Por que o diesel ainda importa em um futuro com múltiplos combustíveis

Para aplicações de alta exigência que operam em turnos longos, a disponibilidade de energia e o tempo de reabastecimento são considerações críticas.

Isso parece prudente, dada a atual imprevisibilidade dos preços e do fornecimento de combustíveis, e o desenvolvimento de motores capazes de operar com combustíveis alternativos e de baixo carbono está se acelerando.

Boa parte do foco em pesquisa e desenvolvimento tem se voltado para alternativas como o hidrogênio, que pode ser produzido localmente e oferece energia livre de emissões (no ponto de uso).

Com tempos de resposta impressionantemente curtos, esses motores a hidrogênio foram apresentados ao mercado, mas existem desvantagens: a produção de hidrogênio é limitada, é cara e, quando derivado do gás natural, perde suas credenciais ecológicas.

Para complicar ainda mais a situação, a prevista escassez no fornecimento de diesel nunca se materializou completamente, com o fornecimento de combustível refinado do Oriente Médio, da Índia e da Turquia compensando em grande parte qualquer déficit.

Conformidade com a legislação

Leen Stolk, gerente de Engenharia de Clientes para a Europa e o Reino Unido na Cummins.

Com o mercado de combustíveis diesel demonstrando resiliência, os fabricantes de motores se viram com soluções de energia a hidrogênio totalmente novas que, embora tecnicamente impressionantes, são mais caras para comprar, integrar e operar do que seus equivalentes a diesel.

Mas há outros agentes em ação. Em resposta aos níveis de poluição local e às preocupações mais amplas com as mudanças climáticas, governos regionais e locais têm elaborado legislação que exige o uso de soluções de energia com baixas ou zero emissões em uma variedade de aplicações e contextos.

Segundo Leen Stolk, gerente de Engenharia de Clientes para a Europa e o Reino Unido da Cummins, é isso que tem garantido o desenvolvimento contínuo de novas soluções que podem usar outros combustíveis alternativos.

“Estamos vivendo tempos muito interessantes”, diz Stolk. “Por muitas décadas, o diesel foi o combustível preferido para equipamentos fora de estrada e caminhões rodoviários. Mas entramos em um período de transição em muitas áreas, e isso impulsionou o desenvolvimento de soluções que utilizam combustíveis alternativos.”

“Temos nossos motores de combustão interna (CI) a hidrogênio, mas nossos motores a diesel são homologados para uso com HVO [óleo vegetal hidrotratado], o que significa que os clientes têm a opção de usar uma alternativa de baixa emissão ao diesel.”

Stolk destaca que o trabalho para melhorar o desempenho dos motores a diesel continua em ritmo acelerado, com o objetivo de aprimorar ainda mais a eficiência de combustível e reduzir as emissões dos motores.

O desenvolvimento de motores concentra-se em combinar confiabilidade e desempenho com maior eficiência e menor custo total de propriedade.

“Um dos principais motivos para o desenvolvimento contínuo da tecnologia é a legislação, as mudanças exigidas pelos governos”, afirma.

“Mas os fabricantes de máquinas também estão mudando seus requisitos, com o objetivo de melhorar o custo total de propriedade [TCO] para o cliente.”

“Quanto mais eficiente for o funcionamento de uma máquina, menor será o seu custo operacional, o que ajuda a amortizar o investimento inicial feito na compra desse produto.”

Conceitos errôneos sobre motores a diesel

Na verdade, Stolk acredita que o diesel ainda tem muito a oferecer.

“Ainda não chegamos ao fim da tecnologia de combustão”, diz ele. “Ainda há muito desenvolvimento, principalmente em casos onde os fabricantes de máquinas querem motores de alta eficiência com dimensões menores, mas sem perda de potência. Essencialmente, estamos oferecendo maior densidade de potência.”

“Talvez os motores de combustão interna possam eventualmente ser eliminados gradualmente na Europa e na América do Norte, mas temos que considerar os países da Ásia e da África que dependem da energia a diesel para construir sua infraestrutura e suas economias.

“Eles simplesmente não têm disponibilidade de combustíveis alternativos para viabilizar a transição.”

Não é que essas regiões jamais fariam a transição para combustíveis alternativos, diz Stolk, mas antes que isso aconteça, tornar os motores de combustão interna "preparados para o futuro" ajudará a melhorar o custo total de propriedade e a reduzir qualquer impacto ambiental.

“Na minha opinião, um motor preparado para o futuro é produtivo, mas também pode oferecer um baixo custo total de propriedade”, diz ele. “Além disso, precisa combinar confiabilidade e o desempenho que os usuários esperam.”

“Grande parte disso se resume ao processo de otimização pelo qual passamos ao trabalhar com um fabricante de equipamentos originais (OEM) enquanto eles constroem uma nova máquina.”

As decisões relativas ao sistema de propulsão devem refletir a aplicação e o ciclo de trabalho da máquina, em vez de seguir uma abordagem única para toda a indústria.

Diesel versus HVO

A eletrificação está definitivamente ganhando espaço no mercado da construção civil. Mas a maioria das máquinas que utilizam baterias hoje em dia são menores e adequadas para trabalhos onde a demanda de energia não é muito alta.

Stolk afirma que a escolha da fonte de alimentação correta é crucial para o sucesso de uma nova máquina – e para o sucesso do cliente que utiliza essa máquina.

"Acho que se trata de discutir os benefícios de cada tipo de alimentação e qual é a mais adequada para a aplicação e o ciclo de trabalho da aplicação."

“Se o projeto tiver prazos definidos, não pode haver nenhuma interrupção para recarregar as baterias, então diesel, HVO ou possivelmente hidrogênio – se houver armazenamento – são as únicas opções.”

O HVO é um substituto direto para o diesel, já certificado pela Cummins para uso nos motores a diesel da empresa.

Oferece ainda a vantagem de ser neutro em carbono no ponto de utilização, uma vez que a biomassa usada para produzir o combustível terá removido uma quantidade equivalente de CO2 da atmosfera. No entanto, o HVO não elimina as emissões do motor e Stolk afirma que há outros fatores a serem considerados.

“Como certificamos o HVO, os clientes podem escolher qual combustível usar. Mas ele tem uma densidade energética menor do que o diesel padrão, então a potência do mesmo motor é um pouco menor.”

“Além disso, há um componente de custo que pode impactar o Custo Total de Propriedade (TCO). Se os preços do diesel aumentarem, o HVO poderá se tornar o combustível preferido, mas até lá, esperamos que o preço dite a escolha.”

Deverá haver HVO suficiente no mercado, pelo menos a curto prazo, já que o preço limita o número total de consumidores. Caso isso mude, Stolk afirma que a demanda poderá ultrapassar a oferta.

O diesel é essencial para projetos de infraestrutura exigentes e com prazos críticos, onde combustíveis alternativos e redes de recarga podem ser limitados. Imagem: Getty

Escolha de energia

Para os compradores de máquinas, Stolk afirma que a seleção da melhor solução de energia depende da aplicação. Por exemplo, em casos onde as máquinas operam em espaços fechados – como na movimentação de materiais em portos marítimos – máquinas movidas a bateria com zero emissões podem ser uma boa opção.

Mas, em casos como esse, os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) são frequentemente solicitados a fornecer uma solução completa, incluindo as máquinas, as instalações de carregamento e outros periféricos.

“Com todas essas informações incluídas na licitação, o fabricante de equipamentos originais (OEM) precisa deixar de ser um fornecedor de máquinas e se tornar um gerente de projeto”, diz Stolk. “Isso se estende até mesmo ao momento em que o OEM nos pergunta [à Cummins] o que podemos oferecer em termos de suporte.”

Ele destaca que o custo também é um problema, mas que isso pode ser compensado por meio de subsídios governamentais ou similares.

Além da localização, adequar a escolha da fonte de alimentação ao ciclo de trabalho é fundamental para a implementação bem-sucedida da máquina – mas existem problemas.

“Existem grandes diferenças entre os ciclos de trabalho”, diz Stolk, “e podemos ver esses dados por meio da telemática das máquinas, mas isso nem sempre está disponível.”

“Para avançarmos nessa área, acho que precisamos colaborar mais com os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) e os clientes para entendermos melhor o ciclo de trabalho e mostrarmos a eles os benefícios de compartilhar esses dados.”

Futuro em frente

Existe um futuro em que os motores de combustão interna podem não emitir óxidos de nitrogênio (NOx) nem material particulado (MP). Mas, embora impressionante, Stolk afirma que será a aplicação que, em última análise, definirá a escolha da fonte de energia.

A colaboração entre fabricantes de motores, OEMs e usuários finais pode ajudar a adequar as soluções de energia às necessidades operacionais do mundo real.

“Continuaremos a fornecer soluções de energia para OEMs com base nas máquinas e nas aplicações propostas pelos clientes”, diz Stolk. “Podemos até chegar ao ponto em que uma aplicação já tenha uma opção de trem de força preferencial.”

Pelo menos por enquanto, diz ele, a localização também desempenhará um papel importante. “Muitos portos na Europa já utilizam tratores de terminal elétricos e outros equipamentos de movimentação de materiais. Mas vá a lugares como a Costa do Marfim, na África, e provavelmente não haverá infraestrutura de suporte para esses veículos, e o diesel será a única opção disponível.”

Stolk acredita que ainda existe potencial para o hidrogênio, particularmente em áreas onde a indústria produz o gás como um subproduto residual de atividades industriais existentes – e isso inclui tanto o motor de combustão interna a hidrogênio quanto a tecnologia de células a combustível.

Assim, potencialmente, o hidrogênio poderia se juntar ao diesel, ao HVO e à energia elétrica proveniente de baterias para conquistar uma fatia do mercado de energia.

No fim das contas, porém, Stolk afirma: "Acho que já terei partido há muito tempo antes de vermos os motores a diesel serem retirados do mercado de geração de energia para máquinas."

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Este artigo foi produzido pelo KHL Content Studio, em colaboração com especialistas da Cummins.

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Todas as imagens sem crédito são cortesia da Cummins.

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