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Proposta de programas prioritários Rota 2030
Linha de atuação V: estímulo à produção de novas tecnologias
relacionadas a biocombustíveis, segurança veicular e propulsão
alternativa à combustão
Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa
CONFAP
Abril de 2019
SUMÁRIO
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PROPOSTA DE PROGRAMA LINHA V – estímulo à produção de novas tecnologias relacionadas a biocombustíveis, segurança veicular e propulsão alternativa à combustão ........................................................................................................................... 3
1. Nome do Programa:.................................................................................................. 3
2. Captação pretendida (R$): ........................................................................................ 3
3. Público Alvo: ............................................................................................................. 3
4. Prazo de Vigência: .................................................................................................... 3
5. Objetivos Gerais: ...................................................................................................... 3
6. Objetivos Específicos ................................................................................................ 4
7. Linhas de Atuação .................................................................................................... 4
8. Plano de Execução (apresentar metodologia de intervenção e cronograma): ........... 4
9. Resultados Esperados: ............................................................................................. 5
10. Metas e Indicadores de Acompanhamento: ............................................................ 6
11. Contrapartidas da Coordenadora: ........................................................................... 6
ANEXO I – Temas Estratégicos (ref. Proposta Linha V) ........................................................ 7
ANEXO II – Temas Estratégicos (ref. Proposta Linha V) ..................................................... 10
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PROPOSTA DE PROGRAMA LINHA V – estímulo à produção de novas tecnologias relacionadas a biocombustíveis, segurança
veicular e propulsão alternativa à combustão
INSTITUIÇÃO PROPONENTE (COORDENADORA)
Nome: Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa Nome Empresarial: CONFAP CNPJ: 08.263.930/0001-40 Natureza Jurídica: Associação Civil de Direito Privado, com personalidade jurídica própria, sem fins lucrativos, com autonomia administrativa, financeira e patrimonial. Endereço: SHS Q6 Bloco E Sala 1115 Brasil 21 Asa Sul – Brasília – DF CEP 70322-915 Pessoa para contato: Evaldo Ferreira Vilela (Presidente) (31) 99923-7383 – [email protected] ou [email protected]
PROGRAMA PRIORITÁRIO
1. Nome do Programa: Estímulo à produção de novas tecnologias relacionadas a biocombustíveis,
segurança veicular e propulsão alternativa à combustão
2. Captação pretendida (R$): 40.000.000,00 (quarenta milhões) Estimativa de gasto de R$20.000.000,00 (vinte milhões de reais) para
desenvolvimento de subprograma em biocombustíveis; R$10.000.000,00 (dez milhões de reais) para subprograma de propulsão alternativa à combustão e R$10.000.000,00 (dez milhões de reais) para subprograma de segurança veicular.
3. Público Alvo:
Montadoras, sistemistas, ferramentarias e demais fornecedores da cadeia automotiva (desenvolvimento, produção, manutenção, reparação)
4. Prazo de Vigência:
5 (cinco) anos
5. Objetivos Gerais: 1) Estabelecer um portfólio de projetos que permita associar projetos prioritários
de pesquisa, desenvolvimento e aplicação de tecnologias inovadoras em propulsão de veículos (leves, médios e pesados) e de maquinários (agrícolas e industriais) não baseadas exclusivamente em motores de combustão interna e o impacto dessas tecnologias na estratégia energética nacional.
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2) Estabelecer um portfólio de projetos que permita associar projetos prioritários de pesquisa, desenvolvimento e aplicação de tecnologias inovadoras que propicie o uso energeticamente eficiente de biocombustíveis aplicados a veículos (leves, médios e pesados) e maquinários (agrícolas e industriais).
6. Objetivos Específicos 1) Prover ambiente integrado de execução dos projetos de pesquisa a serem
elaborados; 2) Fomentar o intercâmbio do setor de P&D nacional com empresas nacionais e
internacionais no setor de tecnologia; 3) Fomentar a cooperação em pesquisa entre Universidades, Institutos
Tecnológicos e empresas; 4) Estabelecer metas específicas para cada projeto a ser lançado no programa
relacionadas aos itens abaixo de forma a propiciar acompanhamento e avaliação de seus impactos:
a. Avaliação das alternativas tecnológicas – existentes ou em desenvolvimento – de propulsão não baseadas exclusivamente em motores de combustão interna em ambiente nacional, bem como desenvolvimento de alternativas técnica e economicamente atrativas para cenário nacional;
b. Avaliação de impacto de sistemas de reabastecimento/recarga de armazenadores de energia na cadeia de produção, transmissão e distribuição de energia nacionais, bem como desenvolvimento de alternativas técnica e economicamente atrativas para cenário nacional;
c. Aumento do impacto de tecnologias desenvolvidas na cadeia de produção / fornecimento nacionais;
d. Desenvolvimento de recursos humanos associados; e. Desenvolvimento de infraestrutura laboratorial associada;
7. Linhas de Atuação
O Programa terá dois focos principais: um primeiro em tecnologias relacionadas a sistemas não exclusivamente baseados em motores de combustão interna; um segundo com foco em novas tecnologias relacionadas a biocombustíveis. Os temas específicos das chamadas estarão pautados nas agendas de pesquisa sugeridas nos Workshop promovidos pela AEA – Associação Brasileira de Engenharia Automotiva, conforme os sumários anexos a este documento, bem como em consulta pública preliminar à chamada para validar os temas de pesquisa propostos.
8. Plano de Execução (apresentar metodologia de intervenção e cronograma):
O Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa (CONFAP) é uma organização sem fins lucrativos, que tem por objetivo promover uma melhor articulação dos interesses das agências estaduais de fomento à pesquisa científica, tecnológica e de inovação no Brasil. Criado em 28 de abril de 2006, congrega 26 Fundações de Amparo à Pesquisa (FAPs), e trabalha como parte ativa do Sistema Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação, com foco na descentralização das ações e na integração e articulação das instâncias regionais com as políticas nacionais.
O CONFAP também busca estimular a geração do conhecimento e da inovação tecnológica e o estímulo à ampliação de parcerias regulares das FAPs com agências
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nacionais e internacionais de fomento e incentivo ao desenvolvimento de CT&I, bem como parcerias com o setor empresarial.
O CONFAP irá estruturar o Programa de Uso Eficiente de Biocombustíveis através da mobilização das Fundações de Amparo Estaduais associadas, que, em conjunto, possuem uma larga experiência na gestão do fomento ao desenvolvimento científico e tecnológico do país.
A linha principal de atuação das FAPs será a de pesquisa colaborativa entre empresas e ICTS, a exemplo do Programa de Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE) da FAPESP, em vigência a mais de vinte anos, ou do Programa de Apoio à Inovação Tecnológica e do Auxílio ao Desenvolvimento e à Inovação Tecnológica da FAPERJ, bem como o Programa TECNOVA, desenvolvido pela FAPEMIG, entre outros programas congêneres desenvolvidos por outras FAPs. Estes instrumentos serão operados ao nível nacional, com apoio das FAPs estaduais, dentro de uma única metodologia e um único calendário, podendo contemplar, para cada projeto singular, equipes de pesquisadores de ICTs e empresas de vários estados.
A ideia é repetir o sucesso de pesquisas realizadas em universidades ou institutos de pesquisa em colaboração com empresas e com financiamento conjunto das FAPs e das empresas parceiras,
A metodologia adotada será a de lançamento de chamadas públicas, dentro da temática definida no Programa de produção de novas tecnologias relacionadas a biocombustíveis, segurança veicular e propulsão alternativa à combustão. O escopo preliminar de cada chamada será submetido à consulta pública, para manifestação das empresas e das ICTs interessadas, de forma a que as chamadas sejam o máximo possível aderentes às prioridades do país. O julgamento das propostas apresentadas será realizado por equipe de pesquisadores seniores e representantes das empresas do setor, sempre condicionado ao princípio de não incidir em conflito de interesses.
A governança do Programa será realizada por um Comitê Gestor formado por 5 (cinco) pesquisadores seniores com atuação nas áreas de pesquisa das Chamadas Públicas, representando 5 (cinco) diferentes FAPs.
O cronograma de execução do Programa será o seguinte:
9. Resultados Esperados:
1) Definição e desenvolvimento de alternativa(s) tecnológica(s) de propulsão não baseada(s) exclusivamente em motores de combustão interna técnica e economicamente atrativas para cenário nacional. Indicação das necessidades e impactos nos sistemas de produção, transmissão e distribuição de energia nacionais;
2) Indicação de modelo e estratégia produtivos de equipamentos e subsistemas visando mercado internacional (exportação de bens e serviços). Aumento do
Atividade 1S 2019 2S 2019 1S 2020 2S 2020 1S 2021 2S 2022 1S 2023 2S 2023 1S 2024 2S 2024
Concepção e consulta prévia das chamadas
1a. Chamada pública - período para submissão de propostas
1a. Chamada: julgamento e contratação
Execução dos projetos da 1a. Chamada
2a. Chamada pública - período para submissão de propostas
2a. Chamada: julgamento e contratação
Execução dos projetos da 2a. Chamada
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impacto de tecnologias desenvolvidas/escolhidas na cadeia de produção / fornecimento nacionais;
3) Desenvolvimento de recursos humanos associados; 4) Desenvolvimento de infraestrutura laboratorial associada; 5) Capacitação tecnológica das empresas do setor; 6) Desenvolvimento de competências científicas e tecnológicas nas ICT.
10. Metas e Indicadores de Acompanhamento: As metas e os indicadores de acompanhamento serão os seguintes:
A sistemática de acompanhamento também contempla a produção de relatórios
trimestrais de acompanhamento do programa e de cada projeto selecionado, bem como prestação de contas semestrais e a realização de quatro seminários ao longo dos cinco anos, versando dois deles para os projetos selecionados na primeira chamada e dois para os da segunda chamada.
11. Contrapartidas da Coordenadora:
As contrapartidas, financeiras e econômicas, serão definidas no processo de elaboração de cada Edital.
Mantém-se a possibilidade de coparticipação por parte das FAPs.
Chamada
Meta/Resultado Meta Resultado Meta Resultado
Número de Projetos Selecionados 5 5
Número de Tecnologias Alternativas 3 3
Número de ICTs Envolvidas 5 5
Número de Empresas Envolvidas 5 5
1a. Chamada 2a. Chamada
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ANEXO I – Temas Estratégicos (ref. Proposta Linha V)
Sub-Programa: Propulsão Alternativa à Combustão Workshops da AEA – Associação Brasileira de Engenharia Automotiva
Após várias discussões e workshops com representantes do setor produtivo,
academia, instituições de pesquisa e desenvolvimento e associações (1° workshop
em 14/12/2108, 2° workshop em 26/02/19, 3° workshop em 11/03/19 e reunião
adicional em 16/04/2019), vários temas foram elencados como fundamentais para
composição de futuros programas prioritários. A lista a seguir traz os temas
estratégicos sugeridos (afeitos à linha V da portaria #86 de 12/03/2019) com a
motivação e as respectivas áreas de P&D associadas a cada um deles:
1) “Eletrificação e infraestrutura” – desenvolvimento de novas e aplicação de
atuais tecnologias que possam levar a um aumento de eficiência de conversão
energética de veículos e equipamentos que possam utilizar algum nível de
eletrificação ou outros sistemas de propulsão não exclusivamente baseados em
motores de combustão. Análises, estudos e desenvolvimento de tecnologias,
estratégias e sistemas para recarga/reabastecimento de veículos.
Motivação: a tendência mundial de aumento do nível de eletrificação nos veículos
– sejam eles de transporte individual, transporte coletivo ou de carga – muito se
explica pela necessidade de redução da emissão de gases de efeito estufa (GEE)
do setor de transporte, como forma de atingimento da metas estabelecidas no
acordo de Paris (COP 21) do qual o Brasil é um dos signatários, e também por
questões de segurança energética de cada país. No caso específico brasileiro, no
qual parte significativa dos combustíveis fósseis já são substituídos por renováveis
(10% de biodiesel no diesel comercial, 27% de etanol anidro na gasolina e ainda
100% de etanol hidratado) essa redução de emissão de GEE pode ser conseguida
minimizando-se os custos de capital associados à eletrificação. Para que nosso
país possa se beneficiar da vantagem de aumento de eficiência decorrente da
eletrificação sem incorrer em custos exagerados em investimento – tanto para os
equipamentos associados ao veículo quanto aos sistemas de
recarga/reabastecimento e reciclagem/descarte de sistemas – há que se entender
quais são os desafios impostos pela eletrificação e quais as alternativas que
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podem se mostrar viáveis técnica e economicamente para frotas e maquinários
nacionais.
Áreas de estudo / atividades associadas ao tema:
a) avaliações técnico-econômicas de modelos de alternativas tecnológicas de
veículos puramente elétricos e de seus principais componentes: baterias,
sistemas de potência, sistemas de tração, transmissão e regeneração.
Desenvolvimento de tecnologias produtivas nacionais baseadas em
comparações com tecnologias já existentes e comprovadas tecnicamente.
Objetivo indireto: capacitar a cadeia produtiva nacional para eventual produção
local de componentes para eletrificação;
b) desenvolvimento e /ou aplicação de sistemas mild-, micro-, full- e plug-in
hybrids e/ou sistemas elétricos auxiliares de tração e/ou de frenagem
regenerativa destinados a veículos de passeio, transporte coletivo, transporte
de carga e equipamentos agrícolas. Híbridos série, paralelo, mistos. Estratégia
de gerenciamento de potência. Objetivo indireto: avaliação de eficiência efetiva
em uso urbano/rodoviário/misto em condições reais brasileiras de condução,
tanto em veículos leves como em veículos de transporte de cargas e
passageiros, de modo a identificar ciclos típicos de trabalho que viabilizem
economicamente a penetração da eletrificação correspondente;
c) aplicação de sistemas de células combustíveis alimentadas por hidrogênio a
veículos de passeio, ônibus e veículos comerciais leves e pesados. Objetivos
indiretos: avaliação de eficiência efetiva em uso urbano/rodoviário/misto em
condições reais brasileiras de condução, e comparação contra soluções
puramente elétricas. Avaliação de custos de operação e manutenção.
Avaliação e desenvolvimento de modelos de distribuição e reabastecimento de
hidrogênio ou de sua matéria-prima;
d) desenvolvimento e aplicação de acionamento elétrico de acessórios on-
demmand (bombas, compressores, alternadores inteligentes, sistemas de
refrigeração de cargas resfriadas). Objetivos indiretos: avaliação de eficiência
efetiva em uso urbano/rodoviário/misto em condições reais brasileiras de
condução. Fortalecimento da cadeia produtiva nacional de subsistemas;
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e) desenvolvimento e aplicação de acionamentos elétricos para ônibus, máquinas
agrícolas e rodoviárias. Objetivos indiretos: integração de tecnologias
existentes, ou em desenvolvimento, globalmente a equipamentos agrícolas,
tratores, caminhões e ônibus e avaliação de suas aplicabilidades em condições
reais brasileiras de utilização. Fortalecimento da cadeia produtiva nacional de
subsistemas.
f) avaliação de métodos e consolidação de resultados de ciclo de vida (LCA – life
cycle assessment) de emissão de gases de efeito estufa para diferentes
cenários de produção e utilização dos vetores energéticos escolhidos.
Objetivos indiretos: suportar tomadas de decisões governamentais e
internacionais relativas à quantificação de emissões totais decorrentes do uso
dos vários vetores energéticos (do poço à roda / WTW - well to wheel ou do
berço ao túmulo / CTG – cradle to grave)
g) avaliação e desenvolvimento de tecnologia e de modelos operacionais para
reciclagem, reaproveitamento e/ou descarte de sistemas de armazenamento
energéticos (baterias, capacitores, sistemas eletrônicos, etc.).
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ANEXO II – Temas Estratégicos (ref. Proposta Linha V)
Sub-Programa: Biocombustíveis Workshops da AEA – Associação Brasileira de Engenharia Automotiva
Após várias discussões e workshops com representantes do setor produtivo,
academia, instituições de pesquisa e desenvolvimento e associações (1° workshop
em 14/12/2108, 2° workshop em 26/02/19, 3° workshop em 11/03/19 e reunião
adicional em 16/04/2019), vários temas foram elencados como fundamentais para
composição de futuros programas prioritários. A lista a seguir traz os temas
estratégicos sugeridos (afeitos à linha V da portaria #86 de 12/03/2019) com a
motivação e as respectivas áreas de P&D associadas a cada um deles:
2) “Paridade energética etanol x gasohol” – atividades que possam levar a um
aumento de eficiência de conversão energética de veículos flex-fuel ao utilizarem
etanol.
Motivação: historicamente os fabricantes de veículos e de sistemas aplicados ao
trem de força têm recebido demanda do mercado brasileiro pelo aumento de
autonomia de veículos flex fuel quando operando com etanol hidratado. Esse
aumento de autonomia – e de eficiência energética – quando se emprega o etanol
também acarreta uma maior demanda pelo biocombustível, podendo aumentar o
consumo do renovável em detrimento ao do fóssil por questões econômicas (custo
do km rodado). Busca-se com esse tema estimular a realização de projetos
inovadores voltados ao desenvolvimento de tecnologias e/ou
componentes/subsistemas que possibilitem atingimento de eficiência energética
de veículos flex operando com etanol hidratado maior do que aquela obtida quando
utilizem gasohol - superação da relação da paridade energética por unidade de
volume entre E95h (etanol hidratado) e E22 (mistura 22% etanol anidro e 78%
gasolina A).
Áreas de estudo / atividades associadas ao tema:
a) otimização de sistemas de trem de força convencionais (propulsão com
motores a combustão) para eficiência e emissões: sistemas de injeção de
combustível, ignição, escoamentos/sobrealimentação, gerenciamento térmico,
sensores, atuadores e controle, partida a frio. Objetivo indireto: capacitação
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local para testes, simulações computacionais e caracterizações de
componentes visando redução de custos com serviços no exterior;
b) redução de atrito, lubrificação e desgaste: efeitos de diluição de lubrificante,
tratamentos superficiais, coatings. Objetivo indireto: desenvolvimento da
cadeia produtiva nacional para emprego de tecnologias avançadas de
brunimento, recobrimento de superfícies;
c) desenvolvimento de materiais mais adequados para uso com biocombustíveis.
Objetivo indireto: capacitação da cadeia produtiva nacional em
desenvolvimento de materiais, seus processos fabris e de testes/validação;
d) pesquisa e desenvolvimento de processos alternativos de combustão aplicados
a biocombustíveis: lean burn, etanol em motores de alta razão de compressão,
métodos de combustão a baixa temperatura como ignição espontânea de
mistura parcialmente misturada (PPCI), ignição por compressão de carga
homogênea (HCCI), ignição por compressão controlada pela reatividade
(RCCI). Objetivo indireto: avaliação e desenvolvimento de tecnologias
aplicáveis a sistemas de propulsão em desenvolvimento atualmente no mundo,
porém com foco em biocombustíveis.
3) “Bioeletrificação” – desenvolvimento de novas e aplicação de atuais
tecnologias que possam levar a um aumento de eficiência de conversão energética
de veículos e equipamentos que utilizem biocombustíveis com algum nível de
eletrificação.
Motivação: a tendência mundial de aumento do nível de eletrificação nos veículos
– sejam eles de transporte individual, transporte coletivo ou de carga – muito se
explica pela necessidade de redução da emissão de gases de efeito estufa (GEE)
do setor de transporte, como forma de atingimento das metas estabelecidas no
acordo de Paris (COP 21) do qual o Brasil é um dos signatários, e também por
questões de segurança energética de cada país. No caso específico brasileiro, no
qual parte significativa dos combustíveis fósseis já são substituídos por renováveis
(10% de biodiesel no diesel comercial, 27% de etanol anidro na gasolina e ainda
100% de etanol hidratado) essa redução de emissão de GEE pode ser conseguida
minimizando-se os custos de capital associados à eletrificação. Para que nosso
país possa se beneficiar da vantagem de aumento de eficiência decorrente da
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eletrificação sem incorrer em custos exagerados em investimento, há que se
entender quais são os desafios impostos pela eletrificação associada ao uso de
biocombustíveis e quais as alternativas que podem se mostrar viáveis técnica e
economicamente para frotas e maquinários nacionais.
Áreas de estudo / atividades associadas ao tema:
a) aplicação de sistemas mild-, micro- e full-hybrids e/ou sistemas elétricos
auxiliares de tração e/ou de frenagem regenerativa aplicados a veículos flex,
veículos a etanol, biodiesel ou biogás. Objetivo indireto: avaliação de eficiência
efetiva em uso urbano/rodoviário/misto em condições reais brasileiras de
condução, tanto em veículos leves como em veículos de transporte de cargas
e passageiros;
b) aplicação de sistemas de células combustíveis alimentadas por hidrogênio
gerado a partir de reforma de biocombustíveis (etanol ou biometano) a veículos
de passeio, ônibus e veículos comerciais leves e pesados. Objetivos indiretos:
avaliação de eficiência efetiva em uso urbano/rodoviário/misto em condições
reais brasileiras de condução, e comparação contra soluções puramente
elétricas. Avaliação de custos de operação e manutenção;
c) desenvolvimento e aplicação de acionamento elétrico de acessórios on-
demmand (bombas, compressores, alternadores inteligentes). Objetivos
indiretos: avaliação de eficiência efetiva em uso urbano/rodoviário/misto em
condições reais brasileiras de condução. Fortalecimento da cadeia produtiva
nacional de subsistemas;
d) desenvolvimento e aplicação de acionamentos elétricos para máquinas
agrícolas e rodoviárias. Objetivos indiretos: integração de tecnologia existente
mundialmente a equipamentos agrícolas, tratores e caminhões que possam
utilizar biocombustíveis e avaliação das condições reais brasileiras de
utilização. Fortalecimento da cadeia produtiva nacional de subsistemas.
4) “Biocombustíveis para motores de alta eficiência” – estudos, pesquisa e
desenvolvimento biocombustíveis aplicáveis a motores e veículos de alta
eficiência.
Motivação: a redução da emissão de gases de efeito estufa no setor de transporte
pode ser obtida pelo aumento das eficiências de conversão energética em motores
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que já empregam biocombustíveis, pela readequação de combustíveis renováveis
tradicionais (etanol, biogás ou biodiesel) aplicáveis a motores mais carregados ou
pela substituição/conversão de motores que utilizam tradicionalmente
combustíveis fósseis. Nesse sentido, linhas de desenvolvimento e pesquisa
focando adequação de biocombustíveis e/ou substituição de fósseis poderão
promover o uso de fontes renováveis.
Áreas de estudo / atividades associadas ao tema:
a) avaliação do emprego de diferentes teores de hidratação em etanol. Objetivo
indireto: avaliação do potencial de aumento de eficiência em motores de alta
razão de compressão. Avaliação do custo final de produção e consumo do
combustível;
b) impacto do teor de biocombustíveis (biodiesel, HVO, farnesene e outros) no
diesel combustível comercial. Objetivos indiretos: comparação com custo
operacional total (cadeia produtiva nacional de biodiesel e consumo),
comparação de consumo via testes e simulações numéricas, avaliação da
formação de gomas, depósitos em máquinas agrícolas e caminhões;
c) utilização de biometano (gasoso ou liquefeito) em aplicações dual-fuel ou em
substituição total de combustíveis (gasohol ou diesel). Objetivos indiretos:
avaliação de viabilidade técnica e econômica, desenvolvimento de kits de
conversão e desenvolvimento de fornecedores nacionais;
d) avaliação de métodos e consolidação de resultados de ciclo de vida (LCA – life
cycle assessment) de emissão de gases de efeito estufa para diferentes
cenários de produção e uso de biocombustíveis. Objetivos indiretos: suportar
tomadas de decisões governamentais e internacionais relativas à quantificação
de emissões totais decorrentes do uso de biocombustíveis (do poço à roda /
WTW - well to wheel).
