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May 13, 2023

As baterias são o calcanhar de Aquiles ambiental dos veículos elétricos

Professor Associado de Engenharia Elétrica, Swinburne University of

Professor Associado de Engenharia Elétrica, Swinburne University of Technology

Reitor da Escola de Ciências, Tecnologias de Computação e Engenharia, Swinburne University of Technology

Distinguished Professor em Energia Elétrica Renovável, Swinburne University of Technology

Os autores não trabalham, consultam, possuem ações ou recebem financiamento de qualquer empresa ou organização que se beneficiaria deste artigo e não declararam afiliações relevantes além de sua nomeação acadêmica.

A Swinburne University of Technology fornece financiamento como membro da The Conversation AU.

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Os defensores dos veículos elétricos dizem que os carros, em última análise, têm uma pegada de carbono menor do que seus equivalentes movidos a combustíveis fósseis e podem resolver nossas preocupações com energia para sempre. Bem, é justo, mas surgem dúvidas quando investigamos as camadas internas dos veículos elétricos e vemos o quão sustentáveis ​​são seus componentes. De fato, as baterias que alimentam os veículos elétricos também podem ser seu calcanhar de Aquiles.

As baterias são o componente mais caro de um veículo elétrico. Se a bateria estiver danificada, defeituosa ou simplesmente velha, isso pode levar à perda prematura do veículo. A Tesla está até produzindo baterias "estruturais" descritas como tendo "reparabilidade zero".

Recursos cada vez mais escassos e valiosos, como lítio e água, são necessários para fabricar essas baterias. Apesar disso, eles geralmente não são projetados para facilitar o reparo, reutilização ou reciclagem. Isso tem impactos ambientais significativos, desde a mineração de materiais e a água e energia usadas na fabricação de novas baterias e veículos, até os resíduos perigosos de baterias descartadas.

Em outras palavras, a resposta à pergunta "Os veículos elétricos são realmente ecológicos?" depende muito de como gerenciamos as desvantagens associadas às suas baterias. Mudanças na forma como projetamos, produzimos, usamos e reciclamos baterias de carros elétricos são necessárias com urgência. Essas mudanças podem garantir que, ao resolver o problema das emissões de combustíveis fósseis, também minimizemos outros danos ambientais.

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É importante resolver esses problemas agora, enquanto os veículos elétricos representam uma pequena fração da frota global de veículos. Mesmo na Noruega, líder mundial, apenas 20% dos carros nas ruas são elétricos. Na Austrália, menos de 100.000 dos 20 milhões de veículos registrados são movidos a bateria.

No entanto, já estamos lutando com as preocupações emergentes sobre suas baterias. O desempenho das baterias de lítio em um veículo elétrico pode diminuir para 70-80% de sua capacidade total dentro de seis a dez anos, dependendo da rotina de direção do proprietário. Nesse ponto, a bateria é pouco confiável como principal fonte de energia do veículo. O carregamento rápido repetido pode degradar uma bateria mais cedo.

Globalmente, cerca de 525.000 baterias atingirão o fim de sua vida útil para alimentar um veículo até 2025. Esse número sobe para mais de 1 milhão até 2030.

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No entanto, a vida útil total das baterias de lítio é de 20 anos. Isso significa que o fim da vida útil de uma bateria em um veículo não significa necessariamente que ela deva ser descartada. Essas baterias aposentadas podem ter muitos outros usos.

Então, quanta capacidade ainda tem uma bateria aposentada? Por exemplo, um armazenamento de energia feito de cinco baterias Chevrolet Volt reaproveitadas pode atender a duas horas de pico de demanda de energia para cinco casas. Os números ficam ainda mais atraentes para as baterias do Tesla Model 3, que possuem três vezes a capacidade energética do Chevrolet Volt.

Essa é uma tremenda capacidade ainda disponível em uma bateria aposentada. Então porque não usar isso?

E uma vez que a bateria chega ao fim de sua vida útil, a maior parte das matérias-primas usadas para produzi-la podem ser recuperadas. É possível extrair mais de 95% dos metais valiosos como lítio, níquel, cobalto e cobre. A União Europeia já exige que as baterias de veículos elétricos sejam pelo menos 50% recicláveis ​​em peso, aumentando para 65% até 2025.