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quinta-feira, 7 de março de 2013

A Energia a Preço Justo e o Impacto do Carregamento Doméstico de VEs


Há poucos dias atrás, aqui neste blog, foi apresentada uma série de postagens titulada "Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos" e, mais especificamente na Parte 2/3 desta série, nós dispendemos algum esforço em tentar decifrar os meandros envolvidos na Estrutura Tarifária das nossas "contas de luz".

Ali fizemos um estudo que envolveu tentar entender o Custo da Energia Elétrica para Consumidores Individuais que consomem energia elétrica a partir de Baixa Tensão classificados como Residenciais (B1). Nos atrevemos, inclusive, a tentar entender a série de Resoluções Normativas (que são de caráter geral) e Resoluções Homologatórias (que são de caráter específico para determinada Empresa Concessionária de Energia) emitidas pela ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica.

Tudo aquilo foi feito objetivando a determinação de um certo Valor de Referência de Custo de Energia Elétrica (em R$/kW.h), que nos permitisse estimar o Custo do Consumo por Unidade de Rodagem (em R$/km), a partir do conhecimento da Rodagem por Unidade de Consumo (em km/kW.h) dos Veículos Elétricos (VEs), que tem o seu equivalente na denominada Eficiência de Combustível (em km/l) dos Veículos a Combustão Interna (VCI) para, por fim, poder comparar os  Custo do Consumo por Unidade de Rodagem de ambos os tipos de Veículos Automotores.

Essa tarefa, que eu sintetizei acima em um único parágrafo, demandou um estudo cujo relato  consumiu três longas postagens daquela série. Mas eu creio que valeu a pena e que a terminamos a contento, comprovando que um VE tem um Custo do Consumo por Unidade de Rodagem quase 3 vezes menor do que o de um VCI.

Todavia, eu estou retornando às questões que envolvem aquele certo Valor de Referência de Custo de Energia Elétrica (em R$/kW.h) pois eu desejei, também, agora (na verdade, eu já o desejava desde quando escrevia aquela série de postagens anterior), fazer estimativa a respeito de "um número" que reflita o "Impacto do Carregamento Doméstico de VEs" nas nossas contas de luz, coisa que faz parte do título desta postagem.

Desejei fazer isso, não obstante o fato de que, falar em "Carregamento Doméstico de VEs" implica em falar em algo ainda fora da realidade brasileira do momento atual mas, a ideia aqui é exatamente essa: fazer uma simulação o mais realista possível, que nos sirva para traçar uma perspectiva para o futuro, ajudando a formar opiniões e a fomentar tendências, a respeito deste importante e delicado tema, desde agora.

Para chegarmos a um número que expresse o Impacto do Carregamento Doméstico de VEs, a partir do ponto em que já chegamos, é fácil: bastaria que estabelecêssemos uma certa Taxa de Rodagem Mensal (em km), que seja considerada como típica e na qual possamos nos basear para fazer o cálculo, usando também os números já obtidos nas postagens anteriores, a saber: a Rodagem por Unidade de Consumo (em km/kW.h) do Veículo Elétrico (VE) em questão, e o Valor de Referência de Custo de Energia Elétrica (em R$/kW.h) 

No entanto eu devo confessar uma coisa: a coisa de dois dias eu passei a expressar uma certa insegurança com respeito ao Valor de Referência de Custo de Energia Elétrica (em R$/kW.h) que chegamos, que foi de R$ 440,61 por cada 1 MW.h de energia consumida.

A esse número, nós chegamos, principalmente pela via de eu ter me apoiado em minha própria condição de consumidor, cujo consumo é faturado conforme Tarifas do Grupo B, no qual se enquadram as unidades consumidoras atendidas em tensão inferior a 2,3 kV (ou baixa tensão), mais especificamente a classe B1 - Classe Residencial e com um Consumo Médio Mensal em torno de 300 kW.h (creio que bastante típico).

Assim o fiz por considerar a mim mesmo como um Consumidor Padrão, acreditando ter uma condição bastante semelhante àquela na qual se enquadram um grande número de consumidores residenciais no Brasil, não obstante o fato de que, cada diferente Empresa Concessionária de Energia que atua em Distribuição de Energia, atendendo a consumidores residenciais, atuando em sua própria Área de Concessão, está sujeita a Resoluções Homologatórias especificas, regulamentadas a partir da ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica.

A minha insegurança quanto ao número anteriormente calculado como Valor de Referência de Custo de Energia Elétrica (R$ 440,61 por cada 1 MW.h) passou a existir a partir do momento em que eu fui conhecer o novo site da FIESP - Federação das Indústrias do Estado de São Paulo, denominado Energia a Preço Justo, no qual existe uma ferramenta que calcula desconto na conta de luz.

Na ferramenta de cálculo deste site é possível você entrar com os seus dados de Concessionária, de Nível de Tensão e de Tarifa que, a partir de um valor de Consumo (em kW.h), também informado pelo usuário, são calculados dois tipos de "valores a serem pagos", um referente ao ANTES e outro referente ao DEPOIS, de considerada a "redução nas tarifas" que, no caso específico da Eletropaulo, consiste nas diferenças de preços praticados a partir das Resoluções Homologatórias da ANEEL nº 1.319 de 03/07/2012 e nº 1.436 de 24/01/2013, respectivamente.

O cálculo é feito incluindo alguns Tributos que incidem sobre as Contas de Luz, como PIS e o COFINS (já somados como um único valor) e o ICMS mas, sem considerar, no entanto, outras Taxas, como a CIP (Contribuição de Iluminação Pública) e o Seguro Proteção Premiada (específico da Eletropaulo), além de o PIS/COFINS ser calculado sem considerar as variações mensais da alíquota em função dos créditos obtidos pelas concessionárias.

No dia 23/02/2013, em pronunciamento veiculado em rede nacional de rádio e TV, a presidenta Dilma Rousseff confirmou a redução na tarifa de energia elétrica, comentando  que "fracassaram" as previsões daqueles que "são do contra" e que, segundo ela, afirmaram que o governo não conseguiria baixar o custo da conta de luz.

Segundo a FIESP, cujo presidente Paulo Skaf liderou a campanha de mobilização social denominada "Energia a Preço Justo", lançada em 2011, a redução da tarifa é de 18,25%. Já, em seu pronunciamento, Dilma falou em 18% para residências e 32% para a indústria.

Assim sendo, tendo em mãos a minha última fatura recebida, cuja leitura foi realizada 29/01/2013 e, portanto, depois da data de entrada em vigor da redução da Tarifa (24/01/2013), lá fui eu para o site da FIESP a fim de conferir as contas. 

Resultado: mesmo considerando possíveis desvios toleráveis, o fato é que: a simulação feita com a ferramenta de cálculo da FIESP, apresentou valores bastante inferiores do que os que foram efetivamente praticados na fatura de cobrança da AES Eletropaulo, conforme dados apresentados na tabela comparativa que eu mostro a seguir:

Concessionária: AES Eletropaulo Valores da Ferramenta de Cálculo “Energia a Preço Justo” Valores da Fatura da Eletropaulo
Nível de Tensão: Baixa TensãoANTES ...  Se Contas de Luz com Leituras Antes de 24/01/2013  DEPOIS ... Contas de Luz com Leituras Após 24/01/2013 CASO REAL Leitura: 29/01/2013 Vencimento: 08/02/2013
Tarifa B1 Residencial
Itens Valores Valores Valores
Consumo de Energia no Mês (kW.h) 310 310 310
Tarifa Homologada ANEEL-Eletropaulo (R$/MW.h) 291,14 238,01 238,01
Energia (R$) TUSD 90,25 73,78 42,01
TE 45,14
PIS + COFINS (R$) PIS/PASEP 4,55 3,72 1,08
COFINS 4,94
ICMS (R$) 31,6 25,83 31,04

CIP – Contribuição Iluminação Pública (R$) Não consta Não Consta 8,17
Seguro Proteção Premiada (R$) Não consta Não Consta 4,23

Total (R$) 126,4 103,34 136,59


Como vocês podem observar, o cálculo simulado com a Ferramenta Energia a Preço Justo do site da FIESP, para o meu consumo no mês, que foi de 310 kW.h, resulta em um valor total de R$ 103,34, enquanto que o valor total que aparece na fatura da Eletropaulo é de R$ 136,59.

Uma diferença a maior, de exatos R$ 33,25 (uma diferença bem grande, de 32,20 % a mais, muito maior até do que a própria "redução da tarifa", que a FIESP declara, para o meu caso, quando eu uso a  Ferramenta Energia a Preço Justo do site da FIESP, como sendo de 18,25%.

O que estaria dando errado? A FIESP (assim como a Presidência da nossa Republica) estão enganadas em seu número que apresenta um exagerado otimismo?  (Lembrando, com isso que, quem por fim, verdadeiramente, escreve as regras não é nem o Governo e, muito menos a FIESP, mas, sim, é a ANEEL). Ou seria a Eletropaulo que se enganou e, consequentemente, me enganou? Mesmo torcendo para que a FIESP (e a pronunciação do Governo) estejam certas, eu ainda não sei ao certo o porquê mas, eu creio que podemos, juntos identificar o o quê.

Só para constar, vamos falar, antes, de uma parcela daquela diferença, daquilo que não é, exatamente o o quê: os valores do CIP e do Seguro, que não constam do cálculo da "Energia a Preço Justo" do site da FIESP. Isso é compreensível, pois, no caso da CIP, cada Município tem a sua, e é muito difícil aceder a uma base de dados sobre isso e quanto ao Seguro, ele é coisa própria da Eletropaulo).

Os meus valores de CIP e de Seguro somados perfazem R$ 12,40 mas, sendo a diferença total nas contas de R$ 33,25, ainda restará uma parcela a maior, de  R$ 20,85 (33,20 - 12,40) para ser explicada. Então vamos lá:

Como foi explicado na postagem anterior, Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos Parte 2/3, existe uma Tarifas para o Fornecimento de Energia Elétrica definida na Resolução nº 1436 de 24/01/2013 da ANEEL - validas para leituras a partir de 24/01/2013. É essa a resolução da ANEEL que está vigorando na data atual mas, ela é valida especificamente para a concessionária Eletropaulo.

Para as demais concessionárias foram lançadas pela ANNEL outras Resoluções Homologatórias, que são específicas para cada empresa concessionária. Dai o fato de que, cada qual tem o seu "Preço de Tabela", que atualmente varia desde R$ 197,29 até R$ 360,70.

Assim, o Valor de Tarifa apresentado, que é de 238,01 R$/MW.h, ou seja, significando R$ 238,01 por cada 1 MW.h de energia consumida é o "preço tabelado da energia", valido apenas para a concessionária Eletropaulo.

Para saber o valor especifico da Tarifas para o Fornecimento de Energia Elétrica da sua concessionária, além de usar a Ferramenta Energia a Preço Justo do site da FIESP, você pode, também, aceder à listagem completa que inclui todas as concessionárias e que se encontra no site da ANEEL em Conheça as Tarifas da Classe de Consumo Residencial de uma Concessionária.

Só tome o cuidado de considerar que, nesta listagem, os valores se encontram em R$/kW.h (reais por quilowatt-hora) e não em R$/MW.h (reais por megawatt-hora), ou seja, conforme ele aparece na lista, no caso da Eletropaulo é de 0,23801 R$/kW.h. Já no site da Energia a Preço Justo aparece 238,01 R$/MW.h.


Como a Energia a Preço Justo é Calculada:


O site da Energia a Preço Justo faz o cálculo de uma maneira bastante simples e, exatamente como eu gostaria que realmente fosse: simplesmente tomando o valor consumo (o meu foi de 310 kW.h no mês), convertendo para megawatt-hora (310 kW.h = 0,31 MW.h) e multiplicando pela Tarifa da minha concessionária (R$ 238,01):

0,31 x 238,01 = 73,78 ou seja, R$ 73,78

Muito simples e desejável mas, todavia, diante da diferença com relação ao que aparece na minha fatura, ou isso não é aplicável assim, ou não pôde ser aplicável ainda ou, então, a Eletropaulo errou.

Como a Eletropaulo Faturou o Meu Consumo:


Na minha fatura continua aparecendo a discriminação da Tarifa nas duas parcelas TUSD e TE (parcelas que eu explique naquela postagem anterior Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos Parte 2/3).

Deste modo, o preço cobrado acaba se tornando maior, sendo as parcelas nos valores de R$ 42,01 (relativo ao TUSD) e de R$ 45,14 (relativo ao TE), o que perfaz um total R$ 87,15 somando as duas parcelas. Ou seja, temos ai uma diferença de 87,15 - 73,78 = 13,37 (R$ 13,37).

Sobre esse valor de diferença incidem ainda, também, os Tributos (PIS + COFINS + ICMS), o que explica o restante da diferença que se apresenta, que foi calculada alguns parágrafos acima, como sendo de R$ 20,85.

O Que Fazer?


Diante da diferença apresentada, resolvi então comparar, também, a faturas seguinte mas, isso não me é possível, ainda, pois, apesar de já estarmos, hoje, na data costumeira de vencimento do pagamento da conta, ela ainda não foi-me entregue. Ao que tudo indica, o mercado está confuso diante da transição e assim, eu esperarei mas, ...

Até provas em contrário, apesar de agora haver a incerteza quanto ao Valor de Referência de Custo de Energia Elétrica (em R$/kW.h), que nós determinamos na postagem anterior, com o exclusivo intuito de poder calcular Custo do Consumo por Unidade de Rodagem (em R$/km), a partir da Rodagem por Unidade de Consumo (em km/kW.h) dos VEs, aquele valor determinado como típico, conforme as justificativas presentadas na ocasião, aplicável aos consumidores residenciais:
  • R$ 440,61 por cada 1 MW.h, será mantido por esse blog e será utilizado para mais um exclusivo intuito, que será o calcular, agora, o "Impacto do Carregamento Doméstico de VEs".

Calculo do Consumo Mensal de Energia de um VE Médio Típico:


Agora precisamos estabelecer uma certa Taxa de Rodagem, de preferência em km/mês, que possa ser considerada como típica para os Veículos Elétricos, enquanto automóveis particulares, na qual possamos nos basear para fazer o cálculo.

A Frequência Mensal para a Taxa de Rodagem nos interessa pois, assim coincide com a frequência do Faturamento do Consumo de Energia Elétrica, que é também mensal.

Em um artigo titulado "A Quilometragem Média Estimada da Frota Brasileira de Veículos" o Sindirepa - Sindicato da Indústria de Reparação de Veículos e Acessórios do Estado de São Paulo, que é a representante legal da categoria econômica desse setor industrial, apresenta um quadro definindo Taxas de Rodagem Mensal para diversas categorias de Veículos Automotores.

Segundo esse artigo, os Automóveis (particulares) rodam em média 1.800 km / mês. Obviamente que o levantamento feito para se chegar a tal número não deve ter considerado qualquer situação específica sobre VEs, até porque, o que temos de VEs circulando em São Paulo deve ser de apenas poucas dúzias de carros, além dos Dez Táxis do convênio encabeçado pela Nissan e pela Prefeitura da Capital.

Eu creio que os Táxis devam rodar mais do que 1800 km/mês apurados pela Sindirepa mas, táxis são uma categoria que deverá utilizar, prioritariamente, carregamento feito dentro de instalações comerciais e, pouco frequentemente em instalações residências. Dai, quanto a questão do carregamento doméstico, o foco é mesmo nos automóveis particulares.

Assim, o número da Sindirepa (1800 km/mês) me parece um bom número para se basear visando o cálculo do Consumo de Energia, até porque, essa é uma entidade a nível estadual e, por conseguinte, o seu número deve refletir bem o que acontece no Estado de São Paulo, mesma base de onde se origina o Valor de Referência de Custo de Energia Elétrica que utilizaremos em cálculos posteriores.

Se houver fatores que venham, futuramente, causar a variação desse número, é pouco provável que isso venha a estar ligado ao problema decorrente da mudança do tipo de carro de VCI para VE, até porque, um VE médio típico, como o Nissan LEAF e outros, já se encontra, hoje, em plenas condições de suprir a mobilidade necessária, se utilizando da forma de carregamento doméstico, satisfazendo a necessidade de rodagem de 1800 km/mês, de um modo bastante tranquilo e confortável, além ambientalmente amigável.

Deste modo, podemos fazer o cálculo do Consumo Mensal de Energia Elétrica de um VE Médio Típico, utilizando o valor do Valor Médio da Rodagem por Unidade de Consumo (aquele que  foi definido na postagem anterior como sendo ótimo e aceitável para todos os efeitos de cálculo de Custo de Consumo para Aplicação Geral do Nissan LEAF), como sendo de 6,5 km/kW.h.

Assim, teremos:

1800 ÷ 6,5 = 276,9 kW.h/mês  ... arredondando ... = 277 kW.h/mês (1) 

Se você, consumidor de baixa tensão residencial normal (como eu) entrar apenas com esse valor de consumo (277 kW.h) no site Energia a Preço Justo, obterá como resposta de total, o valor de R$ 92,34. Se incluirmos ai a CIP (que é obrigatória no seu Município) e o Seguro (se é que você paga seguro pois, pode pedir cancelamento dele) pode somar ai uns R$ 12,00, no máximo, perfazendo algo como R$ 102,34.

Você há de concordar que R$ 102,34 é um ótimo valor de se pagar pela energia que te permite rodar 1800 km num mês. Parece até bem barato, perto do que você está acostumado a pagar de combustível para rodar os mesmos 1800 km em um VCI. Com um carro convencional com MCI da categoria 1.6, você dificilmente conseguiria gastar menos de R$ 300,00 para rodar os mesmos 1800 km.

Talvez isso, agora, te deixe animado a pensar na possibilidade de poder utilizar um VE em breve. É bom que você pense pois, os VEs são inevitáveis mas, talvez as contas não fechem de maneira tão simples, em um número tão vantajoso, como nós calculamos dois parágrafos acima. Por que?

A primeira coisa a considerar é que, a menos que eu dê um jeito de conseguir instalar um novo "Relógio" Medidor de Consumo na minha residência e, esse medidor novo seja empregado, exclusivamente, para medir o consumo de energia do carregamento do VE, não é 277 kW.h que eu devo considerar mas, sim, (310 + 277) kW.h (onde 310 é o consumo que eu já tinha antes de passar a carregar o VE em casa). Assim, o consumo total passa para 587 kW.h.

Então você me pergunta: E dai, não dá na mesma? A parte da Tarifa relativa ao consumo do Veículo Elétrico não vai ser a mesma, ou seja, R$ 92,34 pelos 277 kW.h de consumo? A resposta é ...

SIM, se o método de cálculo usado no site Energia a Preço Justo da FIESP estiver correto, ou ...

NÃO, se as concessionárias continuarem a empregar o cálculo da Tarifa em duas parcelas distintas, as famigeradas TUST e TE a preços, ainda, maiores.

De fato, a minha concessionária, a AES Eletropaulo, até o presente momento, continua a usá-los, por isso o valor da minha última fatura não bate com o cálculo da Energia a Preço Justo e eu estou pagando um preço maior pois, acredito que neste mês estão usando TUST e TE com preços de Tarifa diferenciados por faixa de consumo (não encontro outra explicação).

É como se aquele valor de Tarifa tabelado por concessionária perdesse totalmente o efeito, e o valor da Tarifa passasse, na verdade, a ser outro, que se torna maior e maior ainda, quanto mais se aumenta o próprio consumo e se vai subindo de faixa.

Mas é como eu disse anteriormente, eu espero que isso seja só um "pesadelo", fruto de uma confusão transitória, causada pelos excessos de delírios da tecnocracia brasileira e, que a Tarifa aplicada à minha "conta de luz", se torne, efetivamente, em uma Energia a Preço Justo.

Com Energia a Preço Justo um VE médio típico é cerca de 3 X mais econômico, em termos de custo da energia motora, do que um VCI equivalente.



O Impacto do Carregamento Doméstico de VEs nas Instalações Elétricas Residencias:


Que a verdade seja dita: a grande maioria das residências no Brasil, mesmo as de classe média, não possuem uma instalação elétrica adequada para assimilar o carregamento de VEs, sem uma boa reforma na mesma. Considere que, agregar a uma residencia um consumo mensal novo da ordem de 277 kW.h é quase dobrar o consumo mensal que já existe hoje (que no meu caso é de 300 ~ 310 kW.h).

Isso não é nenhuma brincadeira, nem algo fácil de se tornar factível. 1.000.000 de VEs equivaleria a 1.000.000 de novas famílias consumido energia elétrica em suas novas residências. Os gestores do Sistema Elétrico Interligado teriam toda a razão de considerar isso como algo temerário e, eu não me surpreenderia em descobrir que dai advenha, até, alguma oposição mais séria ao deslanche do mercado de VEs no Brasil.

Além da adequação das instalações elétricas das residencias, também uma "Cultura de Carregamento Doméstico de VEs" precisará ser desenvolvida, principalmente no tocante ao horário ao longo das 24 horas do dia que os VEs poderão ser conectados ao carregamento. As operações de carregamento de VEs, devem, sobretudo, ser programadas para evitar os Horários de Pico de Consumo.

Um VE médio típico que rodar 1800 km/mês, considerando que ele rode, digamos somente em uns 25 dias por mês, isso equivalerá a uma Rodagem Média a Cada Dia de:


 1800 ÷ 25 = 72 km

Óbvio que poderão haver muitos dias em que o VE rode apenas uns 25 km e, em seguida, pode vir um dia em que ele precise rodar logo uns 300 km, em um só dia mas, vamos pensar em termos de média.

Com o nosso VE médio padrão rodando 72 km em um dia, utilizando a informação Valor Médio da Rodagem por Unidade de Consumo dele, que é de 6,5 km/kW.h , podemos calcular o Consumo Médio em Um Dia. Um  VE médio padrão, consumirá, em um dia, a quantidade de energia de:


72  ÷ 6,5 = 11,08 kW.h

Se, por acaso a Capacidade de Carga Nominal da Bateria do VE for considerada como sendo de 24 kW.h (tal qual no Nissan LEAF o é), teríamos consumido dessa capacidade:


(11,08 ÷ 24) x 100% = 46,15 % (ou pouco menos da metade) da
Capacidade de Carga Nominal da Bateria (que é a condição da Bateria Cheia de carga).

É conveniente que essa carga ora consumida seja reposta à bateria, de preferência no mesmo dia, deixando o VE convenientemente abastecido ao máximo (equivalente a "tanque cheio") para o dia seguinte, isso poderá ser feito no período de descanso do carro e fora de horário de pico de consumo.

A urgência na operação de reposição da carga se dá, até mesmo, pelo fato de que o "tanque do carro", ou seja, de que a Bateria dos VEs típicos, ainda não serem tão "grande" quanto desejamos, para nos deixar mais relaxados, como, de fato, nos deixam, atualmente, os VCIs. Isso é um ponto nevrálgico na questão dos VEs: a ansiedade por autonomia e, isso somente será total e satisfatoriamente resolvido, em um prazo de até 10 ~ 12 anos a partir daqui, com o gradual avanço da Tecnologias das Bateria de Ions de Lítio, principalmente.

Lembrando, mais uma vez, que quando falamos de VEs típicos, estamos falando daqueles carros mais acessíveis às populações humanas comuns, tais como o Nissan LEAF mesmo (US$ 29.000 até uns US$ 36.000 no mercado dos EUA) e não falamos de VEs super potentes e luxuosos, como os excelentes carros Tesla Model S da Tesla Motors (US$ 95.000 a 105.000 nos EUA).


Nissan LEAF 1/2 assoalho recortado mostrando a metade do Pacote de Baterias de Íons de Lítio com Capacidade de 24 kW.h - Na parte frontal, acima, onde chega o cabo de cor laranja, o Inversor de Frequência

Então, a Autonomia (ou alcance) do nosso VE médio padrão pode, também, ser estimada (também enquanto média), por meio de considerarmos a sua Capacidade de Carga Nominal da Bateria e o seu Valor Médio da Rodagem por Unidade de Consumo, como mostrado a seguir:

24 x 6.5 = 156 km

Sim, apenas 156 km em média de Autonomia e, isso é deveras causador de impacto de rejeição psicológica para quem está acostumado com VCIs cuja média de autonomia está sempre a casa dos 500 km. 

O Manual do Manual do Proprietário do ano 2013 do Nissan LEAF, na seção EV Overview, especificamente em Efficient Use of Your Vehicle - Range (página EV-23), afirma que a autonomia do veículo depende de uma série de fatores e, ali a Nissan alega que, quando a Bateria Íons de Lítio é nova, a autonomia estimada do veículo, com sua bateria totalmente carregada é de aproximadamente 100 milhas (160 km) com base no teste de laboratório EPA comumente chamado de ciclo de condução modo LA4. Este teste representa condições de condução da cidade.

Ali, também, a Nissan também alerta que a autonomia real pode variar, inicialmente ou com o envelhecimento da bateria e com o uso ao longo do tempo e que a maioria dos motoristas irá experimentar autonomias tão variadas quanto, desde 99 km até 222 km, com base em vários fatores que afetam a autonomia do veículo. Tudo isso foi amplamente discutido na postagem anterior.

Sem dúvida isso pode ser tido como algo cruel e, só pode ser vencido por aqueles que se dispuserem a ser mais racionais e, ao mesmo tempo, apostadores esperançosos. Não apenas a questão da provisão de mobilidade necessária está em jogo mas, toda a economia popular o está neste momento.

A única grande vantagem de se morar em um país em permanente atraso tecnológico é que nestas horas não precisamos ser nós a "dar a cara ao tapa" e podemos "ficar a espreita", observando e aprendendo com os erros dos outros. Todavia permanecemos na dependência das decisões e atitudes destes mesmo "outros", que podem até mesmo, nos obrigar a tropeçar conforme bem entenderem.

Vejo isso no caso do recente lançamento do Veículo Hibrido Toyota Prius no Brasil, não porque ele não seja um bom carro, pois ele o é. Segundo a certificação da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), o Prius 2010 foi o automóvel disponível no mercado com a maior economia de combustível dos Estados Unidos.

Todavia, apoiada na realidade de ainda não haver nada em termos de infraestrutura pública para carregamento de VEs no Brasil, a Toyota empurra no mercado uma versão do carro que não é Plug-In, uma tecnologia ultrapassada, um veículo ano 2010 maquiado de 2013. Isso é ser obrigado a tropeçar e, isso é resultado do atraso e da dependência tecnológica.


A Questão do Tempo de Recarga das Baterias de VEs:


Quanto a questão do Tempo de Recarga das Baterias de VEs, se para o carregamento desse nosso VE médio típico, for empregado um Carregador com Potência Nominal de 3,3 kW, a operação de carregamento que reponha Consumo Médio em Um Dia (que estimamos anteriormente em 11,08 kW.h), demandará um tempo de:


11,08  ÷ 3,3 = 3,17 hs

Assim, usando-se uma da forma de carregamento bastante simples, que demanda o menor custo de implantação de infraestrutura pois, ela pode ser provida a partir de um "simples" Ponto de Tomada de Uso Específico (PTUE) de 220 Volts, 15 Amperes (suficiente para prover os 3,3 kW de Potência), usando, inclusive, o próprio cabo que acompanha o carro como acessório original de fábrica e, ao mesmo tempo, também aquela forma de carregamento (carregamento lento) que é a que permite que as baterias dos VEs tenham a maior durabilidade de Vida Útil possível, o nosso VE reporá plenamente a carga média diária consumida em menos de 3,5 h de operação de carregamento.

Apesar de, acima, eu ter enaltecido a "simplicidade" do Ponto de Tomada de Uso Específico (PTUE) de 220 Volts, 15 Amperes (suficiente para prover os 3,3 kW de Potência), necessário para prover o carregamento lento, ele não é, de fato, tão simples assim. Para se ter uma ideia, comparativamente, a potência de 3,3 kW coincide com o mesmo valor da menor Classe de Potência especificada para os Chuveiros Elétricos, que se encontra definido na Norma da ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, a NBR 12483/1992.

Em outras palavras, isso equivale a um chuveiro elétrico comum ligado na posição de seleção "VERÃO" por um período de quase 3 horas e 1/2. Em todos os sentidos e aspectos, isso não é nada que se possa menosprezar, ao se deseja-se vislumbrar uma avaliação adequada do Impacto do Carregamento Doméstico de VEs nas Instalações Elétricas Residencias.

Outra coisa importante de se considerar é que, em 3,5 h reporemos apenas cerca de 50% da Capacidade de Carga Nominal da Bateria. Caso precisássemos recarregar 100% da capacidade da Bateria e fôssemos realizar a operação de carregamento à mesma potência de 3,3 kW, isso demandaria um tempo aproximado de 7 hs.

Para alguns usuários de VEs este tempo pode ser considerado muito longo, principalmente quando se deseja praticar o bom hábito encaixar a operação de carregamento dentro de horários que evitem os intervalos de tempo em que ocorram, tipicamente, os piores e mais altos picos de consumo de energia elétrica, que incidem sobre toda a estrutura do Sistema Elétrico Interligado.

Além de colaborar com o sistema e com o meio ambiente neste sentido, muitos usuário de VEs talvez desejem, também, ver esse tempo da operação de carregamento reduzido e isso só é possível  se considerar-se o emprego de dispositivos de carregamento que permitam a operação sob uma Potência mais elevada.

Não obstante o fato de que, operações de carregamento mais rápidas não impliquem em aumento de consumo, podem acabar implicando, sim, em uma necessidade de um sistema elétrico mais robusto em os níveis, desde a instalação elétrica da residência, passando para todo sistema elétrico público, em distribuição, transmissão e geração de energia elétrica.

Dai a urgência das instituições reguladoras e normalizadoras brasileiras passarem a estabelecer regras, limites e padrões para isso pois, o gradual estabelecimento de um mercado de VEs é algo inevitável, mesmo no país do Etanol.

De fato, segundo os padrões internacionais mais aceitos atualmente para carregamentos domésticos de VEs, a saber: a SAE-J1772-AC Nível 2, usualmente a Corrente Elétrica de até 50 A (cinquenta Ampères mas, limitada efetivamente a um valor tão elevado quanto 80 A), podem ser praticadas na operação de carregamento de VEs.

Operando o carregamento do VE a uma Corrente 50 A e sob uma Tensão Nominal de 220 V, isso nos remete a uma potência de 11 kV.A, ou ainda, também 11 kW  (dado a natureza predominantemente resistiva da carga em operação, característica que é provida pela ação dos Circuitos Conversores de Eletrônica de Potência Embarcados nos VEs. Para mais detalhes sobre isso, ver: Sobre Carregamento de Veículos Elétricos e / ou Conversores Bidirecionais Integrados CA/CC e CC/CC para EVs e PHEVs).

11 kW é uma potência bastante elevada em se tratando de aparelhos elétricos consumindo energia elétrica a partir de instalações elétricas residenciais. Particularmente, eu diria que qualquer potência superior a 9,9 kW para carregamento de VEs seria algo altamente temerário de se conceber, na realidade atual.

Todavia, o efetivo limite da Corrente de Carregamento, não depende apenas dos sistema elétrico externo aos VEs mas, depende também, e em última instância, do limite que é imposto pelos Circuitos Conversores de Eletrônica de Potência embarcados nos VEs. Por exemplo, o Nissan LEAF com novas especificações, a ser apresentado ao mercado mundial provavelmente em meados de 2013, terá um Carregador Embarcado que limita a potência em 6,6 kW.

Isso já é algo bastante razoável e reduz os tempos das operações de carregamentos praticados atualmente pela metade, ou seja, pode-se-á carregar plenamente uma "Bateria Totalmente Vazia" em cerca de 3 h e 1/2 e, ainda assim, estaremos operando na categoria de carregamento de carga lenta, preservando ao máximo a vida útil da cara bateria.

Lembrando que, para atingirmos isso, requer que operemos sempre sob a Tensão de Nominal de 220 V pois, caso usássemos a tensão nominal de menor valor, de 120 ~ 127 V, como, de fato, aquilo que os Carregadores Embarcados nos VEs efetivamente limitam é a Corrente, com a mesma corrente e uma tensão reduzida, resulta em uma potência também reduzida pois: Potência = Tensão x Corrente , de modo que, com potência reduzida por causa da tensão nominal menor, voltaríamos a ter tempos de operação de carregamento longos.

Já, passando agora um breve olhar sobre mercado de VEs Especiais, como o do superpotente Tesla Modelo S 2012 de Luxo, que tem seu desempenho provido por um super motor elétrico de magistrais 416 hp (422 CV ou  ainda 310 kW), no qual se buscou desenvolver esforços para ampliar, também, ao máximo possível, a autonomia, é equipado com uma respeitável bateria dotada da capacidade de 85 kW.h.

Este VE, tem como equipamento de carregamento mais simples e, que acompanha o produto como acessório original de fábrica, um dispositivo portátil que opera a 220 V, 50 A e, este é, então, o requisito mínimo para se carregar a bateria deste maravilhoso VE: 11 kW de potência.

Por causa da grande capacidade da bateria desse VE, mesmo operando a essa elevada potência, o tempo da operação de carregamento pleno da "bateria totalmente vazia" é de cerca de 8 horas.

Se alguém por ai, já conseguiu a proeza de ter um VE desses em casa, que Deus nos acuda (e que os Bombeiros fiquem de alerta)! Por gentileza, tome o devido cuidado de certificar-se de que a instalação elétrica da sua residência (e da sua rua), seja compatível com o seu poder aquisitivo em automóveis.

A única maneira de "driblar" isso, passando a demandar uma potência menor e mantendo o modo de carregamento lento doméstico, seria descartando o uso do carregador portátil original e adquirindo / instalando um outro dispositivo carregador que, ao ser conectado ao veículo, informa-o por meio do protocolo de comunicação SAE-J1772, que a corrente disponível ao carregamento é outra, menor do que aquela de 50 A , que é informada pelo carregador portátil original (ou, então, fazer uma alteração de hardware internamente no carregador portátil original para que esse negocie com o VE uma corrente menor).

A demais, o modelo de tomada necessário para se plugar o tal carregador portátil original do Tesla Modelo S 2012 de Luxo ao circuito fonte de energia da instalação elétrica da residencia, a tomada NEMA 14-50, sequer se encontra disponível no mercado nacional. Mas o que seria uma tomada para quem conseguiu trazer o carro? 

Comentário Final:


É com uma Grata Satisfação que eu informo aos leitores que, acabei de receber agora mesmo (14h e 30min de 09/03/2013), uma nova fatura de consumo de energia elétrica da concessionária junto a qual eu sou cliente, a Eletropaulo. Nesta nova fatura (agora atual fatura), apesar de eu continuar a ser Tarifado pelas duas parcelas TUSD e TE, os índices relativos a TUSD e a TE,  agora mudaram para valores menores!

Então, ficamos assim:

Parcela TUSD:

Na "conta de luz" anterior, cuja leitura foi em 29/01/2013, o índice da TUSD foi de:
0,13555000 (R$/kW.h).

Na "conta de luz" atual, cuja leitura foi em 27/02/2013, o índice da TUSD passou a ser de:
0,10358000 (R$/kW.h) ... uma redução considerável, de 23,58% nesta parcela!

Parcela TE:

Na "conta de luz" anterior, cuja leitura foi em 29/01/2013, o índice da TE foi de:
0,14563000 (R$/kW.h).

Na "conta de luz" atual, cuja leitura foi em 27/02/2013, o índice da TE passou a ser de:
0,13443000 (R$/kW.h) ... uma redução de 7,69% nesta parcela!


E quer saber o que é ainda melhor? Somando os dois novos (atuais) índices das respectivas parcelas temos:

0,10358 + 0,13443 = 0,23801 ... ou seja, 0,23801 R$/kW.h = 238,01 R$/MW.h

Isso mesmo, exatamente isso, o "preço de tabela", o valor da Tarifa homologado pela ANEEL para a Eletropaulo na Resolução Homologatória da ANEEL nº 1436 de 24/01/2013 (só que eu esperava por ele  desde a fatura anterior, como era de se esperar, já que a leitura do consumo havia sido feita 5 dias após a entrada em vigor da RH 1436)!

Apenas para constar, o meu consumo mensal atual foi de 299 kW.h e a soma das duas parcelas (TUSD + TE) perfaz um total de R$ 71,16. Então eu entrei  novamente no site da Energia a Preço Justo e lancei os dados informativos na ferramenta de cálculo dali e, adivinhem?!?

Isso mesmo, o cálculo simulado bateu perfeitamente com o valor da fatura! Possivelmente a demora de um mês a mais para efetivar a redução da Tarifa, talvez tenha alguma explicação em algo que eu não estudei, por que não encontrei ainda (possivelmente uma brecha na instrução da ANEEL que a concessionaria se aproveitou). Mas o fato é que agora está correto.

Enfim, o mais importante de tudo: lembrem-se que com isso, os VEs (que nós ainda não podemos comprar) passam a ficar ainda mais econômicos! Obrigado pela atenção e, até a próxima postagem aqui!

FIM!


Notas:


(1) Apenas a título e curiosidade: o valor do Consumo Mensal de Energia Elétrica de um VE Médio Típico que nós calculamos (277 kW.h/mês) é bem diferente (maior) do que aquele que aparece como sugerido em uma recente prova de concurso do BNDES. Na prova de número 24 - Formação Engenharia (2ª Fase), a questão de número 2, sugeriu que “Segundo a Eletrobras, o consumo é pouco menor do que o de um ar-condicionado doméstico que funciona 8 horas por dia durante um mês, com consumo de 128 kW.h (por mês).” O texto da questão da prova da conta de que esse dado é proveniente da postagem titulada "Carros elétricos - Brasil pode se ligar na tomada" (de 12/05/2012). Todavia, aquela mesma postagem da conta, também, de uma outra avaliação muito mais correta e realista: de 156 kW.h para 1000 km/mês de rodagem, o que corresponde a 280,8 kW.h, se considerado para 1800 km/mês de rodagem e, portanto, muitíssimo próximo do nosso cálculo.

Veja também:

Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos - Parte 1/3



terça-feira, 5 de março de 2013

Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos - Parte 3/3


Antes de retomar o assunto sobre Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos, do ponto em ele foi interrompido na postagem anterior titulada  Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos - Parte 2/3, a fim de poder concluí-lo nesta última parte desta série, eu gostaria que você me permitisse tomar algum tempo para esclarecer algo sobre o diferencial que existe neste blog, com relação aos outros blogs que apresentam uma temática aparentemente assemelhada (sobre Veículos Elétricos).

Obs: Aos simplistas e aos metodistas sintéticos, que procuram por parâmetros de decisão, mas que não têm tempo (nem paciência e nem interesse) para ler toda a argumentação técnica pertinente que será discorrida aqui, eu sugiro que vão direto para a conclusão (texto em azul e de letras grandes), que se encontra antes do final desta postagem.

Diferente da maioria dos blogs sobre Veículos Elétricos, cuja vocação fundamental é apresentar todas as novidades que surgem sobre os últimos lançamentos comerciais de produtos finais (os carros que vão chegando ao mercado consumidor) da indústria eletro-automotiva mundial, a vocação deste blog, por sua vez, é com a descrição das tecnologias e, também, com a descrição dos empreendimentos exercidos sobre as tecnologias, envolvidas nos produtos eletro-automotivos (os carros e suas partes), bem como aquelas outras envolvidas na utilização dos mesmo, tais como:
  • Tecnologias de Carregadores Públicos;
  • Tecnologias de Carregadores Domésticos;
  • Normas de Instalações Elétricas Residenciais pertinentes;
  • Tecnologias de Carregadores Sem Fio;
  • Tecnologias de Postos de Substituição Rápida Robotizada de Baterias;
  • Tecnologias de Aplicativos Interativos de Smartfones / Veículos Elétricos;
  • Redes Elétricas Inteligentes e Sistema Elétrico Interligado;
  • Custos Efetivos de Partes Importantes e de Serviços, etc.
Eu, particularmente, não sou um apaixonado por carros. Eu costumo ter apenas um carro de cada vez (muito devido a minha própria condição econômica), e muitas vezes, eu fico até sem dirigi-los por um bom tempo (até porque eu também gosto de (e preciso) dirigir motocicletas).

Ao adquirir um carro eu costumo ficar com ele por até 5 anos (ou mesmo mais). Eu sou apaixonado, sim, mas é pela Mobilidade Elétrica e, principalmente, sou apoiador do desenvolvimento de um mercado de Veículos Elétricos (VEs), em detrimento do atualmente existente mercado de Veículos com Motor a Combustão, no que concerne ações de formação de opinião e de divulgação tecnológica.

Não obstante o fato de que os Veículos Híbridos (dotados, simultaneamente, tanto de Máquina de Elétrica quanto de Máquina de Combustão Interna), nas suas várias modalidades, sejam uma efetiva evolução na tecnologia aplicada a mobilidade humana, devido a urgência do tempo em se aproveitar as oportunidades, ressalto a necessidade de um total apoio ao desenvolvimento da tecnologia dos Veículos Puramente Elétricos.


Mas, antes de ser político eu sou, acima de tudo, um tecnólogo que verdadeiramente ama tecnologias e, por isso, vocaciono este blog fortemente no sentido da descrição das tecnologias dos sistemas e dos dispositivos que há por trás dos últimos lançamentos de VEs e, quando e se possível, da sondagem e apresentação das tecnologias que se encontram ainda sob pesquisa e desenvolvimento.

Muito além de focar apenas nos lançamentos de VEs e seus mercados, busco aqui entender, também, sobre outros aspectos correlatos, associados à utilização dos VEs como meio de mobilidade e, os aspectos técnicos e econômicos, tais como os associados ao consumo de energia elétrica por parte dos consumidores residenciais, sem dúvida é um assunto que faz parte desses outros aspectos correlatos, que sempre serão abordados aqui.

Muito embora o nosso fim, neste artigo específico, seja o de, simplesmente, chegar em um número que seja adequado para se expressar o custo efetivo da energia elétrica consumida em uma residencia média típica, supondo que um veículo elétrico passe a ser abastecido a partir da rede elétrica dessa residência e, por fim, provar que este custo é vantajoso se comparado ao caso dos Veículos a Combustão Interna (VCI). Todavia, com respeito a isso, não apenas apresentamos os números mas, sim, permitimos aos leitores realizar uma avaliação um pouco mais profunda, olhando para aspectos gerais mais amplos do relacionamento entre as entidades consumidores e concessionárias de energia elétrica.

Foi exatamente isso que buscamos fazer, antes, nas duas postagens subsequente a esta, para apenas ao final daquelas, depois de termos chegado a determinação de um certo Valor de Referência de Custo de Energia Elétrica em R$/kW.h, cuidarmos de eleger dois produtos (dois carros), um de cada um dos tipos de tecnologia: um Veículo Puramente Elétrico e outro Veículos Combustão Interna, a fim de serem comparados, coisa que fizemos no final da última postagem, sempre tentando esclarecer o melhor possível, os critérios que foram adotados nas escolhas.

Note que, falar em Veículo Puramente Elétrico a nível de produto comercial, implica em falar em algo ainda fora da realidade brasileira do momento atual mas, a ideia aqui é exatamente essa: fazer uma simulação o mais realista possível, que nos sirva para traçar uma perspectiva para o futuro, ajudando a formar opiniões a respeito deste importante e delicado tema, desde agora.

O Consumo Mensal de Energia para Carregamento de um VE Médio:


Conforme critérios brevemente explicados na postagem anterior, que verificam-se fazer dele um ótimo modelo, um paradigma atual, o VE escolhido foi o Nissan LEAF (vide postagem anterior).

A informação que relaciona a capacidade de Rodagem desse VE (em km) com o Consumo de Uma Unidade de Energia (1 kW/h), ou seja, uma informação medida em km/kW.h (quilômetro por quilowatts-hora) é aquela que precisamos pesquisar a respeito. Apenas para efeito deste artigo ora escrito, eu chamarei essa grandeza, cuja unidade de medida é o km/kW.h , de Rodagem por Unidade de Consumo (mas não sei dizer se o INMETRO concordaria com essa minha nomenclatura).

De preferência faremos isso recorrendo a múltiplas fontes de apuração, a fim de termos um valor mais consistente e confiável, que não seja apenas baseado naquilo que informa o próprio fabricante desse VE (ou do VCI escolhido para comparação). Em muitos casos, possivelmente, teremos que fazer algumas conversões de unidades de medida pois, em alguns países importantes, costuma-se falar em mi/kW.h (milhas por kW.h) ao invés de km/kW.h, além de outras diferenças.

Vamos, inicialmente, nos reportar a um dado fornecido por uma por uma publicação bastante popular, a Wikipedia, que em seu tópico Electric car - Seção: Electricity vs. hydrocarbon fuel, traz uma tabela que compara os custos de combustível estimada e cerificada pela EPA - Agência (governamental) de Proteção Ambiental dos EUA, de acordo com suas classificações oficiais para a economia de combustível (milhas por galão de gasolina equivalente para o caso dos veículos elétricos), para 11 veículos de produção em série totalmente elétricos de passageiros, classificados pela EPA em fevereiro de 2013, em relação nominal aos mais eficientes VEs híbridos.

Como você mesmo pode confirmar, por acessar o linque disponibilizado acima, nesta tabela da-se conta de um valor de Consumo de Energia Elétrica de 34 kW.h para cada 100 mi (mi = milhas terrestres)(1) de Rodagem, ou seja 34 kW.h/100 mi. Eu chamo a atenção para o fato de que este valor foi apurado para Aplicação Combinada, envolvendo o uso na cidade e em estrada, para o VE Nissan LEAF (conforme especificado na coluna titulada "EPA rated Combined fuel economy" dessa tabela).

Fazendo as devidas conversões, considerando que 1 mi = 1,609344 km, isso corresponde a 21,12662 kW.h / 100 km (obtido dividindo 34 por 1,609344).

Ou seja, ainda, 0,2112662 kW.h / km (obtido dividindo 21,12662 por 100)

Convertendo isto para km / kW.h (obtido fazendo 1/X do resultado anterior), temos: 4,73336 km / kW.h.

Este número, originado da estimativa certificada pela EPA, tem sido amplamente aceito e divulgado em inúmeras outras publicações, em função da elevada credibilidade dessa agência.

Um outra tópico da própria Wikipédia titulado Nissan Leaf (na seção Fuel economy), confirma a informação da apuração da EPA, falando em termos um pouco menos precisos do que aquele que impusemos às nossas conversões, de um consumo de energia de 0,212 kW.h / km (o que nos conduz a 4,72 km / kW.h).

Não obstante, desde que foi lançado fora do Japão, em 2010, a informação fornecida pelo fabricante, e que persiste até no Manual do Manual do Proprietário do ano 2013, na seção EV Overview, especificamente em Efficient Use of Your Vehicle - Range (página EV-23) é a de que para o Nissan LEAF a autonomia do veículo depende de uma série de fatores.

Obviamente que essa afirmativa é também verdadeira para qualquer outra Marca / Modelo de VE pois, é fato inexorável que o estilo de dirigir afeta a performance em termos de consumo, de maneira geral, mesmo para veículos automotores de qualquer natureza tecnológica.

Ali a Nissan alega que, quando a Bateria de Íons de Lítio é nova, a autonomia estimada do veículo, com uma sua bateria totalmente carregada é de aproximadamente 100 milhas (160 km) com base no teste de laboratório EPA comumente chamado de ciclo de condução modo LA4. Este teste representa condições de condução da cidade.

A Nissan alerta que a autonomia real pode variar, inicialmente ou com o envelhecimento da bateria e com o uso ao longo do tempo e que a maioria dos motoristas irá experimentar autonomias tão variadas quanto, desde 62 até 138 milhas (de 99 até 222 km), com base em vários fatores que afetam a autonomia do veículo.

Todavia, muito embora inúmeras publicações façam referência à capacidade nominal do pacote de baterias do Nissan LEAF como sendo de 24 kW.h e, mesmo o Site da Nissan Norte Americana fazendo, também, referência a esse mesmo valor (24 kW.h de capacidade nominal para o pacote de baterias do LEAF), curiosamente, nos manuais de proprietários, a Nissan, em momento algum, assume esse, ou mesmo qualquer valor, que se refira a capacidade nominal da bateria.

Assim constatamos que a Nissan é, apesar de otimista, também bastante reservada e, até mesmo um tanto quanto lacônica, quanto aos números que possam expressar o consumo por rodagem. No entanto, é somente assumindo esse valor é que podemos obter um valor para o consumo de energia por rodagem, que seria então, nesta base, de 24 kW.h / 100 mi, o que equivaleria, aplicando os mesmos passos de conversão de unidades de medida aplicados anteriormente, a 6,7 km / kW.h. 

Este um número obtido agora é bem melhor do que aquele que obtivemos anteriormente mas, repare que a Nissan alega claramente que ele é válido para condições de condução na cidade, com ciclo de condução modo LA4.

Por causa disso, nós poderíamos discutir aqui as questões técnicas envolvidas neste número e nas condições de teste em que ele é contextualizado mas, eu vou poupar nos deste trabalho, alegando, simplesmente, que a princípio este número não nos serve, uma vez que devemos preferir considerar como mais adequado um número cuja obtenção tenha considerado uma utilização mista, combinando o uso em cidade e o uso em estrada pois, isso condiz mais com a realidade da utilização de veículos automotores de qualquer espécie.

Um fato característicos (e até curioso) sobre a grande maioria dos VEs (se bem que, curiosamente também, nem todos) e, que costuma ocorrer exatamente ao contrário no caso da maioria dos Veículos a Combustão Interna, é que eles (os VEs) são mais econômicos em termos de consumo da sua fonte de energia motriz, em utilização na cidade do que em estradas.

Não se admire disto pois, é na condução na cidade que ocorre mais vezes a Frenagem Regenerativa, ou seja, as vezes em que ocorrendo a desaceleração de um VE, a energia mecânica é reconvertida em energia elétrica e é devolvida à bateria, fazendo com que a bateria recupere alguma carga, ao mesmo tempo em ajuda o carro a frear de maneira consistente.


Tanto isso é verdade que você poderá, no mesmo tópico Electric car da Wikipédia, na mesma tabela atribuída a EPA que foi referida anteriormente, comparar os dois números ali existentes, que são apresentados em separado, para o Nissan Leaf (e para outras  Marcas e Modelos de VEs, também, os dados estão ali naquela tabela):
  • EPA economia nominal de combustível na cidade: 32 kW.h/100 mi (5,03 km / kW.h);
  • EPA economia nominal de combustível em rodovia: 37 kW.h/100 miles (4,35 km / kW.h).

Conflitos entre Dados Norte Americanos (EPA) e Dados Europeus (NEDC):


Quem ler a fixa técnica que fica á direita do tópico da Wikipédia titulado Nissan Leaf,  irá deparar com dados conflitantes quanto a autonomia do Nissan Leaf, existindo ali, dados que apontam valores diferentes atribuídos à EPA e a NEDC.

NEDC (New European Driving Cycle) é suposto representar o uso típico de um carro na Europa. O teste é composto de quatro repetidos ciclos de condução urbana (na cidade) e um ciclo de condução extra-urbano (em rodovia), a fim de expressar uma realidade de utilização.

Os números da NEDC, quanto a autonomia do LEAF, desde 2011 apontam para valores superiores em relação aos EPA, superiores até mesmo aos que podem ser deduzidos a partir dos dados da própria Nissan. A NEDC declara 175 km por carga de bateria completa, para o LEAF 2011 e 2012 e de 200 km para o modelo 2013. Se considerarmos a mesma capacidade para a bateria, 24 kW.h, isso significaria, respectivamente, 7,29 km / kW.h e 8,33 km / kW.h.

No entanto, alguns críticos alegam que o ciclo de condução NEDC foi concebido num momento em que os veículos europeus eram mais leves e menos potentes e que o teste oferece um padrão de velocidade de condução estilizado com acelerações baixas, velocidades de cruzeiros constante, e muitos eventos em marcha lenta, porém as acelerações transitórias são muito mais íngreme e mais dinâmico na prática.

Todavia, um artigo que eu li nestes últimos dias, da conta de que o Nissan Leaf vendido na Europa, passará a apresentar substanciais diferenças do Nissan Leaf vendido nos EUA. O artigo original pode ser encontrado em European-Specific Nissan Leaf To Be Unveiled In Geneva (Nissan Leaf Específico Europeu a ser Revelado em Genebra).

O artigo em questão é recente, datado de 27 de Fevereiro de 2013 e revela informações relativas a um novo modelo 2013, ainda a ser apresentado e que será fruto do início da produção europeia do Nissan LEAF nas novas instalações da Nissan em Sunderland (costa nordeste da Inglatera). Segundo o artigo neste novo modelo serão implementadas mais de cem alterações neste VE.

No entanto a discrepância entre os valores apresentados pela NEDC e pela EPA é anterior a isto, já vem de uma certa longa data e ela não é pequena (7,29 km / kW.h para a NEDC contra 4,73 km / kW.h. para a EPA para o LEAF ano 2012). Isso nos leva a uma série de questionamentos:

Seria então o LEAF norte-americano tão inferior em especificações com relação LEAF que já vem sendo vendido aos europeus há tempos? Se houverem diferenças, elas justificam essa tão grande diferença na Rodagem por Consumo apresentadas pela EPA e pela NEDC?

Enquanto a fábrica de Sunderland não iniciar a sua produção, o Nissan LEAF vendido na Europa só pode ter duas origens: ou o Japão ou o próprio EUA. Por isso, eu, particularmente, não creio que já haja diferenças no carro e, caso diferenças já houverem, eu não creio, também, que elas possam justificar as diferenças tão consideráveis de performance de consumo.

Mas já que tocamos no assunto do novo modelo do LEAF 2013 (talvez 2014, já que está previsto para ir ao mercado no meio de 2013): Quais são os diferenciais para este novo modelo que podem, efetivamente, afetar a autonomia / consumo?

O artigo ao qual me referi revela uma série de pequenas inovações mas, poucas delas podem, de fato, interferem na autonomia / consumo do carro. Antes de tudo eu entendi que a Capacidade Nominal de Acumular Energia da bateria do carro estará sendo mantida (24 ~ 25 kW.h), não obstante o fato de que elas passarão, também, a ser produzidas nas proximidades de Sunderland.

Uma das inovações é no Sistema de Aquecimento e Ventilação, que são baseadas em um novo sistema de bomba de calor, que substitui o aquecedor de cerâmica original. Isto reduz o consumo de energia elétrica e proporciona uma melhoria na autonomia efetiva e é particularmente relevante para os mercados onde os motoristas dependem fortemente de sistemas de aquecimento e  ventilação.

Também uma Grade Dianteira sutilmente revista ajuda a reduzir o coeficiente de arrasto aerodinâmico e contribui para alguma melhora na autonomia. Ainda, o desempenho dos freios foi melhorado para torná-los mais progressiva em uso, além de aumentar a quantidade de energia recuperada na frenagem regenerativa, também contribuindo com a autonomia em uso na cidade.

Mudanças também foram feitas para o Modo de Condução Eco, alterando o mapeamento do acelerador para desencorajar a rápida aceleração. Essa é, de fato, uma alteração que pode afetar  de modo até mais substancial e que, somada a uma redução no Atrito Interno e uma bateria mais eficiente em termos do Sistema de Gerenciamento de Energia, também contribui para a elevação da autonomia.

Outras inovações são alistadas no referido artigo mas, estas são inovação que, apesar de serem importantes, como a tão esperada e polêmica mudança na Potência do Carregador Embarcado, de 3,3 kW para 6,6 kW, que permitirá realizar operações de Carregamento Lento da Bateria (entenda-se como Carregamento Doméstico) bem mais rapidamente, finalmente permitindo o emprego de carregadores com corrente de até 32 Amperes em 220 Volts, elas são irrelevantes para a questão da autonomia / consumo.

Em suma, eu creio que as avaliações europeias tendem a ser, além de antecipatórias, também exageradas e ainda creio que estes aprimoramento do LEAF ainda em 2013, de modo algum se restringirá apenas ao mercado Europeu (como parece sugerir o artigo), se refletindo igualmente, tanto no seu mercado original, o japonês, quando no mercado norte-americano.

Por outro lado, também parece evidente que os constantes aprimoramentos, ainda mais aqueles incluídos pelos fabricantes durante o período de vigência de um determinado ano modelo, tendem a tornar as avaliações da EPA, rapidamente desatualizadas. Além disso, assim como é criticado o teste da NEDC, algo diametralmente oposto pode ser considerado com relação ao teste da EPA, que oferece um padrão de condução estilizado com excessiva instabilidade de velocidade no teste em estrada e com retomadas de acelerações agressivas no teste em cidade. (Detailed Test Information)

Mesmo que retomadas de acelerações agressivas sejam também e principalmente ainda mais, a característica de condução típica de um bom número de motoristas brasileiros, o que torna os números da EPA mais interessantes, cremos que exista uma forte tendência de que isso venha aos poucos a ser mudado, e já está sendo, por meio de campanhas educacionais, em prol da segurança no trânsito e da boa conduta ambiental. Deste modo o bom senso recomenda que haja alguma ponderação a cerca dos números obtidos até aqui.

Outros Dados Sobre Autonomia / Consumo do Nissan LEAF:


Tem se multiplicado na Internet um documento contendo uma tabela com informações muito interessantes, tratando da autonomia e de consumo do Nissan LEAF. A primeira vista ele parece bastante completo e bem elaborado. Todavia, eu não consegui descobrir quem é a fonte que originou estas informações mas, tudo indica que, muito provavelmente, seja resultado de um estudo realizado por algum Grupo de Usuários, consumidores aficionados ao Nissan LEAF. Se vocês quiserem baixar o documento para apreciar, ao analisá-lo poderão entender até melhor por que eu persisto em falar em que haja alguma ponderação de números: Nissan LEAF Range Chart for 24kWh Battery (English and Metric v7e).

Na verdade o documento trata de duas tabelas semelhantes, porém uma utilizando unidades de medida baseadas em milhas (English) e outra em quilômetros (Metric). Pelo que eu pude entender, esta tabela informa dados obtidos a partir da aplicação de Condução em Estrada(2) (pois é isso o que eu entendo quando eles usam o termo "Level Road" na série de condições que aparece descrita no cabeçalho de ambas as tabelas), sem uso do sistema aquecimento ou ar condicionado, à temperatura da ambiente em 20 ºC e com as janelas do carro fechadas (pois, isso também afeta a performance aerodinâmica do carro e, consequentemente o consumo / autonomia).

O documento não informa qual o Ano Modelo ou local de fabricação do carro testado mas eu creio que o teste deva ter sido feito bem recentemente (6 meses ou menos) e nos EUA, possivelmente usando um carro novo. O documento sugere que os dados foram obtidos por meio de medições independentes pois, ele alega que, "este gráfico de dados de autonomia não está associado com o traço (do mostrador) do Nissan LEAF, ou com o intervalo de dados de  console central, ou com dados do CARWINGS."


Em sua completude, a Tabela apresentada é rica em informação, mostrando valores relativos a Autonomia, considerando diversas situações de Volume Parcial de Quantidade de Carga Acumulada na bateria e, isso é feito considerando, ainda, varias diferentes Velocidade de Locomoção (mas em especificar se estas são médias ou constantes).

A Tabela relaciona, principalmente, valores da Rodagem por Consumo para 9 diferentes valores de Velocidades de Locomoção e com isso, podemos constatar um importante fenômeno: A Rodagem por Unidade de Consumo (km/kW.h) decai, quase linearmente, com o aumento da Velocidade de Locomoção. Os valores da Rodagem por Unidade de Consumo apurados variam desde 10,1 km/kW.h (para a Velocidade de Locomoção de 56 km/h) decaindo até 4,8 km/kW.h (para a Velocidade de Locomoção de 121 km/h.

Apesar de o carro em teste ser o Nissan LEAF, este fenômeno, muito provavelmente, apresente-se como comum a todos os VEs puramente elétricos existentes. Eu copiei os dados apresentados para uma planilha eletrônica que produziu o seguinte gráfico que revela uma relação de natureza inversa e quase linear entre as grandezas:


Apesar de não ter sido avaliada a Rodagem por Unidade de Consumo para Velocidades inferiores a 56 km/h, eu acredito que nesta faixa de operação, a Rodagem por Unidade de Consumo deve seguir aumentando, a medida que a velocidade de locomoção considerada seja menor, significando uma eficiência melhorada. Porém acredito também, que tal elevação da eficiência deva ocorrer de modo cada vez menos acentuado, a medida que  velocidade diminui. Mas isso é uma especulação minha, não comprovada, baseada em minha experiência e conhecimento correlato.

Já, nos Veículos a Combustão Interna o comportamento da chamada Economia de Combustível (também chamada de Eficiência de Combustível, usualmente medida em mpg (milhas por galão) ou em km/l (quilômetro por litro), e que tem uma equivalência para km/kW.h para efeitos de comparações com os VEs) tem um comportamento totalmente diferente quando avaliado, do mesmo modo, para várias velocidades de locomoção.

No caso dos Veículos a Combustão Interna, a Eficiência de Combustível é pequena para baixas velocidades e vai crescendo a medida que considerá-se velocidades maiores, até atingir um Ponto Ótimo, em que a eficiência se torna máxima, para em seguida, ela passar a cair, para velocidades acima daquele Ponto Ótimo. Isso é fato.

Agora, voltando ao gráfico apresentado, note que, mesmo considerando o pior caso para o consumo do VE, que é aquele que ocorre em velocidades mais altas, o valor da Rodagem por Unidade de Consumo que foi apurado neste teste, mesmo a uma velocidade relativamente bastante elevada (121 km/h) é de 4,8 km/kW.h, ou seja, um valor que é ligeiramente superior ao apontado pelo teste da EPA, que foi de apenas 4,73 km / kW.h, lembrando, ainda, que o teste da EPA, de modo algum é feito a uma velocidade tão alta.

Considerando, que no teste da EPA não se excede a velocidade 60 mi/h (96,6 km/h), próximo a este ponto do gráfico, na velocidade de 97 km/h, este teste aponta para um valor de Rodagem por Unidade de Consumo de 6,3 km/kW.h, um número que é bastante superior ao do teste da EPA, mas não é tão alto quanto ao do teste da NEDC.

Além disso, considerando ainda que este teste foi realizado apenas com base na Aplicação em Estrada(2) e, sabendo que existe a tendência comum do valor de Rodagem por Unidade de Consumo crescer quando a aplicação é combinada (estrada e cidade, ponderados) pois, o Nissan Leaf (assim como a grande maioria dos demais VEs) são mais eficientes em condução na cidade do que na estrada, eu penso que seria razoável admitir até mesmo um valor ligeiramente maior como média.

Conclusão e Comparativos Finais:


Assim, eu admito que o meu bom senso aponta para o valor de 6,5 km/kW.h como um ótimo Valor Médio da Rodagem por Unidade de Consumo, e aceitável para todos os efeitos de cálculo de Custo de Consumo para Aplicação Geral do Nissan LEAF (mas eu me coloco aberto para ouvir outras sugestões a respeito por parte de todos vocês).

Isso posto, podemos enfim, calcular o Custo do Consumo por Unidade de Rodagem do VE Nissan LEAF:

Custo da Energia Elétrica ao Consumidor Residencial (vide postagem anterior):

R$ 440,61 por cada 1 MW.h , ou seja,

0,44061  R$/kW.h

Custo do Consumo por Unidade de Rodagem (Nissan LEAF):

0,44061  ÷  6,5  =  0,067786 R$/km

ou seja, pouco menos de 7 centavos de R$ por km rodado.

Agora preciso relembrar que o Veículo a Combustão eleito na postagem anterior para a comparação foi o Hyundai i30 Flex 1.6 e que vamos considerá-lo como que rodando a base de gasolina comum brasileira.

Preço do Litro de Combustível (Gasolina - Cidade de São Paulo - Média da A.N.P. - Período de 24/02/2013 a 02/03/2013):

2,750 R$/litro

Todavia, ainda não existem dados disponíveis para o Hyundai i30 Flex 1.6 rodando com gasolina comum brasileira. Mas eu encontrei, apenas, dados do mesmo carro rodando na Europa, com diesel e com gasolina comum europeia. Eu acredito que a gasolina europeia seja, de modo geral, até mais eficiente do que a do Brasil, então não estaremos introduzindo nenhuma desvantagem competitiva que tendesse a favorecer o VE na comparação mas, sim, vantagem para o VCI.

Segundo o tópico Octanagem da Wikipédia, temos tipos de gasolina brasileira sendo: Gasolina do tipo A (73 octanas - gasolina amarela), Gasolina do tipo C (76 octanas - gasolina + álcool) e Gasolina do tipo B (82 octanas - gasolina azul) e algumas gasolinas especiais variando de índice 87 a 95 de octano, enquanto os valores típicos da gasolina sem chumbo na Europa são de índice de octano 95 a 98 de octano.

O artigo, cujo linque será apresentado, contém os dados que permitem fazer as contas da Rodagem por Unidade de Consumo do Hyundai i30 Flex 1.6, em Média Ponderada Simples(3): (Cidade +  Estrada) ÷ 2) a partir de dados fornecidos em New Hyundai i30: review(4)):

15,15 km/litro

Custo do Consumo por Unidade de Rodagem (Hyundai i30 Flex 1.6):

2,750  ÷ 15,15  =  0,181518 R$/km

ou seja, pouco mais de 18 centavos de R$ por km rodado.

Comparação Final (Relação de Vantagem):

0,181518 ÷ 0,067786 = 2,68

ou seja:


O VE Nissan LEAF puramente elétrico é 2,68 vezes (ou 168%) mais econômico do que o VCI Hyundai i30 Flex 1.6 a gasolina, naquilo que concerne ao Custo do Consumo por Unidade de Rodagem (R$/Km), para aplicação geral, combinada, rodando em São Paulo - Brasil (conforme os justos critérios bem definidos).

Na verdade, o Custo do Consumo por Unidade de Rodagem do VE Nissan LEAF para aplicação geral em São Paulo - Brasil é, inclusive, pouco inferior ao Custo do Consumo por Unidade de Rodagem de uma motocicleta de pequeno porte (150 c.c.). Só que que se trata de uma carro seguro, confortável e que, principalmente, não polui.

Para rever está tópico no blog a partir de seu início, clique em:

Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos - Parte 1/3

Notas:


(1) Esta tabela apresenta, também, medidas kW.h/100 milhas e não kW.h/100 km e, ainda assim, não para todos os casos dos valores apurados, dando preferência à unidade de medida MPGe (ou mpg-e, que significa milhas por galão equivalente), o que força, necessariamente, a referência comparativa para o consumo de combustíveis líquidos (em galão). Além do mais, apesar de desde os anos 1960 o Sistema Internacional de Unidades (sigla "SI") ter sido reconhecido internacionalmente como sistema métrico padrão, os EUA ainda não atingiram o adotar oficialmente e mesmo esta unidade de medida nova, relativa ao advento dos VEs, continua influenciada por unidades de medidas do antigo sistema imperial inglês.

(2) A Tabela apresentada no documento, no rodapé da parte relativa a "English (unidades baseadas em milhas)", apresenta a seguinte ressalva: Para uma condução Stop-Go Urbano, selecionar dados da coluna que corresponde a milhas/kW.h estimada e não a coluna de velocidade. (mas isso me parece algo estranho quando a tabela toda é especificada para "Level Road").

(3) A média ponderada simples conduz a um valor que apresenta uma vantagem para o Veículo a Combustão, uma vez que nos testes combinados feito pelas agências oficiais o trafego em cidade costuma ter um peso superior ao trafego em estrada.

(4) O artigo informa que: No teste em velocidades de autoestrada o i30 CRDi teve consumo de combustível de 5,2 litros por 100 km, aumentando para cerca de 8 litros por 100 km no tráfego de cidade. O artigo não informa a origem da informação.
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