Ao contrário do que pode parecer, veículos elétricos também emitem gases de efeito estufa
Crédito da imagem: Ralph Hutter (Unsplash)

As propagandas dos veículos elétricos destacam quase sempre a qualidade ambiental desses modelos e atestam que neles a emissão de gases de efeito estufa, os GEEs, é zero. Se levarmos em conta as mensagens publicitárias, passou da hora de aposentar os motores a combustão. Principalmente em tempos de transição energética, nos quais gerar emissões de GEEs equivale a cometer um crime.

Mas calma lá. Os motores elétricos também têm culpa no cartório das emissões. Eles podem, sim, prezar pela isenção. Mas indiretamente emitem GEEs, afirma Marcelo Gauto, químico industrial, especialista em petróleo, gás e energia e doutorando em Bioenergia. Ele é autor de artigo sobre tema publicado no site Ensaio Energético.

E em entrevista ao Energia Que Fala Com Você,  detalha as explicações dessas invisíveis emissões dos elétricos.

Por que o senhor afirma que os carros elétricos têm emissões invisíveis?

Marcelo Gauto – Porque os veículos elétricos, embora não tenham emissões de escape, são intensivos em insumos industrializados associados a grandes emissões de carbono, especialmente na fabricação das baterias. Outra fonte de emissão relevante é a que ocorre quando da recarga dos veículos. Dependendo da intensidade de carbono da matriz elétrica elas podem ser bastante altas.

Como ocorrem as emissões de carbono no caso das baterias?

Marcelo Gauto – Ocorrem durante a fabricação delas. Uma moderna bateria de um veículo elétrico contém lítio, cobalto, manganês, níquel, alumínio e cobre em grandes quantidades. A mineração desses insumos demanda muitos recursos naturais e é intensiva em emissão de carbono. Diversos estudos reportam as emissões de gases de efeito estufa associadas à produção das baterias de lítio-íon.

Quais são os valores dessas emissões?

Marcelo Gauto – Os valores indicados variam significativamente, dependendo das premissas do estudo, tipo de bateria, tamanho, local de produção, tecnologia envolvida etc.

Segue abaixo tabela que apresenta as emissões de fabricação de baterias lítio-íon NCM reportadas na literatura, em quilogramas de dióxido de carbono equivalente (kg CO 2 e), para os três principais fabricantes de baterias do mundo. China, Japão e Coréia do Sul responderam por pouco mais de três quartos da fabricação de baterias para veículos elétricos no mundo em 2016 (conforme Mann, Mayyas, and Steward 2018), algo que vem se mantendo nos últimos anos.

Considerando uma emissão de fabricação de 114,5 kgCO 2 e/kWh, obtida pela média dos valores da tabela 1 para a China, a bateria de 62 kWh de um Nissan Leaf emitiria 7,06 toneladas de gases de efeito estufa na atmosfera.

Supondo uma vida útil de 160.000 km (limite usual de garantia ofertada pelos fabricantes de veículos elétricos) sem necessitar a troca da bateria, as emissões diluídas por quilômetro rodado ficam em 44,1 gCO 2 e/km, um número relevante.

Ao contrário do que pode parecer, veículos elétricos também emitem gases de efeito estufa

Existem emissões nas recargas?

Marcelo Gauto – Sim, existem. Ao se “plugar” um veículo elétrico na tomada para recarga, entram em cena as emissões indiretas, associadas à matriz elétrica. Outro detalhe importante é que existem perdas durante a recarga, que faz com que a energia necessária para recarregar a bateria seja maior do que a nominal.

A recarga de uma bateria tem perdas intrínsecas aos componentes elétricos e eletrônicos, normalmente na forma de calor. Esse efeito é facilmente observado na recarga de celulares, quando as baterias esquentam.

Há perdas relativas ao carregador, módulo de recarga do carro e bateria, além das perdas de transmissão e distribuição de energia elétrica. Essas perdas aumentam a necessidade de geração de energia elétrica, o que impacta na emissão indireta de gases de efeito estufa.

O conjunto completo de recarga (carregador, módulo de controle e bateria) perde em média 15% da energia que chega nele, de acordo com alguns artigos publicados (Fonte: Sears, Roberts, and Glitman 2014; Apostolaki-Iosifidou, Codani, and Kempton 2017; Kostopoulos, Spyropoulos, and Kaldellis 2020).

Além disso, no Brasil há perdas estimadas de 4% nas redes de transmissão de energia e de 7,5% (perdas técnicas) nas de distribuição, conforme ilustrado abaixo.

Ao contrário do que pode parecer, veículos elétricos também emitem gases de efeito estufa
Fonte: Aneel/2015

É possível exemplificar?

Marcelo Gauto – Claro, vamos a um exemplo prático. Para fins de análise, será utilizado o Nissan Leaf com bateria de 62 kWh como referência. Para recarga completa da bateria desse veículo seriam necessários 82,1 kWh de energia, considerando todas perdas ao longo do caminho, esquematizadas na figura abaixo.

As perdas somadas chegam a 24,5%, neste exemplo. A principal implicação decorrente disso é que as emissões associadas à geração de energia são maiores do que as normalmente estimadas para recarga de um veículo elétrico.

Como ficam as emissões deste modelo?

Marcelo Gauto – Segundo o fabricante, o Nissan Leaf tem autonomia de 385 km com uma bateria de 62 kWh, de onde se obtém um rendimento médio de 6,2 km/kWh.

Considerando este dado e as perdas de energia apresentadas na figura 3, tem-se que as emissões de recarga do Leaf no Brasil seriam de 3,38 toneladas de gases de efeito estufa ou 21,1 g CO 2 e/km rodado (desconsiderando as perdas, as emissões seriam de 16,1 gCO 2 e/km ou 31% menores).

Na China, nas mesmas condições, a recarga deste veículo emitiria 145,2 gCO 2 e/km, algo perto de sete vezes mais do que no Brasil. Ou ainda, mais do que o dobro das emissões de um veículo médio rodando a etanol no Brasil.

Somando as emissões de fabricação da bateria com as de recarga do veículo, tem-se:

  • Emissões de fabricação da bateria: 44,1 gCO2e/km
  • Emissões de recarga da bateria com perdas: 21,1g CO2e/km

Total: 65,2 gCO2e/km

Observa-se que embora não tenham um duto de escape de gases, os carros elétricos emitem indiretamente certa quantidade de gases na produção da sua bateria, bem como durante a recarga deles.

Como ficam as emissões de um veículo a combustão versus veículos elétricos?

Marcelo Gauto – Vamos novamente fazer uma comparação. De forma arbitrária, vamos avaliar as emissões do Chevrolet Onix 1.0 com motor de combustão interna Flex, que foi o veículo mais vendido de 2016 a 2020 no Brasil.

Levando em consideração dados de consumo do veículo, da pegada de carbono dos combustíveis divulgada pelo RenovaBio e de fatores de conversão apresentados na tabela 2 (abaixo), tem-se que as emissões estimadas para o Onix são de 208,7 g CO 2 e/km com gasolina A e 58,9 g CO 2 e/km com etanol hidratado.

Sendo assim, nas condições relatadas, o Nissan Leaf elétrico com bateria de 62 kWh rodando no Brasil (com baterias fabricadas na China) teria emissões 69% menores do que o Onix 1.0 que roda com gasolina A, mas 11% maiores do que o mesmo carro rodando com etanol hidratado (figura 5, abaixo).

O resultado demonstra a importância de se avaliar todo o ciclo de vida dos veículos, bem como a importância dos biocombustíveis na transição energética.

Diante disso, os elétricos perdem protagonismo?

Marcelo Gauto – De forma alguma. Não há dúvidas de que os veículos elétricos são fundamentais para a transição energética. Contudo, existem emissões indiretas associadas à sua produção, especialmente das baterias, que precisam ser trabalhadas, melhoradas.

O crescimento exponencial da mineração de lítio e outros metais necessários para produção das baterias é ponto de atenção ambiental, bem como extrapola a necessidade de uma avaliação social, econômica e geopolítica.

Os maiores fabricantes mundiais de baterias de lítio-íon detêm uma matriz energética altamente fóssil, impactando sobremaneira nas emissões associadas à produção dos veículos elétricos.

É esperado que China, Japão e Coréia do Sul mantenham a vanguarda e escala na produção das baterias, de modo que os veículos elétricos seguirão, por conta disso, com considerável pegada de carbono. Ponto de atenção.

Há também as perdas de energia, como o senhor relata.

Marcelo Gauto – De fato, é preciso investir em P&D para que novas tecnologias reduzam as perdas na rede (transmissão e distribuição) e na recarga das baterias.

As perdas aumentam a necessidade de geração de energia elétrica, com emissões associadas maiores do que as normalmente consideradas quando se olha apenas a carga nominal da bateria.

Obviamente, diante do crescimento do mercado de veículos elétricos, é esperado que novas tecnologias reduzam as perdas de recarga especialmente.

As comparações de emissões citadas pelo senhor podem ser generalizadas?

Marcelo Gauto – É preciso cuidado com generalizações. A comparação das emissões aqui realizadas têm limitações e variam se as condições propostas forem outras, por isso não deve ser generalizada.

Se a bateria for menor, fabricada em outro país ou caso a quilometragem considerada seja diferente da utilizada neste ensaio, o resultado será sensivelmente diferente.

De qualquer forma, fica evidente que os veículos elétricos têm emissões menores do que os movidos a gasolina e que carros abastecidos com biocombustíveis podem ter emissões menores do que os veículos elétricos, dependendo do modelo e consumo.

Para encerrar, diante do que foi apresentado qual o futuro dos veículos elétricos no Brasil? Vale a pena investir neles já que temos o etanol, por exemplo?

Marcelo Gauto – Não podemos abrir mão de nenhuma opção que nos ajude a reduzir as emissões de carbono. Os veículos elétricos virão complementar a nossa transição energética, ao lado dos biocombustíveis.

A união dos motores elétricos com os biocombustíveis é um caminho importante para o Brasil, pois reúne a eficiência dos motores com a versatilidade dos combustíveis líquidos.

Nem mesmo os motores de combustão devem ser deixados de lado, se conjugados com biocombustíveis. Temos que investir no conjunto de soluções que potencialize o que já temos pronto, para tirar proveito da infraestrutura existente e dos ganhos de eficiência que as novas tecnologias permitem.