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06 de fevereiro de 2014
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Combustíveis Alternativos

Novas soluções demandam investimentos

Para se tornar viável, inserção de novos sistemas propulsores como híbridos, elétricos, a gás natural e a pilha exige ajustes tecnológicos, econômicos e sociais

Em relação às novas fontes de energia, é necessária uma conjugação de investimentos consideráveis por parte do Estado e da indústria privada. No âmbito estatal, dizem os especialistas, é importante que haja leis de incentivo à sua utilização, desde a produção até a distribuição e adequação dos motores. Por outro lado, no âmbito empresarial privado, como as indústrias de veículos, peças e combustível, é essencial investir na adaptação das tecnologias dos veículos e na infraestrutura de abastecimento, inclusive oferecendo preços mais competitivos para consumo.

Em países em desenvolvimento como o Brasil, essa modificação seria quase impraticável no médio prazo, por conta dos altos custos e taxas de juros aqui praticadas pelo mercado financeiro. A melhor forma de iniciar essa adaptação é pesquisando soluções locais, e não globais. “A seleção de alternativas energéticas produzidas localmente, como os biocombustíveis, por exemplo, pode se configurar numa excelente contribuição para a sustentabilidade econômica ao reduzir a transferência de seus recursos para outras localidades”, descrevem Suzana Kahn Ribeiro e Márcia Valle Real, autoras do livro “Novos Combustíveis”.

Como se vê, o preço é uma das peças-chave da questão. O combustível alternativo precisa ser mais barato que a gasolina e o diesel e, se tiver um rendimento energético menor, também deve ser proporcionalmente mais barato que a queda registrada no rendimento. “Muitas vezes, o preço dos combustíveis nos postos não é o valor real, pois recaem sobre ele taxas e tributos que aumentam consideravelmente o preço final”, explicam as especialistas.

Com isso, é preciso ater-se aos ajustes econômicos e sociais que são deflagrados com a inserção de novos combustíveis, tais como o número de postos de trabalho que isso vai gerar ou excluir, a redução dos impactos sobre a saúde das pessoas, as possibilidades de implantação de empresas em determinadas regiões e outros fatores cruciais de sustentabilidade social, econômica e ambiental.

TEORIA

Além disso, é preciso desenvolver uma série de dispositivos para o sistema propulsor aceitar e operar com o combustível de forma rentável. Desse modo, a adequação dos motores para uso de combustíveis alternativos é um fator primordial.

Um bom exemplo é o sistema flex, já bastante comum e


Em relação às novas fontes de energia, é necessária uma conjugação de investimentos consideráveis por parte do Estado e da indústria privada. No âmbito estatal, dizem os especialistas, é importante que haja leis de incentivo à sua utilização, desde a produção até a distribuição e adequação dos motores. Por outro lado, no âmbito empresarial privado, como as indústrias de veículos, peças e combustível, é essencial investir na adaptação das tecnologias dos veículos e na infraestrutura de abastecimento, inclusive oferecendo preços mais competitivos para consumo.

Em países em desenvolvimento como o Brasil, essa modificação seria quase impraticável no médio prazo, por conta dos altos custos e taxas de juros aqui praticadas pelo mercado financeiro. A melhor forma de iniciar essa adaptação é pesquisando soluções locais, e não globais. “A seleção de alternativas energéticas produzidas localmente, como os biocombustíveis, por exemplo, pode se configurar numa excelente contribuição para a sustentabilidade econômica ao reduzir a transferência de seus recursos para outras localidades”, descrevem Suzana Kahn Ribeiro e Márcia Valle Real, autoras do livro “Novos Combustíveis”.

Como se vê, o preço é uma das peças-chave da questão. O combustível alternativo precisa ser mais barato que a gasolina e o diesel e, se tiver um rendimento energético menor, também deve ser proporcionalmente mais barato que a queda registrada no rendimento. “Muitas vezes, o preço dos combustíveis nos postos não é o valor real, pois recaem sobre ele taxas e tributos que aumentam consideravelmente o preço final”, explicam as especialistas.

Com isso, é preciso ater-se aos ajustes econômicos e sociais que são deflagrados com a inserção de novos combustíveis, tais como o número de postos de trabalho que isso vai gerar ou excluir, a redução dos impactos sobre a saúde das pessoas, as possibilidades de implantação de empresas em determinadas regiões e outros fatores cruciais de sustentabilidade social, econômica e ambiental.

TEORIA

Além disso, é preciso desenvolver uma série de dispositivos para o sistema propulsor aceitar e operar com o combustível de forma rentável. Desse modo, a adequação dos motores para uso de combustíveis alternativos é um fator primordial.

Um bom exemplo é o sistema flex, já bastante comum em veículos leves de passeio em todo o mundo. Com um sistema regulado por meio de um dispositivo eletrônico de injeção, o recurso oferece a possibilidade de se misturar gasolina e etanol no mesmo tanque. Assim, é calculada a quantidade adequada para gerar a combustão por centelha, em um processo conhecido por “Ciclo Otto”.

Já em veículos bicombustíveis, também de Ciclo Otto, os dois combustíveis são armazenados em tanques separados e podem ser acionados conforme a preferência do condutor. O caso mais comum é a adaptação de um tanque de GNV em um sistema a álcool, pois ambos possuem taxas altas de compressão, assegurando maior eficiência.

Outra solução, o Dual-Fuel – ou sistema de combustível misto – substitui parcialmente o óleo diesel por GNV ou outros combustíveis, como derivados de biomassa. Nesse caso, o diesel atua como injeção-piloto que fornece energia suficiente para inflamar a mistura de ar e gás natural. Ou seja, o motor funciona inicialmente por ciclo diesel (via compressão) e depois por Ciclo Otto, via centelha. Uma vantagem importante desse sistema é a facilidade com que trabalha com óleo diesel, fornecendo maior autonomia aos veículos quando há poucos postos de abastecimento disponíveis com GNV.

A utilização de motores que incorporam dois sistemas, aliás, se enquadra na categoria de veículos híbridos. Recebendo atualmente altos investimentos (a indústria de equipamentos, por exemplo, vem aumentando a oferta desse tipo de produto), essa solução oferece um motor parcial (quando paralelo) ou inteiramente (em série) movido a energia elétrica. Nos sistemas paralelos, os veículos operam com opções de motor elétrico e de combustão interna. Já o motor híbrido em série trabalha com um motor convencional Otto ou a diesel, em que a combustão é acoplada a um gerador para produzir energia elétrica e acionar uma série de baterias que, por sua vez, alimentam o motor elétrico. Essa tecnologia pode ser aplicada tanto em veículos pesados como leves, utilizando qualquer combustível convencional ou mesmo alternativo, como etanol, GNV, biodiesel e outros.

PRÁTICA

Dentre os fabricantes, a Komatsu faz uso dessa tecnologia desde 2011, já tendo apresentado comercialmente dois equipamentos com motorização híbrida. Tratam-se da escavadeira HB205-1, de 21 toneladas, e da empilhadeira FB20HB, em versões de 1,5 e 2,5 t. Ambos os modelos são comercializados mundialmente, inclusive no Brasil, onde a escavadeira já tem cerca de 50 unidades produzidas desde 2011 e as primeiras empilhadeiras foram vendidas no ano passado. “No caso das escavadeiras, a produção é local, em nossa fábrica de Suzano”, explica Vladimir de Rafael Machado Filho, engenheiro da promoção de vendas e engenharia de aplicação da fabricante.

Além desse sistema híbrido, também pode ser utilizado o gás hidrogênio em veículos movidos por Ciclo Otto, da mesma forma que o GNV é utilizado em motores de ciclo diesel. Esse combustível está em desenvolvimento para ser utilizado em motores de bicombustível, portanto sem quaisquer problemas de adequação. Por outro lado, a falta de infraestrutura para produção e distribuição desse gás torna-se um obstáculo para sua adoção em larga escala.

Mas outros sistemas já estão em desenvolvimento na indústria, como é o caso dos veículos elétricos a bateria. Como principal atrativo, esses novos dispositivos oferecem baixa emissão de ruídos e poluentes, sem emissões locais (Zero Emission Vehicle – ZEV). No entanto, ainda há dificuldade na estocagem a bordo das baterias, que são volumosas, pesadas e requerem tempo excessivo para recarga. Além disso, sua inserção no mercado ainda é limitada pelo custo, tempo de vida e necessidade de reciclagem das baterias.

Acionado por meio de uma rede elétrica suspensa, o sistema é similar ao dos antigos veículos de transporte elétricos com alimentação externa, como o trólebus. No caso, a necessidade de instalação de redes dificulta a implantação do sistema e limita o acesso dos veículos fora das principais vias dos centros urbanos, o que o torna pouco viável.

Já os veículos com pilha a combustível constituem um método mais viável, pois não descarregam e, consequentemente, não necessitam de carregamento. Ou seja, trata-se de um dispositivo de geração e não de estocagem de energia. A partir de um combustível oferecido, ele gera energia por reação eletroquímica sob a forma de eletricidade e calor, sem combustão. Nesse caso, o combustível mais indicado é o hidrogênio, uma solução bem mais promissora no longo prazo.

Nesse sentido, há duas formas de o setor de transportes utilizar a pilha a combustível como combustível. A primeira consiste em estocar o gás no veículo, enquanto a outra exige a produção do gás a bordo por meio de um sistema de reforma, processo de conversão química de produtos orgânicos hidrogenados – que podem ser combustíveis renováveis ou não –, gerando o H₂ a bordo.

GÁS NATURAL

Já o gás natural fóssil (ou GN) está mais bem distribuído geograficamente do que o petróleo, ainda que 70% das reservas estejam no Oriente Médio e em países da antiga Cortina de Ferro. Segundo dados divulgados pela petrolífera BP, em 2013 as reservas provadas de GN somaram mais de 187 trilhões de m³. Porém, mesmo diante desse cenário positivo, ainda é mais dispendioso transportar o gás do que o petróleo. Isso porque o gás tem um teor energético relativamente mais baixo por unidade de volume, tornando o transporte do GN aos pontos de consumo mais crítico para a cadeia logística, o que inclusive pode inviabilizar a exploração em áreas remotas, que equivalem de 10 a 30% das reservas.

Para vencer os desafios logísticos, principalmente quando é inviável a construção de um gasoduto, o GN passa por um processo de liquefação, ou conversão química. Uma instalação típica de Gás Natural Liquefeito (GNL) reduz em aproximadamente 600 vezes o volume do gás, facilitando o armazenamento e transporte. Segundo especialistas, o transporte do GNL, juntamente com o processo de produção e regaseificação, geram perdas de 10 a 15% do gás, enquanto o transporte equivalente por gasodutos gera perdas de apenas 1 a 2% de GNL.

Grande parte do transporte do GNL é feito por navios especiais, capazes de transportar mais de 60 mil toneladas do combustível. Em 2003, a frota somada para esse fim era de pouco mais de cem navios. Ao todo, o custo de transporte, unidades de liquefação, estocagem em porto e distribuição chega a bilhões de dólares, configurando um processo de capital intensivo e que exige contratos para exploração superior a 20 anos.

Na intenção de solucionar os altos custos da operação, principalmente no transporte, surgiu como solução o sistema de liquefação Gas-to-Liquids (GTL), ou conversão química de gás em líquidos. Essa conversão transforma as moléculas gasosas em líquidos estáveis, servindo de matéria-prima para a petroquímica e de combustível para o transporte. O processo consiste em transformar o GN em gás de síntese, uma mistura gaseificada resultante da combustão de materiais ricos em carbono, como carvão e madeira. Em seguida, o gás passa pela conversão F-T, transformando-se em hidrocarbonetos, que podem ser refinados para obtenção de nafta e diesel sintético.

A tecnologia GTL, aliás, possui um interesse comercial crescente no mundo. No caso do Brasil, um país extremamente rico em gás natural, a Bacia do Solimões (AM) se mostra viável para grandes extrações em áreas mais remotas. Segunda a Petrobras, é estimado que o local possua a segunda maior reserva de GN do país, com 52,8 bilhões de m³, atrás apenas do Rio de Janeiro. Com investimentos de R$ 4,5 bilhões, foi inaugurado em 2009 um gasoduto interligando a Bacia de Urucu com Manaus, percorrendo 660 km de linha tronco e 140 km em ramais para outras cidades. A estrutura possui capacidade para transportar diariamente 5,5 milhões de m³ do gás.