Production-network embedding and embodied carbon–energy footprints in semiconductor supply chains: An MRIO scenario analysis of Taiwan, Japan, and the United States
Utilizando uma análise de insumo-produto multirregional de Taiwan, Japão e Estados Unidos, este estudo revela que as pegadas de carbono e energia incorporadas nas cadeias de suprimentos de semicondutores são impulsionadas primariamente pelo embutimento na rede de produção a montante, em vez da eficiência direta ou da matriz elétrica do local de fabricação anfitrião.
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Quando compramos um smartphone ou um computador, muitas vezes pensamos no dispositivo em si, mas a história de sua criação começa muito antes de ele chegar a uma prateleira de loja. Começa com uma vasta e invisível teia de fábricas, minas e usinas de energia que trabalham juntas para transformar matérias-primas nos minúsculos chips que tornam a vida moderna possível. Esta teia é conhecida como uma cadeia de suprimentos. Por décadas, o mundo tem dependido fortemente de um lugar específico para construir esses chips: Taiwan. No entanto, à medida que as tensas globais aumentam e as nações buscam tornar suas próprias cadeias de suprimentos mais seguras, há um movimento crescente para mover essa produção para outros países, como Japão e Estados Unidos. A grande questão para formuladores de políticas e ambientalistas é simples: se mudarmos as fábricas, o custo ambiental de fabricar esses chips diminui ou permanece o mesmo? A resposta não é tão óbvia quanto parece, porque o impacto ambiental de um produto depende não apenas da fábrica que o fabrica, mas de toda a rede de fornecedores que a alimenta.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Kyushu propôs-se a responder a essa pergunta analisando os custos ocultos de energia e carbono incorporados na produção de semicondutores. Eles não construíram novas fábricas nem realizaram experimentos físicos. Em vez disso, utilizaram um poderoso modelo computacional que mapeia como o dinheiro e as mercadorias fluem entre diferentes indústrias ao redor do globo. Este modelo permitiu-lhes comparar a rede de produção real em Taiwan com as redes de produção existentes no Japão e nos Estados Unidos. Eles fizeram uma pergunta específica de "e se": se o mesmo valor de semicondutores produzido em Taiwan fosse, em vez disso, produzido utilizando as cadeias de suprimentos encontradas no Japão ou nos Estados Unidos, quanto menos carbono e energia seriam necessários? O objetivo deles era entender se a localização da fábrica importa mais, ou se a teia invisível de fornecedores por trás da fábrica é o que realmente impulsiona a pegada ambiental.
Os pesquisadores descobriram que a resposta reside profundamente nessa teia invisível. Quando simularam a mudança da produção para o Japão ou para os Estados Unidos utilizando as cadeias de suprimentos existentes nesses países, os resultados foram dramáticos. A quantidade de dióxido de carbono associada à fabricação dos chips cairia quase 89% no Japão e quase 94% nos Estados Unidos em comparação com a situação atual em Taiwan. Da mesma forma, a energia necessária para produzir o mesmo valor de chips cairia mais de 96% no Japão e mais de 97% nos Estados Unidos. Estes números não são pequenos ajustes; eles representam uma mudança massiva no impacto ambiental. No entanto, o estudo deixa claro que estas não são previsões de que mover uma única fábrica alcançará automaticamente essas economias. Em vez disso, elas mostram a diferença entre a rede específica de fornecedores em Taiwan e as diferentes redes no Japão e nos Estados Unidos.
Para entender por que as economias foram tão grandes, os pesquisadores decomporam os números para ver exatamente de onde vinham as emissões. Eles descobriram que, em Taiwan, a alta pegada de carbono não é causada pelo fato de as fábricas de chips serem ineficientes, mas pela eletricidade e pelas indústrias pesadas que as abastecem. Em Taiwan, a rede elétrica e as indústrias pesadas locais que fornecem materiais são muito intensivas em carbono. Quando os pesquisadores tentaram isolar apenas a fábrica de chips e substituir apenas a fonte de eletricidade, as economias foram muito menores, reduzindo a pegada de carbono em apenas cerca de 20 a 23%. Isso revelou que a enorme diferença observada na simulação completa provém de toda a rede a montante. Os fornecedores no Japão e nos Estados Unidos estão inseridos em uma estrutura econômica diferente que é inerentemente menos pesada em carbono, antes mesmo de se olhar para a fábrica de chips específica.
O estudo também analisou se as economias eram apenas uma ilusão causada pela forma como os dados eram contabilizados. Eles verificaram para garantir que os resultados não estivessem escondendo emissões em categorias vagas ou contas de "sobras". Os dados mostraram que as emissões em Taiwan estavam concentradas em setores reais e identificáveis, como eletricidade e indústria pesada, enquanto as menores emissões no Japão e nos EUA vinham de um mix de fornecedores genuinamente diferente. De fato, o setor de semicondutores dos EUA depende mais fortemente de fornecedores estrangeiros para seus materiais, ao passo que o setor taiwanês é profundamente integrado com suas próprias indústrias pesadas domésticas. Essa diferença estrutural é o principal motor da disparidade ambiental. Os pesquisadores também observaram que simplesmente tornar a eletricidade mais limpa nos países anfitriões não seria suficiente para explicar a queda massiva nas emissões; toda a forma como a cadeia de suprimentos é construída importa mais do que apenas a fonte de energia.
Em última análise, esta pesquisa sugere que as consequências ambientais de mudar a produção de semicondutores estão ligadas menos à localização física da fábrica e mais à rede de produção na qual ela é inserida. Se um país construir novas fábricas de chips, mas conectá-las a uma cadeia de suprimentos que se assemelhe à de Taiwan — dependendo dos mesmos tipos de eletricidade e indústria pesada intensivas em carbono — os benefícios ambientais serão muito menores do que as simulações sugerem. O estudo não afirma que mudar a produção é uma solução garantida, nem mede outros fatores como o uso de água ou o impacto social sobre os trabalhadores. Em vez disso, fornece um mapa claro dos custos ocultos. Mostra que, para as nações que planejam diversificar suas cadeias de suprimentos por razões de segurança, o passo mais importante não é apenas construir a fábrica, mas compreender e remodelar toda a teia de fornecedores que irá alimentá-la. Sem mudar essa rede, os ganhos ambientais da relocalização podem permanecer fora de alcance.
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