Um veículo elétrico a bateria na frota de veículos da Universidade de Queensland. Crédito:CC BY-ND
A baixa eficiência energética já é um grande problema para os veículos a gasolina e diesel. Tipicamente, apenas 20% da energia global do poço às rodas é realmente usada para alimentar esses veículos. Os outros 80% são perdidos na extração de petróleo, refinamento, transporte, evaporação, e calor do motor. Esta baixa eficiência energética é a principal razão pela qual os veículos movidos a combustíveis fósseis são intensivos em emissões, e relativamente caro para operar.
Com isso em mente, buscamos entender a eficiência energética dos veículos elétricos e a hidrogênio como parte de um artigo recente publicado no Air Quality and Climate Change Journal.
Veículos elétricos empilham melhor
Com base em uma ampla varredura de estudos em todo o mundo, descobrimos que os veículos elétricos a bateria têm perdas de energia significativamente menores em comparação com outras tecnologias de veículos. Interessantemente, Contudo, as perdas entre as rodas dos veículos com células de combustível de hidrogênio foram consideradas quase tão altas quanto as dos veículos com combustível fóssil.
Inicialmente, esta diferença significativa de eficiência pode parecer surpreendente, dada a recente atenção sobre o uso de hidrogênio para transporte.
Embora a maior parte do hidrogênio hoje (e no futuro previsível) seja produzida a partir de combustíveis fósseis, um caminho de emissão zero é possível se a energia renovável for usada para:
Aqui está um dos desafios significativos no aproveitamento do hidrogênio para o transporte:há muito mais etapas no processo do ciclo de vida da energia, em comparação com o mais simples, uso direto de eletricidade em veículos elétricos a bateria.
Cada etapa do processo incorre em uma penalidade de energia, e, portanto, uma perda de eficiência. A soma dessas perdas explica, em última análise, por que os veículos de célula de combustível de hidrogênio, na média, requerem três a quatro vezes mais energia do que veículos elétricos a bateria, por quilômetro percorrido.
Impactos da rede elétrica
A importância futura da baixa eficiência energética torna-se mais clara após o exame dos impactos potenciais da rede elétrica. Se os 14 milhões de veículos leves existentes na Austrália fossem elétricos, eles precisariam de cerca de 37 terawatts-hora (TWh) de eletricidade por ano - um aumento de 15% na geração nacional de eletricidade (aproximadamente o equivalente à geração renovável anual existente da Austrália).
Perdas médias de energia do poço à roda de diferentes tecnologias de transmissão de veículos, mostrando valores e intervalos típicos. Nota:esses números representam a produção, transporte e propulsão, mas não captam os requisitos de energia de fabricação, que são atualmente ligeiramente mais elevados para veículos elétricos e de célula de combustível de hidrogênio em comparação com veículos de combustível fóssil.
Mas se esta mesma frota fosse convertida para funcionar com hidrogênio, precisaria de mais de quatro vezes a eletricidade:cerca de 157 TWh por ano. Isso significaria um aumento de 63% na geração nacional de eletricidade.
Um relatório recente do Infrastructure Victoria chegou a uma conclusão semelhante. Ele calculou que uma transição completa para o hidrogênio em 2046 - para veículos leves e pesados - exigiria 64 TWh de eletricidade, o equivalente a um aumento de 147% no consumo anual de eletricidade de Victoria. Veículos elétricos a bateria, Enquanto isso, exigiria cerca de um terço do montante (22 TWh).
Alguns podem argumentar que a eficiência energética não será mais importante no futuro, já que algumas previsões sugerem que a Austrália poderia atingir 100% de energia renovável já em 2030. Embora o clima político atual sugira que isso será um desafio, mesmo quando a transição ocorre, haverá demandas concorrentes de energia renovável entre os setores, realçando a importância contínua da eficiência energética.
Também deve ser reconhecido que os requisitos de energia mais elevados se traduzem em preços de energia mais elevados. Mesmo se o hidrogênio atingir a paridade de preço com a gasolina ou diesel no futuro, veículos elétricos permaneceriam 70-90% mais baratos para operar, devido à sua maior eficiência energética. Isso economizaria para a família média australiana mais de A $ 2, 000 por ano.
Plano pragmático para o futuro
Apesar das claras vantagens de eficiência energética dos veículos elétricos em relação aos veículos a hidrogênio, a verdade é que não existe bala de prata. Ambas as tecnologias enfrentam desafios diferentes em termos de infraestrutura, aceitação do consumidor, impactos da rede, maturidade e confiabilidade da tecnologia, e driving range (o volume necessário para hidrogênio suficiente em comparação com a densidade de energia da bateria para veículos elétricos).
Os veículos elétricos a bateria ainda não são um substituto adequado para todos os veículos em nossas estradas. Mas com base na tecnologia disponível hoje, é claro que uma proporção significativa da frota atual pode fazer a transição para ser elétrica a bateria, incluindo muitos carros, ônibus, e caminhões de curta distância.
Essa transição representa um sensato, abordagem robusta e econômica para entregar as reduções significativas de emissões de transporte necessárias dentro dos curtos períodos de tempo delineados pelo recente relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas sobre a contenção do aquecimento global a 1,5 ℃, ao mesmo tempo em que reduz os custos de transporte.
Junto com outras tecnologias de eficiência energética, como a exportação direta de eletricidade renovável no exterior, veículos elétricos a bateria garantirão que a energia renovável que geramos nas próximas décadas seja usada para reduzir a maior quantidade de emissões, o mais rápido possível.
Enquanto isso, a pesquisa deve continuar em opções de eficiência energética para caminhões de longa distância, transporte e aeronaves, bem como o papel mais amplo do hidrogênio e da eletrificação na redução das emissões em outros setores da economia.
Com o Comitê Selecionado de Veículos Elétricos do Senado Federal definido para entregar seu relatório final em 4 de dezembro, esperemos que a importância contínua da eficiência energética nos transportes não tenha sido esquecida.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original. 
