União Europeia e Japão. Este comportamento é justificado pelo fato destas localidades abrigarem as mais importantes montadoras e empresas de autopeças globais, sendo que a maioria destas empresas originárias dos países mencionados. Ademais, os países destacados revelam um ambiente em que a indústria automobilística se mostra amplamente consolidada (BARASSA & CONSONI, 2014). Reforça-se o argumento de que as localizações das publicações de famílias de patentes de tecnologias de veículos elétricos estão estritamente relacionadas aos locais onde o mercado de veículos elétricos está mais desenvolvido. Percebe-se também a ascensão da Coréia do Sul, que está relacionada ao Gráfico 2, por empresa/ instituição. 32 Sobre a publicação de família de patentes por países, cabe acentuar que a somatória de publicações dos escritórios regionais e dos países excede substancialmente o número de famílias de patentes que a presente análise contemplou (10.804 famílias). Isto é possível uma vez que há a possibilidade da mesma patente ser depositada e posteriormente ser publicada em diversos escritórios, resultando na ambiguidade que se nota a partir do Gráfico 3. 50 Ao olhar pela perspectiva dos componentes que abarcam um veículo elétrico, confirma-se o cenário apontado de que ainda não há uma rota tecnológica definida como também não há uma configuração ótima. Este argumento é validado ao olhar para o Gráfico 4, o qual refere-se as publicações de famílias de patentes por tecnologia. Gráfico 4 - Publicações de famílias de patentes por tecnologia (1999 – 2013) Fonte: Elaboração própria. Constata-se que as publicações de famílias de patentes estão concentradas nas tecnologias referentes aos motores elétricos, representados com a sigla IPC B60L, as quais representam aproximadamente 25% do total de publicações cobertas pela pesquisa. Também com aproximadamente 25% do total de publicações, as tecnologias relacionadas à armazenagem de energia elétrica e afim; baterias neste caso, também apresentam volume acentuado de publicações. A terceira tecnologia mais patenteada, com cerca de 22%, referese aos controladores eletrônicos, destinados principalmente aos veículos híbridos. Verifica-se que o empenho das empresas e institutos concentra-se de fato nas tecnologias fundamentais para o veículo elétrico, que são os motores elétricos e baterias. Verificou-se também que as tecnologias destinadas aos veículos elétricos híbridos também estão entre as mais relevantes e confirma a escolha das empresas em apostar em um cenário 51 de transição e adaptação em detrimento de um cenário de ruptura de veículo movidos a motores a combustão interna para veículo elétricos puros (BARASSA & CONSONI, 2014). Ademais, o fato de haver mais classificações de uma mesma tecnologia em famílias de patentes diversas e ter sido necessário o agrupamento de várias tecnologias em um grande subgrupo, que foi o caso da análise, denota que existe uma relativa ausência de rota tecnológica definida uma vez que não é clara a tecnologia predominante que oriente as empresas e institutos que estão empenhados em desenvolver tecnologias para o veículo elétrico. Reforça-se assim a possibilidade de, ao menos no que concerne às trajetórias que trazem alternativas à mobilidade tradicional, apoiada no motor a combustão interna, possuir uma janela de oportunidade em aberto para atores que almejam entrar neste segmento (BARASSA & CONSONI, 2014). 2.4. O mercado para os veículos elétricos: uma análise a partir de dados sobre vendas no período 1999- 2013 A seção está organizada da seguinte maneira: inicialmente, traça-se um panorama das vendas de veículos elétricos desde 1999 até 2013. Pretende-se destacar a evolução expressiva pela qual tem passado o segmento dos veículos elétricos nos últimos anos. Depois, analisa-se a distribuição do mercado por países, identificando os mercados mais promissores para estas tecnologias. Por fim, aponta-se as montadoras que produziram e comercializaram os veículos elétricos. As análises sobre a distribuição de mercado por países e distribuição por montadoras tomaram como referência o ano de 2013, ano mais recente com dados disponíveis até o término do presente trabalho. Assim, observa-se que as vendas de veículos elétricos têm passado por um expressivo crescimento ao longo dos últimos anos. Isto é comprovado ao observar o Gráfico 5 que caracteriza este panorama ascendente. 52 Gráfico 5 - Evolução global das vendas de veículos elétricos a bateria, híbridos e plug-in Fonte: Elaborado própria a partir de U.S.Department of Energy (2014), ICCT (2014), IEA (2013), Hybridcars.com (2015), Evobsession (2015) e EDTA (2015). Verifica-se que as vendas de veículos elétricos subiram gradativamente ao longo do período compreendido33. É possível identificar que este crescimento não ocorreu de maneira homogênea entre os tipos de veículos elétricos disponíveis. A diferença ocorreu entre as vendas de veículos elétricos híbridos (VEH) e em relação aos veículos elétricos a bateria (VEB)/veículos elétricos híbridos plug-in (VEHP). Os veículos elétricos híbridos foram os responsáveis pela retomada do segmento a nível global. Este movimento teve início em 1999/2000 e tomou força a partir de 2004/2005 quando as vendas anuais passaram a casa das 100.000 unidades. De acordo com HybridCars (2014) até 2006 as vendas de veículos elétricos híbridos concentraram-se em 33 A exceção fica para o ano de 2008, devido à crise econômica em escala global, cujos impactos afetaram o setor automobilístico. 53 solo norte-americano. A partir de 2006, identifica-se a ascensão deste mercado na Ásia e Europa. Os argumentos colocados por Freyssenet (2011) fornecem pistas que justificam a escolha de contemplar o segmento dos veículos elétricos híbridos pela indústria automobilística. Freyssenet (2011) aponta que a escolha desta configuração está diretamente relacionada à aposta no cenário da progressão. Este cenário está relacionado a uma mudança gradual entre as formas de propulsão na indústria automobilística, bem como das fontes energéticas utilizadas. Assim, os veículos elétricos híbridos configuram-se como a principal alternativa neste cenário, haja visto que a categoria contempla o motor a combustão interna - paradigma tecnológico dominante - com o motor elétrico (FREYSSENET, 2011). A partir de 2010, verifica-se uma nova trajetória das vendas de veículos elétricos no mundo. Esta nova trajetória está relacionada ao crescimento das vendas de veículos elétrico do tipo a bateria e plug-in. A respeito dos dados destas categorias, as principais fontes foram ICCT (2014) e EvObsession (2014). Nota-se que as vendas partiram de cerca de 10.000 unidades em 2010 para 45.000 em 2011, para mais de 110.000 em 2012 e para aproximadamente 210.000 unidades em 2013. Ou seja, o número de unidades comercializadas praticamente dobrou a cada ano a contar de 2009 a 2013. Apesar do avanço expressivo do segmento dos veículos elétricos que se conectam à rede, apresentado entre 2010 e 2013, os valores absolutos de vendas desta categoria situamse cerca de sete vezes abaixo dos veículos elétricos híbridos em 2013. Ou seja, a configuração mecânica predominante dos veículos elétricos até 2013 é a configuração híbrida que independe da necessidade de recarga junto à rede. Contudo, este panorama de crescimento dos veículos elétricos a bateria e plug-in dá pistas de um novo cenário para o segmento, o qual contempla um conjunto maior de configurações mecânicas disponíveis. Em 2013 o valor absoluto das vendas dos veículos elétricos a bateria e plug-in foi de 210.359 unidades (ICCT, 2014; EVOBSESSION, 2015). Parte-se, então, para a identificação dos maiores mercados para os veículos elétricos a bateria e plug-in no mundo por meio do Gráfico 6. Os países que acumularam vendas inferiores a mil unidades foram agregados na coluna ‘resto do mundo’. 54 Gráfico 6 - Vendas de veículos elétricos a bateria e híbridos plug-in por países em 2013 Fonte: elaboração própria a partir de Evobsession (2015). Em primeiro lugar, destaca-se os Estados Unidos com aproximadamente 45% de participação de mercado do segmento. Este destaque é resultado direto das políticas de promoção do mercado de veículos elétricos implementadas no referido país desde a década de 1990. Como exemplos, temos o impulso promovido pelos legisladores do Estado da Califórnia. A lei consistia na reserva de mercado para os veículos eletrificados. Este instrumento foi implementado posteriormente por outros estados (U.S. DEPARTMENT OF ENERGY, 2015). Outro importante estímulo ocorreu por meio do Energy Policy Act, um programa iniciado em 200534, que dentro de suas diretrizes considerava a esfera dos veículos elétricos ao incentivar a compra do veículo elétrico híbrido. Isto ocorreu por meio do fornecimento de crédito não-reembolsável aos compradores deste tipo de veículo. Ocorreram outras 34 Consultar SERVICE, Internal Revenue. Highlights of the Energy Policy Act of 2005 for Individual. 2006. Disponível em: <http://www.irs.gov/uac/Highlights-of-the-Energy-Policy-Act-of-2005-forIndividuals>. Acesso em: 10 outubro de 2014, às 23:44:34. 55 iniciativas em políticas públicas nos Estados Unidos, que foram amplamente analisadas pelo estudo promovido pela ICCT (2014). Em segundo lugar, o Japão. Conforme já colocado, o país vem desde a década de 1970 dispensando esforços na P&D de veículos eletrificados. Diferentemente dos Estados Unidos, o Japão dispensou mais esforços nas políticas de oferta. Estas políticas objetivaram o desenvolvimento da tecnologia dos veículos elétricos, em seus mais distintos componentes. Isto ocorreu por meio de uma articulação entre as montadoras japonesas, fornecedoras de componentes e demais atores pertinentes ao segmento. Como foi visto pelo Gráfico 2, este desenvolvimento prematuro do segmento pelo Japão irá destacar as principais montadoras japonesas no século XXI. Seguido do Japão, temos alguns países do continente europeu representados por Holanda, França, Noruega, Alemanha e Reino Unido. Nestes países a trajetória dos veículos elétricos é posterior àquela vivenciada pelo Japão e Estados Unidos. O destaque fica para a China, que em um prazo de 20 anos desenvolveu sua indústria automobilística bem como o segmento do veículo elétrico. Haja vista o mercado em potencial para os veículos na China, o país se torna bastante proeminente ao se pensar sua participação junto a indústria automobilística global. A respeito da localização do mercado dos veículos elétricos híbridos, não foram encontrados dados concretos para esta categoria nas fontes utilizadas. Parte-se agora para a análise das montadoras que estão comercializando seus veículos elétricos no mercado. O Gráfico 7 identifica as montadoras que estão comercializando veículos elétricos a bateria e híbridos plug-in, bem como a participação de mercado referente ao ano de 2013. As montadoras que tiveram vendas abaixo das 1.000 unidades foram alocadas na aba outras montadoras. 56 Gráfico 7 - Montadoras de veículo elétrico a bateria e veículo elétrico híbrido plug-in e participação de mercado (2013) Fonte: Elaborado pelo autor a partir de ICCT (2014); Evobsession (2015). A respeito do Gráfico 7, constata-se que segmento do veículo elétrico a bateria e veículo elétrico híbrido plug-in está disperso principalmente entre sete montadoras: Nissan; GM- Chevrolet; Mitsubishi; Toyota; Tesla; Renault e Ford. Isto destaca a concorrência acirrada, considerando que nenhuma das montadoras possui participação superior a 25% de mercado. Destacam-se ainda as empresas de origem de capital japonês, representadas por Nissan, Mitsubishi e Toyota, que juntas possuem 46% de todo o mercado para o segmento. A respeito da Nissan, sua superioridade frente as demais montadoras está diretamente relacionada à venda do modelo Nissan LEAF, um veículo elétrico a bateria que vendeu 47.848 em 2013, caracterizando-se como o modelo mais vendido para o ano de 2013. 57 Figura 7 - Nissan LEAF, modelo 2014 Fonte: Nissan (2015) . De fato, ao olhar para as participações de mercado de cada montadora, verificam-se que elas estão atreladas aos poucos modelos que são comercializados por cada empresa. Em 2013, foram comercializados 22 modelos de veículo elétrico a bateria e veículo elétrico híbrido plug-in, cada um com mais de 1.000 unidades vendidas no mundo. Porém, ao avistar a participação das montadoras em relação às vendas de veículos elétricos híbridos, observa-se um cenário de concentração de mercado. Isto é comprovado ao olhar para o Gráfico 8, que identifica as montadoras que comercializaram e produziram veículos elétricos híbridos em 2013. Gráfico 8 - Montadoras de veículos elétricos híbridos e participação de mercado (2013) Fonte: Elaborado pelo autor a partir de Evroll (2015) 58 A respeito dos veículos elétricos híbridos, é notável a participação da Toyota com aproximadamente 82% de participação nas vendas totais. Isto se deve ao sucesso comercial do modelo Toyota PRIUS, lançado em 1997 no Japão e em 2001 em outros mercados, que já ultrapassou a marca de 3 milhões de unidades vendidas ocupando o posto de veículo elétrico mais vendido do mundo (TOYOTA, 2014). Figura 8 - Toyota PRIUS, modelo 2014 Fonte: TOYOTA (2015) . Considerações Finais A partir da consulta e análise a dados primários e secundários aqui apresentados tornou-se possível aprofundar as características técnicas do veículo elétrico, das informações sobre patentes ao referido assunto no período e a avaliação desse mercado automobilístico compreendido entre os anos finais do século XX e início do século XXI. Foi possível observar que três configurações de veículos elétricos vêm se destacando e sinalizam como possíveis trajetórias a serem seguidas pelas montadoras do segmento, sendo elas: os veículos elétricos a bateria; os veículos elétricos híbridos com motor a combustão interna; e os veículos elétricos híbridos a células a combustível. Os três tipos mencionados passam por um processo de consolidação no mercado mundial uma vez que há um processo de aceitação por parte dos consumidores em função das diferenças técnicas em relação ao veículo a combustão convencional. Ao mesmo tempo, o segmento 59 como um todo enfrenta desafios para sua viabilidade comercial devido aos custos iniciais elevados de produção para montadoras e fornecedoras de autopeças. Com base no que foi descrito, não é possível afirmar que há um modelo ou configuração superior de veículo elétrico, uma vez que os tipos identificados apresentam vantagens e desvantagens quando confrontados. As informações sobre patentes demonstradas e processadas por meio da pesquisa realizada na Plataforma Questel Orbit permitiram uma reflexão sobre tendências das tecnologias relacionadas aos veículos elétricos e seus componentes. Verificou-se ainda que as tecnologias que compõem um veículo elétrico passam por um processo expressivo de desenvolvimento, que se reflete no aumento quantitativo das publicações de famílias de patentes de componentes de veículos elétricos nos últimos 20 anos, acentuando-se principalmente a partir de 2009-2013. Quanto aos atores envolvidos, é visível a liderança de empresas tradicionais, principalmente de origem asiática, representadas por Toyota, Hyundai, Honda, Nissan, seguido pelas norte-americanas General Motors e Ford. Interessante também observar a ascensão dos novos entrantes no segmento, como as chinesas BYD e Chery, bem como empresas do setor elétrico e eletrônico como Panasonic e Hitachi. Nesta nova trajetória tecnológica, além de atores que integram o setor automotivo, tais como montadoras e empresas de autopeças, destaca-se o papel a ser ocupado pelo setor elétrico, ponderando sua função no abastecimento da frota automotiva, assim como dos atores responsáveis pelos eletropostos, para abastecimento do veículo elétrico. Outra evidência aponta para o domínio destas tecnologias em países mais desenvolvidos e com tradição no segmento automobilístico, (Japão, Estados Unidos, Alemanha e França) porém com destaque para a Coréia do Sul e China, denotando o avanço destes novos países entrantes neste segmento. As observações acima demonstradas são validadas por meio do estudo do mercado automobilístico, quando se constatou que as vendas dos veículos elétricos têm passado por um crescimento expressivo desde 1999. Notou-se, ainda, que a configuração dos veículos elétricos híbridos foi a mais bem sucedida em termos de vendas, sendo a responsável pela retomada do segmento a nível global. Já os veículos que necessariamente dependem da rede elétrica, tais como os veículos elétricos a bateria e veículos elétricos plug-in, passam a 60 apresentar vendas significativas a partir de 2010. Ressalta-se também que as vendas situamse principalmente nos Estados Unidos, Japão e países do continente europeu. Essa informação possui direta relação com os locais de publicação de patentes, demonstrados pelo Gráfico 3, os quais indicam a correlação direta entre os locais de desenvolvimento da tecnologia dos veículos elétricos junto aos locais de mercado mais promissor para o segmento. Ao olhar da perspectiva das empresas, comprovou-se que as tradicionais mantêm sua liderança também nas vendas de veículos elétricos, destacando-se a Nissan no segmento dos veículos elétricos a bateria e a Toyota no segmento dos híbridos. Conclui-se até então que o desempenho verificado em alguns países decorre de sua trajetória histórica (já aprofundadas no capítulo primeiro e que complementam as informações contidas nesse segundo capítulo); de ações oriundas do Estado, por meio de suas políticas públicas; da atuação do mercado automobilístico, tecnologia e necessidades da esfera da saúde pública e meio ambiente. O que justifica, por si só, a crescente demanda e investimentos no veículo elétrico no século XXI. 61 62 CAPÍTULO 3 O BRASIL FRENTE AO SEGMENTO DOS VEÍCULOS ELÉTRICOS: UMA ANÁLISE DAS INICIATIVAS E AÇÕES EM CURSO NO PAÍS 3.1. Introdução No Brasil, a indústria automobilística se configura como um setor estratégico e de suma importância para a geração de emprego e renda interna. O país em 2013 foi o quarto maior produtor de veículos automotores no mundo com a produção de 3.736.629 milhões de veículos (automóveis de passeio, comerciais leves, caminhões e ônibus) superando em 9,9% os 3,4 milhões de veículos produzidos em 2012. Além disso, no ano de 2013 empregou 131.595 pessoas direta e indiretamente35. O faturamento líquido de todo o segmento foi de US$ 106,8 bilhões em 2012, o que correspondeu a uma participação de 21% de todo o produto interno bruto industrial brasileiro (ANFAVEA, 2014). Para além das informações acima expostas, a indústria automobilística brasileira é composta por 29 montadoras, cerca de 500 empresas fornecedoras de autopeças e mais de 5.000 concessionárias. Estes números envolvem os veículos leves e pesados, além das máquinas agrícolas. Em 2012, quatro grandes empresas pioneiras no Brasil - General Motors, Ford, Volkswagen e Fiat - detinham aproximadamente 70% das vendas no mercado nacional. Há também a participação de montadoras francesas e japonesas como Peugeot, Citroen, Renault - Nissan, Toyota, Honda e mais recentemente a inserção das coreanas e chinesas como a Hyundai, Kia, JAC e Chery. No segmento de caminhões destacam-se MAN, Mercedes-Benz, Iveco, Scania e Ford Caminhões (ANFAVEA, 2014). Ademais, são significativas as tendências desde 2004 de elevação dos investimentos em plantas produtivas, máquinas e equipamentos e em P&D, sendo que em 2012 foram 35 Este valor refere-se a empregabilidade das empresas que são associadas a ANFAVEA (Associação Nacional de Fabricantes de Veículos Automotores). 63 investidos US$ 5.347 milhões (ANFAVEA, 2014). Do total empregado na área de P&D na indústria de transformação no Brasil, 18,3% estão concentrados na indústria automobilística, caracterizando-se como a maior concentração de emprego nas atividades de P&D de toda a indústria de transformação brasileira (PINTEC/IBGE, 2013). Porém, se a indústria automobilística brasileira pretende continuar como um importante ator global e ir além da esfera da produção e montagem de veículos - atividades que ainda predominam no país - passando a ser um desenvolvedor de produtos globais, o Brasil deverá adquirir competências e atender as novas demandas colocadas em prol do desenvolvimento de veículos mais eficientes em termos de consumo energético e que contemplem a esfera das diretrizes do desenvolvimento sustentável como apresentado no capítulo dois por uma diversidade de países. O Brasil vem apostando ao longo dos últimos 40 anos na adoção do etanol, extraído a partir da cana de açúcar, como uma alternativa de combustível renovável. Todavia, ao mesmo tempo que o etanol é uma possibilidade frente aos combustíveis fósseis, ele sustenta a manutenção do motor a combustão interna como paradigma tecnológico. Conforme observado no segundo capítulo da presente dissertação, foi possível verificar que a indústria automobilística global está se inclinando a favor do desenvolvimento e promoção das novas formas de propulsão, baseadas principalmente na “eletrificação” dos veículos. Neste sentido, transpondo esta discussão para a indústria automobilística brasileira e sua representatividade, algumas questões emergem: Quais ações têm sido implementadas em prol do veículo elétrico no Brasil? Será que o país teria condições de atuar neste segmento? Se positivo, qual seria a dimensão desta atuação: como desenvolvedor de tecnologias e/ou apenas como produtor de veículos? Esse capítulo se orienta pelas questões acima expostas de forma a realizar uma análise acerca da estrutura existente e das ações implementadas pelos principais agentes de um SSI – o Estado, as Empresas e as ICTs. O foco é observar e analisar as iniciativas e ações desempenhadas por tais agentes com potencial para viabilizar e consolidar o desenvolvimento de tecnologias, a produção e a comercialização do veículo elétrico no Brasil, conforme representado pela Figura 9. 64 Figura 9 - Atores envolvidos com a promoção do Veículo Elétrico no Brasil Veículo Elétrico no Brasil Fonte: Elaboração própria. 3.2. As iniciativas da dimensão do Estado As políticas públicas foram especialmente importantes e necessárias para a retomada do projeto do veículo elétrico em âmbito global a partir das décadas finais do século XX. Ademais, o conjunto de países representados principalmente por Estados Unidos, Japão e alguns países europeus que formularam e implementaram sistematicamente políticas direcionadas ao segmento acabaram por auferir a vanguarda tecnológica, bem como os mercados mais desenvolvidos. As regulações governamentais são especialmente importantes para fornecer um ambiente adequado de promoção a uma nova tecnologia. Segundo Blind et al (2004, citado por WALZ, SCHLEICH E RAGWITZ, 2008) o termo “regulação” não se restringe apenas às medidas regulatórias que versam sobre rotas tecnológicas e instrumentos de padronização técnica. 65 A regulação possui um significado mais amplo, pois abarca também os subsídios do lado da oferta de mercado de uma determinada tecnologia, tais como os subsídios direcionados à P&D e os diversos instrumentos utilizados pelo lado da demanda, como as tarifas feed-in e os subsídios fiscais. Os estudos que abordam as políticas de demanda e de oferta iniciaram-se nas décadas de 1950 e 1960 e afirmavam que o fator demanda determina a direção da inovação e desenvolvimento de uma tecnologia, e assim caberiam às políticas de demanda alterarem as condições de mercado e privilegiar uma determinada tecnologia. Neste sentido, cria-se a oportunidade para as empresas investirem nesta inovação e aumentam-se as expectativas de sucesso da tecnologia nascente (NEMET, 2009; ROSENBERG, 1969; GRILICHES, 1957; SCHMOOKER, 1962,1966). Já os estudos que trabalham com as políticas de oferta, questionam em que medida a demanda influência a direção da inovação tecnológica (MEYER, 2000) e defendem o papel decisivo que a ciência e tecnologia possuem na direção de uma inovação. Para Rehfeld, Rennings e Zielgler (2007) e Peters et al (2012) o progresso da ciência e da tecnologia são os responsáveis por uma determinada trajetória tecnológica e cabe à demanda, a função de direção da tecnologia para caminhos econômicos adequados. Deste modo as políticas de oferta trabalham na linha de redução do custo da inovação tecnológica para as empresas, que se refletem nas ações de isenção de taxas e tributos a empresas inovadoras, incentivos governamentais a P&D, patrocínio a treinamentos e capacitação profissional entre outros (NEMET, 2009). A Tabela 3 sintetiza as principais ações na linha das políticas de demand-pull e technology-push. Tabela 3 - Principais exemplos de políticas de demand-pull e technology-push Políticas de Demand-Pull Proteção à propriedade intelectual Desconto em taxas e impostos na aquisição de novas tecnologias pelos consumidores Mandatos tecnológicos Padronização e regulação de componentes Políticas de Technology-Push Subsídio governamental a P&D Desconto em taxas e impostos para as empresas que investem em P&D Promoção à troca de informações entre agentes Patrocínio para educação e capacitação profissional Demanda governamental pelas novas tecnologias Fundos de investimento para projetos de demonstração e prototipagem Fonte: adaptado pelo autor, extraído parcialmente de Nemet (2009). 66 A administração pública, por sua vez, pode incentivar a inovação por meio de ambos os mecanismos de política, oferta e demanda, seja no sentido de privilegiar um mecanismo em detrimento do outro, ou de realizar uma mistura entre ambos. Para os fins deste trabalho, este método analítico de classificação de políticas é importante no sentido de apontar o sentido e a orientação das políticas públicas para o veículo elétrico no Brasil. Estariam elas focadas em desenvolver o mercado para esta tecnologia frente aos veículos convencionais? Objetivam desenvolver as competências e expertise necessária acerca do veículo elétrico e seus componentes? Ou verifica-se um equilíbrio na definição e implementação das políticas para o veículo elétrico? Neste sentido, esta subseção lança um olhar para o quadro brasileiro e identifica quais são os principais incentivos e ações dos atores governamentais relevantes para o veículo elétrico e as políticas públicas e instrumentos praticados no Brasil, destacadas pelas políticas no âmbito industrial, fiscal e os marcos regulatórios. A Tabela 4 apresenta o estado da arte das políticas e incentivos governamentais direcionados ao veículo elétrico no Brasil evidenciadas até o ano de 2014, as quais foram classificadas de acordo com as políticas de demanda (demand-pull) e as políticas de oferta (technology-push). Tabela 4 - Classificação das políticas e instrumentos encontrados no Brasil (2014) Políticas de Demand-pull Desconto em taxas e impostos na aquisição de Políticas de Technology-push Subsídio governamental a P&D novas tecnologias pelos consumidores Ações do MCTI: Esfera Federal CNPq36: formação de recursos humanos e pessoal especializado. Inovar Auto: contempla a esfera dos VEH e FINEP37: aporte de recursos para estudos e propõe a redução da alíquota do imposto de projetos. importação (II) Ações do BNDES38 nas quais se enquadra o Esfera Estadual 36 37 veículo elétrico: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Financiadora de Estudos e Projetos 67 Linha de Inovação Tecnológica do BNDES, que Isenção ou abatimento dos Impostos Privados conta com o Programa de Sustentação do sobre Veículos Automotores (IPVA). Investimento (PSI) Linha de Capital Inovador Programa BNDES Proengenharia e a Linha de Inovação Produção Fonte: elaboração própria (2014) 3.2.1. Políticas de Demand-Pull Um dos principais fatores que dificultam o desenvolvimento de mercado para os veículos elétricos no Brasil refere-se a elevada carga tributária que incide sobre os veículos elétricos comercializados. Para se adquirir um veículo elétrico no Brasil, inevitavelmente deve-se recorrer ao mecanismo de importação, haja vista a ausência de montadoras fabricando e comercializando este tipo de veículo no país (BARASSA & CONSONI, 2013). Para o ano de 2014, ao importar um veículo elétrico as tributações incidentes sobre o veículo consistiam em: 35% de Imposto de Importação, 25% de Imposto sobre Produtos Industrializados, 18% a 19% de Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços, 9,25% de PIS/ Cofins39 e 11,6% por contribuições sociais e por fim, e há ainda um imposto anual estadual40 sobre veículos automotores que pode chegar a 4% (DOMINGUES et al, 2013; ABVE, 2014). Tanto os impostos federais quanto estaduais têm uma base de cálculo comum: o valor de mercado do veículo. Constata-se, assim, que a carga tributária incidente em um veículo elétrico no país pode passar de 80% em relação ao valor do veículo. Esta tributação dificulta a competitividade dos veículos elétricos frente aos veículos convencionais na esfera dos preços praticados. Ao olhar para as políticas de demanda em vigência no país, constatou-se que elas referem-se exclusivamente a esfera dos descontos em tributos, sendo identificada 38 Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social A carga tributária explicada refere-se ao pior cenário de alíquotas, com a importação de veículo elétrico por montadoras que não possuem fábricas no Brasil. Para as montadoras que comercializam o veículo elétrico e possuem fábrica no país, abate-se um valor nesta alíquota ao importar um veículo elétrico que varia de estado para estado, mas que não representa um avanço na promoção do mercado deste veículo. 40 Imposto de Propriedade sobre Veículos Automotores - IPVA. 39 68 uma política mais ampla que está situada na esfera federal e outra política mais pontual, no bojo estadual. O Programa de Incentivo à Inovação Tecnológica e Adensamento da Cadeia Produtiva de Veículos Automotores (Inovar-Auto)41, é uma medida adotada pelo governo federal brasileiro desde 2013 cujo objetivo consiste em estimular o investimento na indústria automobilística brasileira. Este estímulo se dá pela concessão de benefícios e reduções em relação ao Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI) para as empresas do segmento automobilístico que dispensarem esforços em prol da P&D dentro do Brasil. As empresas que almejarem a inserção neste programa deverão atender a requisitos previamente determinados que envolvam o aumento da eficiência energética dos veículos automotores fabricados e comercializados no país (MDIC, 2014). A partir do segundo semestre de 2014, o programa INOVAR AUTO passou a contemplar a esfera dos veículos elétricos híbridos. O programa prevê a redução da alíquota de 35% do imposto de importação para as fabricantes e montadoras de veículo elétrico híbrido que importarem conjuntos de componentes42 para serem montados no país ou importarem veículos completos. Existem dois tipos de redução fiscal. Para os veículos que serão montados no país, as alíquotas caem de 35% para as possibilidades zero, 2% e 5%. Para os veículos completos importados, as alíquotas caem de 35% para 2%, 4% e 7%. Estes três tipos de possibilidades para cada tipo de dedução estão ligados à eficiência energética que apresentarem os veículos elétricos híbridos. Quanto mais eficiente for o veículo, maior será a dedução de impostos (MDIC, 2014). Todavia, essa desoneração fiscal é restrita aos veículos elétricos híbridos, que não demandam a conexão junto à rede elétrica para o seu abastecimento. Ficam de fora todas as configurações e modelos de veículos em que há a possibilidade de recarregamento junto à rede elétrica. Esta imposição restringe o número de veículos abrangidos com a medida. Excluindo os modelos de luxo, cujos valores situam-se 41 O Programa Inovar-Auto faz parte do “Plano Brasil Maior”. O Plano Brasil Maior refere-se a Política Industrial, tecnológica e de comércio exterior adotada pelo governo federal brasileiro desde 2011. A esse respeito, consultar MDIC (2014). 42 Tratam-se dos processos conhecidos como CKD- Completely Knock-Down- que consistem na importação dos pacotes de componentes de um veículo e cabe ao receptor, o processo de sua montagem. 69 acima dos R$ 200.000 reais, temos três veículos que serão beneficiados com a medida: O Lexus (Toyota) CT200h, o Ford Fusion Hybrid e o Toyota PRIUS. A respeito do Lexus CT200h, trata-se do mais caro veículo dentre os três citados, cujo preço situa-se na faixa de 150 mil reais a 200 mil reais (FIPE, 2014). Ou seja, mesmo com as medidas de desoneração ao modelo, ele ainda custará um valor superior a 100 mil reais, incompatível com as demandas do mercado nacional. Acerca do Ford Fusion Hybrid, trata-se de um modelo comercializado a 125 mil reais no país e que já possui a desoneração do referido 35% de IPI uma vez que o modelo é importado do México43. Por fim, o Toyota PRIUS, a sua alíquota irá cair de 35% para 4 %, podendo chegar a zero caso o modelo seja montado no país, sendo possível ser comercializado abaixo dos 100 mil reais (FIPE, 2014). Assim, apesar de se tratar de uma iniciativa vinda da esfera federal e que alcança todo o território brasileiro, a medida vigente caracteriza-se como pontual ao olhar somente para uma configuração possível dentre os diversos tipos de veículos elétricos e acaba por limitar-se a contemplar poucos modelos disponíveis no mercado. Por outro lado percebe-se outras iniciativas ainda na linha de dedução de impostos que estão sendo praticadas na esfera dos estados brasileiros. Observa-se a isenção do IPVA para proprietários de veículos elétricos nos estados do Ceará, Maranhão, Pernambuco, Piauí, Sergipe, Rio Grande do Norte e Rio Grande do Sul; e propostas de alíquotas diferenciadas para os proprietários dos veículos elétricos nos estados do Rio Janeiro, São Paulo e Mato Grosso do Sul. Segue abaixo a Figura 10 que ilustra os estados contemplados com o abatimento nos impostos. 43 México e Brasil possuem acordos bilaterais no âmbito da importação de veículos entre os países. 70 Figura 10 - IPVA diferenciado para o veículo elétrico Fonte: ABVE (2014). É necessário ressaltar que há projetos de lei em andamento. Encontra-se na pauta da Comissão de Constituição e Justiça (CCJ) da Câmara o Projeto de Lei do Senado Nº 255 de 2010 que propõe a isenção de IPI por dez anos aos veículos elétricos. Este projeto de lei engloba os veículos concebidos para transporte de pessoas (até oito passageiros) e automóveis de corrida (Código NCM 87.03 Tabela de Incidência do IPI), transporte de mercadorias (87.04), ambulâncias e caminhões-guindastes (87.05), motocicletas (87.11), bem como as partes e acessórios para os veículos mencionados anteriormente (87.08 e 87.14) (ABVE, 2014). 3.2.2. Políticas de Technology-Push No âmbito do auxílio à P&D e implantação de infraestrutura, o Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) vem atuando em duas frentes para os veículos elétricos: a primeira frente refere-se à formação de recursos humanos pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) no âmbito da P&D em tecnologia veicular e baterias. Por meio de editais de subvenção da FINEP são contempladas as áreas de “Desenvolvimento de acumuladores de energia (baterias, supercapacitores) e seus processos de reciclagem” e “Desenvolvimento de partes, peças e 71 sistemas completos aplicados a veículos elétricos, híbridos e hidrogênio” (REZENDE, 2010). Outra frente importante de atuação refere-se ao Sistema Brasileiro de Tecnologia, o SIBRATEC, que também é operado pela FINEP. Esta rede procura promover a articulação entre as empresas e a comunidade científica no Brasil, por meio da promoção de atividades de P&D de processos ou produtos inovadores. Para tal, o SIBRATEC conta com 14 redes temáticas que formam os seus Centros de Inovação, que são unidades ou grupos de desenvolvimento pertencentes às ICTs brasileiras que acumulam experiência no desenvolvimento de produtos ou processos em parceria com empresas (SIBRATEC, 2013). O objetivo da rede é: “desenvolver, aperfeiçoar e identificar: matérias primas e materiais aplicáveis à cadeia produtiva de veículos elétricos; sistemas de abastecimento de energia a veículos provenientes de fontes de energia externa; sistemas embarcados de conversão de energia, excetuando-se a reforma de combustível; motores elétricos e seus componentes, sistemas mecânicos como chassis, suspensão, engrenagens, sistemas de freios, transmissão aplicáveis aos veículos elétricos; sistemas eletroeletrônicos, inversores, controladores, supervisores, acumuladores de energia elétrica, medidores, softwares, protocolos e interfaces de diagnóstico de componentes e demais sistemas eletroeletrônicos aplicáveis à cadeia produtiva de veículos elétricos”(REZENDE et al., 2010, p.28). A Figura 11 ilustra a localização dos atores envolvidos na rede (universidades e centros de pesquisa) e as suas respectivas localidades. Figura 11 - Rede Sibratec Fonte: Lactec (2013). 72 Conforme destaca Mazon et al (2013), quatro projetos cooperativos estão sendo desenvolvidos nesta rede. A Tabela 5 identifica as empresas parceiras da rede, sua principal atividade econômica e o seu objetivo. Tabela 5 - Empresas parceiras da Rede Sibratec Empresa Electrocell Principal Atividade Econômica Objetivo do projeto Empresa fabricante de componentes Em parceria com o IPEN (Instituto de Pesquisas e equipamentos para geração e Energéticas armazenamento de energia elétrica desenvolvimento tecnológico integrado de baterias de lítio-íon e Nucleares), com unidade busca-se autônoma o de carregamento por meio de células a combustível, para propulsão de veículos elétricos urbanos Frenovaveis Fabricação de biodiesel exceto álcool Desenvolver o mecanismo de um sistema de troca rápida de baterias para veículo elétrico de uso urbano, bem como análise do protótipo desenvolvido com revisão do design e sugestão de soluções tecnológicas para a propulsão elétrica VEZ Fabricação camionetas de e automóveis, Lançar um carro elétrico no mercado brasileiro, utilitários com tecnologia nacional. O acesso a rede foca na consultoria técnica na área de baterias e motores de indução 2B Design Serviços de Design de Produtos Desenvolvimento experimental de um veículo elétrico tipo triciclo híbrido (energia elétrica e humana) Fonte: Adaptado parcialmente de Mazon et al (2013). Nota-se que as empresas envolvidas na Rede Sibratec são, em sua maioria, incubadoras e start-ups. Não há a participação de qualquer grande montadora instalada no país na rede, o que sugere uma possível deficiência na rede no sentido de coordenação entre os agentes ou a pouca atratividade deste projeto em atrair grandes empresas, isto é, sinalizaria para a falta de interesse das grandes montadoras em realizar a P&D local por meio das parceiras que a rede fomenta. A rede possui um aporte de recursos da ordem de R$ 10 milhões, sendo até R$ 2,5 milhões para a sua gestão e, no mínimo, R$ 7,5 milhões para a operacionalização dos 73 projetos cooperativos demandados pelas empresas (MAZON et al, 2013). Ainda que a ordem dos recursos seja expressa em milhões de reais, o valor disponibilizado é pequeno frente a demanda da rede, uma vez que existem 14 instituições envolvidas, que receberão uma parcela do total de recursos, e os projetos executados envolvem P&D em diversos componentes ainda pouco explorados. O que intensifica a demanda por recursos financeiros para as compras de equipamento, testes em protótipos, remuneração ao corpo pessoal envolvido e demais custos que oneram a inovação tecnológica. Por outro lado, temos o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) como principal provedor de crédito de longo prazo e que poderá desempenhar papel relevante no âmbito do financiamento, seja para inovação tecnológica, seja para aquisição de componentes e veículos. O Banco dispõe de diversos instrumentos tradicionais prontos a apoiar a introdução dos veículos elétricos no país. Os esforços iniciais de desenvolvimento de tecnologia não existente no Brasil são elegíveis para a Linha de Inovação Tecnológica do BNDES, que conta com o Programa de Sustentação do Investimento (PSI) a uma taxa fixa de 3,5% ao ano (BNDES, 2013). Assim os produtores de baterias, motores e outros componentes são potenciais usuários dessa linha, que visa ampliar o conteúdo tecnológico da produção local. Outra alternativa é a Linha de Capital Inovador, que apoia empresas na ampliação de capacidade para empreender atividades inovativas. Para as tecnologias com um elevado grau de maturidade, que passam a precisar de adaptações às demandas locais, o apoio do Banco pode ocorrer através de linhas e programas como o Programa BNDES Proengenharia e a Linha de Inovação Produção. No tocante à modernização das unidades produtivas, o instrumento direcionado é Produto BNDES Finem. Certamente, os veículos elétricos comerciais – comerciais leves, caminhões e ônibus – contarão com o apoio à comercialização por meio do BNDES Finame e do Cartão BNDES, desde que atingido o índice de nacionalização mínimo de 60%. Adicionalmente, as linhas do BNDES Exim podem ser utilizadas para financiar exportação de veículos e componentes (COUTINHO, 2010). 74 3.3. Iniciativas da dimensão Empresa Esta seção discute as ações desempenhadas pelas empresas envolvidas com o veículo elétrico no Brasil. Serão observadas as ações oriundas das montadoras de veículos e das associações e organizações de suporte aos veículos elétricos no Brasil. 3.3.1. O Papel das Montadoras Sobre os resultados encontrados, há uma tendência no lançamento de novos modelos de veículos elétricos pelas principais montadoras de automóveis no mundo. Este movimento é mais intenso nos veículos elétricos do tipo híbrido, em relação aos veículos elétricos a bateria. Uma das principais ações que as montadoras instaladas no Brasil vêm praticando é no sentido de introduzir alguns modelos de veículos elétricos para comercialização. A Tabela 6 identifica quais são as montadoras que estão comercializando veículos elétricos no Brasil, bem como o porte do veículo44. Tabela 6 - As montadoras e seus veículos comercializados Porte do veículo Pesado Leve Montadora Eletra BYD Renault Nissan FORD TOYOTA BYD BMW Modelo TRÓLEBUS HÍBRIDO BR. ONÍBUS ELÉTRICO BYD EBUS ZOE / TWIZY KANGOO Z.E. FLUENCE Z.E, LEAF FUSION HYBRID PRIUS / (LEXUS) CT 200H BYD e6 I3 Fonte: elaborado pelo autor (2015) 44 Segundo o Conselho Nacional de Trânsito- Contran (2010), órgão máximo legislativo no Brasil, define-se como veículos pesados aqueles que correspondem aos ônibus, microônibus, caminhão, caminhão-trator, trator de rodas, trator misto, chassi-plataforma, motor-casa, reboque ou semirreboque e suas combinações. Os veículos leves são aqueles que correspondem aos: ciclomotor, motoneta, motocicleta, triciclo, quadriciclo, automóvel, utilitário, caminhonete e camioneta. 75 Primeiramente, ao olhar para a categoria dos pesados, identificaram-se duas empresas inclinadas a comercialização de ônibus no Brasil. A primeira delas é a ELETRA, empresa brasileira fundada em 1996, fruto da fusão de empresas do setor elétrico e com mais de 30 anos de atuação no setor de tração elétrica para o transporte de carga e passageiros. Atua como uma integradora entre as empresas fornecedoras e montadoras de carrocerias/chassi e seu escopo de atuação consiste em desenvolver e produzir tecnologias do segmento pesado. Dentre as montadoras destacadas, somente a Eletra produz veículos elétricos no Brasil. Segundo relatado, o destaque para a Eletra no cenário nacional fica a cargo de seu engajamento em popularizar e difundir as tecnologias relacionadas aos controladores e de tração elétrica. Também é notável as parcerias da Eletra com as empresas produtoras de componentes e montadoras de ônibus que estão instaladas no Brasil. A empresa possui parcerias com a WEG, Compound e Mitsubishi motores, na área de motores elétricos, e com a Moura a respeito de acumuladores. Com base no que foi relatado, a empresa ao longo de sua atuação adquiriu competências para o desenvolvimento, produção e comercialização de veículos elétricos, destacando-se como a empresa que possui as maiores vendas no segmento pesado. Ainda, quando questionada se entraria no segmento dos veículos leves, a empresa afirmou que pretende continuar somente atuando com veículos pesados. A ênfase de atuação da empresa é majoritariamente nos veículos trólebus, pois segundo a Eletra são veículos mais consolidados e que possuem uma rede de abastecimento já instalada por meio das fiações elétricas da cidade. Outra empresa que comercializa ônibus é a Build Your Dreams (BYD). Empresa chinesa, fundada em 2003, atua nos seguintes segmentos: automobilístico, energia, tecnologias de informação e painéis solares. É uma das principais detentoras das tecnologias relacionadas as baterias de veículo elétrico. Segundo os relatos, a BYD realizou um investimento de aproximadamente R$ 200 milhões para a construção de sua primeira unidade produtiva na América Latina, que está sendo construída na cidade de Campinas, estado de São Paulo/ Brasil. A perspectiva da empresa para o início de suas atividades produtivas no Brasil é no primeiro semestre de 2015. 76 Ainda de acordo com os relatos obtidos, a fábrica será responsável pela (1) montagem do modelo BYD ebus, ônibus elétrico a bateria, (2) baterias de fosfato de ferro e (3) painéis solares. A planta de Campinas também abrigará um centro de P&D voltado às tecnologias relacionadas aos veículos elétricos, smartgrid, energia solar e iluminação urbana. Esta perspectiva para a P&D local possui correlação com a região escolhida pela empresa, haja visto que a região de Campinas destaca-se como um dos principais polos de formação de pessoal qualificado por meio das ICTs instaladas na região. Como algumas características do empreendimento, este irá gerar aproximadamente 500 vagas e será localizada em um terreno de 32 mil metros quadrados, sendo 20 mil metros quadrados de área construída. Segundo a empresa estima-se que a capacidade de produção seja de 500 a 1000 ônibus por ano quando alcançar sua plena operação. No âmbito dos veículos leves, predominam os automóveis de passeio e comerciais. Em relação a Renault45, os modelos comercializados pela montadora no país são: Renault Twizy; Renault Zoe; Renault Fluence Z.E e Renault Kangoo Z.E. De acordo com os relatos obtidos, a Renault busca primeiramente comercializar seus veículos elétricos no país por meio de parcerias corporativas e parcerias com a administração pública. De acordo com a empresa, não foram vendidos veículos para usuários particulares até 2014. Até o primeiro semestre de 2014 haviam sido importados e comercializados cerca de 62 veículos. As entrevistas destacaram os acordos e parcerias em projetos da Renault com outras empresas e instituições. Primeiramente, destaca-se o acordo firmado da montadora com a Itaipu Binacional, por meio do programa “Veículos Elétricos Itaipu”, que consistiu no fornecimento de Renault ZOEs para a empresa de energia. A Renault também participa do projeto de Mobilidade Elétrica promovido pela Companhia Paulista de Força e Luz- CPFL. A empresa de energia paulista adquiriu três modelos: ZOE, Fluence ZE e Kangoo ZE. Na esfera da administração pública, a Renault do Brasil vem direcionando esforços em fornecer seus veículos para as demandas públicas. O destaque fica para o projeto green Emotion com a prefeitura de Curitiba, no Estado do Paraná, que objetiva a implantação em larga escala veículos elétricos na cidade. 45 Destaca-se aqui que a Renault, bem como a Nissan, fazem parte da aliança RENAULT NISSAN. A Aliança data de 1999 e foi a primeira parceria industrial e comercial entre uma companhia francesa e outra japonesa. Apesar da aliança, cada montadora ainda possui suas operações comerciais separadas. 77 Já a Nissan apresenta uma participação mais tímida em relação a sua parceira Renault. Com base nos relatos, a Nissan no Brasil também está empenhada em realizar acordos comercias e com a esfera públicas. A Nissan tem comercializado somente o modelo LEAF. Um dos principais projetos em andamento está ocorrendo no Rio de Janeiro (RJ) em parceria com prefeitura municipal da capital juntamente com a Petrobras distribuidora. Alguns veículos já estão em funcionamento e o projeto final visa a incorporação de outros 13 à frota. A Toyota, montadora que possui 24 tipos de veículos elétricos híbridos a venda no mundo, importa e comercializa apenas dois modelos de veículos no Brasil: o Toyota PRIUS e o veículo de sua subsidiária, a Lexus, com o modelo CT 200 h. As vendas do modelo PRIUS são as mais expressivas dentre o rol de modelos de veículos elétricos que estão sendo comercializados no Brasil. De acordo com a montadora, até o primeiro semestre de 2014 foram vendidas cerca de 400 unidades do modelo. Participa também de projetos com administrações municipais, sendo o projeto com a prefeitura de São Paulo de maior destaque, cujo objetivo é incorporar em larga escala o modelo Prius junto à frota de táxis da cidade. Há ainda em comercialização alguns automóveis elétricos de luxo. Destacam-se o Mercedes-Benz S 400 Hybrid, BMW Active Hybrid 3 e o modelos i346, Porsche Panamera S Hybrid. Todavia, os preços praticados no mercado brasileiro situam-se acima dos R$300.000 (FIPE, 2014). Estes valores invariavelmente restringem a um grupo pequeno de compradores a possibilidade de compra destes veículos. Dado que o objetivo da seção é identificar todos os veículos elétricos oficialmente comercializados no país, citar estes modelos fez-se necessário para contemplar os objetivos propostos É possível verificar também que outras montadoras estão se posicionando e se inserindo na rede de veículos elétricos no país, porém com participações menos expressivas. O Grupo PSA Peugeot-Citroen está estudando alternativas para adentrar no segmento dos veículos elétricos no Brasil. O grupo participou do X Congresso Latino Americano de Veículos Elétricos no Brasil e destacaram alguns de seus projetos voltados 46 Com pretensões de ser montado no Brasil na fábrica de Araquari, Santa Catarina. 78 ao veículos elétricos no Brasil, porém ainda não há sinalização de comercialização de algum veículo elétrico no país. A FIAT, montadora italiana, juntamente com a Itaipu binacional e a controladora suíça KWO, participam do projeto veículo elétrico, que é voltado a P&D de veículos elétricos. Iniciado em 2004, o projeto já produziu dois protótipos de veículos elétricos: um Palio hatchback47, seguido do modelo Palio Weekend. Segundo a montadora, já foram produzidos 50 modelos e outros 70 serão produzidas até 2015. A montadora foi uma das primeiras empresas a se associarem ao projeto de veículo elétrico da Itaipu Binacional, que contempla vários segmentos, além do automóvel - caminhão, mini ônibus, ônibus, utilitário 4x4, veículo leve sobre trilhos (VLT) e avião. O objetivo final do projeto é colocar no mercado brasileiro, a médio prazo, um veículo confortável e eficiente a preço de carro popular. Não obstante as poucas iniciativas apresentadas das montadoras é possível afirmar que no momento a maior parte dos veículos elétricos produzidos e comercializados no país são do tipo não rodoviário, como as bicicletas elétricas, scooter elétricas ou os veículos elétricos para transporte em áreas particulares e de uso comercial exclusivo. Este dado é observado ao olhar para a relação de empresas cadastradas junto à Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE) como fabricantes e distribuidoras de veículos elétricos no país. Tabela 7 - Pequenas empresas e start-ups que produzem veículos elétricos Empresas fabricantes de veículos elétricos Descrição BIOBIKE Fabricante de bicicletas elétricas Car Station Distribuidora de veículos elétricos especiais Club Car Fabricante de veículos elétricos no Brasil tanto para venda quanto locação Compact Car Cycletech Fornece serviços de locações de veículos elétricos para transporte de pessoas e cargas Fabricante de Bicicletas, scooters, carrinhos de golf elétricos, carrinhos de mobilidade elétricos, peças e acessórios ECOLEV Venda de bicicletas elétricas, componentes e assistência técnica Ecostart Fabricante de bicicletas e triciclos elétricos Electric Smart do Brasil Locação e venda de veículos elétricos tanto para uso pessoal quanto comercial 47 Trata-se de uma configuração automotiva em que o compartimento de passageiros é integrado com o portamalas 79 Electro Bike Fabricante de bicicletas elétricas, motonetas, carrinhos de golf, patinetes e jet ski elétricos EVETECH Fabricante de scooters, triciclos, pranchas e patinetes elétricos, peças e acessórios Grupo Greenext Importadora e distribuidora de veículos elétricos para uso comercial no Brasil LLBC Fabrica e comercializa mini-cicloelétricos, triciclos elétricos e bicicletas. Motor Z Fabricante de scooters/motonetas elétricas Par4 Realiza a montagem e comercialização de veículos elétricos no Brasil. Scooter Brasil Fabricante de bicicletas elétricas e distribuidora exclusiva de kits conversores E-Bikes Segway Brasil Fabrica e comercializa o veículo elétrico Segwa para locomoção pessoal SENSE ELECTRIC BIKE Fabrica e comercializa bicicletas elétricas Veículos Jacto Verde Bike Elétricas Fabrica e comercializa veículos elétricos destinados ao uso comercial Bicicletas Fabrica e comercializa bicicletas elétricas VO2 Veículos Elétricos Fabrica e comercializa veículos elétricos destinados ao uso comercial ZoomCar Fabrica, vende e aluga veículos elétricos aplicados em vários segmentos Fonte: Elaboração própria (2015). 3.3.2. O Papel das Associações No Brasil, foram criadas associações e organizações privadas para dar suporte a indústria automobilística nacional em seus diversos aspectos. Dentre o rol destas instituições, algumas vêm direcionando esforços para o segmento dos veículos elétricos. A Tabela 8 identifica as associações que possuem correspondência, direta ou indireta, com o veículo elétrico bem como as descreve48. Tabela 8 - Organizações de promoção ao veículo elétrico no Brasil Instituição Associação Brasileira do Veículo Elétrico- ABVE Descrição Fundada em 2006, a Associação Brasileira do Veículo Elétrico é uma associação civil de direito privado sem fins lucrativos. O objetivo principal da ABVE é promover a ampla utilização de veículos elétricos no país. A ABVE destaca-se por desenvolver programas de informação. Para isso, participa e promove estudos e pesquisas em tecnologia veicular elétrica. Também realiza parcerias junto às autoridades, entidades empresariais, indústrias, aos responsáveis pela formulação e aprovação de leis e regulamentos e aos potenciais usuários. Busca impulsionar a cadeia produtiva local para o segmento bem como auxiliar na tomada de decisões. 48 A descrição foi elaborada a partir de dados obtidos junto às referidas entidades. 80 Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos AutomotoresANFAVEA Instituto Nacional Eficiência EnergéticaINEE de Society of Automobile Engineering BrasilSAE BRASIL Associação Brasileira de Engenharia AutomotivaAEA Fundada em 1956, caracteriza-se como a entidade que reúne as empresas fabricantes de veículos automotores e máquinas agrícolas que estão instaladas no país. Como objetivos, a ANFAVEA busca estudar os temas relacionados a indústria automobilística e seu mercado. Assim, atua na produção e divulgação de estudos a respeito da indústria automobilística e desempenho do setor. A ANFAVEA também coordena e defende os interesses coletivos das empresas associadas. Participa, patrocina e apoia eventos e exposições ligadas à indústria. O INEE é uma organização não governamental sem fins lucrativos fundada em 1992. Seu objetivo é promover o aumento da eficiência na transformação e na utilização de todas as modalidades de energia em benefício da economia, do meio ambiente e da maior segurança quanto ao acesso à energia e bem estar da sociedade. Para isso, dedica-se a estudo, discussão e promoção da eficiência energética, ampliando o campo de conhecimentos sobre as questões relacionadas a eficiência. O INEE também apoia a criação de legislação, normas e regulamentos através da promoção de programas, projetos e eventos. A SAE BRASIL49 é uma associação sem fins lucrativos fundada em 1991. O objetivo principal da associação é de disseminar técnicas e conhecimentos relativos à tecnologia da mobilidade em suas variadas formas: terrestre, marítima e aeroespacial. A AEA é uma sociedade sem fins lucrativos fundada em 1984. Tem como objetivos produzir, orientar e divulgar trabalhos técnicos nos campos da engenharia e tecnologia automobilística. Vem colaborando com órgãos governamentais, ICTs no sentido da elaboração de normas técnicas, regulamentos e demais questões que envolvem a regulação da esfera automobilística no Brasil Fonte: Elaboração própria a partir de ABVE (2014); ANFAVEA (2014); INEE (2014); SAE (2013) e AEA (2014). Estas associações vêm desempenhando um papel importante ao se pensar o veículo elétrico no Brasil. Suas ações estão ocorrendo em várias frentes, das quais podemos destacar a promoção de eventos, congressos, palestras, cursos e parcerias entre os agentes envolvidos com o veículo elétrico no país. Como as ações em curso que devem ser destacadas, primeiramente frisa-se o papel fundamental da ABVE no sentido de organizar o Congresso e Salão Latino Americano de Veículos Elétricos. O Congresso dedica-se à apresentação de palestras e trabalhos acadêmicos que abordam os temas pertinentes a esfera do veículo elétrico no Brasil. Já o Salão reúne as principais empresas do segmento automotivo e elétrico, sejam elas 49 A SAE BRASIL é filiada à SAE International, uma associação com os mesmos fins e objetivos fundada em 1905, nos Estados Unidos (SAE BRASIL, 2014). 81 montadoras e fornecedoras, visando a exposição de seus produtos e soluções para os veículos elétricos. Além do referido evento, a ABVE atua no cadastramento das empresas do segmento dos veículos elétricos que busca formar uma rede integrada de parcerias de negócios entre as empresas. A ABVE também agrega a esfera acadêmica ao passo que também congrega grupos de pesquisa em sua associação e realiza a publicação dos trabalhos acadêmicos produzidos. A Anfavea, por sua vez, apresentou ao Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior em 2013 a proposta de consenso da indústria automobilística para introdução de novas tecnologias de propulsão para os automóveis produzidos e comercializados no país. O documento sugeriu etapas para análise da implementação das novas tecnologias, contemplando a esfera dos veículos elétricos dos seus mais variados tipos. Este documento, bem como outras ações da associação, tiveram um importante papel na formulação da política de incentivos de veículos elétricos híbridos em vigor desde 2014 (ANFAVEA, 2014). Já o INEE vem atuando como um importante interlocutor entre os agentes envolvidos com o veículo elétrico. O Instituto já realizou sete seminários e exposições de veículos elétricos desde 2003. O último, VE2010 – 7° Seminário e Exposição de Veículos Elétricos, foi realizado no Rio de janeiro, no dia 1º de junho de 2010, como parte do Challenge Bibendum 201050.O INEE tomou a iniciativa de criar em 15 de agosto de 2006, a Associação Brasileira de Veículos Elétricos – ABVE. Juntamente com a ABVE, o INEE organizou dois seminários sobre Veículos Elétricos & Rede Elétrica. O último deles, VER2010 – 2°Seminário Veículos Elétricos & Rede Elétrica, aconteceu em 18 de novembro de 2010 no Rio de Janeiro. O INEE disponibiliza todo o seu material para download no próprio website do instituto. A respeito da SAE e AEA, ambas têm se destacado no sentido de realização de palestras, workshops, simpósios e principalmente, no oferecimento de cursos técnicos para a comunidade em geral (AEA, 2014; SAE, 2014). 50 Mais informações, consultar Domingues et al. 2012. 82 3.4. Iniciativas da dimensão das ICTs No Brasil, os Institutos de Ciência e Tecnologia, sejam eles da esfera estadual quanto federal, possuem papel fundamental na geração do conhecimento científico e tecnológico. As empresas por sua vez, podem vir a realizar parcerias com estes institutos visando maximizar suas atividades relacionas à P&D. Dentre as oportunidades em aberto para as parcerias destacam-se a fonte complementar de fomento à inovação tecnológica, a associação de conhecimentos complementares, a promoção de pesquisas aplicadas, o compartilhamento de recursos, e a diminuição de riscos e recrutamento de recursos humanos capacitados (MAZON et al. 2013). A partir desta constatação que comprova a relevância das ICTS brasileiras, o objetivo desta seção é identificar e analisar quais são as ICTs e grupos de pesquisa que estão trabalhando com tecnologias do veículo elétrico no Brasil. Primeiramente, a Tabela 9 identifica os grupos de pesquisa encontrados a partir da pesquisa a partir do termo VEÍCULO ELÉTRICO. Tabela 9 - Grupos de pesquisa voltados ao veículo elétrico no Brasil TERMO PESQUISADO: VEÍCULO ELÉTRICO INSTITUIÇÃO Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais CEFET/MG GRUPO Grupo de Pesquisa em Automação e Robótica – GPAIROM Controle, automação e eficiência energética para o ensino Grupo de Pesquisa em Eletrônica de Potência Grupo de Estudos em Eficiência Energética Design para Sustentabilidade Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina - IFSC Instituto Federal Sul-RioGrandense- IFSUL Instituto Nacional de TecnologiaINT Institutos Lactec Pilhas e Baterias Universidade UNITAU de Taubaté- Grupo de Projeto, Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico de Sistemas Mecatrônicos e Automáticos Universidade Estadual Paulista Grupo de Pesquisas em Eletrônica 83 LINHA DE PESQUISA Eficiência Energética Eficiência energética veicular Veículos Elétricos Projeto de Veículo Elétrico com Vistas à Eficiência Energética Transporte e mobilidade sustentável Novas tecnologias de baterias de chumbo-ácido Projeto e controle de Sistemas eletro-mecânicos (inovação tecnológica) Protótipo do veículo VW/saveiro Elétrico com Regeneração de Energia Veículos puramente elétricos Júlio de Mesquita Filho - UNESP de Potência e Qualidade de Energia Universidade Federal de Juiz de NAEP - Núcleo de Automação e Veículos Elétricos Fora- UFJF Eletrônica de Potência Universidade Federal de Minas TESLA - Engenharia de Potência Aplicações veiculares de Gerais- UFMG acionamentos elétricos Universidade Federal de São Smart Grids e Qualidade da Ferramentas de Apoio à Decisão Carlos- UFSCAR Energia Elétrica para Smart Grids e Micro Grids Modelagem, Simulação e Veículos elétricos Controle de Sistemas Dinâmicos TOTAL 10 12 Fonte: Elaboração própria a partir de Diretório de Grupos CNPq (2015). 13 Com base nos dados da Tabela 9, é possível identificar 12 grupos de pesquisa cadastrados junto ao CNPq atuando no Brasil com o veículo elétrico. Na maioria dos casos, cada instituição possui um único grupo de pesquisa bem como uma única linha de pesquisa. A exceção fica para o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina – IFSC e a Universidade Federal de São Carlos- UFSCAR, as quais possuem dois grupos cadastrados e para o Grupo de Projeto, Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico de Sistemas Mecatrônicos e Automáticos (UNITAU) que possui duas linhas de pesquisa. Verifica-se que os grupos de pesquisa estão localizados no eixo sul (IFSC e IFSUL) e sudeste brasileiro (UNESP, UFJF, UFMG, UFSCAR, UNITAU, INT, LACTEC). Predominam as universidades públicas como principais instituições. Os grupos de pesquisa voltados à temática do veículo elétrico vêm aumentando expressivamente nos últimos anos. Ao olhar para a pesquisa similar realizada por Rocco (2010) em 2010, havia 3 grupos de pesquisa cadastrados junto à plataforma que trabalhavam com a temática do veículo elétrico. Ou seja, verifica-se um salto da ordem de quatro vezes entre 2010 (três grupos) e 2015 (12 grupos). A respeito das tecnologias principais que compõem um veículo elétrico, a Tabela 10 evidencia quais são os grupos de pesquisa que estão trabalhando com (1) motores elétricos; (2) baterias; (3) controladores elétricos e (4) conversores híbridos. 84 Tabela 10 - Grupos de pesquisa voltados às tecnologias dos veículos elétricos no Brasil TERMO PESQUISADO: MOTOR ELÉTRICO INSTITUIÇÃO Centro de Pesquisas de Energia Elétrica Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas GeraisCEFET Universidade do Estado do Rio de Janeiro- UERJ Universidade do Oeste de Santa Catarina- Unoesc Universidade Federal de GoiásUFG Universidade Federal de Minas Gerais- UFMG GRUPO LINHA DE PESQUISA Metalurgia Materiais Ferromagnéticos para Motores Elétricos Grupo de Estudos em Energia Controle com alto desempenho de máquinas elétricas e acionamentos Eletrônica Automação de Potência e Acionamento eletrônico de motores elétricos Engenharia e Meio Ambiente Máquinas Elétricas e Sistemas Elétricos de Potência Núcleo de Estudo e Pesquisa em Processamento da Energia e Qualidade Grupo de Pesquisa em Engenharia Mecânica Grupo de Otimização e Projeto Assistidos por Computador Acionamentos Elétricos Motores e Máquinas Elétricas Aplicações de PAC: Projeto de Dispositivos Eletromagnéticos Compatibilidade Eletromagnética TESLA - Engenharia de Potência Projeto de Motores Elétricos Universidade Federal de Santa Catarina- UFSC Universidade Federal de Uberlândia- UFU Universidade Federal do Grande do UFRGS Rio Sul- Grupo de Concepção e Análise de Dispositivos Eletromagnéticos - GRUCAD Núcleo de Pesquisa e Extensão em Energias Alternativas NQEE - Núcleo de Qualidade da Energia Elétrica Grupo de Desenvolvimento em Energias Renováveis GMCE Grupo Multidisciplinar do Carro Elétrico Grupo de Desenvolvimento em Energias Renováveis Acionamento de Motores Elétricos Acionamentos elétricos aplicados ao meio rural. Simulação experimental da dinâmica de uma turbina eólica por meio de um motor Aplicação do processo de metalurgia do pó no desenvolvimento de núcleos maciços de máquinas elétricas Desenvolvimento de Motores Elétricos Desenvolvimento de um motor com núcleo do estator a partir de metalurgia do pó para funcionamento em altas frequências Máquinas elétricas Laboratório de Máquinas Elétricas, Acionamentos e Energia (LMEAE) GMCE Grupo Multidisciplinar Metodologia de Projeto Aplicada a Engenharia do Carro Elétrico Automotiva TERMO PESQUISADO: BATERIA INSTITUIÇÃO Institutos Lactec GRUPO LINHA DE PESQUISA Pilhas e Baterias Cinética de Carga/Descarga em Acumuladores de Energia 85 Construção e Dimensionamentos de Protótipo de Acumuladores de Energia Desenvolvimento de Processos de Carga Rápida em Acumuladores de Energia Eletroquímica de Pilhas Estudo do funcionamento de acumuladores de energia e de seus Impedância eletroquímica Novas tecnologias de baterias de chumbo-ácido Universidade de São Paulo- USP Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho- UNESP Universidade Federal de Juiz de Fora- UFJF Grupo de Eletroquimica NAEP - Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência Aplicações de Eletrônica de Potência em Sistemas de Energia Veículos Elétricos Universidade Federal de Pernambuco- UFP Universidade Federal de São Carlos-UFSCAR Grupo de Eletroquímica Baterias Laboratório de Pesquisas em Eletroquímica Baterias de lítio Universidade Federal do Amazonas- UFAM Universidade Federal do Espírito Santo- UFES Universidade Federal do Rio de Janeiro- UFRJ Universidade Federal do Rio Grande do SulUFRGS Estudo e Pesquisa Eletroquímica e Energia INSTITUIÇÃO Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Universidade Estadual Paulista Júlio de MesquitaUNESP Universidade Federal da Paraíba- Grupo de Pesquisas em Eletrônica de Potência e Qualidade de Energia em Conversão e armazenamento eletroquímico de energia Veículos puramente elétricos Eletroquímica ambiental Eletrossíntese e caracterização de polímeros condutores Pesquisa em Armazenamento de Energia Pesquisa em Células a Combustível e Baterias Físico-Química Baterias Grupo de Materiais Condutores e Energia Desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos de junção sólida Grupo de Desenvolvimento em Energias Renováveis ELETRODOS POROSOS OBTIDOS ATRAVÉS DE METALURGIA DO PÓ PARA APLICAÇÃO GMCE Grupo Multidisciplinar Metodologia de Projeto Aplicada a Engenharia do Carro Elétrico Automotiva TERMO PESQUISADO: CONTROLADOR ELÉTRICO GRUPO LINHA DE PESQUISA Grupo de Pesquisa em Eletrônica de Potência Veículos Elétricos Controladores Flexíveis FACTS: Modelagem, Análise de Desempenho e Aplicações em Sistemas Grupo de Sistemas Elétricos de Potência – GSEP Controladores Flexíveis - FACTS: Modelagem, Análise do Desempenho e Geração Distribuída e Microrredes de Energia Elétrica Dinâmica e Controle de Sistemas de Energia Elétrica 86 UFPB Universidade Federal de Santa Catarina- UFSC Universidade Federal de São Carlos- UFSCAR Grupo de Sistemas de Potência Dinâmica e Controle de Sistemas de Potência Modelagem, Simulação e Controle de Sistemas Dinâmicos Veículos elétricos TERMO PESQUISADO: CONVERSOR HÍBRIDO Instituição Universidade Federal de Santa Catarina- UFSC Universidade Federal de Uberlândia- UFU Universidade Federal do CearáUFC Grupo LINHA DE PESQUISA INEP - Instituto de Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência Núcleo de pesquisa em eletrônica de potência – NUPEP Retificadores Híbridos Trifásicos e Monofásicos Grupo de Processamento Energia e Controle - GPEC Conversores Multiníveis de Fonte: Elaboração própria a partir do Diretório de Grupos CNPq (2015) Os grupos e linhas de pesquisa destacados pelas tabelas apresentadas demonstram que o país vem dispensando esforços em prol da criação de uma base tecnológica para o veículo elétrico, bem como, na linha de formação de recursos humanos qualificados. Mazon et al (2013) argumenta que as ICTs brasileira vêm desempenhando um papel importante ao olhar para P&D local de tecnologias dos veículos elétricos: “Constata-se que o esforço de pesquisa no desenvolvimento local de tecnologias ligadas aos veículos elétricos (híbrido, híbrido Plug-in ou veículo elétrico “puro”), seja a partir da análise da Rede SIBRATEC, seja a partir da base de Grupos de Pesquisa do CNPq, ainda é predominantemente realizado por ICTs públicas” (MAZON et al., 2013, p.10). Porém, ao olhar para as patentes registradas no INPI (Instituto Nacional de Propriedade Intelectual), sobre tecnologias correlatas ao veículo elétrico no Brasil nota-se que em termos de resultados concretos, o papel desempenhado pelas ICTs ainda é pouco expressivo. No período entre 1995-2014, foram identificadas 161 patentes publicadas no INPI que abordam as tecnologias dos veículos elétricos. Deste total, 20 patentes foram desenvolvidas no Brasil e apenas duas patentes pertencem às ICTs, sendo uma da UNICAMP e a outra da UFRJ. Apesar do salto em termos de grupos de pesquisa atuando 87 no Brasil, a análise de patentes fornece pistas da pequena participação das ICTs frente ao desenvolvimento tecnológico de ponta ligado ao veículo elétrico no Brasil. As dimensões – tipo de tecnologia e interação com empresas – também não nos permitem afirmar que as ações desenvolvidas pelos grupos de pesquisa sejam conjuntas e alinhadas. Pelo contrário, os resultados fornecem pistas de que as pesquisas estão ocorrendo isoladamente, sem coordenação ou alinhamento geral e com pouco relacionamento com a iniciativa privada. Considerações Finais Este terceiro capítulo se propôs a analisar qual está sendo o posicionamento do Brasil frente a este novo contexto da indústria automobilística por meio da identificação e análise das ações em curso no país. Para isso, com o apoio da teoria sobre SSI, foram analisadas as ações vindas de três esferas: 1) Estado; 2) Empresas e 3) Institutos de Ciência e Tecnologia. Da perspectiva do Estado, notou-se que prevalecem os instrumentos de technologypush em detrimento dos instrumentos de demand-pull. Foi possível observar um dispêndio de recursos para a P&D de tecnologias exemplificadas pelas ações em prol da capacitação de recursos humanos; ao financiamento de projetos de pesquisa; pela Rede Sibratec operada pela FINEP; e pelas linhas de financiamento do BNDES. Por outro lado, nota-se que a política vigente direcionada à promoção do mercado do veículo elétrico incorporada ao Inovar Auto, caracterizada pela isenção de tributos para os proprietários destes veículos, é pontual e direcionada somente aos veículos elétricos do tipo híbrido. Conclui-se ainda que não há um nítido apoio às tecnologias que estão ligadas ao veículo elétrico no Brasil da parte do Estado. Ao contrário, há praticamente uma lacuna de política pública que busque condicionar, estimular e orientar a produção de veículos elétricos no país. Os incentivos e políticas públicas encontradas que estão em andamento no Brasil são pontuais e são voltadas à promoção de desenvolvimentos incrementais de tecnologia e aperfeiçoamento de pessoal. Encontram-se iniciativas isoladas praticadas pela gestão pública e em determinados Ministérios, porém sem a robustez e a coordenação 88 necessárias para consolidar o mercado de produção e consumo de veículos elétricos no Brasil. Da perspectiva das empresas, identificam-se ações vindas das montadoras de veículos e de associações de suporte. No seio das montadoras, observa-se um movimento gradual no sentido de introdução de modelos de veículos elétricos no país. Este movimento está ocorrendo, principalmente, por meio de contratos de empréstimos e parcerias entre as montadoras de veículos elétricos com outras empresas, que busquem incorporar em suas frotas comerciais veículos elétricos, bem como contratos com a administração pública de cidades brasileiras localizadas principalmente no sul e sudeste do país. Outros contratos que envolvem as montadoras estão ocorrendo juntamente com empresas do setor energético, as quais estão buscando seu alinhamento junto a oportunidade de introdução dos veículos elétricos. Algumas montadoras já estão com vendas oficiais de veículos elétricos no país para uso particular, porém foram poucos modelos vendidos até o término de 2014, sendo o Toyota PRIUS o modelo com mais vendas acumuladas do segmento, com cerca de 400 unidades vendidas. Ao olhar para perspectiva de produção local dos veículos, nota-se que apenas a Eletra está produzindo veículos elétricos no Brasil. Há perspectivas da BYD iniciar suas atividades produtivas no país em 2015. Sobre as demais montadoras, nenhum posicionamento concreto foi identificado a respeito da produção no país. Foi possível constatar também a atuação de pequenas empresas nacionais e start-ups que estão fabricando outros tipos de veículos elétricos, como bicicletas, scooters e veículos elétricos de uso comerciais. Por outro lado, as associações estão desempenhando um importante papel no sentido de difusão dos aspectos relacionados ao veículo elétrico no Brasil. Anualmente, ocorre no país o Congresso e Salão Latino Americano de Veículos Elétricos, o qual caracteriza-se como o maior evento do segmento no país e se configura como um importante local de encontros e debates entre os diversos atores ligados aos veículos elétricos, de forma a promover parceiras entre as empresas. Foi possível também identificar a atuação das associações frente ao desenho de políticas públicas, como a proposta colocada pela ANFAVEA em prol da introdução dos veículos elétricos no Brasil. Outras 89 associações também possuem papeis relevantes no sentido de popularização da temática dos veículos elétricos por meio de cursos, palestras e exposições. Por fim, notou-se que o número dos grupos de pesquisa atuando junto às ICTs brasileiras vem crescendo gradativamente ao longo dos anos. Sobre as linhas de pesquisa, notou-se que os grupos vêm dispensando esforços em vários frentes e estão contemplando as tecnologias fundamentais que compõem um veículo elétrico, como motores e baterias. Porém, não foi possível identificar parcerias entre montadoras e as ICTs brasileiras. Este dado é comprovado quando se observa a rede Sibratec e as parcerias dos grupos de pesquisa identificados, sendo que nenhuma das grandes montadoras de veículos que possuem fábricas instaladas no Brasil (Volkswagen, GMB, Ford, Fiat, PSA, RenaultNissan, Toyota, Honda) participa da rede do desenvolvimento de novas tecnologias para o veículo elétrico. Ainda, nem parcerias entre os grupos de pesquisa foram observadas ou uma coordenação geral que oriente as pesquisas desenvolvidas no país. Este panorama das ICTs reflete a baixa participação desta esfera frente ao desenvolvimento tecnológico dos veículos elétricos, onde somente duas patentes dentre as 20 desenvolvidas no Brasil são desta esfera. Tais incongruências apresentadas refletem o panorama atual de baixa expressão do mercado dos veículos elétricos no país. De acordo com a ANFAVEA (2014), em 2014 foram licenciados 855 veículos elétricos no Brasil, entre as variáveis híbrida e a bateria, o que representa cerca de 0,0003% em relação à frota total de veículos licenciados para o mesmo ano. De acordo com ABVE (2014) existem aproximadamente quatro mil veículos elétricos em circulação no país. Mesmo que as vendas de veículos elétricos sejam exíguas, conforme atestado acima, deve-se destacar que o segmento vem avançando gradativamente. Isto é comprovado ao observar o salto representativo dos licenciamentos dos veículos elétricos no Brasil, haja visto que em 2014 foram 855, em 2013 foram 491 e em 2012 foram 11751 (ABVE, 2014). 51 Não foram encontrados dados a respeito dos anos anteriores a 2012. 90 CONCLUSÃO Esta dissertação buscou investigar, descrever e analisar a trajetória histórica, tecnológica e de mercado do veículo elétrico. As informações levantadas e analisadas nos três capítulos proporcionaram uma ampla visão acerca da trajetória do veículo elétrico, bem como da tecnologia empregada para o desenvolvimento desse e sua atual participação no mercado de alguns países que se destacam pelo incentivo a essa tecnologia alternativa; no caso específico do Brasil, de como e onde esse tipo de incentivo ao veículo elétrico é perceptível. Por meio da construção da trajetória histórica, esboçada no primeiro capítulo, podese traçar um panorama do progresso do veículo elétrico, por meio do desenvolvimento de novas tecnologias associadas, como exemplo: ao motor a vapor, elétrico e a combustão interna. Sendo que estas acarretaram uma acirrada competição a qual levou ao fortalecimento e investimento do motor a combustão interna a ponto de configurar um lock in tecnológico associado a esta trajetória tecnológica. Porém, ao mesmo tempo que o motor a combustão interna se consolidou, por meio das grandes empresas petrolíferas e os baixos custos de acordo com a funcionalidade deste, o setor elétrico, por sua vez, continuou a ser desenvolvido no decorrer das décadas e veio a contribuir para o rápido desenvolvimento dos veículos elétricos já no século XXI, haja vista a transferência tecnológica intersetorial entre o setor elétrico/eletrônico com o setor mecânico. Esse cenário acima descrito atesta as profundas transformações ocorridas a partir da década de 1970 por um conjunto restrito de países, principalmente os Estados Unidos, Japão e França. Isto se deu frente aos questionamentos acoplados a razões externas da esfera da tecnologia, como da agenda ambiental, a problemática da qualidade do ar e seus efeitos à saúde pública e o aumento gradual dos combustíveis fósseis. Estas demandas contribuíram para a retomada do projeto do veículo elétrico ainda na década de 1970. Ao término do século XX, porém, não havia sinais claros de que o veículo elétrico poderia se tornar (novamente) uma alternativa promissora e se configurar como um 91 caminho a ser traçado pela indústria global. Este quadro passou a dar pistas de mudanças a partir do século XXI. Tanto que os estímulos para a retomada dos veículos elétricos vieram principalmente da esfera pública, pelos instrumentos de regulação que foram traduzidos em políticas de oferta (estímulo à P&D de novas tecnologias) e em políticas de demandas (subsídios de compra e reserva de mercado). Acrescenta-se aos fatos mencionados, baseado em um referencial diversificado e apresentado no segundo capítulo, a identificação de três configurações tecnológicas promissoras dos veículos elétricos, sendo: a bateria, híbridos e, mais recentemente, a células a combustível. Foi visto que não há uma configuração perfeita de veículo elétrico, uma vez que a existência desses três tipos referenciados está intrinsecamente ligada às apostas que cada país, por meio de sua indústria automobilística, vem dedicando ao segmento. Com isso, as apostas identificadas no decorrer envolvem o cenário da progressão, da diversificação e da ruptura de acordo com o cenário industrial ao qual se dá seguimento. Dessa forma, percorre-se um espaço de tempo iniciado em 1885 e que se evidenciou entre o final do século XX e começo do XXI sendo assim possível de identificar algumas barreiras e desafios que persistem para o segmento. As principais referem-se à ausência de rota tecnológica definida para a produção de componentes e veículos. Ao mesmo tempo, desafios que envolvem a viabilidade comercial dos veículos elétricos devido ao processo de aceitação por parte dos consumidores, bem como da consolidação de uma rede de abastecimentos (composta pelos eletropostos) e dos custos iniciais elevados de produção que acabam por encarecer os veículos elétricos frente aos veículos tradicionais. Porém, ficou nítido que tais barreiras estão sendo trabalhadas sistematicamente por meio do desenvolvimento da tecnologia dos veículos elétricos. Por meio dos dados sobre patentes de veículos elétricos, foi possível observar a evolução das publicações de patentes de veículos elétricos, acentuada principalmente a partir de 2005. É preciso assinalar que o mesmo grupo de países que dispensaram esforços em prol do veículo elétrico na década de 1970 (Estados Unidos, Japão e França) acabaram por auferir a vanguarda tecnológica e de 92 mercado do segmento no século XXI. No rol dos maiores patenteadores, notou-se a predominância de empresas cuja origem do capital é japonês e estadunidense. Ao passo também que foi possível observar a ascensão de novos entrantes no segmento, como as empresas de origem coreana e chinesa com participações nas patentes de tecnologias dos veículos elétricos. Além disso, foi observado o aparecimento de empresas oriundas do setor elétrico e eletrônico como patenteadoras de tecnologias do segmento automotivo. Estes movimentos sinalizam uma possível reestruturação da indústria automobilística global, com a ascensão de novos atores e que ocupam posição de destaque neste cenário. Assim, por meio da estrutura apresentada considera-se que o veículo elétrico incorpora uma gama de tecnologias que são substancialmente diferentes em relação aos veículos convencionais, que vão desde seu insumo energético até componentes mais sofisticados. E que a necessidade de política pública para o progresso do setor é de fundamental importância. Estas constatações que sublinham a retomada dos veículos elétricos nos últimos anos, seja no sentido do avanço de mercado, seja no desenvolvimento da tecnologia, ajudam a validar a hipótese desta dissertação, de que o segmento dos veículos elétricos aparece como uma opção promissora ao se pensar no futuro e nas novas demandas para a indústria automobilística global. Transpondo essa discussão para o contexto brasileiro, ao olhar para a indústria automobilística nacional, notou-se que o Brasil possui os atores (empresas, órgãos governamentais e instituições públicas de pesquisa) e as condições (mercado automobilístico consolidado e know-how) necessários para a formação de um complexo automobilístico voltado aos veículos elétricos, mas que há um completo descolamento entre essas diferentes esferas, bem como incentivos e políticas governamentais pontuais e pouco significativas. Porém o segmento dos veículos elétricos, em função de seu estágio de desenvolvimento, seja ele tecnológico ou de mercado, se configura como uma janela de oportunidades em aberto para o Brasil desenvolver competências e vir a ocupar uma 93 posição relevante neste mercado, seja em termos da produção dos veículos, seja em relação ao design e P&D. Ainda que tais iniciativas possam favorecer a criação de competências específicas para o veículo elétrico, elas se mostram pouco efetivas para criar as condições que permitam o Brasil ocupar posição de destaque neste mercado. A menos que se projete um rol de políticas claras e bem direcionadas de apoio e suporte ao desenvolvimento de tecnologias locais destinadas ao veículo elétrico, pouco avanço será conquistado neste campo tecnológico. 94 REFERÊNCIAS ABVE - Associação Brasileira do Veículo Elétrico. O que é um veículo elétrico?. Disponível em: < http://www.abve.org.br/PF/ExibePF.asp?codigo=0001>. 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O que a organização faz atualmente em termos de Veículo Elétrico? 2.2. O que pretende fazer? 2.3. Quais são os principais entraves/barreiras? 2.4. A organização está dispensando esforços para pesquisa, desenvolvimento, produção e comercialização de VEs no Brasil? 2.5. Quais competências a organização possui no país para o segmento? Quais poderiam ser desenvolvidas? 2.6. É possível cogitar possíveis rotas técnicas e tecnologias vencedoras no atual contexto de indefinições e desafios tecnológicos? BLOCO 3- Aspectos de mercado 3. Mercado 3.1. Quais são as perspectivas para o mercado de VEs no Brasil? 3.2. E as perspectivas para a P&D? 3.3. Como se daria a inserção dos VEs no Brasil ? 3.4. A organização privilegia qual tipo de VE no momento e em qual mercado? 3.5. A organização aposta em um cenário de transição e diversificação (veículos híbridos/ plug-in)? Ou está engajada em desenvolver veículos que rompem com o atual paradigma (veículos elétricos puros/ células a combustível) ? 3.6. Quais são as principais barreiras para a formação de um mercado de veículos elétricos no Brasil? Qual é a percepção da organização em relação as políticas públicas e incentivos governamentais vigentes para a promoção dos VEs no Brasil? 105 106