Veículos Eléctricos

Os veículos eléctricos não são um tema novo e há mais de 100 anos que o primeiro carro eléctrico foi inventado. Recentemente, a chamada "electrificação do transporte" ganhou um novo destaque, sendo apresentada por alguns como, provavelmente, uma das maiores medidas disponíveis para diminuir as emissões de gases de efeito de estufa e poluição ambiental, trazendo, ao mesmo tempo, desenvolvimento económico.

A EDP, guiada pelos seus princípios de sustentabilidade e aposta em energias renováveis e eficiência energética, estuda, desde há bastante tempo, este tema que tanto poderá mexer com todo o nosso conceito de mobilidade.
 

O veículo eléctrico é uma invenção com mais de 100 anos que consiste num veículo com um motor eléctrico que é alimentado a electricidade proveniente de um acumulador (ou bateria), que contém energia armazenada sob a forma de um potencial electroquímico.

Esta forma de motorização é a mais eficiente de todas as conhecidas, devido às excelentes propriedades do motor eléctrico, que disponibiliza um elevado binário a baixas rotações, mantendo uma potência constante num grande intervalo. Além disso, não consome energia quando parado e tem uma transferência de energia eléctrica para mecânica superior a 90%, pois muito pouca energia se perde em aquecimento do motor, como é normal no motor a combustão. 

Os veículos eléctricos são ligados à rede eléctrica para serem carregados de energia, podendo esta operação ser feita em qualquer tomada eléctrica. Para além disso, estes veículos conseguem ter a capacidade de regenerar energia, ou seja, recuperar nas descidas e travagens parte da energia dispendida no esforço de subida ou aceleração, aumentado ainda mais a sua eficiência global no uso de energia.

O veículo eléctrico sofreu a concorrência do motor a combustão desdo o ínicio do século XX. Apesar de ter sempre estado, tecnologicamente, bem à frente em termos de eficiência, sofria do problema da autonomia, do tempo de carregamento e do preço das baterias. Era, no entanto, um veículo muito mais apreciado, sendo que, já na altura, se criticava a sujidade dos motores a gasolina.

Com o advento das guerras mundiais, foram necessários veículos que tivessem a maior autonomia possível mesmo com prejuízo de qualquer poluição que fizessem ou da manifesta ineficiência na utilização de energia. Apesar de serem máquinas incomparavelmente mais complexas, esta cadeia de acontecimentos permitiu uma grande redução dos custos dos veículos a combustão, criando uma competição demasiado forte, aliada aos baixos preços do petróleo.  

Com a concentração do transporte na utilização de combustíveis fósseis, a tecnologia do veículo eléctrico manteve-se "congelada" durante décadas afio, sendo no entanto muito utilizada em veículos industriais como, por exemplo, máquinas empilhadoras. Para o final da segunda metade do século XX, com as primeiras crises petrolíferas, e com o desenvolvimento das baterias, motivado pela crescente utilização de aparelhos telefónicos móveis, o veículo eléctrico começou a ressurgir como uma tecnologia adequada à maioria das utilizações de transporte e como uma excelente solução para os vários problemas criados pela motorização a combustão.

Há dois factores que estão a tornar o veículo eléctrico uma solução de transporte eficaz: a evolução das baterias e custos cada vez mais competitivos comparativamente com o veículo a combustão. A evolução das baterias, nos últimos anos, tem sido muito promissora, conseguindo-se agora armazenar muito mais energia por peso de bateria, com uma maior capacidade de potência e uma muito superior segurança.

O tempo de carga tem também vindo a diminuir, havendo já baterias que se carregam em 10 minutos, embora esta ainda não seja a norma. O potencial de redução do custo destas baterias é também muito grande, o que poderá acontecer com a massificação desta tecnologia. Por outro lado, os materiais utilizados nestas componentes também mudaram, permitindo um elevado indíce de reciclagem e um baixo nível de toxicidade, tornando-as sustentáveis a longo prazo.

O veículo eléctrico, pela sua superior eficiência, consegue também ter custos de operação por km percorrido muito abaixo dos valores normais para os veículos a combustão, cerca de 3 a 4 vezes menores. É também um sistema mais robusto e fiável exigindo pouca manutenção.

Motivada pelas alterações políticas a nível global, a indústria parece estar a responder à necessidade e é previsível que, após um período incubatório, nos próximos 2 ou 3 anos, comecem a surgir veículos eléctricos muito competitivos com uma boa oferta e para um leque abrangente de aplicações de transporte. Projectando o futuro próximo e mantendo-se o ritmo de evolução das baterias e já com grandes fábricas a produzirem centenas de milhar de veículos anualmente, esta tecnologia pode, finalmente, vencer a batalha pelo transporte eficiente e sustentável.

Sim. Existe já um oferta variada de veículos eléctricos adequados a várias aplicações. Desde veículos de duas e quatro rodas para velocidades baixas, motas velozes, pequenos carros citadinos, carros com excelente performance, veículos comerciais ligeiros a grandes camiões de entregas, já existe de tudo. A oferta é ainda limitada em quantidade e a alguns mercados, mas com um tempo de espera razoável conseguem arranjar-se, em Portugal, veiculos já competitivos para algumas aplicações. 

Os actuais veículos híbridos têm uma motorização dupla com o motor eléctrico e motor a combustão, ambos acoplados mecanicamente às rodas. Uma pequena bateria permite o funcionamento em modo puramente eléctrico a muito baixas velocidades e durante breves intervalos de tempo. O motor a combustão liga-se para velocidades superiores e para carregar a bateria quando esta fica muito descarregada. O motor eléctrico fornece ainda potência adicional sempre que é preciso uma aceleração superior.

Os veículos híbridos Plug-in possuem uma bateria com maior capacidade, tipicamente suficiente para 40km de autonomia em modo puramente eléctrico, desde que não se ultrapasse os 50 km/h de velocidade. Esta bateria é carregada, na maioria das vezes, ligando o veículo numa tomada eléctrica, para além da contribuição da travagem regenerativa.

Adicionalmente, existe um motor a combustão para ser usado quando o condutor necessita de fazer viagens mais longas. Este motor pode estar ligado directamente às rodas ou servir apenas como gerador portátil, produzindo electricidade a partir da gasolina ou diesel, para alimentar o motor eléctrico. Este veículo é movido, assim, apenas a electricidade, embora possuindo um mecanismo para aumentar a autonomia quando isso é necessário.

Com a excepção de alguns veículos eléctricos, para aplicações que não de transporte urbano, todos eles possueim matrícula e estão homolgados para circular nas estradas, de acordo com as suas características de velocidade máxima e potência, tal como outros veículos quaisquer.
 

A autonomia de um veículo eléctrico depende de duas coisas: do peso que esse veículo pode transportar em segurança, deixando capacidade para a carga para o qual é utilizado; e do preço que o comprador está disposto a pagar pelas baterias. Quanto mais baterias tiver o veículo, mais energia vai transportar, maior autonomia vai ter e mais caro vai ficar. É uma questão de balanço entre a autonomia necessária e o orçamento disponível. A questão mais importante, então, é: qual é a autonomia necessária?

A maioria dos veiculos eléctricos em comercialização no mundo, neste momento, tem uma autonomia de cerca 50km. Isto pode parecer muito pouco em comparação com os entre 600 e 1000km dos veículos normais, mas, na verdade, é mais do que suficiente para a maior parte do ano.

Vários estudos feitos ao longo dos anos sobre mobilidade situam a distância média de km percorridos, diariamente, pelos portugueses nos 27km. Isso quer dizer que o carro pode ter de ser carregado quase todos os dias, o que não é de todo um problema, desde que se tenha um sítio para carregar em casa.

Existem já vários veículos com autonomias acima dos 100km, o que já permite fazer viagens maiores, e não ter a necessidade de carregar todos os dias. Esses veículos, que, até há bem pouco tempo, eram raros, começarão, previsivelmente, a entrar no mercado daqui a 2 ou 3 anos com autonomias que estarão acima dos 150km.

A lógica de carregamento destes veículos é diferente da dos veículos a combustão, em que o abastecimento é feito em bombas de gasolina, situadas em locais separados, e a onde se vai exclusivamente para esse fim. Com o veículo eléctrico, é possível abastecer de energia onde quer que se deixe o veículo parado, desde que haja acesso a uma tomada, seja em casa, na rua, ou no centro comercial, pois a rede eléctrica está em quase todo o lado. O carregamento das baterias dos veículos de 0-100% numa tomada normal pode demorar entre 6-10 horas, dependendo da capacidade da mesma. No entanto, este carregamento só se fará em períodos em que não se está a precisar de mobilidade, como à noite, em casa, ou, durante o dia, no local de trabalho, e aí este tempo não tem importância pois o veículo não está a ser usado. Para cargas de duração mais curta, quando o veículo está descarregado, por exemplo, 2 horas (tempo médio de um almoço ou visita a uma grande superfície) serão suficientes para receber energia suficiente para uma viagem de 20-25km. A tecnologia das baterias continua a evoluir e poderão brevemente vir a estar disponíveis sistemas de carga rápida, capazes de carregar toda a capacidade do veículo em poucos minutos, e sistemas de troca da bateria descarregada por uma preenchida de energia, também muito rapidamente.

Um veículo eléctrico pode ser carregado em qualquer tomada protegida junto a um estacionamento. Para o abastecimento, o condutor apenas tem de retirar um cabo do interior e conectá-lo do lado do veículo e de seguida do lado da tomada. Condutores que tenham uma garagem com instalação eléctrica própria podem assim quase nunca mais ir a uma estação de abastecimento, pois toda a carga é feita em casa. No entanto, para a maioria dos condutores, a garagem não é uma hipótese, pois deixam o seu carro na rua todas as noites.

A EDP está assim a desenvolver o poste de carregamento de veículos eléctricos para a infra-estrutura de carregamento lento, que será a principal solução de abastecimento. Este poste é um equipamento com tomadas completamente protegidas e seguras, feito para ser instalado junto aos lugares de estacionamento públicos e privados, e assim fornecer energia aos veículos, sempre que se encontram estacionados, todos os dias, 24h. Deste modo, qualquer pessoa pode ter um destes veículos, pois tem uma rede à sua disposição para abastecimento. Para além disso, esta rede serve ainda para que a autonomia seja muito aumentada, pois sempre que for necessário ter mobilidade o veículo estará muito perto da capacidade máxima, uma vez que quase sempre estará a carregar quando parado.

Para aquelas alturas raras do ano em que é necessária o dobro ou o triplo da autonomia do veículo numa única viagem, haverão as áreas de abastecimento rápido. Estas áreas poderão ter equipamento de carga rápida, em que uma grande quantidade de energia é transferida para o veículo em poucos minutos, ou ter mecanismos de troca de baterias, em que a bateria descarregada é trocada por uma a 100%, podendo o condutor seguir viagem.

O veículo eléctrico é mais do que uma forma diferente de motorização, é uma forma diferente de transporte. Comparando com um carro normal, o destaque imediato é o silêncio. O prazer de conduzir um veículo tão silencioso, em que se conseguem ouvir os sons do ambiente exterior e com um motor que responde instantaneamente ao comando do acelerador, fazem-no uma experiência à parte.

O simples facto de se saber que não há qualquer emissão directa de poluição, ficando o ar completamente inalterado com a passagem de uma destas máquinas, podendo assim ter um impacto radical nas cidades, entusiasma qualquer condutor citadino. A electrificação do transporte permite ainda uma coisa completamente única na história: uma motorização verdadeiramente amiga do ambiente.

Com o crescimento da percentagem de electricidade consumida, obtida a partir de fontes de energia renováveis, é possível ter automóveis movidos a energia renovável com um impacto praticamente nulo no ambiente. É ainda possível, com a micro-geração, também pela primeira vez na história, que os condutores possam gerar a sua própria energia para transporte, podendo ter uma alternativa independente para a sua mobilidade.

Os sistemas de baterias e instalações eléctricas de um veículo eléctrico são desenhados para impedir o contacto perigoso com pessoas e para serem seguros, mesmo em caso de acidente. O risco de segurança para os ocupantes destes veículos não é diferente do de um veículo a combustão. Existem já vários veículos com história suficiente de utilização a demonstrar que a sua operação por condutores normais não representa qualquer ameaça.
 

Apesar de a tecnologia de veículos eléctricos existir há muito tempo ela pode ainda ser considerada como alta tecnologia, pois, por um lado, nunca passou por uma fase de massificação, e, por outro, existe um grande desenvolvimento a decorrer nas suas várias componentes, principalente nas baterias. Por esta razão, tal como qualquer outra tecnologia nova que entra no mercado, terá um valor superior a outras tecnologias de uso corrente. Assim, existem desde pequenos veículos citadinos a preços acessíveis até carros desportivos a preços bastante elevados. Tudo depende da autonomia e da performance da máquina.

Por outro lado, esta forma de motorização tem custos de energia por km e de manutenção muito inferiores, pelo que é competitiva, desde já. O custo total de tempo de vida, que inclui o custo de aquisição e os gastos com energia e manutenção para esse periodo definido, é inferior ao de um veículo semelhante a combustão.

A resposta é sim. A rede eléctrica é um sistema em equilíbrio em que, num dado momento, o total de produção de energia tem de ser igual ao total do consumo. Com a cada vez maior percentagem de produção a ter origem em energias renováveis voláteis, que rapidamente podem duplicar ou passar para metade a sua produção, é necessário ter uma forma de manter o equilíbrio com capacidade de resposta rápida.

Neste momento esse equilíbrio é mantido pelas barragens e por centrais que estão em funcionamento stand-by à espera de necessidade imediata de energia. A médio/longo prazo, com milhares de veículos eléctricos estacionados e ligados à rede na maior parte do tempo, poderá ser possível usar as suas baterias como fonte de armazenamento de energia distríbuída, podendo-se, assim, desligar as centrais em stand-by, que são caras e poluentes, pois em caso de ser necessária potência de estabilização de rede, todos os veículos podem fornecer de volta à rede um pouquinho de energia, que no somatório de todos será bastante.

Paralelamente, a maioria dos veículos carregará à noite, precisamente quando a produção de energia eólica é maior, permitindo o seu aproveitamento, ao contrário do que, por vezes, acontece, quando parte desta produção tem de ser desligada para não destabilizar a rede por não haver consumo suficiente.

  

Os veículos eléctricos não têm qualquer emissão directa de gases nocivos ou outro tipo de partículas, pois não existe nenhum processo de combustão a bordo. As emissões associadas a este tipo de transporte vêm da produção de energia.

No caso em que a energia usada tem origem em fontes de energia renováveis, como é o caso de Portugal que tem uma excelente capacidade nesta área, a poluição libertada em todo o processo é praticamente zero. Isso quer dizer que se conseguiu a utilização apenas da energia do ambiente, para o transporte de pessoas e mercadorias, sem impactos poluentes.

Mesmo quando a energia utilizada, por razões de disponibilidade, é produzida em centrais que usam combustíveis fósseis como o gás natural, as emissões globais de todo o processo de produção e utilização são inferiores a 100gC02 por cada km percorrido pelos veículos.