Os veículos elétricos são apontados como uma solução para a redução das emissões bem como para a diminuição da dependência dos combustíveis fósseis. Contudo, o sucesso desta penetração depende de diversos fatores como a fonte de geração da energia que alimenta o veículo elétrico (Renovável ou não renovável) e a tecnologia de baterias utilizada.
Os veículos elétricos (VE) não são um tema novo e há mais de 100 anos que o primeiro carro elétrico surgiu.
Desde então, o VE sofreu a concorrência do motor de combustão interna e apesar de ter estado sempre, tecnologicamente bem à frente em termos de eficiência, sofria do problema da autonomia, do tempo de carregamento e do preço das baterias. Era no entanto, um veículo muito apreciado, sendo que, já na altura, se criticava a sujidade e o ruído dos motores a gasolina.
Com o advento das duas guerras mundiais, foram necessários veículos que tivessem a maior autonomia possível mesmo com o prejuízo da poluição que provocavam ou da manifesta ineficiência na utilização de energia.
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Apesar de serem máquinas incomparavelmente mais complexas, esta cadeia de acontecimentos permitiu uma grande redução dos custos dos veículos a combustão, criando uma competição forte aliada aos baixos preços do petróleo, e porque não dizer, aliada ao interesse político das nações mais desenvolvidas como os EUA.
Por estas razões a tecnologia de veículo elétrico manteve-se "congelada" durante décadas, sendo, no entanto, utilizada em veículos industriais como, por exemplo, empilhadores.
No final da segunda metade do século XX, com as primeiras crises petrolíferas e com o desenvolvimento das baterias, motivado pela crescente utilização dos telefones móveis, o veículo elétrico começou a ressurgir como uma tecnologia adequada à maioria das utilizações de transporte e como uma excelente solução para os vários problemas criados pelos motores convencionais (diesel e gasolina).
Atualmente a mobilidade elétrica é impulsionada mais por questões ambientais do que energéticas, dado que nos dias de hoje existe cada vez mais a preocupação na qualidade do ar das cidades.
Desta forma, a utilização dos veículos elétricos é uma via para diminuir a poluição do ar nas áreas metropolitanas, melhorando a qualidade do ar e da vida das populações.
No entanto, não estão garantidos os 0% de emissões, pois existem impactos ambientais associados à produção, utilização e manutenção de todos os componentes que compõem um veículo elétrico.
Análise comparativa entre os veículos de combustão interna e os veículos elétricos
Os impactos ambientais associados a qualquer veículo começam no momento da extração das matérias primas necessárias para a sua produção e terminam quando o veículo é desmantelado. Pelo meio existem os impactos causados pela utilização, como os gases de efeito de estufa.
Outro efeito associado ao uso do veículo (elétrico ou de combustão interna) é o desgaste sofrido pelos componentes, tais como, pneus, baterias, óleo entre outras. Contudo, no final do ciclo de vida do veículo existem formas de reciclar parte desses materiais, mas estes processos não são livres de impactos.
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A maior parte dos impactos ambientais surgem associados à combustão dos combustíveis tanto em centrais termoelétricas como nos motores de combustão interna. Nestes processos são libertados poluentes, de onde se destacam: Dióxido de Carbono (CO2); Dióxido de enxofre (SO2); Óxido de azoto (NOx) e partículas.
Em relação à indústria automóvel como sabemos, foram estabelecidos patamares muito restritivos relativamente às emissões de CO2 que em média por marca não pode exceder 95 g/km a partir de janeiro 2021 considerando as vendas deste ano. O incumprimento desta norma acarreta multas avultadas que as marcas querem evitar a todo o custo propondo novas soluções energéticas.
Mas vejamos melhor os impactos ambientais causados pela circulação dos veículos de combustão interna, veículos elétricos e híbridos.
Emissões causadas pela circulação de veículos
Os impactos ambientais causados pela circulação de veículos devem-se a fatores como, a substituição de peças (pneus, discos entre outras) e à queima de gasolina/diesel no caso dos veículos de combustão interna e dos veículos híbridos e as emissões emitidas no processo de geração de energia elétrica necessária à alimentação dos veículos elétricos puros.
Tratando-se de um estudo comparativo entre as diferentes tecnologias, decidimos não contabilizar os impactos causados pela substituição de consumíveis pois estes têm pouco impacto no resultado, sendo semelhante em ambas as tecnologias.
Também não é contabilizada a substituição das baterias no caso dos veículos elétricos, pois é expetável que estas durem o tempo de vida do veículo.
Assim sendo é importante determinar e comparar as emissões, por quilómetro, para as várias soluções tecnológicas.
Para este estudo consideramos dois veículos elétricos (Nissan Leaf e Renault ZOE), dois veículos de combustão interna (Peugeot 208 1.5 BlueHDi e 1.2 Puretech) e um veículo híbrido, neste caso o Toyota Prius e respetivas caraterísticas de consumo bem como os valores médios das emissões associadas à produção de 1 kWh de energia elétrica e as emissões de CO2 referentes à combustão da gasolina e do diesel.
Consumos
| Solução tecnologica | Marca / modelo | Consumo médio (kWh/100km |
| BEV | Nissan Leaf (62 kWh) | 18 |
| BEV | Renault ZOE (52 kWh) | 17,7 |
| HEV | Toyota Prius | 4,1 |
| Gasolina | Peugeot 208 1.2 Puretech | 5,5 |
| Diesel | Peugeot 208 1.5 BlueHDi | 4,1 |
Valores médios das emissões associadas à produção de 1 kWh de energia elétrica
| Tipo de emissões | Emissões |
| CO2 | 219 g |
| SO2 | 1,02g |
| NOx | 0,66 g |
Emissões de CO2 durante a queima de combustível
| Combustível | Emissões |
| 1 litro de gasolina | 2220 g de CO2 |
| 1 litro de gasolina | 2630 g de CO2 |
Com base nos dados referidos e multiplicando o consumo médio pelas emissões, obtemos os seguintes resultados:
| Marca /Modelo | Consumo kWh/100km | Emissões | |
| Nissan Leaf (62 kWh) | 18 | 3942 g CO2/100 km | 39,4 g CO2/km |
| Renault ZOE (52 kWh) | 17,7 | 3876 g CO2/100 km | 38,7 g CO2/km |
| Toyota Prius | 4,1 | 9102 g CO2/100 km | 91 g CO2/km |
| Peugeot 208 1.2 Puretech | 5,5 | 12 210 g CO2/100 km | 122,1 g CO2/km |
| Peugeot 208 1.5 BlueHDi | 4,1 | 10 783 g CO2/100 km | 107,8 g CO2/km |
Conclusões
Dos resultados obtidos podemos concluir que do ponto de vista das emissões de CO2 por quilómetro, as duas soluções elétricas escolhidas são bastante vantajosas em relação às restantes tecnologias.
Uma análise mais atenta permite verificar que para carregar as baterias do Nissan Leaf e do Renault ZOE, apenas necessitamos de 31,6 % a 32,2% do CO2 emitido pelo motor a gasolina.
Esta situação é tão mais vantajosa quanto maior for a penetração das tecnologias de geração de energia renovável no mix de geração de energia. Por exemplo em Portugal na maior parte dos meses a componente da energia renovável é superior à não renovável na geração da energia elétrica a nível nacional.
Relativamente ao Toyota Prius as emissões CO2 são cerca de 15,5% a 25,4% mais baixas do que o veículo a Diesel e a Gasolina respetivamente.
Um dos fatores que contribui para o aumento das emissões são as perdas que ocorrem ao longo da cascata de um veículo (elétrico ou de combustão). Assim, torna-se necessário comparar também o valor das perdas dos veículos de combustão interna e dos veículos elétricos.
Como é sabido, os motores de combustão interna são bastante ineficientes ainda que haja exceções como os motores que trabalham segundo o ciclo Atkinson como o que a Toyota utiliza nos novos híbridos, nomeadamente na última geração do Corolla onde o rendimento supera os 40%.
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Embora os motores de combustão interna tenham no geral o seu rendimento, na sua generalidade, a verdade é que 70% da energia do combustível perde-se devido ao baixo rendimento resultante da combustão.
Já os veículos com motores elétricos vieram dar um salto na eficiência energética e dependendo da tecnologia utilizada para gerar a energia necessária para alimentar o veículo a cascata poderá apresentar um rendimento global entre os 37% e os 68%, caso a fonte de energia seja de origem renovável ou não, respetivamente. Isto porque há que ter em consideração as perdas energéticas inerentes ao transporte da energia elétrica nas redes de distribuição (cerca de 10%) e ao processo de carga e descarga da bateria. Perdas essas que de uma forma geral representam cerca de 25% do consumo elétrico utilizado pelo sistema de carregamento.
Estudos referem que nem o melhor valor de rendimento da cascata de veículo de combustão é melhor que o pior valor de rendimento da cascata de um veículo elétrico puro.