Como a Deep Tech pode impulsionar a sustentabilidade e a lucratividade na manufatura

Os dias de operações que buscavam velocidade, qualidade e eficiência de custo acima de tudo chegaram ao fim. Hoje, os objetivos que os fabricantes devem buscar para garantir a competitividade evoluíram. A sustentabilidade, vista há muito tempo como incompatível com essas metas tradicionais, agora é um imperativo estratégico. Isso levanta uma questão para os fabricantes: Como eles podem tornar os produtos e os processos de produção mais sustentáveis e, ao mesmo tempo, permanecer lucrativos? Há um ecossistema vibrante de empresas que começaram a romper esse dilema com a tecnologia profunda: o uso inovador de tecnologias físicas emergentes possibilitado por tecnologias digitais para resolver problemas de grande escala. À medida que tentam aumentar a lucratividade e a sustentabilidade, é hora de os fabricantes usarem a tecnologia profunda de forma mais ampla e em escala. Uma confluência de fatores está convergindo para tornar isso possível. Em primeiro lugar, a urgência em oferecer sustentabilidade está aumentando, impulsionada por compromissos de zero líquido e demandas das partes interessadas. Em segundo lugar, o apoio financeiro e regulatório para o desenvolvimento de tecnologias verdes nunca foi tão grande. A Lei de Redução da Inflação nos Estados Unidos e o Acordo Verde Europeu na UE são os principais exemplos disso. E, em terceiro lugar, as tecnologias potencialmente transformadoras estão saindo do laboratório e entrando no mundo real, com muitas demonstrando sucesso em escala. Essas dinâmicas mutáveis apresentam oportunidades para os fabricantes, como a criação ou a migração para novos mercados ou a garantia de uma vantagem inicial no enfrentamento da escassez de suprimentos, especialmente para materiais verdes. Para capturar essas oportunidades, romper seus trade-offs e oferecer sustentabilidade, os líderes devem aplicar a tecnologia profunda em seus produtos e processos. Eles também precisarão considerar como colaborar com o ecossistema de inovação, especialmente com empresas de tecnologia profunda mais jovens. A tecnologia profunda pode melhorar o perfil de lucratividade e sustentabilidade dos produtos Com a tecnologia profunda, as empresas de manufatura podem reimaginar a própria essência de seus produtos. Em vez de oferecer aprimoramentos incrementais ou substituições parciais - que geralmente não geram benefícios significativos e podem até ser contraproducentes - é essencial que as empresas considerem atualizações mais fundamentais dos produtos. Os fabricantes podem desenvolver e usar novos materiais que estejam desvinculados das cadeias de suprimentos ou das pegadas ambientais dos materiais antigos. Os materiais biológicos produzidos sinteticamente podem atuar como blocos de construção sustentáveis ou como substitutos de primeira linha. Os segmentos de mercado nos quais um produto manufaturado sustentável se traduz em uma nova reivindicação de produto relevante têm maior probabilidade de comandar um prêmio verde, por exemplo, no espaço de beleza pessoal. Considere a Geno, uma empresa sediada em San Diego que desenvolveu alternativas à base de plantas para o óleo de palma e ingredientes de beleza, limpeza e vestuário de origem fóssil com base em sua plataforma de biologia sintética. A pegada de carbono do óleo de palma baseado em biologia sintética da Geno é até 50% menor do que a dos ingredientes convencionais derivados da palma. Ao oferecer rastreabilidade e reduzir a dependência das cadeias de suprimentos tradicionais de óleo de palma, seu uso também promove a transparência e a resiliência da cadeia de suprimentos. Da mesma forma, a Modern Meadow desenvolveu um colágeno derivado da biologia sintética com efeitos bioativos exclusivos. A Evonik, fornecedora de ingredientes especiais, fez uma parceria com a Modern Meadow para levar esse produto em escala para o setor de cuidados pessoais e cosméticos. A tecnologia profunda pode contribuir para a estabilidade do fornecimento e do preço das matérias-primas, que são fundamentais para um fabricante. A mudança para materiais renováveis ou mais abundantes atende a essas duas necessidades e pode até mesmo encurtar as cadeias de suprimentos, reduzindo a complexidade e a pegada de carbono de sua rede de logística. A Niron Magnetics, por exemplo, desenvolveu e está ampliando a produção de ímãs de alto desempenho. Seus ímãs são feitos de nitrogênio e ferro amplamente abundantes, uma alternativa viável para aliviar a cadeia de suprimentos de metais de terras raras, que se concentra em poucas fontes e é processada em apenas algumas fábricas em todo o mundo. Embora inicialmente voltados para aplicações como sensores ou alto-falantes, esses ímãs poderão em breve contribuir para tornar os motores de veículos elétricos, como os da Tesla, livres de terras raras. Outra maneira de melhorar o perfil de rentabilidade e sustentabilidade é alterar o perfil de desempenho de um produto, por exemplo, prolongando sua vida útil ou conferindo propriedades sustentáveis ao produto que não são possíveis com materiais convencionais. A Basilisk, por exemplo, desenvolveu um tratamento drop-in de base biológica, feito de microrganismos projetados por meio de técnicas de syn-bio, que pode ser misturado à argamassa ou aplicado a estruturas de concreto existentes. Esse sistema de reparo usa microrganismos produtores de calcário para eliminar a necessidade de reparo e manutenção de rachaduras. Dependendo do produto, isso pode reduzir as emissõesde CO2 em 30 a 50% em comparação com o concreto convencional, aumentando a vida útil do concreto e reduzindo a quantidade de aço necessária para o reforço. Se aplicado em escala, isso poderia significar uma redução das emissões globaisde CO2 em mais de 1,5%, já que atualmente mais de 6% das emissões globaisde CO2 são provenientes do concreto. A Deep Tech pode tornar a economia de processos sustentáveis mais atraente Não são apenas os produtos em si que criam restrições, mas também os processos usados para fabricá-los. A Boston Metal reimaginou o processo convencional de fabricação de aço com uso intensivo de carbono, inventando um novo processo eletrolítico e um aparelho associado capaz de funcionar com 100% de eletricidade renovável e sem emitirCO2. A técnica de eletrólise de óxido fundido, possibilitada por novos materiais de eletrodos que podem suportar altas temperaturas e são estáveis na presença de oxigênio, tem o potencial de reduzir a pegada de carbono da indústria siderúrgica, atualmente responsável por até 8% das emissões globais de GEE. A Deep tech pode permitir a inovação nos processos para proporcionar mudanças significativas na eficiência energética. Combinada com novos facilitadores de produção - como a mudança de linhas de montagem lineares para fábricas pequenas e celulares - os fabricantes podem aumentar a flexibilidade, introduzir a opção de fabricação local e fazer a transição para uma rede de produção com menor emissão de carbono. Por exemplo, o fotorreator escalável da Syzygy Plasmonicscombina luz LED e nanopartículas fotocatalíticas para conduzir reações químicas, o que é possível graças à combinação de avanços em materiais arquitetados e inovação em fotônica. Como o reator concentra a energia da luz exatamente onde ela é necessária, as conversões se tornam muito mais eficientes e sustentáveis do que uma reação convencional. Ao eliminar a necessidade de combustão no setor químico com muitas emissões, a Syzygy Plasmonics pretende evitar uma gigatonelada de emissõesde CO2 até 2040. Por fim, os fabricantes podem desenvolver e usar processos totalmente novos, como novas técnicas de manufatura aditiva ou de fermentação de precisão, que permitem a realização de produtos sustentáveis convencionalmente não fabricáveis. Com a tecnologia profunda, os fabricantes podem projetar processos que reduzem o número de transformações que requerem energia, construindo a partir do átomo. A Geno escalou com sucesso sua tecnologia de biologia sintética e sua cadeia de suprimentos baseada em fazendas para lidar com grandes mercados de ingredientes, como o butanodiol (BDO), um produto químico industrial, e o náilon, essencial para as metas de sustentabilidade de seus parceiros de marca, como Unilever, L'Oréal e Lululemon. Os executivos de operações devem procurar incentivos, subsídios e outras oportunidades criadas pelas recentes políticas governamentais. Nos Estados Unidos, somente o IRA cobre US$ 71 bilhões em estímulos para fabricação avançada, instalações industriais e eficiência energética. Crie um ecossistema de inovação A tecnologia profunda opera na interseção de várias tecnologias emergentes, como a biologia sintética e a impressão 3D. A TI aborda questões complexas que atravessam diferentes campos científicos. A TI precisa atender às necessidades reais do mercado, ao mesmo tempo em que exige financiamento significativo e períodos de desenvolvimento prolongados. As empresas tradicionais podem ter dificuldade para navegar nesse cenário em rápida mudança. E poucas, se houver, terão as ferramentas e os recursos para fazer isso sozinhas. Para começar a progredir, os fabricantes devem procurar colaborar com parceiros - por meio de alianças comerciais, incubadoras ou ecossistemas que podem até incluir governos e universidades, por exemplo. Por mais contraintuitivo que possa parecer, as empresas mais jovens de tecnologia profunda e os fabricantes estabelecidos não devem competir, mas sim colaborar. Os fabricantes estabelecidos podem esperar obter acesso a novas tecnologias e conhecimentos específicos que lhes permitam aplicar a tecnologia profunda em seus produtos e processos. Ao estabelecer parcerias com start-ups de deep tech, os fabricantes devem procurar soluções que sejam mais compatíveis com seu domínio e aproveitar os ativos e recursos exclusivos que podem alavancar para criar valor para seus esforços conjuntos. A LanzaTech, empresa de biotecnologia sediada em Chicago, por exemplo, desenvolveu uma tecnologia baseada em micróbios que utiliza gases residuais contendo monóxido de carbono e hidrogênio como matéria-prima para produzir bioetanol. Em parcerias como a da BASF, a maior fabricante de produtos químicos do mundo, a LanzaTech está trabalhando para converter o carbono presente nos gases de exaustão de processos industriais, como a fabricação de aço, em matérias-primas sustentáveis para vários setores. Ao capturar e utilizar o carbono dessa forma, a tecnologia pode ajudar a reduzir as emissões de carbono de muitos fabricantes e cadeias de suprimentos associadas. Assim, a BASF melhora a sustentabilidade do uso de recursos de seus clientes e ajuda a criar demanda para a tecnologia da LanzaTech. Esse exemplo é apenas um entre muitos. Ao procurar colaborar com start-ups de tecnologia profunda, os fabricantes podem considerar parcerias, joint ventures ou abordagens de fusões e aquisições. A estratégia de engajamento ideal e o parceiro adequado dependerão das restrições específicas que um fabricante enfrenta em seu domínio, da necessidade de complementar os recursos internos ausentes e do nível de ambição ou escala desejado. Para alcançar o sucesso comercial ativado pela tecnologia profunda em escala, os fabricantes devem combinar a inovação de seus produtos ou processos com cadeias de valor fundamentalmente diferentes. Nossa ampla pesquisa sobre ecossistemas de negócios mostra que as transformações da cadeia de valor, embora sejam desafiadoras e muitas vezes exijam uma ampla colaboração, desbloquearão um enorme valor. Os fabricantes podem aproveitar seus recursos exclusivos e relacionamentos existentes para influenciar fornecedores e distribuidores a fazer a transição para soluções ou infraestrutura que darão suporte aos novos processos e produtos ou ajudarão a navegar pelo ambiente regulatório. Considere o setor de moda, que é responsável por cerca de 4% das emissões de gases de efeito estufa em todo o mundo. Os esforços de inovação em sustentabilidade, que precisam ser eficazes em todas as complexas cadeias globais de valor da moda, são particularmente desafiadores no atual ambiente econômico. As empresas estão reunindo os riscos por meio da colaboração entre setores em um consórcio como o Fashion for Good. A Fashion for Good estabeleceu um programa de inovação que conecta marcas, varejistas, fabricantes e investidores para desenvolver e dimensionar soluções disruptivas no setor têxtil. Os membros dessa iniciativa que abrange todo o setor estão buscando atingir metas coletivas para realizar mudanças sustentáveis em áreas como materiais, processamento ou fim de uso, mas não conseguem fazer isso individualmente. O grupo lançou, por exemplo, o Projeto de Têxteis de Carbono Renovável, com foco na produção de fibras de polímeros de polihidroxialcanoatos (PHA), que poderiam oferecer uma alternativa sustentável e biodegradável às fibras tradicionais de origem fóssil, com potencial para reduzir significativamente as emissões na cadeia de valor da moda e, ao mesmo tempo, permitir que os fabricantes ajustem as propriedades do tecido. O projeto combina o conhecimento especializado de inovadores como Danimer Scientific, Bio Craft Innovation, Paques Biomaterials, Helian Polymers e Newlight Technologies com outros participantes do setor que testarão as soluções, fornecerão financiamento e ajudarão a dimensionar a solução. Conclusão Os exemplos de empreendimentos e colaborações de deep tech com fabricantes estabelecidos mostram que a deep tech já pode ajudar as empresas a cumprir o paradigma das operações, promovendo uma agenda comum de sustentabilidade sem sacrificar a lucratividade de longo prazo. O verdadeiro desafio não é a tecnologia em si, mas a inércia dos investimentos de capital estabelecidos há muito tempo e as abordagens de fabricação testadas pelo tempo - superar isso não é pouca coisa. Dada a urgência da sustentabilidade, os fabricantes precisam agir de forma rápida e decisiva. Os fabricantes que aproveitam suas capacidades exclusivas e conseguem identificar os modelos de engajamento corretos podem usar a tecnologia profunda como seu principal fator de vantagem competitiva - e agora é a hora de começar.

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Resumo.

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