Estado da eletrificação rodoviária: Mais barreiras ao crescimento

Os avanços na tecnologia de baterias tornarão os veículos pesados movidos a bateria mais acessíveis. Mas a adoção dependerá de as frotas saberem onde e quanto custará para carregá-los. (Foto: Danfoss Editron)

(Nota do editor: nesta parte final de uma série sobre o estado da eletrificação rodoviária, analisamos a capacidade e o custo de carregamento, a cadeia de suprimentos de baterias e componentes e a perspectiva de ganhos de eficiência na tecnologia de baterias.)

A hesitação em investir em veículos elétricos pesados para uso rodoviário decorre de uma série de fatores, entre eles a capacidade de manter os veículos carregados e funcionando por longas distâncias. A infraestrutura de carregamento atualmente não está nem perto do nível necessário para que sua adoção se torne prática para a maioria das aplicações de longa distância.

Eric Azeroual

“A Roland Berger divulgou um relatório há pouco tempo afirmando que eletrificar totalmente o setor de caminhões dos EUA custaria cerca de um trilhão de dólares. E isso considerando apenas a infraestrutura de carregamento e as melhorias na infraestrutura de serviços públicos”, disse Shaun Twomey, da divisão de Soluções para Veículos Comerciais da ZF. “É um número enorme e, claro, o setor de caminhões não tem um trilhão de dólares para gastar.”

“É realmente o fator limitante hoje, mesmo em carros de passeio”, disse Eric Azeroual, vice-presidente de On Highway da Danfoss Editron. “Este é um mercado novo. Precisamos de mais infraestrutura de carregamento. Isso quase precisa acontecer antes [dos clientes] comprarem os caminhões, só para saber onde vão carregá-los.”

Capacidade de carregamento e custos

Os avanços na tecnologia de baterias tornarão gradualmente os veículos pesados movidos a bateria mais acessíveis. No entanto, como observou Azeroual, "isso não necessariamente mudará a situação até que possamos demonstrar aos [proprietários-operadores] e operadores de frotas onde eles poderão carregar os caminhões e quanto custará para carregá-los".

Ônibus escolares elétricos – que tendem a retornar a uma estação ou depósito ao final de cada turno – estão atualmente liderando a transição para veículos elétricos a bateria (VEBs) comerciais. Mas os sistemas de carregamento para esses veículos tendem a ser relativamente simples – normalmente consistindo em um carregador CA de bordo com potência de até 19 kW, capaz de carregar uma bateria de 200 kWh durante a noite a um custo relativamente baixo.

As baterias necessárias para um veículo rodoviário Classe 8 são obviamente maiores, mais pesadas e consomem mais energia em um período de tempo muito menor. "Se você carrega um caminhão e pede 300 kW de potência, há uma sobretaxa para esse pico de potência, porque você está sobrecarregando a rede elétrica em um período muito curto", disse Azeroual. "Precisamos trabalhar nas tarifas de eletricidade para garantir que sejam moduladas de forma que não seja mais caro carregar o caminhão do que abastecê-lo."

Estações de carregamento rápido CC são necessárias para carregar totalmente esses veículos grandes e colocá-los de volta na estrada o mais rápido possível. A instalação desses sistemas – que pode exigir modificações profundas no sistema elétrico de uma fábrica, instalação ou depósito, dependendo da aplicação – é onde entra grande parte do custo adicional de infraestrutura.

Shaun Twomey, mercado global e vendas, Vendas de Veículos Comerciais, Grupo ZF

Um estudo do Conselho Internacional de Transporte Limpo estimou o custo de carregadores rápidos CC entre US$ 28.000 e US$ 140.000 instalados, em comparação com um custo estimado de instalação de aproximadamente US$ 6.000 para um carregador CA.

Subsídios incorporados à legislação governamental podem ajudar a compensar parte do custo da infraestrutura de recarga. "A Lei Bipartidária de Infraestrutura e outros programas... são todos, pelo menos em parte, projetados não necessariamente apenas para compensar o custo do caminhão para a frota, mas de forma mais holística para desenvolver a infraestrutura", observou Twomey.

Embora mais subsídios precisem estar disponíveis e adaptados à aplicação, este é um ponto de partida.

“Hoje, é realmente desafiador pegar um BEV Classe 8 e dirigir de Dallas a Los Angeles da mesma forma que se pode com um ICE (motor de combustão interna)”, disse Twomey. “Mas, à medida que a infraestrutura se desenvolve, como deveria, com todo o dinheiro investido... todos esses são bons sinais que apontam na direção certa para aprimorar as capacidades futuras da infraestrutura.”

Fornecimento localizado

Outro desafio para a adoção de veículos elétricos comerciais é a falta de uma cadeia de suprimentos local ou regional para baterias e os materiais essenciais que entram em sua produção. Isso aumenta os custos e gera incerteza tanto para as frotas quanto para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) que as fornecem.

“A China domina a cadeia de suprimentos. Eles têm a maior capacidade de fabricação de baterias do mundo; têm um enorme suprimento de matéria-prima”, disse Azeroual. “Portanto, as políticas envolvidas nos EUA e as discussões entre os EUA e a China são muito importantes para o setor de veículos elétricos.”

Thomas Heck, gerente de contas para clientes de serviços pesados nas regiões Américas, Schaeffler

Thomas Heck, gerente de contas para clientes de serviços pesados nas regiões Américas da Schaeffler, disse que atualmente os EUA dependem de outros países para obter baterias e outros elementos essenciais para a eletrificação, mas empresas como a Schaeffler estão buscando mudar isso.

“Fornecedores de sistemas como nós estão analisando nossa presença regional e se perguntando: 'Como podemos expandir aqui para garantir uma cadeia de suprimentos local para os componentes críticos, para as matérias-primas críticas de que precisaríamos?' – seja para baterias ou motores elétricos, ímãs dentro de motores elétricos, aço especial para motores elétricos e assim por diante”, disse Heck. “Construir essa cadeia de suprimentos local ou regional para reduzir nossa dependência de outros países é, na minha opinião, um fator muito importante para dar aos OEMs uma certa confiança de que... este é o caminho certo.”

Azeroual acredita que o impulso para veículos elétricos a bateria (BEVs) na indústria de automóveis de passeio ajudará a regionalizar a produção de baterias mais rapidamente. Ele observou que grandes empresas como Ford e GM já anunciaram o início da produção de baterias na América do Norte.

“Isso certamente ajudará, porque o setor de caminhões vai se beneficiar disso”, afirmou. “Eles comprarão o que estiver disponível, o que ajudará a reduzir custos e aumentar o acesso às baterias.”

Ganhos de eficiência

Espera-se também que os avanços na tecnologia de baterias reduzam custos e melhorem a eficiência operacional das frotas de veículos elétricos a bateria. Tomemos como exemplo as baterias de estado sólido.

Atualmente, aumentar a potência e o alcance de um caminhão elétrico significa adicionar mais e mais pesados conjuntos de baterias, com correspondentes restrições de espaço no veículo, capacidade de carga reduzida e maior TCO para o usuário final.

Atualmente, os EUA dependem de outros países para obter baterias e outros elementos essenciais para a eletrificação, mas empresas como a Schaeffler buscam mudar isso. (Foto: Schaeffler)

“Baterias de estado sólido oferecem maior densidade de potência, são muito mais leves e mais seguras em relação a riscos de incêndio e coisas do tipo”, destacou Heck. “Acreditamos que muitos fabricantes de baterias continuarão a se desenvolver nessa direção, o que, obviamente, será um grande benefício para o setor de caminhões comerciais.”

A ZF está animada com o que está observando não apenas no desenvolvimento de baterias de estado sólido, mas também na tecnologia de baterias como um todo. "Por exemplo, sabemos que as baterias de estado sólido – e até mesmo as tecnologias subsequentes que provavelmente entrarão em operação em grande escala na segunda metade desta década – ajudarão a mitigar um pouco o problema da ansiedade de autonomia", disse Twomey, "porque você pode obter mais watts-hora com o mesmo tamanho de bateria e carregá-la mais rapidamente quando necessário. Essas são melhorias cruciais."

“Paralelamente, certamente esperamos que a infraestrutura melhore devido aos diversos incentivos e programas que o governo está implementando para o setor”, continuou ele. “Todos esses fatores se alinharão de tal forma que tornarão até mesmo as aplicações eletrificadas de alta potência muito mais competitivas no futuro.”

É certo que ainda há muito trabalho a ser feito — e ainda há muito potencial na tecnologia existente antes que ocorra uma adoção mais ampla dos BEVs.

“Ainda não chegamos ao fim das tecnologias de combustão interna; há ainda mais potencial de otimização para reduzir as emissões de gases de efeito estufa”, disse Heck. “A transição para veículos elétricos a bateria não pode acontecer da noite para o dia. Será uma transição que levará muitos anos. Acredito que a otimização da tecnologia atual é tão importante quanto a capacidade de fornecer novas tecnologias para veículos elétricos a bateria.”