Energy

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quinta-feira, 11 de maio de 2017

Perspectivas sobre veículos eléctricos – Parte 3


Resumindo, os veículos eléctrico são mais eficientes no tank-to-wheel mas perdem no well-to-tank e ainda revelam limitações de eficiência devido ao peso das baterias.

A baixa densidade energética das baterias (energia disponibilizada por cada kg) quando comparada com a do gasóleo ou gasolina tem sido a principal desvantagem da tecnologia eléctrica. O maior peso implica desde logo a necessidade de energia para as mover e consequentemente numa menor autonomia dos VE. Só recentemente começaram a ser instaladas baterias que permitem aproveitar com algum sucesso a vantagem dos motores eléctricos e assim obter uma relação peso-potência dos modelos eléctricos do tipo plug-in já seja mais próxima da dos VC (ver quadro 2 do post anterior). Ainda assim, a questão da autonomia prevalece e ainda por cima acompanhada de outra desvantagem do VE plug-in que é a velocidade de reabastecimento. Estão em marcha alguns projectos-piloto no sentido de acelerar os tempos de recarga não existindo ainda um standard de carga rápida que permita equiparar a velocidade de reabastecimento à de um automóvel de combustão. Os tempos de reabastecimento variam conforme a tensão e potência aplicada bem como do tipo de corrente (alternada ou contínua). O carregamento para 100kms alcance pode variar entre 8 horas e 10 minutos (fontes aquiaqui e aqui). São valores ainda distantes do que é possível fazer com VC. Estão também em curso projectos de sistemas de troca de bateria que permitem encurtar o tempo de reabastecimento para tempos muito próximos dos reabastecimentos de combustível. No entanto, estas experiências deparam-se com elevadas exigências de capital que comprometem a viabilidade económica deste tipo de solução e pouca receptividade do público.


Importa também analisar a competitividade económica do paradigma eléctrico face à actual cadeia dos combustíveis fósseis. A referida competitividade está com a competitividade da cadeia de valor desde a sua fonte primária até chegar ao consumidor final. Comparando o custo médio , sem o efeito fiscal, por MWh da electricidade para o consumidor no caso mais favorável (consumidoresindustriais) com o do gasóleo simples, também sem o efeito fiscal, o gasóleo e a gasolina são 30% mais baratos que a electricidade no caso de Portugal. Mas, convertendo estes valores para energia final temos um custo de 0,12 €/kWh para os VE e cerca de 0,37 €/kWh para os VC (usando os factores de eficiência tank-to-wheel calculados anteriormente - 70% para os VE e 16% para os VC). Ou seja, do ponto de vista económico o “combustível” electricidade já é mais competitivo que os combustíveis fósseis mantendo-se inclusive este resultado caso se entre em linha de conta com a fiscalidade.

O uso da electricidade como fonte de energia no sector dos transportes tem ainda outra vantagem que é a menor dependência das oscilações no preço do crude uma vez que o mix de energias primárias utilizado pelo sistema electroprodutor permite acomodar as fontes de energia mediante o seu preço e disponibilidade de modo a garantir um custo mais eficiente possível. Por outro lado, pela sua dimensão, as grandes centrais acabam por conseguir melhores desempenhos técnicos e económicos do que outras fontes geradoras de muito menor dimensão (como é o caso dos motores de combustão dos automóveis).

Outros factores económicos a ter em conta na comparação entre os dois tipos de veículos são o custo de aquisição, manutenção, seguros e custo dos equipamentos ou serviços de carga. Diversos estudos (aqui e aqui) indicam que uma vez que o custo de aquisição dos VE é superior (essencialmente devido ao custo das baterias) ao do VC equivalente e uma vez que o ciclo de vida das baterias é relativamente curto, o investimento anualizado dos VE acaba por ser ainda mais elevado que o dos VC. Os seguros de VE são também comparativamente mais caros, embora nalguns países estes sejam subsidiados. Os custos associados à recarga também devem ser tidos em conta. Caso as estações de carga se venham a revelar o método mais corrente de reabastecer os VE o custo destas infraestruturas terá de ser diluído pelos diversos utilizadores e, uma vez que o número de utilizadores por estação é ainda muito baixo, o custo associado é significativo. Mesmo que o padrão passe a ser a instalação de carregadores domésticos para carregamentos nocturnos, o custo associado é ainda elevado (a partir de 600 USD) que acrescem ao montante de investimento associado ao VE. A velocidade do progresso tecnológico e as soluções inovadoras de aproveitamento de sinergias ditará o ritmo de redução dos custos associados às infraestruturas de recarga e sua aplicabilidade prática.



No vector ambiental não é líquido que o VE permita sempre uma redução da pegada ecológica. As emissões associadas ao fabrico de VE são sempre superiores aos dos VC por via do fabrico das baterias que é energia intensivo e envolve materiais poluentes que podem ser problemáticos não só no fabrico como também na reciclagem das baterias. Como tal, para que haja lugar a uma redução da pegada ecológica por parte dos VE, durante o resto do ciclo de vida as suas emissões terão de ser significativamente inferiores às dos VC. Para que tal aconteça, o mix energético da rede eléctrica é crítico. Em países mais desenvolvidos onde o peso das energias renováveis é substancial, o balanço final torna-se positivo mas no caso de países em vias de desenvolvimento onde predomina ainda a produção eléctrica à base de carvão, a pegada ecológica do VE acaba por ser superior. A progressiva substituição de centrais a carvão por outras menos poluentes ou mesmo fontes renováveis é a solução que permite maximizar o benefício ecológico dos VE. Ora, uma forte penetração de VE eléctricos implica um aumento de consumo de electricidade (em particular no período nocturno) o que pressiona a que o mix de produção de electricidade se ajuste para centrais de tipo não-intermitente e com menores custos possíveis. As soluções menos onerosas para o custo do kWh são as centrais nucleares e a carvão que são consideradas indesejáveis pela maioria dos ambientalistas. Outra solução seria a opção pelas centrais a gás natural que parece ser a solução de compromisso. Mas retirar da equação fontes primárias como o carvão ou o nuclear é desvantajoso para a flexibilidade do sistema, diversificação de fontes e pode impor pressão sobre o preço da electricidade. A concretizar-se a desactivação de centrais a carvão o preço desta matéria-prima (já de si relativamente barata) descerá significativamente criando-se um custo de oportunidade enorme que poucos países serão capazes de resistir em nome da competitividade das suas economias.


Conclusão

Os veículos eléctricos (VE) estão rapidamente a ombrear com os veículos convencionais (CV). Do ponto de vista da eficiência energética e do custo por quilómetro percorrido os modelos mais recentes apresentam-se já mais competitivos que os veículos convencionais e é consensual que a margem de progressão é ainda muito significativa. Os principais entraves que impedem ainda a massificação dos VE são o custo associado aos mesmos (aquisição manutenção e substituição de baterias), a menor autonomia e os tempos de recarga significativamente superiores aos dos VC. Do ponto de vista ambiental, e uma vez que a pegada ambiental da construção de um veículo eléctrico é ainda superior ao dos VC – devido essencialmente ao fabrico das baterias – os VE só compensam esta desvantagem se durante a sua vida útil gerarem menos emissões. Tal pode ser conseguido por: aumento da vida útil esperada das baterias e um mix energético na produção de electricidade com baixo nível de emissões.
Os VE vão obrigar a repensar o mix energético ponderando os vectores económico e ambiental para o qual se apresentam dilemas difíceis de resolver e a dinâmica do progresso tecnológico poderá mudar as regras do jogo inesperadamente.