O balanço de CO2 dos carros elétricos

O balanço de CO2 dos carros elétricos

O triunfo da eletromobilidade não pode mais ser interrompido. Nas últimas semanas e meses, vários grandes fabricantes de automóveis especificaram a sua mudança de rumo. Acima de tudo, o poderoso Grupo VW, que pretende converter metade de toda a sua gama de modelos em carros eléctricos até 2030 e pretende um equilíbrio de CO2 completamente equilibrado em todo o grupo até 2050. A rival Renault é ainda mais ambiciosa: os franceses querem oferecer nove em cada dez carros novos com propulsão puramente eléctrica até ao final da década. A ambição de transformação está a ser alimentada pela política: a Comissão Europeia acaba de apresentar o tão esperado pacote climático “Fit for 55”. Suas propostas pretendem ser um roteiro para a meta de economizar pelo menos 55% dos gases de efeito estufa até 2030, em comparação com 1990. Parte dela se concentra na indústria automotiva: os carros novos não devem mais emitir emissões de CO2 a partir de 2035. Mas quão ecologicamente corretos são os carros elétricos e, portanto, toda a mobilidade elétrica?

Pegada de carbono: é mais do que apenas operações

Os veículos elétricos são realmente mais ecológicos do que os motores de combustão modernos, sejam eles a gasolina ou a diesel? Especialistas também discutem sobre isso. Em última análise, devem ser consideradas não só as emissões (inexistentes) durante a condução, mas também os poluentes produzidos durante toda a vida útil do automóvel. "Os carros eléctricos circulam localmente sem emissões. Isso não significa que também conduzam sem CO2, porque a geração de electricidade tem de ser tida em conta", explica o Prof. Martin Doppelbauer do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), onde é professor de veículos eléctricos híbridos, num artigo convidado na revista "Auto Motor Sport". 

A questão do respeito pelo ambiente, a pegada real de CO2 dos veículos eléctricos, só pode ser respondida com a ajuda de um balanço ambiental abrangente. É tido em conta todo o ciclo de vida dos veículos: desde a produção de todos os componentes incluindo a bateria, ao funcionamento do veículo e à energia necessária ao mesmo, bem como ao esforço de manutenção e até à eliminação do automóvel. O Ministério Federal Alemão do Ambiente, da Conservação da Natureza e da Segurança Nuclear (BMU) elaborou uma avaliação holística. O resultado é o estudo “Quão ecológicos são os carros elétricos?” 

Por que tantos estudos são enganosos

Também explica por que existem tantos relatórios diferentes, por vezes enganosos ou contraditórios, sobre a compatibilidade ambiental dos carros elétricos: De acordo com a BMU, as razões mais comuns para isso incluem a comparação de diferentes características dos veículos (por exemplo, classes, motores e tamanhos de bateria), a consideração de diferentes secções do balanço (por exemplo, apenas a produção de veículos) e vários pressupostos sobre o mix de eletricidade na produção e utilização de carros elétricos. Além disso, às vezes são usados ​​dados desatualizados, especialmente para baterias. Falando em baterias: as suposições sobre a vida útil de uma bateria para carros elétricos costumam ser muito diferentes em vários estudos. Em suma, as maçãs são frequentemente comparadas com laranjas e às vezes são utilizados dados incorretos ou pelo menos desatualizados.

Carro elétrico CO2: o mix de eletricidade é crucial

O mix de eletricidade determina principalmente se um veículo elétrico tem melhor desempenho em termos de pegada de carbono do que um motor de combustão. Embora um veículo deste tipo funcione sem emissões, as centrais eléctricas certamente emitem gases com efeito de estufa quando fornecem corrente de carregamento, pelo menos se forem utilizados combustíveis fósseis. 

Em países como a Alemanha e a Áustria, cada vez mais energias renováveis ​​são utilizadas para gerar eletricidade. Em 2019, por exemplo, a sua percentagem na Alemanha era de cerca de 41 por cento, e na Áustria, no mesmo ano, chegava a 75,1 por cento, de acordo com o balanço energético da Statistics Austria. Isto compara-se com uma média da UE de 34,1 por cento. Em qualquer caso, a tendência continua a aumentar; na Alemanha, pela primeira vez, mais de metade da electricidade provirá em breve de fontes renováveis. No entanto, com o atual mix elétrico alemão, os carros elétricos são significativamente mais ecológicos do que os veículos de combustão.  

Isto é confirmado pelo Prof. Doppelbauer do KIT: Como ele explica, um carro novo (todos os tipos de tração) na UE emitiu uma média de cerca de 140 gramas de CO2 por quilômetro em 2020. O número crescente de PHEVs e veículos elétricos já teria reduzido esse valor significativamente em comparação com 2019. Os carros elétricos obviamente usam eletricidade ao dirigir. Segundo o especialista, um valor típico incluindo perdas de carga seria de 22 kWh/100 km. A Agência Federal do Meio Ambiente (UBA) sabe quanto CO2 foi emitido até o momento na produção de um kWh. Este indica um valor de 366g CO2/kWh para 2020 em seu site. 

Doppelbauer calcula agora: "As emissões de CO2 que surgem ao dirigir um carro elétrico estão então a uma curta distância de uma regra de três: 22kWh/100 km x 366 g (CO2)/kWh = 8.052 g (CO2)/100km. Isso corresponde a 80,5 g/km. Economia em comparação com o carro novo médio (e como eu disse, já há um número considerável neste mix de E-cars e híbridos plug-in incluídos): uns bons 42 por cento.” 

As baterias têm um impacto negativo no equilíbrio ecológico

Mas e quanto à produção de baterias com uso intensivo de energia e como isso afeta o equilíbrio geral? Este é, com muita antecedência, o verdadeiro assassino do humor quando se trata de mobilidade elétrica! Devido à produção complexa e intensiva de energia das baterias, toda a produção, manutenção e eliminação dos veículos representam mais no equilíbrio climático do que toda a operação de condução. E também significativamente mais do que veículos comparáveis ​​com motores de combustão (ver gráfico).

No entanto, de acordo com o estudo da BMU para carros elétricos, o balanço ainda é globalmente positivo porque a operação é muito mais amiga do ambiente. "As emissões de gases com efeito de estufa dos actuais veículos eléctricos da classe compacta são mais baixas ao longo de toda a sua vida útil do que os veículos comparáveis ​​com motores de combustão. Em comparação com um motor a gasolina, produz cerca de 30 por cento menos gases com efeito de estufa. Em comparação com um motor diesel comparável, é cerca de 23 por cento menos", refere o estudo da BMU, que calculou estes valores com base em dados do Ifeu (Instituto de Heidelberg para a Energia e Investigação Ambiental).

O veredicto de Jürgen Stockmar é muito mais crítico. O experiente especialista em desenvolvimento automotivo trabalhou em gestão na Magna, Steyr Daimler Puch, Opel e Audi, entre outras, durante sua carreira. Hoje assessora empresas do setor automotivo e leciona na TU Viena. Claro, Stockmar usa um Audi e-tron e, portanto, um SUV de luxo em seus cálculos. Segundo Stockmar, a produção de uma bateria de íons de lítio produziria 165 kg de CO2 por kWh de capacidade da bateria, segundo a Johanneum Research. A produção de uma bateria de 95 kWh no Audi e-tron exigiu 15.675 kg de CO2. Um veículo com motor de combustão com emissões de CO2 legalmente permitidas de 95 g por quilómetro percorreria, portanto, 165.000 quilómetros. E mesmo assim, o veículo elétrico não valeria a pena porque ainda utiliza eletricidade durante a operação.  

Dividido em uma quilometragem presumida de 150.000, o e-tron no exemplo de cálculo de Stockmar chega a 104,5 g de CO2 por quilômetro apenas através da produção de baterias. Com um consumo de veículo de 15 kWh por 100 quilómetros, o atual mix de eletricidade alemão acrescenta 50g adicionais de CO2 por quilómetro, de acordo com Stockmar. No verão, isto resulta numa emissão total (para produção de baterias e operação contínua) de cerca de 150 g CO2/km. “Essas emissões de CO2 estão bem acima do limite legal de emissão de 95 g CO2/km”, disse Stockmar em um evento online organizado pela MPKA (Motor Presse Klub Austria) no início de 2022. Adendo: “Este veículo não atende aos regulamentos de registro atuais!” É incompreensível que as emissões causadas pela produção de baterias sejam simplesmente ignoradas pelos legisladores da UE. Sem falar na energia necessária para reciclar as baterias, que ele também deixou de fora dos cálculos. Na verdade, a avaliação do ciclo de vida ao longo de todo o ciclo de vida de um veículo teria de ser tida em conta. 

Energias renováveis ​​em alta

É claro que uma coisa joga a favor da mobilidade eléctrica: como mencionado, a quota de energias renováveis ​​no cabaz eléctrico alemão continuará a aumentar - para pelo menos 65 por cento até 2030, de acordo com o objectivo do governo federal. Além disso, podem ser esperadas melhorias na produção de baterias, tanto em termos de eficiência de materiais como de utilização de energia. “Se a eletricidade renovável for usada para produção, a carga de dióxido de carbono da bateria será reduzida em cerca de metade”, afirma o documento da BMU. Embora os cálculos subjacentes tenham em conta que os motores a gasolina e diesel também estão a tornar-se mais económicos, é improvável um desenvolvimento comparável ao dos automóveis eléctricos.

Para além de uma quota crescente de energias renováveis, o estudo baseou-se nos seguintes pressupostos: a produção na Europa é assumida para a produção de veículos, enquanto a produção de baterias é tida em conta para a situação atual de acordo com a atual combinação de países fabricantes. As perspectivas para 2030 assumiram então a produção europeia de baterias. Isto parece razoável, já que atualmente há um aumento maciço em... Expansão da produção de baterias na Europa está investido. Somente a VW tem planos ambiciosos aqui.

A adição de biocombustíveis ao gasóleo e à gasolina de acordo com as metas nacionais e regulamentações europeias também foi incluída nos cálculos. Para o consumo de eletricidade e combustível, são utilizados dados realistas de veículos de exemplo típicos do ADAC EcoTest, que são significativamente superiores às informações oficiais do fabricante. As médias da frota não foram levadas em consideração. E para permitir, como é chamado, “uma comparação justa entre diferentes tipos de utilização”, as emissões totais foram calculadas com base numa quilometragem média vitalícia de 150 mil quilómetros.

Carro elétrico: 40% menos consumo de CO2 

Sob todas estas hipóteses, a vantagem de um carro eléctrico em 2030 sobre um motor a gasolina no cálculo do modelo BMU aumentará para 42 por cento e sobre um motor diesel para 37 por cento. E isso apesar da produção que consome muita energia. 

Falando em energia intensiva: Alternativas muito discutidas, especialmente os e-combustíveis promovidos pela indústria, têm uma desvantagem: “A produção destes combustíveis requer mais energia do que a que está posteriormente disponível como combustível”, é a conclusão dos especialistas da BMU. Ao mesmo tempo, a sua utilização em veículos com motores de combustão é muito menos eficiente em comparação com motores eléctricos. O professor Doppelbauer do KIT concorda: “Se você calcular honestamente o consumo atual de combustível de 7,3 litros por 100 km, então os combustíveis sintéticos requerem 10 vezes mais energia elétrica do que os carros elétricos.”  

Custos de matéria-prima são maiores para carros elétricos

Uma análise mais aprofundada da BMU confirma uma suspeita que surge do nível comparativamente elevado de emissões na produção de veículos: em termos de despesas cumulativas de matérias-primas, os veículos eléctricos têm hoje um desempenho ainda pior do que os veículos com motor de combustão. “Simplesmente são necessárias mais matérias-primas para produzir componentes de veículos. São utilizados vários materiais de produção intensiva, especialmente para a produção de baterias.” Isto, por sua vez, também afeta o equilíbrio ecológico. 

Também aqui a produção de baterias é o maior desmancha-prazeres: a tecnologia de iões de lítio, por exemplo, requer quantidades relevantes de cobalto, que também é criticado pelas suas condições de financiamento social e eticamente problemáticas, bem como pelo seu elevado impacto ambiental. Há um foco maior aqui Cadeias de fornecimento e obrigações de devida diligência da empresa uma abordagem promissora para combater reclamações, segundo a BMU, que também promove o desenvolvimento de processos de reciclagem de novos componentes. E isso expressa a seguinte esperança: “O maior desenvolvimento da produção, da eficiência dos materiais e da tecnologia de armazenamento irá provavelmente melhorar significativamente o balanço.” 

No entanto, as duas principais afirmações do estudo alemão podem ser resumidas da seguinte forma: Em termos de consumo total de matérias-primas, os veículos com motores de combustão ainda têm actualmente uma vantagem. Mas em termos da necessidade total de energia e, portanto, das emissões de CO2 ao longo de todo o ciclo de vida - e é disso que trata este artigo - os veículos eléctricos já estão claramente à frente devido à sua elevada eficiência. 

Muitos outros estudos agora também atribuem aos carros elétricos uma classificação melhor em comparação aos veículos a combustão, o que se deve principalmente à alta eficiência do motor. Um balanço do ADAC mostra que a desvantagem de CO2 dos carros a bateria é compensada ao percorrer entre 50.000 e 100.000 quilómetros. 

Existe eletricidade (verde) suficiente? 

Mas haverá realmente electricidade suficiente e, acima de tudo, electricidade verde suficiente se os ambiciosos planos de electrificação da UE e dos principais fabricantes de automóveis europeus forem implementados? “Se quase todos os carros na Alemanha fossem elétricos, precisaríamos de 20 a 25% mais eletricidade”, afirma Doppelbauer. É claro que ainda estamos a pelo menos 10 anos de um fim generalizado da venda de carros a combustão. E então normalmente leva mais 15 anos até que a frota de automóveis seja amplamente transformada. "Estamos optimistas de que não seremos capazes de gerar totalmente a produção adicional de electricidade num prazo de 25 anos, no mínimo. Por outras palavras: só precisamos de aumentar quase 1% de produção adicional de electricidade por ano para absorver a procura adicional dos carros eléctricos."  

Segundo o especialista, os verdadeiros desafios da eletromobilidade estão noutro lado: criar opções de carregamento convenientes para muitos milhões de pessoas que não têm casa própria ou lugar de estacionamento. E também na criação de carros competitivos que não sejam apenas motores de combustão convertidos. E, finalmente, acelerar o desenvolvimento e a produção das novas tecnologias, otimizá-las e reduzir custos.

O “papa dos automóveis” alemão, Prof. Ferdinand Dudenhöffer, enfatizou, quando esteve numa visita aérea à Áustria no início do verão de 2022, que se poderia argumentar em todas as direções quando se trata do balanço de CO2 dos carros elétricos: “Você pode preparar os resultados da maneira que quiser, usando várias suposições, por exemplo, sobre o futuro mix de eletricidade”. envia um apelo: “Não devemos destruir a mobilidade elétrica com suposições horríveis!” 

O próprio Dudenhöffer prova ser um fã da eletromobilidade e diz: "O futuro é elétrico. Não devemos arruinar a mobilidade elétrica com suposições horríveis!" Ele estima que até 2030 dois terços de todos os carros novos vendidos na Alemanha serão elétricos. É claro que, como resultado, a procura de electricidade irá explodir, razão pela qual, segundo Dudenhöffer, não há praticamente qualquer forma de contornar a energia nuclear. “Não deveríamos fechar nossas mentes à discussão sobre energia nuclear”, disse ele em conversa com a indústria automotiva, a saída da Alemanha da energia nuclear é ingênua. Bem, de qualquer forma, a UE já atribuiu à energia nuclear um rótulo verde. Mas é claro que isso também pode ser debatido.