Pietro Erber, do INEE: Acionamento de veículos leves

A expansão e a renovação da frota brasileira de carros leves constitui um mercado para cerca de três milhões de unidades. No momento, aliás há anos, uma das questões mais discutidas, inconclusivamente, é qual deveria ser seu acionamento, pois as possibilidades são múltiplas e as tecnologias nas quais se baseiam evoluirão significativamente e poderão aparecer novas, ainda não consideradas. Portanto, parece prematuro apostar em qualquer uma das possíveis linhas de desenvolvimento.

No entanto, há dois elementos balizadores a serem considerados: a questão ambiental (local e global) e a mobilidade urbana. Que esta exija menos automóveis e veículos de menor porte, é evidente. O espaço viário ocupado por passageiro num SUV (Sport Utility Vehicle) é muitas vezes maior do que num ônibus ou num carro pequeno, tipo Smart. No âmbito ambiental, dois elementos interagem: a fonte de energia, se gasolina, diesel, etanol, GNV, energia elétrica, e a tecnologia mediante a qual essas fontes vão ser utilizadas. As tecnologias de acionamento já disponíveis e aquelas em estágio experimental apresentam variedade considerável.

Parece urgente modificar os critérios de comparação de combustíveis de fontes renováveis, como o etanol e o biodiesel, com seus competidores de origem fóssil, como a gasolina, o gás natural e o diesel. A comparação atualmente praticada, em termos dos respectivos poderes caloríficos, por si só precária, por não considerar outras propriedades relevantes desses combustíveis, desconsidera os impactos ambientais que cada uma provoca, apesar da importância conferida pelo país a essas aspectos e os compromissos assumidos no Acordo de Paris, ratificado em 2016.

Uma diferenciação mais acentuada entre os preços da gasolina e do etanol, que reconheça as vantagens deste, associada ao aumento da eficiência da sua utilização em motores de combustão interna de ciclo Otto, aumentará a participação desse combustível no mercado. No entanto, isto depende de aumento da eficiência dos motores flex, possivelmente mediante aumento de sua taxa de compressão e simultânea melhoria da qualidade da gasolina, para suportar essas taxas mais elevadas, ou motores projetados para uso de etanol, que explorem as propriedades desse combustível. Nesse sentido, pelo menos um fabricante já anunciou o próximo desenvolvimento de motores de taxa de compressão variável, mediante variação da extensão da biela.

Entretanto, o etanol puro ainda é um combustível amplamente disponível em apenas poucos países, enquanto a indústria automobilística é globalizada. O Brasil oferece um nicho importante, em termos locais, para tais motores, mas que ainda é pequeno em termos mundiais.

Por outro lado, enquanto uma linha de desenvolvimento contempla o aumento da eficiência e a redução do impacto ambiental dos motores a ciclo Otto, outra considera melhorias de eficiência sistêmica, que envolve outros elementos além dos motores. Nessa direção o emprego da energia elétrica, especialmente o acionamento das rodas por motores elétricos é fundamental, pela sua elevada eficiência, torque elevado e elevada capacidade de suportar elevadas sobrecargas, o que permite empregar motores de menor porte. Por fim, motores elétricos também funcionam como geradores, acionados pela energia cinética do veículo. A frenagem regenerativa proporciona economia de energia de até 30% daquela fornecida ao veículo num trajeto urbano.

Há grande variedade de tecnologias que envolvem o acionamento elétrico, principalmente em função da origem da energia elétrica consumida. A mais antiga é a dos veículos a bateria, carregada a partir de uma fonte externa. Neste caso, o impacto ambiental varia de acordo com aquele das energias utilizadas para gerar a energia elétrica. A limitação principal desses veículos é o custo, o peso e o volume das baterias que permitam autonomia semelhante à de um veículo acionado por motor de combustão interna. Embora para percursos urbanos a autonomia necessária possa ser menor, resta o problema da recarga das baterias. Muitos usuários terão facilidade de realizá-la no local de estacionamento, uma vez que a maioria dos carros só está em movimento menos de 10% do tempo. Por outro lado, as baterias desses veículos, enquanto estiverem conectadas à rede pública poderão devolver a energia armazenada e contribuir para a qualidade do fornecimento da rede.

Outra forma de suprir a energia elétrica é gerá-la a bordo, seja por um motor de combustão interna, que aciona um gerador, seja por uma célula a combustível. Todas essas tecnologias são denominadas híbridas, pela combinação de um combustível e energia elétrica. O combustível das células é o hidrogênio. Recentemente foi exibido no Brasil um carro dessa natureza, no qual o hidrogênio é obtido a bordo. Todos esses veículos possuem uma bateria, cuja capacidade viabiliza a frenagem regenerativa com razoável eficiência, e que poderá ser aumentada mediante associação de supercapacitores a bateria.

Atualmente a maioria dos carros acionados eletricamente é híbrida. Essa tecnologia constitui um novo passo no processo de eletrificação dos veículos acionados por motores de combustão interna, que começou com o motor elétrico de partida e agora substitui a transmissão mecânica do motor às rodas pela transmissão elétrica. Porém com diversas vantagens adicionais, como permitir a frenagem regenerativa.

Para voltar à questão inicial, qual, dentre essas tecnologias, apresenta maior competitividade ou ainda a qual delas seria a melhor opção para o Brasil e deveria receber apoio governamental para sua difusão ? As perspectivas e opiniões variam bastante, embora frequentemente sejam apresentadas de forma tão segura quanto carente de consideração da diversidade de fatores e das incertezas que envolvem os fatores que condicionarão a evolução desses veículos e a composição da frota.

Entende-se que, apesar das incertezas, seja possível afirmar que várias tecnologias coexistirão, em função do número e diversidade de usuários, das vantagens e desvantagens que cada uma apresente.

Essa diversidade será viabilizada pelo porte do mercado interno e pelas vendas em outros mercados. A pressão ambiental levará à melhoria do desempenho, sobretudo em termos de energia consumida e de emissões de efluentes por kilômetro rodado. Nesse sentido, a tecnologia híbrida deverá difundir-se significativamente, inclusive no âmbito dos veículos pesados, sobretudo daqueles de uso urbano, onde a frenagem é mais frequente. Por outro lado, a grande diferença de consumo de energia e de custo por quilômetro proporcionada pelos carros a bateria (não se dispõe de dados para aqueles acionados a partir de células a combustível) tenderá a compensar seu custo inicial mais elevado. Portanto, veículos elétricos a bateria que sejam utilizados intensivamente, como os taxis, tenderão a competir favoravelmente com aqueles acionados por motores de combustão interna.

O fator ambiental não só privilegiará os veículos mais eficientes e mais leves, que consomem menos energia e ocupam menos espaço viário, mas o emprego de energias provenientes de fontes renováveis, em particular o etanol. E será particularmente desejável que os veículos híbridos, especialmente aqueles de uso urbano, sejam acionados a partir de motores que utilizem esse combustível, sejam eles flex ou projetados especificamente para o consumo de etanol.

No tocante aos motores flex, será importante que se continue a investir no seu desenvolvimento, no sentido de aumentar sua eficiência ao consumirem etanol. É necessário que na utilização desse combustível os motores apresentem desempenho compatível com suas propriedades, como maior octanagem do que a gasolina e que quando se utilize misturas de etanol e gasolina, esta já apresente octanagem elevada, não contando com aquela do etanol para que a mistura atinja níveis minimamente adequados.

Finalmente, não é só no tocante às tecnologias dos veículos que se espera ver diversidade mas também na política de oferta dos combustíveis, em particular em termos regionais, que se imagina que haverá maior diversidade. Afinal, transportar etanol ou biodiesel a grandes distâncias agrega muito consumo de combustíveis, sobretudo óleo diesel, à sua oferta. E essas duas diversidades, de oferta de combustíveis e de energia, de um lado, e de tecnologias de acionamento, poderão interagir de forma significativa, levando a prencias regionais. Vale atentar para o que está acontecendo antes de tomar decisões definitivas.

Pietro Erber é diretor do INEE
18/04/17