Sobre a inserção de veículos elétricos no Brasil

   A principal diferença na tecnologia empregada entre veículos elétricos (VEs) e veículos convencionais (VMCIs) está na configuração do powertrain, que é o conjunto de componentes que trabalham na conversão de potência do motor em movimento. Enquanto um VMCI, que utiliza um motor de combustão interna, consome grandes quantidades de combustível e gera emissões de escapamento, os veículos elétricos podem ser parcial ou totalmente abastecidos com eletricidade (AMSTERDAM ROUNDTABLES FOUNDATION, 2014).
  O sistema integrado de VEs envolve tecnologias das áreas de engenharia elétrica, mecânica e química (CHAU et al., 2017), e se divide nas subáreas de sistema de energia, sistema de propulsão e sistema auxiliar. Conforme Chau et al. (2017), o sistema de propulsão tem sido desenvolvido com o objetivo de melhorar a eficiência dos motores, a densidade de potência (potência por unidade de volume) e a densidade de torque (unidade de torque por volume), e a sua controlabilidade.
  Para veículos híbridos comuns (VEHs) e híbridos plug-in (VEHPs), Chau et al. (2017) indica que se utilizam os motores ISG (Integrated starter generator) e EVT (Electric variable transmissor), enquanto que para veículos totalmente elétricos (VEBs), os motores utilizados se enquadram nas categorias de motores DC série, DC shunt, DC de excitação independente e DC de ímã permanente, motores de indução gaiola-de-esquilo, motores síncronos PM, PM BLDC e de relutância variável.
  Conforme o estudo de Lorf et al. (2013), o powertrain pode operar nos modos de tração, frenagem, recuperação e coasting. No modo de tração, o fornecedor energético aplica uma força de propulsão às rodas, e no modo coating, a fonte de energia é desengatada e a resistência do veículo é igualada à diminuição de energia cinética. Na frenagem, os freios mecânicos dissipam energia cinética da desaceleração como calor, e na recuperação, a energia cinética da desaceleração é parcialmente recuperada e transferida para o sistema de armazenamento energético (LORF et al, 2013).
  De acordo com as características do powertrain do veículo, a bateria utilizada também varia e exerce influência considerável na utilização do veículo. Para veículos convencionais, as baterias de chumbo ácido fornecem a energia para combustão interna do motor e para o sistema elétrico do veículo (CARNEIRO et al., 2017). Quando se trata de veículos elétricos, no entanto, a bateria utilizada depende de características específicas.
  Segundo Lowe et al. (2010), para VEHs, a bateria atua principalmente na armazenagem de energia proveniente da frenagem regenerativa, assim, precisa armazenar menores quantidades de energia. Para VEHPs, a bateria necessita de maior capacidade energética e potência, enquanto para VEBs, em que o motor é carregado somente pela bateria, torna-se necessário ter grande capacidade energética, ciclos de carga/descarga completos e tamanho maior (LOWE et al., 2010). As baterias de íon-lítio, por conta de sua alta densidade energética (INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY AGENCY, 2017), são as mais utilizadas em veículos elétricos.
  Quanto ao sistema auxiliar dos veículos, Chau et al. (2017) indica que os desenvolvimentos tecnológicos são voltados às áreas de auxílio ao fornecimento energético, direção hidráulica e controle de temperatura, com o objetivo de reduzir o consumo energético dos eletrônicos e melhorar a capacidade do veículo de fazer manobras.
  Por conta das características de sua estrutura e powertrain, veículos que utilizam energia elétrica apresentam como maior vantagem a possibilidade de redução do emprego de combustíveis fósseis e a diminuição na emissão de gases de efeito estufa (GEE ou CO2eq) durante sua fase de uso. A produção e tratamento de fim de vida dos veículos, no entanto, também gera impactos ambientais. Assim como na fase de uso dos veículos, a fonte de energia elétrica utilizada na produção do powertrain e da bateria é o fator com maior potencial de mitigação das emissões de GEE (HELMERS; DIETZ; WEISS, 2020).
  Conforme o estudo de Transport & Environment (2020), mesmo em locais onde a eletricidade tem maior pegada de carbono, VEBs podem ser mais limpos que convencionais. Mesmo veículos elétricos híbridos, como os VEHs e os VEHPs, que apresentam uma conjunção de motor elétrico e motor a combustão interna, podem apresentar significante redução na emissão de CO2eq (INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2019).
  Em vista da perspectiva ambiental positiva oferecida por esse tipo de tecnologia, as vendas globais de VEs crescem de forma significativa. Em 2019, VEBs e VEHPs foram 2,6% do total de vendas, e o estoque mundial de elétricos chegou a 7,2 milhões de veículos (INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2020).
  No Brasil, entretanto, os veículos elétricos representam uma pequena parcela da frota total, que é composta, principalmente, por veículos flex-fuel e veículos a gasolina (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DE AUTOPEÇAS; SINDICATO NACIONAL DA INDÚSTRIA DE COMPONENTES PARA VEÍCULOS AUTOMOTORES, 2020). Apesar da pouca expressividade da tecnologia na frota, a difusão de elétricos avança anualmente. De acordo com estimativas da Associação Brasileira Da Indústria De Autopeças e do Sindicato Nacional Da Indústria De Componentes Para Veículos Automotores (2020), veículos híbridos e elétricos representavam 0,031% da frota total do país em 2018, e passaram a ser 0,1% em 2019. Quanto ao número de licenciados, em 2020, veículos leves híbridos e elétricos representaram 1% do licenciamento anual, contra apenas 0,4% de participação em 2019 (ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS FABRICANTES DE VEÍCULOS AUTOMOTORES, 2021).
  Segundo o estudo da Empresa de Pesquisa Energética (2020), o setor de transportes brasileiro é responsável pelo consumo de 32,7% da energia produzida no país e por 45,4% das emissões totais associadas à matriz energética. A energia utilizada nesse setor é proveniente de fontes como óleo diesel, gasolina, etanol, etc., e para veículos leves, 55% da energia para abastecimento vem da gasolina tipo A, e 45% é proveniente do etanol (EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA, 2020).
  Assim, a inserção de veículos que geram menor consumo energético e menos impacto ambiental pode ser particularmente benéfica para o país. A matriz elétrica brasileira, composta principalmente por fontes de energia renováveis (EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA, 2020), permite que a energia elétrica utilizada por VEs tenha menor pegada de carbono e que o veículo tenha menor impacto durante sua fase de uso.
  Dessa maneira, o estudo da tecnologia empregada nos sistemas auxiliar, de propulsão e de energia para VEs é importante para que se possa trazer a tecnologia às fábricas brasileiras e aumentar a adesão do uso de elétricos pela população. Para tal, é preciso entender como ocorrerá o aumento na demanda de energia elétrica e qual o impacto ambiental causado pelas emissões durante as fases de produção, uso e descarte dos veículos.

  Ademais, é preciso entender como a inserção de elétricos pode influenciar o mercado veicular brasileiro e como é possível adequar a tecnologia à matriz energética do país e otimizar sua eficiência, de maneira a diminuir os impactos ambientais causados pela frota.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AMSTERDAM ROUNDTABLES FOUNDATION. EVolution: electric vehicles in Europe gearing up for a new phase? Amsterdam Roundtable Foundation, McKinsey & Company The Netherlands. 2014. 60 p. Disponível em: https://www.mckinsey.com/~/media/McKinsey/Locations/Europe%20and%20Middle%20East/Netherlands/Our%20Insights/Electric%20vehicles%20in%20Europe%20Gearing%20up%20for%20a%20new%20phase/Electric%20vehicles%20in%20Europe%20Gearing%20up%20for%20a%20new%20phase.ashx. Acesso em: 16 jan. 2021.
ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS FABRICANTES DE VEÍCULOS AUTOMOTORES. Carta da ANFAVEA 416. São Paulo: ANFAVEA, 2021. Disponível em: http://www.anfavea.com.br/cartas/carta416.pdf. Acesso em: 18 jan. 2021.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DE AUTOPEÇAS; SINDICATO NACIONAL DA INDÚSTRIA DE COMPONENTES PARA VEÍCULOS AUTOMOTORES. Relatório da frota circulante. Brasil: ABIPEÇAS; SINDIPEÇAS, 2020. Disponível em: https://www.sindipecas.org.br/sindinews/Economia/2020/RelatorioFrotaCirculante_Abril_2020.pdf. Acesso em: 18 jan. 2021.
CARNEIRO, R. L.; et al. Aspectos essenciais das baterias chumbo-ácido e princípios físicos-químicos e termodinâmicos do seu funcionamento. Revista Virtual de Química: Bauru, v. 9, n. 3, p. 889-911, jun. 2017. Disponível em: http://static.sites.sbq.org.br/rvq.sbq.org.br/pdf/v9n3a06.pdf. Acesso em: 20 jan. 2021.
CHAU, K. T.; JIANG, C.; HAN, W.; LEE, C. H. T. State of the art electromagnetics research in electric and hybrid vehicles. Progress in electromagnetics research, [s.l.], v. 159, p. 139-157, 2017. Disponível em: http://www.jpier.org/PIER/pier159/10.17090407.pdf. Acesso em: 19 jan. 2021.
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Balanço energético nacional 2020. Rio de Janeiro: EPE, 2020. Disponível em: https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-479/topico-521/Relato%CC%81rio%20Si%CC%81ntese%20BEN%202020-ab%202019_Final.pdf. Acesso em: 15 jan. 2021.
HELMERS, E.; DIETZ, J.; WEISS, M. Sensitivity analysis in the life cycle assessment of electric vs. combustion engine cars under approximate real-world conditions. Sustainability, [S.l.], v. 12, n. 1241, p. 1-31, 2020. Disponível em: https://www.mdpi.com/2071-1050/12/3/1241. Acesso em: 05 jul. 2020.
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INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY AGENCY. Electricity storage and renewables: costs and markets to 2030. Abu Dhabi: IRENA, 2017. Disponível em:http://www.irena.org/publications/2017/Oct/Electricity-storage-and-renewables-costs-and-markets. Acesso em: 18 jan. 2021.
LORF, C.; et al. Comparative analysis of the energy consumption and CO2 emissions of 40 electric, plug-in hybrid electric, hybrid electric and internal combustion engine vehicles. Elsevier, Nova York, v. 23, p. 12-19, ago. 2013. Disponível em: http://www.academia.edu/28242562/Comparative_analysis_of_the_energy_consumption_and_CO2_emissions_of_40_electric_plug-in_hybrid_electric_hybrid_electric_and_internal_combustion_engine_vehicles. Acesso em: 15 jan. 2021.
LOWE, M.; et al. Lithium-ion batteries for electric vehicles: the U.S. value chain. Durham: Duke University Global Value Chains Center. 2010. 76 p. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/294580055_Lithium-ion_Batteries_for_Electric_Vehicles_the_US_Value_Chain. Acesso em: 19 jan. 2021.
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Inventário nacional de emissões atmosféricas por veículos automotores rodoviários 2013: ano-base 2012. Brasil: MMA, 2013, 115p. Disponível em: https://iema-site-staging.s3.amazonaws.com/2014-05-27inventario2013.pdf. Acesso em: 19 jan. 2021.

Fonte: Projeto de TCC de Julia Massareli

[ID:38] Autor:Julia Maria Massareli Costa - Criado em: 2021-05-04 15:54:42 - [ Compartilhar ]