segunda-feira, 11 de janeiro de 2016

Serão os veículos eléctricos o futuro dos transportes?

O Sócrates achava que Portugal ia ser líder mundial no uso dos automóveis eléctricos. 
Dizia ele que a electricidade é muito mais barata que os combustíveis fósseis.
Vamos ver se isso é verdade.

Quanto custa um kwh produzido num motor a gasóleo?
O preço do gasóleo na bomba é cerca de 1,00€/litro (ver) mas, neste valor, 2/3 são impostos, seja o ISP, 0,4424€/litro (ver), ou o IVA, 23% sobre tudo, incluindo o ISP. Assim, actualmente, o preço sem impostos é de apenas 0,33€/litro.
Um motor a gasóleo gasta 0,205g/h para produzir 1KW de potência (ver, Audi 2.5 litre TDI) o que, dada a densidade do gasóleo, 0,853kg/litro, tal traduz um consumo de 0,24 litros/h para produzir um kw de potência.
Como na transmissão entre o motor e as rodas e na caixa de velocidades há uma perda de potência na ordem dos 10%, na potencia na roda (diz-se "no cubo"), temos um custo de:
      Custo do gasóleo por kwh no cubo = 0,24 litro/kwh x 0,33€/litro / (1-10%) = 0,088 €/kwh

Quanto custa um KWh produzido por um motor eléctrico?
O preço da electricidade na nossa factura é de 0,1644€/kwh ao qual temos que descontar o IVA de 23%. então, o custo é de 0,134€/kwh, maior que o preço do gasóleo.
Acresce que entre a tomada, a bateria e o motor existe uma perda de 30% pelo que "no cubo", temos um custo de:
      Custo da electricidade por kwh no cubo = 0,134€/kwh / (1-30%) = 0,191 €/kwh

Fig. 1 - Este autocarro escolar detém o recorde de menor consumo, 5kg de broa aos 100km.

A electricidade fica 117% mais cara que o gasóleo.
Em termos de combustível, afinal o gasóleo fica bastante mais barato que a electricidade.
Acresce a este facto que o motor a gasóleo co-gera calor que, nos países e nos meses mais frios, é necessário para o aquecimento dos passageiros. Assim, um carro precisa de um mínimo de 5kw de potência para o aquecimento o que, num consumo de 5 l/h, 20kw, obriga a um incremento no consumo do carro eléctrico em 25%.
      Custo da electricidade por kwh no cubo em dias frios = 0,191€/kwh x (1+25%) =  0,239€/kwh
Em dias frios, a energia do carro eléctrico custa quase o triplo do combustível do carro a gasóleo.

Não confundir preço com custo.
Claro que está a pensar "mas, como eu pago impostos, no meu bolso, a potência produzida com gasóleo custa 0,264€/kwh e eu consigo electricidade a metade do preço no período noturno pelo que a potência produzida com electricidade custa-me apenas 0,147€/kwh."
Isso é verdade mas o Costa precisa do imposto que cobra sobre os combustíveis rodoviários (2300*1,23 = 2800 milhões €, ver). Se mais e mais pessoas deixarem de usar combustíveis líquidos, o Costa terá que ir buscar esse imposto a algum lado, acabando a electricidade que vai usar no automóvel por ter que pagar "ISP".
Por outro lado, a electricidade é mais barata de noite porque ninguém a usa. Para substituir os combustíveis líquidos seriam precisos cerca de 11000 kw de potência entre a 1h e as 7h da madrugada quando o consumo médio ao longo das 24 h de 2015 foi de 5100 kw (ver), com apenas metade em baixa tensão (as nossas casas e pequenos negócios). Assim, o consumo de electricidade (e a conta) das nossas casas teria que quadriplicar para podermos meter electricidade nos nossos carros todos.

E há a bateria.
Eu tinha um colega meu do Judo, engenheiro de formação, que estava a trabalhar numa bicicleta electrica. Disse-me ele que "Para a bicicleta andar a 36km/h precisa de uma potência de 0,25kw, um terço de cavalo, o que fica muito barato, apenas 0,75€ por 100 km."
O tempo foi passando, ele desapareceu das aulas e, vim a saber pela D. Fernanda, que "teve problemas com a empresa, penso que faliu."
Pensei eu para com os meus botões, como pode ter falido se a bicicleta eléctrica fica tão barata?
Fui então investigar.

O problema está na bateria.
Uma bateria de 0,36 kwh, que daria para a bicicleta ter uma autonomia de 40km, custa 600€.
Depois, a bateria só aguenta 400 cargas!
Quer isto dizer que, se uma pessoa andar 20 km para o emprego e voltar, gasta um máximo de 0,10€/viagem em electricidade mas, em bateria, vai desgastar 1,50€ pelo que o custo total fica em 1,60€.
Assim, em vez de ficar barato, fica mais caro do que andar de autocarro a que acrescenta o custo da bicicleta (700€ sem bateria) com o risco de ser roubada.
Num carro coloca-se o mesmo problema. A bateria custa milhares de euros e, ao fim de apenas alguns milhares de quilómetros tem que ser substituída.

E se os combustíveis fósseis acabarem?
Isso já será outra conversa. Se o petróleo (e o gás natural, pois ainda é muito mais barato que usar electricidade) diminuir de forma a que o seu preço aumente para 200 dólares por barril, 6 vezes o preço actual, a electricidade já se tornará rentável.
Se houver uma inovação tecnológica (por exemplo, nas células solares e nas baterias) que leve a electricidade dos 0,16€/kwh para 0,03€/kwh também já será competitivo usar electricidade nos automóveis.
Até lá, serão sonhos de governantes loucos.

A solução é a bicicleta mas tem que ser melhorada.
No uso individual, a bicicleta é um veículo barato, podendo-se na Índia comprar uma bicicleta de 26'' nova por 65€ (Rs. 4521, ver). Também é energeticamente muito eficiente, multiplicando pelo menos por 5 a distância que conseguimos percorrer e por 10 a carga que conseguimos transportar com as nossas pernas (em bom piso e plano).
 Mas as bicicletas precisam melhoramentos ao nível do uso colectivo em que cada um possa pedalar na medida das suas possibilidades.

Fig. 2 - Nos países pobres como a Índia, a bicicleta é o principal veículo "auto"móvel.

Portugal pode passar a ser a Meca das "quadricletas".
Existem bicicletas para duas, três ou mais pessoas em que todos pedalam mas existem problemas na  transmissão da energia das diferentes pessoas à roda. Como Portugal, tem tradução e é o terceiro maior produtor de bicicletas da Europa (ver). O sector concentra-se na parte oriental do Distrito de Aveiro (no triângulo, Águeda, Sangalhos, Cantanhede).

Fig. 3 - Nesta bicicleta, o motorista tem que ter carta de pesado com serviço público de passageiros (por ter mais de 9 passageiros, ver)

Criar a Volta a Portugal em quadricleta.
A melhor forma de "obrigar" a industria a inovar é criar uma prova onde haja concorrência entre os produtores.
Tal como existem corridas de barcos com vários remadores, cria-se uma prova para bicicletas com vários atletas, por exemplo, 4 atletas e 100 kg de carga que, por questões de segurança, terão que ser nas autoestradas, e temos tantas sem trânsito.
Estou a imaginar uma tirada a começar na fronteira em Valença e a acabar no mar em Albufeira, 650km, 10 horas a pedalar e, no dia seguinte, voltar tudo para cima. Penso que ia ter mais impacto que o Paris-Dakar.
Depois, o Ministério da Industria, dá  à equipa vencedora um incentivozito de 100 mil €.


Fig. 4 - Não há nada melhor do que a bicicleta para fazer mulheres boas.

E como estamos de Ébola?
Cheguei a pensar que não nos íamos safar. Ver aqueles bairros de lata totalmente caóticos, as pessoas com muito pouca escolaridade, sem esgotos nem médicos e sem haver qualquer tratamento retiraram toda a esperança de que os africanos conseguissem controlar a epidemia.
Imaginei o Ébola a alastrar como fogo na gasolina, primeiro milhares, depois milhões e dezenas de milhões  para, por fim, fazer-se a conta em centenas de milhões de mortes.

Extraordinário.
Desde o dia 25 de Novembro que não é registado nenhum caso novo!
Em 28542 casos registados, morreram 11299 pessoas, uma taxa de mortalidade de 40%.
28542 pessoas que fizeram face à doença de mãos nuasn sem qualquer esperança e sem qualquer ajuda médica mais que não fosse que uma cobertura em lona e água para beber.
Mas os africanos conseguiram, a epidemia acabou.
Enganei-me totalmente, os africanos conseguiram derrotar o vírus mas deixaram milhares de crianças orfãs.

Fig. 5 - Os esquerdistas não falam dos orfãos do Ébola (e da SIDA) talvez por não aparecerem nos noticiários (ou por serem pretos retintos?).

Pedro Cosme Vieira

4 comentários:

Bruno BaKano disse...

Se bem que não há nada a apontar nas contas do custo do kW/h, faltam aí muitas variantes.
O mais importante é saber qts kW/h são precisos para percorrer distância. Um motor a gasóleo gera muita energia mas a sua eficiência está apenas na casa dos 20% (ou seja apenas 20% da energia que gera é usada para fazer mover o carro ou alimentar outros componentes) enquanto um motor eléctrico é na casa dos 80% eficiente.

De acordo com alguns números mais básicos, pois obviamente era preciso comparar carros equivalentes na sua utilização e função, um carro eléctrico usa sensivelmente metade dos kW/h para percorrer 100 km.

O Professor fala bem do aquecimento da cabine mas esquece-se de todos os outros equipamentos usados nos dias de hj. Entre navegação, multimédia, luzes o A/C que é cada vez mais standard os carros usam cada mais energia para alimentar tudo isso. Um carro eléctrico perde mais energia para aquecer, pois num de combustão usa-se apenas o calor produzido pelo mater, mas ganha em tudo o resto (devido À muito maior eficiência eléctrica).

O maior problema actual, pelo menos até a tecnologia associada melhorar bastante são mesmo as baterias como refere no seu artigo. Não ó o seu custo e duração, mas tb a capacidade que limita ainda os carros eléctricos e sobretudo o problema da gestão das baterias quando elas forem para o lixo (um problema ecológico enorme).
Falando em tecnologia, trocando carros de combustão por eléctricos ganha-se nas emissões de CO2 emitidas pelos mesmos mas vai-se perder nas emissões de CO2 para a produção de energia eléctrica, a não ser nos países onde a maioria dela é produzida por energias renováveis.

Finalmente queria só dizer que o carro eléctrico não é um sonho de governantes loucos. Alguns governantes loucos entraram na onda do eléctrico como se fosse uma galinha de ovos d'ouro, mas muita gente na indústria e de acordo com o algum material que li até na dita comunidade científica, acreditam no futuro.

E eu costumo sempre falar dos comboios neste caso. Apesar deles obterem energia por uma rede e não precisarem de baterias, os comboios eléctricos são muito melhores do que os diesel, provando que os motores eléctricos são superiores. Voltamos à questão e ao problema correctamente apontado pelo Professor: para os carros o problema actual é a bateria.

Jaime Cristovão disse...

Não podemos olhar para o motor de forma isolada do restante sistema, tem que ser integrado no tipo de utilização que lhe vamos dar. O motor eléctrico é (muito) mais eficiente e simples, com uma resposta de binário muitíssimo boa numa gama de rotações mais alargada, e tem a vantagem de permitir "reciclar" energia cinética através da travagem regenerativa; tem a limitação da densidade de carga, do número de ciclos de carga e do tempo de carga da bateria. Uma das grandes vantagens que apresentam é a de não serem poluentes (localmente). Os motores de combustão interna têm um rendimento calórico máximo na ordem dos 15% (tudo o resto é dissipação de calor), são extremamente poluentes, exigem caixas de velocidades e sistemas electromecânicos complexos para a sua gestão. Têm a grande vantagem da elevada densidade calórica do combustível e do tempo de recarga do mesmo.
Não há muito por onde se possa comparar aquilo que é incomparável. Os sistemas eléctricos ganham claramente em circuito urbano, os veículos com motor de combustão interna ganham sempre que se torne necessária uma grande autonomia.
O problema real coloca-se ao nível da organização territorial - a dispersão da população por subúrbios mal servidos por transportes públicos, a descoordenação de horários e de carreiras entre diferentes transportes e o imperativo social da utilização do automóvel como necessidade e regra de status. Não havendo a capacidade de mudar o essencial, preconizam-se alterações quase cosméticas ao modelo existente - e é aqui que surge a bicicleta eléctrica(mente assistida). Olhando para a evolução de Amsterdam desde a década de setenta do Séc. XX até hoje, percebe-se o que se tem que fazer quando se quer efectivamente fazer algo.

Económico-Financeiro disse...

amigos,
Só três pequenas correcções.
1 - O rendimento dos motores a explosão é muito boa. Por exemplo, um motor a gasóleo tem uma efficiencia na casa dos 50%, o que se traduz numa eficiencia no cubo na ordem dos 40%.
2 - O rendimento do sistema carregar-descarregar-motor eléctrico andará na ordem dos 70% a que acrecem 10% de perda na linha de transporte o que, no caso da produção eólica, só 60%da energia produzida acaba na roda do carro.
3- No transporte, a maior parte do gasto de energia é no atrito da roda, que é proporcional ao peso, e no atrito com o ar, que é proporcional à velocidade ao quadrado. A proporção roda/ar depende da velocidade (a baixa velocidade impera a perda na roda e a alta velocidade o atrito com o ar). A perda na travagem é praticamente zero pelo que, daqui, não se pode recuperar quase nada.

A electricidade para os automóveis/camiões apenas fará sentido económico quando
A) A produção de electricidade não for com carvão e tenha custos muito mais baixos que os actuais.
B) A bateria possa carregar/descarregar 4000 vezes contra as 400 actuais.
C) O petróleo esteja na ordem dos 200 dólares por barril.

NeWave disse...

Bom,
Ia comentar mas parece que já existem bons contra argumentos a desmontar o cenário, bastante enviesado e nitidamente parcial

Estar a comparar o preço do petróleo sem impostos?! Sério?

E estar a falar do carro eléctrico sem falar de uma das maiores vantagens (ausência de emissão de CO2) é deveras redutor. Claro que indirectamente se o carregamos com energia de base fóssil este argumento não será tao valido.

Se existem passos importantes para a viabilidade do carro eléctrico, sim, claro, mas tal como existe para qualquer outra tecnologia.
Estar a comparar uma bateria (que nem sabemos origem, etc etc) de uma bicicleta com a de um carro, enfim)...

Lamento de facto que o artigo original, que tem alguns pontos a ter em conta, tenha sido escrito de forma tão pouco imparcial e nitidamente a destroçar o conceito.

O Futuro nos dirá...

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