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Vida útil e descarte das baterias
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Tempo de vida útil
Podemos afirmar que o motor dos carros elétricos é muito mais simples que os tradicionais, por este motivo que a durabilidade desses motores é consideravelmente maior do que os motores à combustão. Principalmente porque o motor de um carro elétrico contém apenas uma peça móvel chamada rotor, mas também por que esse tipo de propulsor praticamente não demanda manutenção já que não há óleo, velas, nem líquido de arrefecimento para serem trocados periodicamente. Além disso, uma das peças mais sujeitas a desgaste no motor dos carros elétricos é o magneto, que faz a conexão elétrica com o rotor. Nos projetos de motores atuais, esse componente, que atua como imã, é feito à base de neodímio e demora cerca de 100 anos para perder 5% de sua capacidade. É, portanto, tão durável que ainda não foi possível mensurar a vida útil desse tipo de peça.
Sendo assim, o problema em relação à durabilidade dos carros elétricos não recai sobre o motor, e sim sobre as baterias. Isso porque elas produzem corrente elétrica a partir de reações químicas e, assim, vão perdendo densidade energética com o passar do tempo. Por isso que o pacote de baterias que o carro transporta é o maior custo de um carro elétrico.
A vida útil destas baterias, porém, é difícil de se mensurar. Isso porque ela depende de muitos fatores, mas principalmente da quantidade de recargas que irá sofrer durante seu uso, o que dependerá do usuário e do quanto ele irá rodar com o veículo. Ainda assim existem alguns estudos em andamento, como o da Faculdade de Tecnologia de Veículos da Universidade de Esslinger, na Alemanha, que iniciou um estudo para determinar com precisão qual é a vida útil do motor dos carros elétricos. O estudo não está finalizado, porém os acadêmicos já estimam que, em média, tenha uma vida útil de 10 anos. Entretanto existem divergências, já que outros estudos já falam em 20 anos de duração desta peça. O caso é que, uma vez gastas, não há como consertar essas baterias: a única solução é a substituição.
Fontes:
Difusão de deículos elétricos e baterias em fim de vida - O caso da Noruega para 2040. Disponível em: https://www.anpet.org.br/anais/documentos/2019/Aspectos%20Econ%C3%B4micos%20Sociais%20Pol%C3%ADticos%20e%20Ambientais%20do%20Transporte/Transporte%20e%20Meio%20Ambiente%20II/1_140_AC.pdf
Problema ambiental: lixo eletrônico
Segundo uma pesquisa liderada por acadêmicos da Universidade de Birmingham, na Inglaterra, os veículos elétricos vendidos apenas em 2017, mesmo com esse mercado ainda nos seus primeiros passos, irão acarretar em 250 mil toneladas de baterias descartadas. O cenário se agrava diante de uma infraestrutura mal preparada para lidar com esse e outros lixos eletrônicos, como é o caso do Brasil. O texto assinado pelos cientistas pondera que uma bateria pode ter uma vida útil de até 20 anos, mas com o aumento dos carros elétricos, o descarte desse material tende a crescer – e se acumular. Os descartes eletrônicos são os mais desafiadores pois levam diversos componentes e materiais, como manganês, cobre e cobalto, que têm alto valor mercadológico. Infelizmente a indústria, e não só a brasileira, ainda não está preparada para esta realidade e quantidade de resíduo gerado. Com estrutura precária de coleta e difícil resgate dos metais que originam esses componentes, ao final da vida útil de uma bateria o mais provável é que ela seja destinada a aterros sanitários.
Em contrapartida, existem avaliações para reutilização de baterias porém em outras aplicações, como hoje já é visto com pneus por exemplo, em que existe um mercado inteiro para aqueles de "segunda mão". O segundo uso é visto como forma de estender a vida útil da bateria podendo contribuir para o uso comercial, já que a venda de baterias pode também oferecer alguma receita aos fabricantes de automóveis e torná-los mais competitivos. Alguns pesquisadores indicam que a bateria de um carro elétrico talvez seja suficiente para abastecer, por um ou dois dias, um domicílio, por exemplo, e algumas empresas já trabalham com projetos-testes que exploram essa ideia. Apesar da sobrevida das baterias, estudos argumentam que, invariavelmente, elas se esgotam aproximadamente 6 anos, e na sequência ela volta para o ciclo, podendo ser reciclada ou então destinada ao aterro.
Fontes:
O que fazer com a bateria dos carros elétricos. Disponível em: https://www.noticiasautomotivas.com.br/o-que-fazer-com-baterias-dos-carros-eletricos-ainda-e-desafio-no-setor-automotivo/
O lado B dos carros elétricos. Disponível em: https://neofeed.com.br/blog/home/o-lado-b-dos-carros-eletricos-a-bateria/
A importância da reciclagem na sustentabilidade de carros elétricos. Disponível em: https://periodicos.uniformg.edu.br:21011/ojs/index.php/conexaociencia/article/view/1044
Reciclagem e subprodutos
Para a reciclagem dessas baterias, comumente, podem ser utilizados três tipos de processo. O primeiro deles é o processamento mecânico no qual os diferentes componentes dessas baterias são separados conforme suas propriedades físicas, tais como, tamanho de partícula, densidade, condutividade, comportamento magnético, etc. Esses processos são normalmente utilizados como pré-tratamento das baterias para facilitar sua reciclagem. O segundo consiste na dissolução dos metais através da lixiviação do material desejado em meios ácidos ou alcalinos e na concentração e recuperação seletiva dos mesmos. Esse processo, conhecido como hidrometalúrgico, apresenta baixo gasto energético e grande geração de efluentes. Já o terceiro processo baseia-se no uso de altas temperaturas e apresenta elevado gasto energético e grande quantidade de emissões gasosas. Esse é o processo pirometalúrgico que é largamente utilizado para a recuperação de metais como mercúrio, zinco e cádmio.
Por fim, a grande maioria dos resíduos de pilhas e baterias gerados no Brasil são destinados a aterros sanitários, o que gera um problema ambiental pela toxicidade dos metais pesados nesses produtos ao meio ambiente e à vida. Essa destinação ocorre no Brasil, no caso de resíduos domésticos, principalmente pela estrutura precária de coleta seletiva.
O descarte das baterias tem sido um problema na busca pela alternativa sustentável que são os carros elétricos. Empresas como a OnTo Technology dos EUA e Tesla começam a se preparar para um mercado de reciclagem. As companhia prevêm um setor mais preparado somente para 2025, e a aposta é produzir materiais para produção de eletrodos para novas baterias a partir de unidades expiradas ao invés de decompor cada elemento individualmente. A Tesla, por exemplo, diz que usará baterias para abastecer de energia sua fábrica e e pretende reciclar as células gastas. Outras empresas utilizam baterias em fim de vida útil para veículos em grandes acumuladores de energia estacionários, que terão funcionamento por muito mais tempo que os automóveis.
Europa e China já determinaram que essa tarefa de reciclagem e destinação final das baterias caberá ao fabricante do veículo, este podendo contratar uma empresa para reaproveitar componentes dessas unidades em fim de carreira. Ainda assim, caberá aos governos uma fiscalização rigorosa para que isso se cumpra.
Fontes:
Difusão de deículos elétricos e baterias em fim de vida - O caso da Noruega para 2040. Disponível em: https://www.anpet.org.br/anais/documentos/2019/Aspectos%20Econ%C3%B4micos%20Sociais%20Pol%C3%ADticos%20e%20Ambientais%20do%20Transporte/Transporte%20e%20Meio%20Ambiente%20II/1_140_AC.pd
Pilhas e baterias portáteis: legislação, processos de reciclagem e perspectivas. Disponível em:
http://www.rbciamb.com.br/index.php/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/341
Reciclagem de baterias de íons de lítio por processamento mecânico. Disponível em: https://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/28071
Alternativa: Carro elétrico a etanol
Existe uma alternativa que vem sendo estudada, que elimina a necessidade de carregamento das baterias do carro elétrico. Como a eletricidade vem do etanol que está no tanque, o carro não precisa de uma enorme bateria, que chega a representar 25% do peso total do veículo. Basta uma versão muito menor, que seria constantemente recarregada pela célula de combustível. Nessa tecnologia, o etanol passa por um equipamento chamado reformador, que vai extrair o hidrogênio gerado, que por sua vez será combinado ao oxigênio do ar na célula propriamente dita. É a reação química dentro da célula (eletrólise) que vai gerar a eletricidade que alimentará o motor elétrico. A combinação desta com outras duas tecnologias, o motor e as baterias elétricas, garante ao veículo uma autonomia superior a 600 km.
Outro benefício é a facilidade e rapidez de abastecimento. Não é necessário que haja uma rede de carregadores distribuídos pelo país nem é preciso esperar mais de uma hora para recarregar a bateria, como ocorre num automóvel elétrico convencional, basta aproveitar a rede de postos já existentes para a comercialização de etanol.
Pioneira neste modelo é a empresa Nissan, que hoje possui parceira com a Unicamp para realização destes estudos. Nos testes realizados, os protótipos mostraram uma autonomia de mais de 600 km, segundo a Nissan, para um tanque de 60 litros, que é abastecido metade com álcool e metade com água, aproximadamente. Considerando o preço médio do litro do etanol no Brasil a R$ 6,04, o custo para rodar 600 km seria de R$ 181,20 (30 litros de álcool), o que daria R$ 0,30 por quilômetro rodado.
Os desafios ainda estão em tornar essa alternativa economicamente e comercialmente viável. Outra contrapartida é que este não é um motor com emissão zero de CO2, como os elétricos tradicionais, mas já emite muito menos que qualquer motor a combustão, mesmo os que utilizam etanol.
Fontes:
Unicamp, Nissan e o carro movido por eletricidade gerada a Etanol. Disponível em: https://www.unicamp.br/unicamp/noticias/2019/04/26/unicamp-nissan-e-o-carro-movido-com-eletricidade-gerada-por-etanol
Nissan inicia projeto para lançar célula de combustível a Etanol no Brasil. Disponível em: https://www.automotivebusiness.com.br/pt/posts/noticias/nissan-inicia-projeto-para-lancar-celula-de-combustivel-a-etanol-no-brasil/
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