El ecosistema de movilidad del mañana, con flotas de vehículos autónomos y / o eléctricos, puede requerir un nuevo catálogo de materiales y productos químicos para hacer todo, desde baterías hasta sistemas de propulsión simplificados e interiores personalizables. Para los fabricantes, el futuro de la movilidad significa desafíos y oportunidades.
Introducción: ¿Un nuevo “choque de petróleo”?
Hace cuatro décadas, la industria automotriz vio el papel de los productos químicos y materiales fundamentalmente remodelados, ya que el impacto del petróleo estimuló la necesidad de componentes de menor peso y menor costo. Hoy en día, una nueva serie de tendencias convergentes podría afectar aún más profundamente cómo se fabrican y de qué se fabrican los vehículos . Los vehículos eléctricos, los vehículos autónomos y la movilidad compartida ayudarán a definir el futuro de la movilidad, lo que probablemente generará ganadores y perdedores en el sector de los productos químicos y materiales especializados (Q&ME).
En el pasado, los cambios en el transporte han profundizado muchas de las relaciones entre los fabricantes de equipos originales (FEO) y los proveedores y las compañías de productos químicos. A medida que los avances en materiales permitieron nuevos diseños, la industria de Q&ME ha ampliado su presencia. En EUA, $ 35 mil millones de ventas anuales de la industria química se destinan a vehículos motorizados, la fuente de ingresos más grande de la industria.1
La historia de la movilidad se ha formado y permitido mutuamente por los desarrollos en químicos y ciencia de materiales, y así también podría su futuro. Las regulaciones cambiantes y los avances en las tecnologías de baterías podrían indicar una nueva fase de crecimiento para los vehículos eléctricos, lo que significaría un tren de potencia radicalmente simplificado con menos fluidos y otros productos químicos necesarios. Si bien aún mucho permanece incierto, 2 los vehículos autónomos podrían estar en uso comercial tan pronto como este año, 3 y la tecnología podría, en última instancia, permitir reimaginados interiores de vehículos y nuevos materiales de carrocería para coches que casi nunca se estrellan. Y el cambio continuo hacia la movilidad compartida busca colocar nuevas demandas en los proveedores, ya que los vehículos ven una mayor utilización y especificaciones que son cada vez más dictadas por los operadores de flotas en lugar de los FEOs. La transformación es global, con avances importantes en China, Europa y EUA en particular.
Este artículo explora los desafíos y las oportunidades que el nuevo ecosistema de movilidad podría crear para las compañías de productos químicos y materiales especializados. Aunque el ritmo y la amplitud de estos cambios pueden seguir caminos bien conocidos, también existe la posibilidad muy real de que los cambios sean altamente perturbadores en todo el ecosistema de Q&ME. A la luz de los cambios en el mercado en los requisitos y demanda de materiales, las empresas pueden necesitar crear valor - y parecen tener una oportunidad para conformar activamente esta demanda y co-crear el nuevo paisaje de la movilidad. Es probable que aquellos que simplemente reaccionan se encuentren con una participación cada vez más reducida - y mercantilizada - del mercado de materiales de transporte.
Productos químicos y materiales en el transporte.
Las innovaciones en materiales han permitido durante mucho tiempo avances en la tecnología de transporte, desde navegantes usando brea para impermeabilizar barcos de madera hasta avances metalúrgicos que permiten calderas más seguras para las maquinas de vapor.4 El automóvil moderno puede representar la integración definitiva de materiales y tecnología de transporte - consideremos que casi la mitad del volumen de un automóvil es de varios polímeros y contiene sofisticadas aleaciones metálicas y vidrio templado.5 Nuestro análisis identificó más de tres docenas de clases de materiales distintas, detrás de las cuales se encuentran miles de grados específicos de materiales y cientos de miles de productos individuales (ver figura 1).
Exterior. Una vez el dominio exclusivo del acero, caucho y vidrio, el exterior de la mayoría de los automóviles modernos abarca paneles de carrocería de plásticos y compuestos avanzados, polímeros transparentes de ingeniería en ventanas e iluminación LED, y sistemas de pintura multicapa, así como materiales tradicionales como caucho, vidrio y acero en llantas, parabrisas y bastidores.
Interior. Los materiales sintéticos abarcan casi todas las partes de los automóviles más modernos - ellos incluso suelen recubrir asientos de cuero. Las capas moldeadas del panel de instrumentos ocultan las bolsas de aire, los asientos de espuma sintética pueden garantizar la comodidad y las pantallas táctiles han reemplazado en gran medida a los diales y medidores mecánicos
Bajo el capó. Un automóvil impulsado por un motor de combustión interna todavía contiene piezas de metal forjado junto con fluidos sintéticos, fajas, mangueras, cables y tanques. La amplitud de productos específicos del sector Q&ME suele ser impresionante: caucho natural compuesto, EPDM y otros elastómeros sintéticos, lubricantes de aceite mineral, lubricantes sintéticos como polialfaolefinas, conectores eléctricos de poliamida, conductos y tanques de gasolina de poliolefina, y mucho más.
El resultado de estos diversos componentes es un automóvil típico que contiene más de $ 3,000 en química, que incluye más de 150 kg de plásticos y compuestos de polímeros y más de 123 kg de caucho, textiles y revestimientos.6 En los casi 100 millones de autos y camiones nuevos que los fabricantes de automóviles construyen cada año globalmente 7, el impacto económico se puede medir en cientos de miles de millones de dólares.
¿Pero continuará esa tendencia? La forma total en que se mueven las personas y los bienes está cambiando, y es probable que el nuevo ecosistema de movilidad afecte al sector de productos químicos y materiales tan profundamente como a los fabricantes de automóviles, aseguradoras y proveedores de tecnología.
El futuro de la movilidad.
Una serie de fuerzas tecnológicas y sociales - incluyendo el surgimiento de vehículos conectados, eléctricos y autónomos y las actitudes cambiantes hacia la movilidad - están comenzando a cambiar profundamente la forma en que se mueven las personas y los bienes, afectando a una gran cantidad de industrias. A medida que se desarrollan estas tendencias, anticipamos cuatro estados futuros concurrentes que emergen dentro de un nuevo ecosistema de movilidad, que emana de la intersección de quién es el propietario del vehículo y quién lo maneja (ver figura 2).8
Introducción: ¿Un nuevo “choque de petróleo”?
Hace cuatro décadas, la industria automotriz vio el papel de los productos químicos y materiales fundamentalmente remodelados, ya que el impacto del petróleo estimuló la necesidad de componentes de menor peso y menor costo. Hoy en día, una nueva serie de tendencias convergentes podría afectar aún más profundamente cómo se fabrican y de qué se fabrican los vehículos . Los vehículos eléctricos, los vehículos autónomos y la movilidad compartida ayudarán a definir el futuro de la movilidad, lo que probablemente generará ganadores y perdedores en el sector de los productos químicos y materiales especializados (Q&ME).
En el pasado, los cambios en el transporte han profundizado muchas de las relaciones entre los fabricantes de equipos originales (FEO) y los proveedores y las compañías de productos químicos. A medida que los avances en materiales permitieron nuevos diseños, la industria de Q&ME ha ampliado su presencia. En EUA, $ 35 mil millones de ventas anuales de la industria química se destinan a vehículos motorizados, la fuente de ingresos más grande de la industria.1
La historia de la movilidad se ha formado y permitido mutuamente por los desarrollos en químicos y ciencia de materiales, y así también podría su futuro. Las regulaciones cambiantes y los avances en las tecnologías de baterías podrían indicar una nueva fase de crecimiento para los vehículos eléctricos, lo que significaría un tren de potencia radicalmente simplificado con menos fluidos y otros productos químicos necesarios. Si bien aún mucho permanece incierto, 2 los vehículos autónomos podrían estar en uso comercial tan pronto como este año, 3 y la tecnología podría, en última instancia, permitir reimaginados interiores de vehículos y nuevos materiales de carrocería para coches que casi nunca se estrellan. Y el cambio continuo hacia la movilidad compartida busca colocar nuevas demandas en los proveedores, ya que los vehículos ven una mayor utilización y especificaciones que son cada vez más dictadas por los operadores de flotas en lugar de los FEOs. La transformación es global, con avances importantes en China, Europa y EUA en particular.
Este artículo explora los desafíos y las oportunidades que el nuevo ecosistema de movilidad podría crear para las compañías de productos químicos y materiales especializados. Aunque el ritmo y la amplitud de estos cambios pueden seguir caminos bien conocidos, también existe la posibilidad muy real de que los cambios sean altamente perturbadores en todo el ecosistema de Q&ME. A la luz de los cambios en el mercado en los requisitos y demanda de materiales, las empresas pueden necesitar crear valor - y parecen tener una oportunidad para conformar activamente esta demanda y co-crear el nuevo paisaje de la movilidad. Es probable que aquellos que simplemente reaccionan se encuentren con una participación cada vez más reducida - y mercantilizada - del mercado de materiales de transporte.
Productos químicos y materiales en el transporte.
Las innovaciones en materiales han permitido durante mucho tiempo avances en la tecnología de transporte, desde navegantes usando brea para impermeabilizar barcos de madera hasta avances metalúrgicos que permiten calderas más seguras para las maquinas de vapor.4 El automóvil moderno puede representar la integración definitiva de materiales y tecnología de transporte - consideremos que casi la mitad del volumen de un automóvil es de varios polímeros y contiene sofisticadas aleaciones metálicas y vidrio templado.5 Nuestro análisis identificó más de tres docenas de clases de materiales distintas, detrás de las cuales se encuentran miles de grados específicos de materiales y cientos de miles de productos individuales (ver figura 1).
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| Figura 1. La diversa gama de productos químicos y materiales en un automóvil moderno. |
Interior. Los materiales sintéticos abarcan casi todas las partes de los automóviles más modernos - ellos incluso suelen recubrir asientos de cuero. Las capas moldeadas del panel de instrumentos ocultan las bolsas de aire, los asientos de espuma sintética pueden garantizar la comodidad y las pantallas táctiles han reemplazado en gran medida a los diales y medidores mecánicos
Bajo el capó. Un automóvil impulsado por un motor de combustión interna todavía contiene piezas de metal forjado junto con fluidos sintéticos, fajas, mangueras, cables y tanques. La amplitud de productos específicos del sector Q&ME suele ser impresionante: caucho natural compuesto, EPDM y otros elastómeros sintéticos, lubricantes de aceite mineral, lubricantes sintéticos como polialfaolefinas, conectores eléctricos de poliamida, conductos y tanques de gasolina de poliolefina, y mucho más.
El resultado de estos diversos componentes es un automóvil típico que contiene más de $ 3,000 en química, que incluye más de 150 kg de plásticos y compuestos de polímeros y más de 123 kg de caucho, textiles y revestimientos.6 En los casi 100 millones de autos y camiones nuevos que los fabricantes de automóviles construyen cada año globalmente 7, el impacto económico se puede medir en cientos de miles de millones de dólares.
¿Pero continuará esa tendencia? La forma total en que se mueven las personas y los bienes está cambiando, y es probable que el nuevo ecosistema de movilidad afecte al sector de productos químicos y materiales tan profundamente como a los fabricantes de automóviles, aseguradoras y proveedores de tecnología.
El futuro de la movilidad.
Una serie de fuerzas tecnológicas y sociales - incluyendo el surgimiento de vehículos conectados, eléctricos y autónomos y las actitudes cambiantes hacia la movilidad - están comenzando a cambiar profundamente la forma en que se mueven las personas y los bienes, afectando a una gran cantidad de industrias. A medida que se desarrollan estas tendencias, anticipamos cuatro estados futuros concurrentes que emergen dentro de un nuevo ecosistema de movilidad, que emana de la intersección de quién es el propietario del vehículo y quién lo maneja (ver figura 2).8
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| Figura 2. Los futuros estados de la movilidad |
Manejado por el dueño del vehículo: Esta visión del futuro considera que la propiedad privada sigue siendo la norma, conforme los consumidores optan por las formas de privacidad, flexibilidad, seguridad y conveniencia que suelen tener los propietarios de un vehículo. Al incorporar tecnologías de ayuda al conductor, este estado futuro asume que la unidad completamente autónoma no desplaza completamente a los vehículos controlados por el conductor.
Manejo de conducción compartida: El segundo estado futuro anticipa el crecimiento continuo del acceso compartido a los vehículos a través del uso compartido de manejo y vehiculo. La escala económica y la mayor competencia conducirían a la expansión de los servicios de vehículos compartidos en nuevos territorios geográficos y segmentos de clientes más especializados. Como la movilidad compartida puede atender una mayor proporción de las necesidades de transporte local, los hogares con varios vehículos pueden comenzar a reducir la cantidad de autos que poseen, mientras que otros pueden eventualmente abandonar la propiedad por completo.
Autónomo de propiedad personal: El tercer estado es aquel en el que la tecnología de manejo autónomo 9 resulta viable, segura, conveniente y económica, aunque la propiedad privada sigue prevaleciendo. Los conductores aún prefieren tener sus propios vehículos, pero buscan funcionalidad sin conductor por su seguridad y conveniencia. Este futuro ve una proliferación de vehículos altamente personalizados y adecuados que atienden a familias o individuos con necesidades específicas.
Autónomo compartido: El cuarto estado futuro anticipa una convergencia de tanto las tendencias de uso compartido de vehículos y autónomos. Las compañías de gestión de la movilidad y los operadores de flotas ofrecerían una gama de experiencias de pasajeros para satisfacer necesidades muy variadas con precios diferenciados. Despegándose primero en las áreas urbanas pero extendiéndose a los suburbios, este estado futuro brindará una movilidad perfecta en todos los modos que es más rápida, más barata, más limpia, más segura y más conveniente que hoy.
Según todos estos estados futuros es probable que haya una creciente prevalencia de vehículos eléctricos (VEs). Los vehículos eléctricos enchufables podrían alcanzar el 10 por ciento de las ventas totales de vehículos de servicio liviano para 2025, y China probablemente sea el mercado único más grande.10 Ya, el 56 por ciento de los consumidores en China dicen que quieren un tren motriz híbrido o completamente eléctrico en su próximo vehículo.11 A medida que nos movemos hacia el norte y el este hacia una movilidad autónoma compartida, en particular, los VEs podrían ser cada vez más importantes. La mayor utilización de los vehículos de viaje compartido podría hacer que la longevidad y la simplicidad del tren motriz eléctrico sean relativamente atractivas y su mayor costo inicial sea menos disuasivo. De manera similar, la baja latencia de los VEs y las capacidades inherentes de conducción por cable podrían hacer que se adapten bien a la operación autónoma.12
Es probable que todos estos estados futuros existan en paralelo durante algún tiempo, y la geografía y la demografía podrían afectar cuándo y con qué rapidez se adoptan nuevas formas de movilidad. Es probable que las áreas urbanas densas y los consumidores más jóvenes lideren el camino, con más áreas rurales y suburbanas a la zaga. El panorama de movilidad cada vez más complejo probablemente signifique que incluso cuando la movilidad compartida y los vehículos eléctricos y autónomos se vuelven cada vez más comunes, las compañías deben estar preparadas para continuar sirviendo a sus clientes tradicionales, centrados en motor de combustión interna. Sin embargo, es probable que la tendencia general sea hacia un ecosistema de movilidad que ofrezca viajes multimodales integrados habilitados por (pero no exclusivamente compuestos por) vehículos compartidos, eléctricos y autónomos.13
Rol futuro de los productos químicos y materiales en el transporte.
Para que quede claro: Es poco probable que el futuro de la movilidad se trate de un cambio incremental. La confluencia de las tendencias sociales y tecnológicas parece probablemente remodelar fundamentalmente la movilidad de una manera no vista en un siglo. Y para las compañías de productos químicos y materiales, podría alterar dramáticamente su relación con la industria del transporte en general. Cada una de las dimensiones clave del futuro de la movilidad - transporte compartido, vehículos autónomos y vehículos eléctricos - podría afectar significativamente el negocio de productos químicos y materiales de las empresas. Examinamos cómo podrían afectar esos impactos y qué pueden hacer las empresas para prepararse para un futuro incierto.
Movilidad compartida: Nuevas demandas de materiales, nuevos modelos de negocio.
Si bien todavía es una pequeña fracción del mercado de transporte en general, los viajes compartidos y el uso compartido de automóviles han crecido rápidamente en muchos mercados importantes, incluyendo China, EUA y Europa. Cuarenta y tres por ciento de los consumidores en China y 23 por ciento de los consumidores estadounidenses informan que usan viajes compartidos al menos una vez a la semana.14 Si bien algunos taxis tienen interiores especializados, hasta la fecha, la mayoría de los vehículos compartidos simplemente han sido vehículos personales remodelados, creando un impacto mínimo en los proveedores de productos químicos y materiales.
Esto podría cambiar a medida que la movilidad compartida siga creciendo y las flotas de “robotaxis” autónomos salgan a las calles en los próximos años. Los exteriores de los vehículos podrían evolucionar a medida que la marca se vuelve cada vez más importante y los requisitos de protección y corrosión cambian, pero es probable que las implicaciones más importantes se encuentren en los interiores de los automóviles. A medida que este espacio pasa de ser en gran parte utilitario (asientos cómodos y sin bordes afilados) a una experiencia de tránsito que ofrece opciones de negocios y entretenimiento, podrían surgir oportunidades para materiales de visualización de diodos orgánicos emisores de luz (OLED), recubrimientos antibacterianos y materiales muchos más funcionales.15
Los vehículos en flotas compartidas podrían ser cada vez más modulares, con diseños futuros enfocados en reemplazar más fácil (o mas económicamente) los componentes interiores que fallan debido al desgaste y desgarre antes que el resto del vehículo. (Los conductores estadounidenses ponen un poco más de 11,000 millas por año en su vehículo promedio, mientras que un automóvil que transporta pasajeros a tiempo completo puede cubrir más de 70,000.16) Tal modularidad también podría facilitar cambios relativamente rápidos en la funcionalidad del vehículo, permitiendo la personalización para tipos particulares de viajes.
Uno podría imaginar que la misma “plataforma” de vehículo siendo usada durante la semana como un vehículo de viaje compartido (equipado con software de productividad y asientos estilo oficina) y los fines de semana como un vehículo compartido para el entretenimiento y la socialización (asientos enfrentados, con pantallas que presentan videos musicales). El propietario de la flota "intercambiaría" los módulos interiores, incluidos los revestimientos de pisos, asientos y dispositivos electrónicos integrados en el vehículo.
Es probable que los cambios en cómo y a quién se venden los materiales sean tan importantes como los cambios potenciales en los propios vehículos. A medida que los grandes operadores de flotas comienzan a representar una mayor proporción del mercado de movilidad, las compañías de productos químicos y materiales pueden encontrar que su cliente final ya no es un consumidor final o incluso un FEO. Ya, Waymo, Uber y Didi han pedido decenas de miles de vehículos a los fabricantes de automóviles para sus flotas autónomas planificadas para el paseo.17
Esos gerentes de flotas pueden aportar diferentes perspectivas sobre la elección y especificación de materiales en relación con los propietarios individuales. Los efectos de los cambiantes modelos de negocios y los requisitos de materiales también podrían ser desiguales, y es probable que se afiancen primero en áreas urbanas densamente pobladas y con usuarios más jóvenes. Las compañías de productos químicos y materiales necesitarían poder abastecer ese nuevo mercado mientras continúan atendiendo las necesidades de componentes de vehículos existentes .
Vehículos autónomos: repensando un diseño centenario.
La aparición de vehículos autónomos podría modificar que productos químicos y materiales van dentro de vehículo en el piso de la fábrica, y lo que se requiere a lo largo de la vida útil del vehículo. Los datos de accidentes ya reflejan el impacto de las tecnologías avanzadas de asistencia al conductor. La investigación sugiere que las innovaciones, como los frenos antibloqueo, el control de estabilidad y ahora el frenado autónomo y el centrado de carril pueden disminuir la cantidad y la gravedad de algunos tipos de accidentes.18
A medida que más vehículos en la carretera están equipados con tecnologías para evitar choques, es probable que los talleres de reparacion de carroceria vean un impacto en la cantidad de autos que necesitan reparaciones y repintado. Este segmento ya está en declive en relación con el espacio mas amplio de recubrimientos; con el tiempo, el mercado de $ 7 mil millones para el suministro de revestimientos para el repintado de automóviles podría disminuir considerablemente.19
El mercado de repintado automotriz, aunque significativo, es bastante pequeño en comparación con el valor total de los materiales utilizados en un interior automotriz. Hasta la fecha, las preocupaciones de seguridad han impulsado en gran medida la forma y la composición de esos materiales, con un énfasis secundario en proporcionar a los pasajeros (especialmente a los conductores) un viaje cómodo y amigable. Considere un panel de instrumentos moderno que contenga sistemas de seguridad, control de clima y entretenimiento, pero que cumpla con las restricciones de diseño de servir a un conductor con cinturón de seguridad en un asiento. Uno puede imaginar las implicaciones de alejarse de un vehículo manejado por chofer: El interior podría reconfigurarse completamente para el entretenimiento y servicio, creando nuevas demandas de los materiales necesarios para permitir esa experiencia, como las pantallas táctiles de alta definición capaces de presentar detalles de realidad aumentada.
Vehículos eléctricos: Dramáticos cambios bajo el capó
Desde la perspectiva de los materiales, el impacto más dramático del nuevo ecosistema de movilidad podría radicar no en el surgimiento de vehículos autónomos compartidos, sino en el cambio acelerado hacia trenes motrices eléctricos. Los automóviles de hoy están diseñados alrededor del motor de combustión interna (MCI). Como una fuente de energía para el transporte, el moderno MCI ha sido altamente refinado y tiene distintas ventajas, tales como aprovechar un combustible denso en energía (47.6 MJ/kg para gasolina, aún aproximadamente 100 veces más que las baterías de ión litio) y un ecosistema de soporte ubicuo (estaciones de combustible y capacidad de refinería masiva).20
A pesar de todas estas ventajas, un MCI moderno es una máquina complicada compuesta por (dependiendo del modelo) cientos de partes móviles. La lista de materiales puede ser igualmente compleja, con materiales que van desde metal forjado hasta mangueras de caucho y fluidos viscosos. La necesidad de administrar los productos secundarios dañinos de la conversión de energía química a mecánica ha impulsado tecnologías basadas en materiales especializados, como platino, paladio y rodio en los convertidores catalíticos.
En contraste, un vehículo típico alimentado por una batería y un motor eléctrico tiene muchas menos partes móviles y una lista de materiales dramáticamente simplificada - y tiende a requerir mucho menos mantenimiento. Los únicos fluidos en un tren motriz eléctrico son una pequeña cantidad en la (mucho más simple) transmisión de un solo engranaje , líquido de frenos y algún tipo de líquido de transferencia de calor en el sistema de gestión térmica de la batería. Como consecuencia adicional, un sistema de VE elimina la necesidad de muchos de los tubos de caucho (a menudo elastómeros sintéticos) comunes a los vehículos durante décadas.
Finalmente, los vehículos eléctricos harían irrelevante el uso de polímeros de ingeniería avanzada que se han desarrollado específicamente para manejar las más altos temperaturas típicas de los MCIs. Los proveedores del mercado de reposición también se encontrarían afectados: a excepción de las rotaciones de los neumáticos y los filtros de aire de la cabina, un vehículo eléctrico bien podría no requerir mantenimiento preventivo hasta los 240,000 km (o cinco años), lo que podría representar la vida útil completa de un vehículo compartido.21
Hay un lado positivo para las compañías de productos químicos y materiales: Los vehículos eléctricos requieren un mayor uso de materiales específicos a niveles que los vehículos MCI nunca necesitarían. Se estima que cada 1 por ciento de aumento en la penetración de EV en el mercado aumenta la demanda de litio, por ejemplo, en 70 kilotones por año - aun cuando las restricciones de la oferta podrían elevar los precios y el aprovisionamiento rápido para nuevos mercados.22 Un automóvil completamente eléctrico usa unos 80 kg de cobre en baterías, devanados y rotores de cobre.23
Evaluando el impacto en los proveedores de productos químicos y materiales.
Tomados individual y colectivamente, la movilidad compartida, los vehículos autónomos y los motores eléctricos podrían crear cambios significativos en el uso de materiales y donde se crea valor en el sector químico. No se espera que todas las empresas salgan adelante. De las más de 40 clases distintas de materiales sintéticos utilizados en la construcción de un automóvil moderno, la necesidad de algunos se eliminará por completo, mientras que otros probablemente crecerán en importancia.
Por supuesto, la transición no se producirá de la noche a la mañana, y existen importantes fuerzas compensatorias, como el aumento de la propiedad de automóviles MCI en mercados importantes como China.24 Sin embargo, las tendencias a largo plazo parecen claras: más vehículos eléctricos, más vehículos compartidos y la llegada de autos totalmente autónomos. Para las compañías de productos químicos y materiales que participan en la cadena de suministro automotriz, es probable que la clave sea el desarrollo de una comprensión integral de su exposición a estas tendencias - y desde allí considerar las posibles implicaciones estratégicas.
La Figura 3 muestra una vista de alto nivel de cómo el futuro de la movilidad podría afectar las clases de varios materiales. En general, uno puede ser optimista acerca de los materiales que desempeñan un rol en la reducción de peso o en la habilitación de la autonomía. En contraste, los materiales que son integrales a la complejidad del motor de combustión interna y sus sistemas relacionados de engranajes y tren motriz probablemente estarán bajo presión. También hay sistemas de materiales que pueden seguir siendo importantes pero que experimentan cambios significativos, por ejemplo, menos suministros para talleres de reparación de autos, pero muchos más recubrimientos hápticos.
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| Figura 3. El impacto del futuro de la movilidad en el uso de productos químicos y materiales. |
• Materiales ligeros. Es probable que haya un cambio continuo hacia materiales ligeros, influenciados por tanto la electrificación como la autonomía. El deseo de ampliar el rango de los VEs significa que los fabricantes de automóviles examinarán cada fuente de peso más allá de los pasajeros y la carga. La autonomía puede permitir este cambio hacia materiales más livianos, ya que un menor número de choques podría desafiar la percepción de que los autos más grandes son inherentemente más seguros; 25 los vehículos autónomos que operan en áreas urbanas con cercas geográficas nunca pueden viajar a más de 40 km por hora. En última instancia, los cambios regulatorios podrían relajar algunos de los estrictos requisitos de prueba de choque para vehículos. Estas tendencias podrían impulsar colectivamente la adopción de polímeros, compuestos avanzados y aleaciones de aluminio y acero ligero.
• Recubrimientos. Las tendencias de movilidad futuras pueden afectar profundamente a los fabricantes de recubrimientos y sus proveedores. Si bien los negocios de los talleres de reparación de automóviles podrían disminuir, habría muchas oportunidades para recubrimientos “funcionales” en infraestructura general y materiales hápticos en el automóvil. La tecnología de vehículos autónomos puede requerir que los vehículos "vean y sean vistos", a su vez, necesitan superficies que reflejen una amplia gama de longitudes de onda y en condiciones climáticas difíciles (por ejemplo, nieve blanca).
• Materiales de la batería. Los avances en tecnología de baterías han sido asombrosos, con costos que cayeron aproximadamente 80 % entre 2010 y 2017 hasta $ 209 por kilovatio-hora.26 Los precios continúan cayendo debido a mejoras tecnológicas, reducciones en los costos de fabricación - especialmente a medida que la producción aumenta - el exceso de capacidad global de fabricación, y la competencia.27 La innovación probablemente continuará en todos los aspectos de la batería y los materiales centrados en VE, desde los sistemas de refrigeración hasta los materiales de unión de cátodos de la batería de ión litio, como PVDF y SBR.
• Habilitar la experiencia en el vehículo. Para los sistemas de información y entretenimiento en el vehículo, es probable que haya un impulso para el uso de materiales ligeros, de bajo consumo de energía y flexibles: características de las pantallas de diodos orgánicos emisores de luz (OLED). Por ejemplo, el automóvil eléctrico Mission E de Porsche ya contará con una pantalla OLED.28 Las tecnologías avanzadas de pantalla en sí mismas están casi completamente integradas en torno a los avances en la ciencia de los materiales. El desafío para los proveedores de estos componentes es que la cantidad de material se mide normalmente en nanómetros y miligramos, en lugar de metros cuadrados y kilogramos. Eso requiere un cambio de mentalidad para muchas empresas de productos químicos y materiales, ya que ponen mayor énfasis en el valor sobre el volumen.
También se debería considerar un escenario más disruptivo, que va más allá de las sustituciones materiales a los cambios en la producción real de materiales y las cadenas de suministro: un mundo de escasez de materiales clave (por ejemplo, cobalto), competidores nuevos e inverosímiles, comportamientos de compras muy diferentes y dislocación a los canales típicos de Q&ME. Los modelos operativos conocidos pueden estar bajo presión, y requieren habilidades y talentos que las empresas químicas normalmente no poseen o innovaciones de tecnología y modelos de negocio no anticipadas que requieren que los productores químicos operen y se desempeñen de manera diferente. Las probabilidades de que un futuro tan perturbador se haga realidad son difíciles de conocer, pero los participantes del mercado deben considerar y planificar todos los escenarios posibles.
Acercándose al futuro de la movilidad a través de un avanzado sistema de lentes para materiales.
Fundamentalmente, el éxito en el ecosistema de movilidad emergente probablemente requerirá que las compañías de productos químicos y materiales químicos vuelvan a evaluar dramáticamente la forma en que piensan sobre su negocio. El éxito probablemente requiere abordar el cambio con una perspectiva de ecosistema que atraviese las líneas tradicionales de la industria. Esto puede suponer un desafío para muchos en la industria química, que históricamente se ha centrado en descubrimientos a nivel de moléculas o en el desarrollo de aplicaciones novedosas, todo con un enfoque en la venta de sólidos o líquidos con un desempeño de nivel superior. Las compañías químicas que buscan romper el molde y avanzar hacia soluciones colaborativas deben replantearse los enfoques tradicionales de innovación - y apuntar a ir más allá del laboratorio.
Para ayudar a las empresas a deconstruir el desafío y enfocar el desarrollo de nuevas soluciones a nivel de ecosistema, Deloitte ha desarrollado un marco para pensar en sistemas de materiales avanzados como los que probablemente sean necesarios en el nuevo ecosistema de movilidad.29 Este enfatiza la focalización en los desafíos del mercado final y las aplicaciones y liderar el desarrollo de soluciones holísticas y colaborativas en todo el ecosistema mediante:
- Articular claramente los requisitos funcionales que resuelven las necesidades del mercado, y desmenuzar esos requisitos en problemas específicos de ingeniería y modelos de negocios. La Figura 3, arriba, proporciona un punto de partida para reflexionar sobre las implicaciones de la movilidad compartida, los vehículos autónomos y los motores eléctricos.
- Entender y definir un ecosistema de capacidades. Es poco probable que todas las capacidades requeridas residan dentro de las cuatro paredes de una sola empresa. Para las compañías de productos químicos y materiales, eso podría significar asociarse no solo con fabricantes de automóviles y proveedores, sino también con compañías de tecnología y medios, operadores de flotas y, para infraestructura inteligente, gobiernos municipales.
- Creación de un modelo de colaboración eficaz para cada uno de los problemas individuales en todo el ecosistema, desde el diseño hasta la producción a gran escala. Los enfoques pueden variar desde asociaciones formales, empresas conjuntas hasta la participación en consorcios enfocados en la movilidad entre industrias.
- Poseer la arquitectura global de la solución y administrar las soluciones de piezas individuales para integrarse en el conjunto.
Las compañías químicas y de materiales especializados probablemente desempeñarán un papel fundamental para hacer realidad el futuro de la movilidad. Sin sus avances, la promesa de un sistema de transporte que sea más rápido, más barato, más limpio y más seguro que el de hoy nunca se podrá realizar. Pero el futuro no esperará. Las compañías de productos químicos y materiales deben comenzar ahora, revisando sus carteras de productos a la luz de estas tendencias y considerando quiénes son los socios que pueden ayudarlos a innovar para las soluciones de movilidad del futuro.
Referencias
1 American Chemistry Council, “American chemistry: The cornerstone of our economy,” accessed April 18, 2018. View in article
2 Meredith Broussard, “Self-driving cars still don’t know how to see,” Atlantic, March 20, 2018. View in article
3 Darrell Etherington, “Waymo orders thousands of Pacificas for its 2018 self-driving fleet rollout,” TechCrunch, January 30, 2018. View in article
4 Robin Turner, “Ship researchers get stuck into tar and pitch,” Wales Online, October 8, 2010. View in article
5 American Chemistry Council, “American chemistry.” View in article
6 Ibid. View in article
7 OICA, “2016 production statistics,” accessed March 23, 2018. View in article
8. Scott Corwin, Joe Vitale, Eamonn Kelly, and Elizabeth Cathles, The future of mobility, Deloitte University Press,
September 24, 2015.
9. By “autonomy” and “autonomous vehicles,” we refer to stage 4 of the NHTSA’s scale of autonomy—i.e., full selfdriving automation in which the passengers are not expected to take control for the entire duration of travel.
10. Scott Smith, Suzanna Sanborn, and Andrew Slaughter, Powering the future of mobility, Deloitte University Press,
October 16, 2017.
11. Craig A. Giffi, Joe Vitale, Thomas Schiller, and Ryan Robinson, A reality check on advanced vehicle technologies,
Deloitte Insights, January 5, 2018.
12. Smith et al., Powering the future of mobility.
13. Scott Corwin, Nick Jameson, Derek M. Pankratz, and Philipp Willigmann, The future of mobility: What’s next?,
Deloitte University Press, September 14, 2016.
14. Giffi et al., A reality check on advanced vehicle technologies.
15. Greg Merchant, Dan Schlaff, and Derek M. Pankratz, Experiencing the future of mobility, Deloitte University Press,
August 17, 2017.
16. Federal Highway Administration, Annual vehicle distance traveled in miles and related data—2013: by highway
category and vehicle type, January 2015; New York Taxi and Limousine Commission, 2014 Yellow Cab Fact Book.
17. See, for example, Etherington, “Waymo orders thousands of Pacificas for its 2018 self-driving fleet rollout”;
Etherington, “Uber orders up to 24,000 Volvo XC90s for driverless fleet,” TechCrunch, November 20, 2017; and
Reuters, “China’s Didi sets up electric car-sharing platform,” February 7, 2018.
18. Insurance Institute for Highway Safety, “Lane departure warning, blind spot detection help drivers avoid trouble,”
August 23, 2017.
19. Allied Market Research, Automotive Refinish Coatings Market, September 2015
20 American Physical Society News August/September 2012 (Volume 21, Number 8). View in article
21 UBS Evidence Lab, Q-Series: UBS Evidence Lab electric car teardown—disruption ahead?, May 18, 2017. View in article
22 Laura Millan Lombrana and Jonathan Gilbert, “It’s hard to keep up with all that lithium demand,” Bloomberg Markets, August 21, 2017. View in article
23 International Copper Association, “The electric vehicle market and copper demand,” June 2017. View in article
24 Hiroko Tabuchi, “The world is embracing SUVs. That’s bad news for the climate,” New York Times, March 3, 2018. View in article
25 Jared Thomas and Darren Walton, “Is bigger better? Vehicle size and driver perceptions of safety,” International Journal of Sustainable Transportation 2, no. 4 (2007), pp. 260–73. View in article
26 Mark Chediak, “The latest bull case for electric cars: The cheapest batteries ever,” Bloomberg New Energy Finance, December, 6, 2017. View in article
27 Smith et al., Powering the future of mobility. View in article
28 Porsche, “Mission E,” accessed March 13, 2018. View in article
Shay Eliaz, Robert Kumpf, Tom Aldred
Deloitte Insights
19 Abril 2018
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