Aquecedores de Água a Gás Natural Devem Colaborar com o Carregamento Doméstico de Veículos Elétricos

Mudanças no Perfil de Consumo Diário de Energia na Era do Veículo Elétrico

Atenção: Este assunto iniciou numa postagem anterior:

Veículos Elétricos, Carregadores e o Sistema Elétrico Interligado – O que o Chuveiro Elétrico e o Aquecimento a Gás tem com Isso?

O uso de Chuveiros Elétricos se tornou um hábito para a maioria dos brasileiros, sendo responsável por grande parte do consumo de energia elétrica em uma casa. Este artigo tem como objetivo avaliar a diferença entre o uso de Chuveiros Elétricos e os Aquecedores a Gás Natural em termos de consumo de energia, de custos e de emissões de gases de efeito estufa, expondo ambos os cenários energéticos no Brasil: elétrica e gás natural (GN). Portanto, será estimado a quantidade de energia necessária para aquecer a média de água usada por uma pessoa por ano, para cada um desses tipos de chuveiro, comparando os resultados e estimar as emissões de carbono para ambos os tipos de energia.

Havendo vantagens para o sistema de aquecimento para água de banho usando gás natural gás e havendo oferta desse tido de abastecimento de energia nas grandes cidades, isso poderá servir como um fator facilitador para a entrada maciça da população na era dos Veículos Elétricos. Tal facilitação ocorrerá por dois motivos:

• Remove do cenário de consumo um dos principal responsáveis por causar o horário de pico de consumo de energia elétrica das 18hs as 22hs todos os dias, principalmente nos dias de segunda a sexta feira das semana, desligando o chuveiro elétrico;

• Libera um Circuito Dedicado a partir do Quadro de Distribuição de Circuitos que comanda um Ponto de Tomada de Uso Específico que alimenta o chuveiro elétrico, para ser realocado para uso de um Equipamento de Abastecimento de Veículo Elétrico.

Assim, o meu velho circuito que por muito tempo foi dedicado a alimentar o chuveiro elétrico, um Ponto de Tomada de Uso Específico (PTUE), ficará desativado por algum tempo, para ser posteriormente reformado, tendo os seus componentes redimensionados e substituídos, e o cabeamento condutor de energia desviado para aceder a minha garagem, a fim de alimentar a futura Estação de Carregamento de Carro Elétrico (de preferência puramente elétrico) a ser instalada ali.

Mas para isso eu terei que me aventurar um pouco: vou precisar que adquirir um Aquecedor a Gás Natural, que é o aparelho eletrodoméstico que queima o gás natural produzindo calor, com a finalidade de gerar água quente cuja utilização mais comuns são para aquecer a água do banho, mas que pode atender a vários ambientes da residência, tais como as pias do banheiro e da cozinha, duchas higiênicas, em tanque ou em máquina de lavar.

Pela proposta firmada com a Comgás (Companhia de Gás de São Paulo), eu não pagarei nada pelo pelo aquecedor, mas terei que me manter cliente consumidor fiel de gás por 5 anos inteiros, caso contrário precisarei indenizar a Comgás pela parcela do valor do aparelho ainda não amortizada. O preço ao consumidor considerado é de R$ 1.960,00.

Os aquecedores a gás natural são, normalmente, instalados nas áreas de serviço e podem atender vários pontos de consumo na residência desde que a rede hidráulica quente esteja interligada. Tais aparelhos têm sido considerados seguros, dotados de acendimento automático, tal aquecedor liga ao se abrir o registro de água e não possui chama piloto que precise ficar previamente acesa, ficando acesa a chama só durante a operação (aquecedor de passagem, sem reservatório).

É um produto fabricado pela Lorenzetti direcionado de modo exclusivo para clientes da Comgás. O aquecedor possui termostato de segurança, que desliga automaticamente o aquecedor em caso de superaquecimento. Possui também Sensor de Chama, que tem a função de cortar o gás em caso de ausência de chama – evitando vazamentos (imagine o perigo que poder haver se o gás estiver fluindo, sem que haja chama: bem que poderia ser empregado dois sensores de chama operando em função lógica “E”, que seria muito mais seguro).

Um aparente problema é que eu por toda a minha vida me acostumei com a utilização dos chuveiros elétricos, cujo ajuste de temperatura é feita em escalões, geralmente apenas duas escalas e, principalmente, que o ajuste é feito no próprio local do chuveiro, é que eu vou ter que vivenciar agora o fato de ambos os controles manuais, tanto o de consumo de gás, quanto o de vazão de água, ficarão no corpo do aquecedor e o aquecedor, ficará fora do banheiro, na área de serviço, além do fato de ter que me acostumar a fazer uma dupla regulagem em comprometimento, para obter a pressão de ducha adequada em temperatura adequada.

A primeira grande dúvida que me vem, enquanto eu aguardo o recebimento e a instalação deste aparelho (que deve ser feita por um técnico conhecedor da norma NBR 13103) é:

Será que este equipamento tem um efetivo sistema de controle da temperatura em malha fechada da água aquecida? Se tiver, mesmo que o sensor seja um único e forneça apenas a referencia de temperatura do ponto de saída água quente do aparelho, isso já é algo bom. Para isso ele deverá conter alguma eletroeletrônica, possivelmente com microcontrolador, rodando um programa com um algoritmo de controle de temperatura, que realiza continuamente a regulação automática de uma válvula proporcional de vazão do gás que flui para os queimadores?

Será que a pressão na saída de água quente também é mantida sobre controle? Quais seriam os tempos de atraso de resposta do sistema? Isso é importante quando a saída do aquecedor estiver alimentando múltiplos pontos (exemplo: 2 chuveiros), a vazão de água precisa dobrar poder dobrar rapidamente e, consequentemente, a potência dos queimadores também, quando se comuta da situação de alimentando apenas um chuveiro para a situação de alimentando ambos o dois chuveiros e, a temperatura da água precisa ser mantida constante ou, pelo menos, sem grandes oscilações.

Eu me recordo que no passado, chuveiros alimentados por rede aquecimento de água a gás com dois ou mais pontos de saída me causavam desagradáveis choques térmicos. Todavia, eu confesso que não consegui ainda descobrir nada sobre tais detalhes. Eu nem mesmo sei dizer se o aquecedor a ser fornecido é ou não dotado de microcontrolador ou não mas, mesmo assim, assinei o contrato e comprei o serviço.

Apesar de alguns diagramas que encontrei na Internet apontarem o emprego de microcontrolador nesse equipamento eu não creio que ele execute um efetivo controle de temperatura pois, não há um ajuste de “set point” de temperatura mas, sim, dois ajustes, um de vazão de gaz e outro de vazão de água. Todavia, o manual do fabricante acusa que o controle de acendimento e da presença de chama é feito por um sistema eletrônico.

O Aquecedor Lorenzetti LZ 800FB (modelo suposto, pois o contrato da Comgás nada esclarece sobre isso, especificando, espertamente, apenas o fabricante, que por sua vez apresenta em seu site de Internet apenas este modelo como sendo exclusivo para cliente Comgás) é um equipamento de aquecimento de água do tipo Aquecedor de Passagem, ou seja, não faz reserva de água quente, aquecendo sob demanda. Possui uma potência de 203 kcal/min (14,2 kW), ou seja, cerca de 3 vezes a potência de um chuveiro elétrico típico (mas não se esqueça, essa potência toda provém do processo da queima do gás e o consumo demandado da rede elétrica é algo deveras desprezível, apenas para alimentar o sistema de controle eletroeletrônico).

Mas será que ele realmente tal aquecedor a gás consegue suprir água quente na saída das duchas como se fosse três chuveiros elétricos? A resposta é: precisamos olhar não só para esse valor de potência, mas também para o rendimento de toda a cadeia do processo, não apenas do aparelho em si, mas considerar ainda que a água, após aquecida, terá um (longo) percurso a percorrer. No entanto, mais interessante ainda, é olhar para o custo ao consumidor que esta forma de energia é ofertada

"Complicações Idiomáticas" na Torre de Babel: 

Dando uma olhada no manual do aquecedor da Lorenzetti, me deparei com um detalhe que até então eu desconhecia, acerca do parâmetro rendimento. Ele é dado em percentual, normalmente, só que existe a observação: “sobre o P.C.S.”. Para decifrarmos o que isso significa, precisamos, antes de tudo, estarmos dispostos aceitar uma “triste verdade”: a de que, entre as áreas de conhecimento abrangidas pela Física, a ciência que estuda a natureza e seus fenômenos em seus aspectos mais gerais, existe, ainda, uma tremenda carência por normalização. Isso costuma complicar até mesmo o trabalho de técnicos e engenheiros mais enfronhados com a tecnologia, quem dirá dos usuários leigos.

A Física é entendida como sendo uma ciência fundamental, de modo que é dela que derivam todas as demais ciências naturais, tanto as exatas, como também as biológicas. Isso a torna “a ciência das ciências”, ficando, assim, muito ampla e complexa, ao ponto em que ela acabou sendo desenvolvida em partes fragmentadas e descontínuas, esparsas no tempo. Deste modo, as várias áreas de conhecimento derivadas da Física passaram a desenvolver cada qual as suas linguagens de contexto próprias (mais ou menos parecido com aquilo que é narrado na Bíblia sobre o que ocorreu lá no tempo da Torre de Babel).

Com isso, os físicos passaram a falar das mesma coisas, porém usando linguagens diferentes. O resultado disso é que eles já não se viam mais falando das mesmas coisas, e passaram a formar “panelinhas”, dando as costas uns aos outros, se achando cada qual melhor do que o outro. Isso acontece ainda hoje, especificamente de modo notório no âmbito da Física Quântica, que se acha tão diferente de todas as “outras físicas”, mas que está a falar todo tempo, só que de um modo especialmente atabalhoado, das mesmas coisas da Física de sempre.

Numa ocasião passada, uma outra da área Física que criou a sua linguagem própria e exclusivista foi a Termodinâmica, e com isso obteve o infeliz êxito em fazer tudo parecer muito mais complicado do que realmente é. O Físico que consegue perder a vergonha de aceitar isso, se livra de preconceitos (e aqui está um paradoxo) e consegue enxergar muito mais amplamente sobre os fenômenos físicos mas, nem por isso conseguirá se livrar das dificuldades inerentes a diversidade das expressões idiomáticas da física, na hora de expressar suas ideias aos demais.

Alguns efeitos dessa diversidade de linguagens de contexto, leva, tão somente, a dificuldades de comunicação, no entanto, outros, levam ainda a erros crassos que acabam por se tornar historicamente incorrigíveis como, por exemplo, o que aconteceu no âmbito da sub área da física de minha preferência, a Eletricidade, que se encontra inserida na área do Eletromagnetismo, a qual passou a considerar, oficialmente, desde os seus primórdios, a Corrente Elétrica como sendo a sua “Grandeza Fundamental”.

Eu digo “erroneamente”, sem medo de estar dando a minha cara a tapa para os que pensam diferente pois, a corrente elétrica, jamais poderá ser, de fato, uma grandeza fundamental, pelo simples fato de que ela é, essencialmente, uma grandeza derivada, ou seja, a corrente elétrica é a variação da Quantidade de Carga Elétrica, derivada no Tempo ( dQ/dt ). Isso nunca foi antes e, eu creio que nem virá a ser algum dia, corrigido, mas, obviamente que, a única grandeza fundamental apropriada para a eletricidade, é a própria Quantidade de Carga Elétrica, e nada mais.

A Termodinâmica Básica dos Aquecedores a Gás:

Essas bobagens postas, retornemos ao que mais interessa: aqueles parâmetros (grandezas) que em mecânica costumamos chamar de Energia Especifica e de Densidade de Energia, no contexto da termodinâmica recebem uma outra (e única) denominação: Poder Calorífico, que é a quantidade de energia por unidade de massa (ou de volume, no caso dos gases) liberada em um processo de “oxidação violenta” de um determinado combustível, ou seja, na combustão (ou queima) do material combustível.

A composição química do Gás Natural (combustível), que é o produto que a Comgás irá me fornecer via tubulação, costuma variar, dependendo de fatores relativos ao campo (local) em que o tal gás é produzido. O processo de produção, condicionamento e transporte também o afetam, contudo, o gás natural é sempre uma mistura de hidrocarbonetos, na qual o Metano (que é o mais simples dos hidrocarbonetos - CH₄ - referido como Biogás) tem uma participação de, no mínimo, 70% em volume.

Assim, fica evidenciada a existência de hidrogênio na composição do Gás Natural - GN, de modo que, no processo de combustão, haverá (sempre) alguma formação de água e, consequentemente, resultando em perda de parte da energia, que precisará ser gasta na vaporização dessa água que surge pela reação no processo. Em função disso, a termodinâmica resolveu olhar para essa energia de saída sob duas óticas:

1. Poder Calorifico Superior – P.C.S., que é a densidade de energia total, ou seja somando-se duas parcelas: a parcela do calor que pode ser transferida para um receptor com a parcela de calor que é levada pelo vapor de água resultante da queima do gás;
2. Poder Calorífico Inferior – P.C.I., que é apenas a densidade de energia útil, ou seja, a parcela de calor que pode ser transferida a um receptor.

Em outras palavras, o processo de queima do gaz natural, assim como o de qualquer outro gás que contenha hidrogênio, é um processo de transformação de energia que, por si só, já envolve uma perda inerente. É por isso que no Manual do Instruções de Instalação do aquecedor em questão, o Rendimento declarado é de 85,6% sobre o P.C.S.

Todavia, essa perda, a perda por vaporização de água, não será, de modo algum, a única perda envolvida em todo o processo. Haverão ainda mais perdas a serem consideradas, enquanto a água aquecida em um local, terá que ser transportada até outro, e chegar até no dispositivo ora denominado chuveiro (não mais elétrico, agora apenas um elemento passivo). Algumas destas perdas, já devem estar abarcadas no rendimento declarado pelo fabricante do aquecedor a gás, todavia, outras não mas, sendo o fabricante honesto (e eu confio na Lorenzetti), supõe se que todas as perdas que ocorram no interior do aparelho, já estejam sendo consideradas neste rendimento de 85,6%, declarado.

No processo ocorrido dentro do Aquecedor de Passagem, o calor é transferido de um material para outro material, sendo que o objetivo final é que o ele chegue até a massa de água que se encontra, em movimento de sentido ordenado, dentro de um sistema de serpentina, disposta ao redor de uma câmara de combustão.

A transferência de calor ocorre gradualmente, com a temperatura crescendo, a medida que uma dada partícula de água se movimenta ao longo do percurso do tubo da serpentina. Todavia uma boa parte da energia térmica contida na água ainda se perderá, ao longo do percurso do trajeto entre a saída do aquecedor, até que ela chegue na ducha ou chuveiro, em uma relação diretamente proporcional ao comprimento do percurso e inversamente proporcional às condições de isolamento térmico encontradas, sendo influenciado ainda, em menor grau, por outras variáveis, como a própria vazão.

Isso tornas as contas que permitam uma comparação entre um chuveiro elétrico e uma chuveiro a gás bastante complicadas, até mesmo por que, os chuveiros elétricos são considerados aparelhos tão simples e tradicionais que, dados sobre o rendimento do seu processo termodinâmico sequer são encontrados mas, creia, a eficiência do sistema elétrico é bem maior do que do sistema a gás: a eficiência de um aquecedor de água a gás é cerca de 70% a 75% comparativamente à de um aquecedor de água elétrico.

E mais, o aquecedor a gás não poderá alimentar, simultaneamente, três chuveiros, como eu aventei no início, quando eu olhei para a potência e provoquei a comparação, mas apenas dois, no máximo. Isso está na norma NBR 13103/2011 (Adequação de ambientes residenciais para instalação de aparelhos que utilizam gás combustível), que especifica, também, as condições do ambiente de instalação.

Fazendo as Contas do que Pesa no Bolso: 

Segundo os dados de Características Técnicas disponibilizados no Manual do Instruções de Instalação, Funcionamento e Garantia, fornecido pelo fabricante junto com o equipamento, o aquecedor a gás LZ-800 FB pode elevar em 20 ºC a temperatura de 8,5 litros de água que passa por ele a cada 1 min, consumindo, para isso, 1,28 m³/h de GN.

Todavia, 8,5 litros é uma vazão bastante suficiente para dois chuveiros (de acordo algumas estimativas séria sobre a média anual, o consumo de água de um chuveiro elétrico é de 4,2 litros por minuto). Deste modo e, se a relação de consumo de gás/vazão de água nos aquecedores a GN for aproximadamente uma constante, então podemos dividir isso por 2 (dois apenas e não mais que dois, pois eu pessoalmente estimo que elevar a água em apenas 20 ºC me aparece pouco para os hábitos brasileiros que, em geral, demandará alguns poucos graus a mais, assim como uma vazão de água quente de 3 litros por minuto ou menos costuma irritar a maioria das pessoas).

Nestas condições operacionais, um banho de 15 min (1/4 de hora) consumirá 1,28 ÷ 4 ÷ 2 = 0,16 m³/h de GN. Quanto ao preço disso, está também sujeito a faixas de consumo, então eu vou olhar para a minha casa, onde 3 pessoas tem consumido 12 ~14 m³ / mês. Assim, de acordo com a tabela de Tarifas do Gás Natural Canalizado, Área de Concessão da Comgás, Deliberação ARSESP nº 340, de 30/05/2012, com vigência a partir de 31/05/2012, Segmento Residencial, considerando a parte fixa e variável, resulta em uma cobrança de R$ 3,99 / m³. O preço desse banho será de R$ 0,64. 

Quanto ao preço ao consumidor do kW.h elétrico, este também está sujeito a faixa de consumo mas, podemos estimar que uma grande maioria das residências da região da grande São Paulo está pagando algo em torno de R$ 0,47 por kW.h . Assim, um banho dos mesmos 15 min consumindo em média 5 kW de potência R$ 0,59. Uma diferença de aproximadamente 8%  a favor do banho elétrico, hoje em dia.

Se você se decepcionou com as contas, eu te digo, não se precipite: vale apena contratar abastecimento de gás para aquecimento de água, por uma série de razões, além daquelas duas que eu foquei no início (redução do problemático horário de pico, liberação de circuito de carga para abastecimento doméstico de VEs). São muitas as vantagens, por exemplo, de se ter a efetiva disposição uma fonte alternativa extra.

Fique Atento Tanto a Detalhes Quanto ao Todo:

Um problema específico dos aquecedores de passagem é que ele necessita de maior coluna d´água (geralmente mínimo de 3 metros). Em se tratando de casas térreas ou residências, quase sempre será necessário o uso de um sistema de pressurização hidropneumático ou um "pulmão" para garantir a vazão ideal de funcionamento.

Mesmo havendo altura (coluna d'água) suficiente para o acionamento, um aquecedor de passagem, poderá não funcionará de maneira adequada pois, havendo um misturador, pode ocorrer desequilíbrio de pressão quando se faz a mistura com a água fria, causando contra pressão no interior da tubulação e instabilidade no funcionamento do equipamento, com seu eventual desligamento por sobretemperatura.

E tem ainda mais uma questão: muitas pessoas ambientalmente conscientes preferem aquecedores de água elétricos, pois estes não geram emissão alguma na ponta do consumo. Já o gás natural pode ser um combustível fóssil de uso seguro e a tarifa atual cobrada pela Comgás, que é de R$ 3,23 / m³, pode ser um razoável atrativo para a maioria dos usuários, no entanto aquecedores movidos a gás natural liberam uma pequena quantidade de monóxido de carbono (não é a toa que ele é dotado de uma chaminé).

Quando se fala de matriz energética, é preciso estar cônscio de que se esta falando da somatória de todas as formas de energia consumida no país. Esta observação é importante pois, aqui no Brasil, nós estamos muito acostumados a olhar apenas para a geração de eletricidade, pelo fato de que é por causa disso que nós somos afortunados com uma matriz limpa, devido a nossa grande enfase em geração por hidroelétricas.

Com isso, ¾ da nossa energia elétrica é proveniente de fontes renovável, porém, quando se olha para a totalidade da energia consumida em suas várias formas, isso cai para apenas ½ da energia vindo de fontes renováveis. O Gás natural é uma fonte não renovável e ainda mais, em parte é importado da Bolívia, que formou uma rede com o sistema brasileiro de abastecimento de GN desde 2007.

É justamente ai que entra um fato no mínimo curioso: a formação da rede com a Bolívia se mostra ser, na prática, no mínimo desnecessária para Brasil, pelo menos ainda o é pois, como se pode observar nos dados disponibilizados na tabela abaixo, durante todo o período de 10 anos medido, o efetivo consumo de GN tem sido sempre menor do que a produção.

Esse talvez seja o bom motivo para se estimular o aumento da aplicação de uso do GN, via consumo residencial para aquecimento de água para banho.

O chuveiro elétrico começou a ser usado no Brasil na década de 1930 e se popularizou ainda mais na década de 1960 com a evolução da tenologia do plástico. Além do banho, o aquecimento elétrico de água é usado também em outras aplicações residenciais, comerciais e industriais. No ano de 2005 o chuveiro elétrico era usado em 73,5% das residências brasileiras, enquanto apenas 5,9% dos chuveiros usava GN e outro 18,2% não usam aquecimento, o que faz com que, onde há banho com água aquecida, a eletricidade seja responsável por 92,6% da energia consumida para esse fim.

Aqui se faz necessário entender que, o problema do chuveiro elétrico não é com respeito a potência instalada em si mas, sim, com respeito ao fato de que a demanda é realizada diariamente em uma estreita faixa de horário específica, causando o problema do “horário de pico” de consumo de energia elétrica, acrescentando algo em torno de 20 GW.h de consumo naquele curto período do dia. Esse é um outro bom motivo para se desejar converter os chuveiros elétricos para aquecedores a gás, principalmente nos grandes centros populacionais.

Quando ao carregamento de Veículos Elétricos, tudo me leva a crer que o habito de carregamento a ser realizado pelos usuário poderá complicar ainda mais o problema de “horário de pico”, uma vez que a conveniência tenderá fazer com que os usuário coloquem os seus VEs em carregamento no mesmo horário em que os chuveiros elétricos são mais usados. E ai, não adianta querer enfiar a cabeça na areia pois, mais cedo ou mais tarde os VEs virão e, quanto mais tarde vierem, mais madura a tecnologia estará e com mais desejo de compra os consumidores se encontrarão e, se a oferta permitir, a popularização poderá ocorrer bem rapidamente.

Elogiáveis projetos é pesquisas atuais, desenvolvidos com intuitos que visam o carregamento de baterias de VEs num záz-trás maravilhoso, terão utilidade apenas no modo de carregamento utilizado nas estações públicas. Os usuários de VEs serão pessoas comuns que continuarão a residir em residências comuns e, mesmo que essas venham a ter circuitos de instalações elétricas residências otimamente dimensionados visando o futuro, pensar em um elemento consumidor de potência elétrica acima de 10kW dentro de uma residência me parece ser uma loucura, estupidez mesmo eu não creio que as concessionarias do sistema elétrico poderão viabilizar isso, de modo massivo, ao longo de todo século XXI.

Desde modo, no que dependa da energia elétrica dentro de uma residência, o carregamento de uma bateria de um Nissan Leaf atual, por exemplo, de 24kW.h, não deve nem ser cogitado em ser realizado em menos de 2,4 hs. Carregar esse exemplo de VE puro em 15 minutos (ou até menos tempo como vem aventando as pesquisas realizadas), só será mesmo em possível se for realizado estações especiais da rede pública e as concessionárias deverão ainda pensar seriamente na instalação de sistemas pré-armazenamento amortecedores nestes locais, o que remete a necessidade de mais e mais baterias sendo empregadas.

Felizes dos que ousarem produzir tais baterias, então! O tempo deles chegou mas, está complicado para todo mundo pois, a exigência dessas baterias requer mesmo uma produção com especificações bastante especiais e rigorosas e, quanto a isso, nem adianta chorar, é arregaçar as mangas e trabalhar.

Até lá, é bom que algumas dezenas milhões de chuveiros elétricos já tenham sido desligados, e a oferta de GN esteja sendo melhor aproveitada com um considerável aumento do consumo de GN, ao menos via emprego de aquecimento de água nas residências brasileiras. Se por um lado isso cause algum aumento na participação dessas residências nas emissão de carbono, isso será amplamente compensada por uma redução muito maior no mesmo tipo de emissão pelo carros.

Nessa segunda onda os VEs irão vingar no mercado, sim, mesmo que seja se popularizando aos poucos (como aconteceu com os carros tradicionais entre 100 e 80 anos passados, a partir do Ford Model T ou Ford bigode) pois, o restante da humanidade lá fora não consegue se voltar a produção massiva de etanol. Nem nós produzimos tanto assim para nós e para o mundo todo pois, com a terra precisamos ainda produzir muitas outras coisas também, além de preservá-la e dar o devido descanso para que ela possa produzir sempre.

Caso nenhum programa de infraestrutura de carregamento público de VEs for levada a cabo em tempo hábil no nosso pais (e eu tremo só de lembrar de que isso é possível), restará a nossa engenharia criativa desenvolver sistemas para converter gás natural em carregamento elétrico para essas baterias (isso se a tarifação por faixa de consumo de GN permitir no bolso).

Eu creio que, salvo a única rara exceção da oferta de produtos pela empresa norte americana ClearEdge Power, isso ainda não esteja sendo viabilizado comercialmente, em termos de micro-plantas gás => elétrico para emprego doméstico, em nenhum outro lugar do mundo. Utilizando-se das pouco exploradas comercialmente Células Combustíveis, é possível  se obter tanto eletricidade quanto calor, a partir do GN, por um processo eletroquímico que evita a necessidade de oxidação violenta (queima) do gás. Ai, quem sabe, pode-se sonhar com o tal carregamento zás-trás dos VEs em casa, ao mesmo tempo em que você toma um relaxante banho quente. 

Mas lembre-se que as baterias deverão ser sempre pensadas e operadas, tanto na hora de tracionar os VEs, quanto nos seus ciclos de carregamento, para durar, durar e durar, caso contrário, se algo compromete seriamente a vida útil dela, isso resultará numa péssima ideia e, assim, nada feito. Ter que reciclar o Lítio e o Cobalto será necessário um dia e, por mais me façam cócegas nos meus ouvidos, eu creio que isso ainda é bastante complicado também.

Obviamente que isso tudo não significa que não precisaremos construir mais hidroelétricas, ao contrário, precisaremos continuar expandindo a hidro geração, sim, mesmo que isso envolva o crescente desafio de, praticando uma justa justiça, termos que indenizar os nosso povos indígenas.

Porém, precisaremos também fazê-lo de uma maneira mais adequada, investindo maciçamente em tecnologias de transmissão e distribuição (e eventual armazenamento distribuído) da energia elétrica, que venham a propiciar uma considerável redução nas perdas deste processo, as quais ocorrem, atualmente, principalmente devido a vastidão do sistema elétrico de nosso país, que transporta a energia por mais de 100.000 km de linhas de transmissão pelo sistema interligado, em grande parte, ainda, instaladas com tecnologia já defasada.

Atualmente, o sistema de rede de distribuição de GN ainda é um fator limitante. Ele está em gradual expansão e deve continuar também expandindo ainda mais, apesar de uma certa morosidade nos trabalhos.  A rede formada com a Bolívia passará em breve a ser (mais) importante, também, nesse cenário de crescimento. Tudo isso gera oportunidades para investidores e empreendedores nacionais e estrangeiros em todos os setores de energia e de mobilidade automotiva no Brasil.

Que Deus esteja conosco!

Veja também:

Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grid) e os Veículos Elétricos

Como uma Célula de Combustível e o Hidrogênio Funcionam?

Baterias de Íons de Lítio – Tecnologias e Bases de Custos (Parte 3/3)

Nota: Esta postagem é uma continuação (terceira e última parte) de um conjunto de postagens iniciadas anteriormente neste blog, todas sob o título “Baterias de Íons de Lítio – Tecnologias e Bases de Custos”, a qual trata-se de uma tradução, adaptada e comentada, de um relatório de mesmo título (em inglês) do “The Boston Consulting Group”. Para um bom entendimento de algumas partes aqui contidas, pode ser necessário referir-se às postagens anteriores.

Custos da Infraestrutura para Carregamento:

A Infraestrutura de Carregamento é outro componente importante dos custos operacionais dos veículos elétricos. Estima-se que o custo total da infraestrutura de carregamento instalado até 2020 será de aproximadamente US$ 20 bilhões: cerca de 40 por cento nos Estados Unidos, 30% em Europa, e 30% no resto do mundo. Cerca de 60% (US$ 12 bilhões) deste custo será para financiar a criação e apoio de infraestrutura de carregamento público, que terá de ser financiado (pelo menos inicialmente) por governos, empresas de energia, ou contratados privados.

O quantidade de estações necessárias por número de veículos e o custo de construção de cada uma são frequentemente citados como os principais determinantes do custo total da infraestrutura de carregamento, no entanto, deve-se considerar que os perfis de carga e diversificação dos veículo são também essenciais para o cálculo. Por exemplo, os proprietários de veículos nos Estados Unidos e Japão são mais propensos do que os proprietários na Europa para ter acesso às estações mais baratas de carregamento doméstico. Além disso, os proprietários nos Estados Unidos são mais propensos que os europeus para comprar veículos de alcance estendido (ou seja, os híbridos série) pois, esses veículos podem operar por mais tempo antes de recarregar, exigindo, portanto, menos estações de carregamento do que veículos elétricos puros e, portanto, implicando em menores custos de infraestrutura.

Estima-se que o aumento total da demanda por eletricidade criada por todos os VEs em 2020 para menos de 1 por cento. Apenas este aumento não é provável que requeira uma capacidade de geração adicional de energia a curto prazo. No entanto, mesmo que as vendas de veículos elétricos estabilize em um patamar de apenas 3% a 5% da quota de mercado global, o número de veículos elétricos na estrada entre 2020 e 2030 elevaria a demanda por eletricidade em até 1% / ano. Em resposta, talvez seja necessário que as empresas de energia aumentem a capacidade de oferta de energia. No curto prazo, os serviços públicos locais podem ter que atualizar alguns segmentos da rede para lidar com uma carga maior em áreas onde um grande número de veículos elétricos são frequentemente carregados.

Sobre temas que envolvem carregamento de VEs e o sistema elétrico, vários tópicos já foram postados aqui mesmo neste mesmo blog, orientando para a seguinte linha de recomendação:

Carregamento Doméstico de VE:

Quem decidir apostar no carro elétrico puro, muito provavelmente se sentirá mais a vontade na medida que possa optar por possuir um Equipamento de Carregamento da bateria do VE para uso doméstico, sendo este de capacidade adequada, instalado em sua própria garagem. O Brasil terá a oportunidade de começar, desde cedo, padronizado no que tange ao carregamento doméstico, que é feito por meio de um conector elétrico normalizado, de última geração, denominado SAE J1772, e com as estações podendo fornecer corrente elétrica da ordem de 30A, ou melhor ainda, de 50A, ou ainda mais, havendo possibilidade técnica.

Uma corrente disponível para carregamento mais elevada, tem a finalidade de prover um tempo de carregamento satisfatoriamente reduzido. Quanto mais avançarmos no futuro próximo, mais esse atributo será proveitoso e gratificante para o usuário de VEs. As estações de carregamento são simples, por fornecerem simplesmente a mesma CA (Corrente Alternada) da rede elétrica, têm bem poucas peças, mas algumas peças são bem caras, como o próprio Conector SAE J1772, que não sai por menos de R$ 300 !!! (isso, se for das mãos dos chineses, que é mais barato). Assim, elas deverão custar, prontas e instalada, algo entre R$1200 e RS1700 cada uma, preço estimado para o período entre 2013 e 2020.

Para que estas estações de carregamento possam ser instaladas nas residências, muito provavelmente, elas deverão exigir a necessidade de alguma reforma nas instalações elétricas do imóvel, como por exemplo:

• Obrigatoriedade da Proteção por Aterramento (presença do condutor PEN ou PE é necessária, não apenas por razões de segurança, mas também por motivos funcionais);
• Redimensionamento da seção dos cabos condutores carregados (fase 1 e fase 2, em 220V) para suportar a corrente de trabalho nominal do carregamento (recomendável 50A);
• Proteção das pessoas contra choques elétricos por emprego de Interruptor DR (exigido na norma NBR 5410/2004), necessária no novo circuito desta Tomada de Uso Específico (ou, ao menos, na proteção geral);
• Provisão de um Ponto de Tomada de Uso Específico adequada (seja na garagem ou outro local onde se fará o carregamento).

Esta pequena reforma da instalação elétrica demandará um investimentos extra, que poderá variar de R$200 a R$700, já incluindo mão de obra, de modo que o custo total de propriedade de uma Estação de Carregamento Doméstica será algo em torno de de R$1400 a R$2400, para se poder passar a carregar um VE em casa, com comodidade, de modo satisfatório, seguro e dentro das normas.

Todos os imóveis residenciais nos quais foram realizadas mudanças de Chuveiro Elétrico para Aquecimento a Gás Natural, poderão vir a gastar menos na parte do investimento relativo à reforma da instalação elétrica pois, de modo antecipado, muito provavelmente, o seu Quadro de Distribuição de Circuitos já conterá um circuito elétrico em disponibilidade (o do antigo chuveiro elétrico), que poderá ser devidamente adaptado para uso de ligação de uma Estação de Carregamento de VE nível 2.

Outra coisa é que, muito mais importante que investir em aumento de oferta de energia elétrica, até porque a previsão de acréscimo de demanda não parece requerer um incremento capacidade de geração de energia a curto ou médio prazo, as concessionárias de energia elétrica deverão, sim, investir em campanhas orientativas, a fim de que os usuários de VEs façam o carregamento de seus carros no período das 0hs as 7hs, não tão somente para evitar os piores horários de pico mas, consumindo energia da rede elétrica  apenas no período de mais baixa demanda, provendo uma ótima distribuição da demanda ao longo do dia.

Importa lembar ainda que, para isso, o carregamento pode ser, de modo trivial, programado pelo painel de um VE, para iniciar automaticamente, e findará também de modo automático, sem que seja necessário qualquer outra intervenção por parte do usuário.

Antecipando-se as futuras elevações da potência do carregador embarcado e da capacidade de energia das baterias dos VEs, é recomendável que os usuários de VEs optem por estações de carregamento doméstico de correntes mais elevadas (50A). 

Fique esperto também para outro detalhe: por causa das recentes normalizações dos conectores, alguns fabricantes de estações de recarga para VE acabaram ficando com algum estoque de produtos e de componentes que se tornaram, repentinamente, obsoletos e sem outra aplicação,. Infelizmente, e flagrei que estão tentando empurrar tais produtos ao mercado brasileiro sem se preocupar em retrabalha-los antes. Aceitando isso, você além de pagar um custo inicial caro pelo aparelho, descobrirá, posteriormente, que tem que gastar outro tanto adquirindo cabos adaptadores. Não vou citar marcas, mas se uma estação de carregamento contiver cabo com conector IEC-62196, para nível (modo) 2, não compre pois, já é produto obsoleto.

Carregamento Público / Coletivo / Comercial de VE:

Obviamente que, paralelamente ao carregamento doméstico, espera-se que o governo lidere e mobilize as ações necessárias para implantação de redes públicas comerciais de abastecimento rápido e que as concessionárias de energia provejam regras e tecnologias, tais como, por exemplo, a tecnologia de armazenamento intermediário, para locais onde se encontrem instaladas múltiplas estações de carregamento rápido, desenvolvida pela Itaipu Binacional.

O carregamento públicos comerciais são caracterizados por um tempo de carregamento muito menor que o doméstico (de 10 a 30 min.) e por fornecerem tensão já convertida para CC (corrente contínua) para o carregamento da bateria do EV. 

Neste tipo de equipamento (nível 3) também houve uma recente padronização do conetor, com assinatura de acordo entre oito montadoras a Ford, a General Motors e Chrysler e todas as cinco grandes alemãs, a Audi, a BMW, a Daimler, a Porsche e a Volkswagen.

O bom dessa padronização é que ela fortalece ainda mais a padronização que já existia do carregamento doméstico pois, o novo conector adotado deriva mecanicamente e, mantem compatibilidade elétrica com SAE J1772 (na verdade ele integra o SAE J1772). Este conector permite integrar, de fato, todos os tipos de carregamento, tanto público quanto doméstico. 

A sua aprovação foi uma derrota para os japoneses, que vinham apostando tudo no seu padrão CHAdeMO (em março de 2010, a Toyota, a Nissan, a Mitsubishi, a Fuji Heavy Industries e a Tokyo Electric Power concordaram em utilizar este padrão para a recarga dos VEs). Os japoneses vêm fabricando EVs e afins com dois conectores distintos: CHAdeMO e SAE J1772: é o preço do pioneirismo.

O novo conector aprovado por americanos e europeus, por enquanto conhecido apenas por "COMBO", permite um sistema de conexão que integra quatro opções de carregamento:

• CA Monofásico (tipicamente doméstico, pelo padrão SAE J1772, usa apenas a parte superior do conector Combo);
• CA Trifásico Rápido (os VEs precisarão vir a ter carregadores embarcados adequados diferentes, superiores aos que eles têm atualmente, para que isso venha a fazer sentido!!);
• CC Rápido Para Uso Doméstico (para quem tiver cacife para isso pois, vai custar bem mais caro que os valores que eu apregoei acima);
• CC Ultra Rápido (carregamento em estações públicas em uma entrada ou postos comerciais em cidades, de 10 a 30 minutos em carga, é aqui que esta confrontando com o CHAdeMO).

Todavia, de fato, parece a padronização pode não significar, ainda, o fim das disputas pois, de acordo com Wahid Nawabi, gerente geral da Aerovironment, a discussão sobre qual padrão a ser adotado está voltada diretamente para o consumidor: "Acredito que um padrão único, em que todos possam concordar, é positivo para a indústria. Se optarem pelo CHadeMO, Combo ou algum outro, para mim, não haverá diferença. Hoje, o padrão que faz mais sentido para o consumidor é o CHAdeMO porque, atualmente, os carros que estão sendo fabricados utilizam este padrão. Então, qual deveria ser o modelo a ser adotado? Você pode argumentar qual é o melhor, tenho certeza. Mas, o que é melhor para você: uma maçã ou uma laranja? Se você está com fome, você precisa de alimento." (k kk k kkk k kk k k, faz todo sentido!)

Para Pietro Erber, Diretor Presidente da Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE), convém verificar se os fabricantes asiáticos, particularmente aqueles que já fabricam ou vão fabricar seus carros no Brasil podem adotar, no Brasil, o sistema previsto para os EUA e Europa. Será problemático adotar um sistema que prejudique sua participação no mercado brasileiro, particularmente como produtores. Por outro lado, também convém verificar se entre os fabricantes japoneses mencionados e os demais fabricantes asiáticos já há acordo quanto à tecnologia a ser adotada. O que não está claro é como os japoneses vão vender seus carros nos EUA e Europa com um sistema que não seja compatível com o sistema de recarga adotado por esses países.

Custo Total de Propriedade:

No curto e médio prazo, tanto o movimento dos entusiastas, quanto os créditos governamentais tendem a impulsionar a demanda por veículos elétricos na área dos países estudados.

No entanto, em 2020, o mercado de massa de compradores de carros já terão passado a um estágio mais racional e competitivo e a considerarão o perfil do Custo Total de Propriedade dos VEs, em contraponto com o dos veículos de combustão interna, ao fazer suas decisões de compra.

O Conceito de Custo Total de Propriedade (TCO – Total Cost Ownership) foi definido e explicado na primeira parte desta dissertação.

( http://automoveiseletricos.blogspot.com.br/2012/07/baterias-de-ions-de-litio-tecnologias-e.html )

Esses consumidores pesarão a economia dos veículos elétricos (gerada por custos operacionais mais baixos em relação à gasolina) contra o aumento dos preços iniciais de compra, que ainda existirão em 2020.

Além disso, o balanceamento do Custo Total de Propriedade é uma função também dos custos operacionais, tais como o preço dos combustíveis, o custo relativo de manutenção, e os padrões de condução dos indivíduos, bem como por incentivos governamentais para as aquisições e os regimes de impostos locais.

Se os incentivos de compra do governo continuarem até e para além de 2020, isto irá influenciar diretamente, sem dúvida, o balanceamento do Custo Total de Propriedade que existirá naquele momento. No entanto, os incentivos governamentais atuais e planejadas foram definidas como medidas temporárias e, portanto, não devem ser incluídos em um cálculo de equilíbrio verdadeiro do estado do Custo Total de Propriedade futuro.

O Custo Total de Propriedade para os VEs é mais favorável em regiões onde os preços da gasolina são relativamente mais elevados do que os preços tanto do o do óleo (por causa dos impostos locais), quanto da eletricidade, e onde os potenciais proprietários dirigem distâncias relativamente mais longas a cada ano.

Por exemplo, os potenciais proprietários de um veículo de porte médio na União Europeia, onde os preços da gasolina estão altos por causa da tributação, e onde quilometragem rodada anual é moderadamente elevada, são mais propensos a comprar a economia de um VE do que os condutores em outros mercados, como Japão, onde as pessoas costumam dirigir menos e a eletricidade é relativamente cara.

O prazo para equilíbrio entre vantagens e desvantagem sobre Custo Total de Propriedade dos VEs no mercado dos EUA, está numa situação intermediária entre a da Europa e a do Japão, enquanto o custo relativamente baixo da gasolina faz com que alternativas sobre o motor a explosão sejam mais atraente nos Estados Unidos do que em outros lugares, porém, os consumidores americanos dirigem mais milhas por ano (aproximadamente 14.000) do que os condutores em outros grandes mercados, acelerando o retorno sobre um veículo elétrico.

A maioria dos países têm adotado programas de incentivo para estimular a demanda por veículos elétricos. Esses programas atualmente tem recursos limitados, pois eles variam de cerca de US$ 3.000 por carro comprado na China para cerca de US $ 7.500 por carro comprado na França, Alemanha, Reino Unido e Estados Unidos.

Certos programas japoneses oferecem até US$ 10.000 em incentivos para VEs. Se estes programas de incentivo continuarem existindo até 2020, a período necessário para se atingir de equilíbrio do Custo total de Propriedade entre um VE e um veículo com motor a combustão interna, nas nações ocidentais desenvolvidas (foco do estudo e análise do BCG), cairá de entre 9 a 15 anos para entre 1 a 5 anos. (Veja o Quadro anterior).

Dada a economia e as tecnologias esperados associadas as bateria, perfil do equilíbrio do custo total de propriedade nos EUA dependerá dos preços do petróleo, do gás e dos incentivos governamentais. Uma série de pesquisas de mercado sugerem que os compradores realmente esperam poder equilibrar com o preço de compra mais elevado dos VEs em dois ou três anos, por meio dos custos operacionais, que são mais baixos para estes veículos.

De acordo com a análise bastante conservadora do The Boston Consulting Group, a fim de que os compradores norte-americanos de VEs possam vir a equilibrar em três anos em 2020, o mercado teria de cumprir qualquer uma das seguintes três condições hipotéticas na íntegra ou então alguma combinação delas, em menor grau:

• Um preço do petróleo em elevação, passando de de US$ 100 por barril para US$ 300 por barril;
• Um aumento de 200% nos preços da gasolina causado pela subida dos preços do petróleo, impostos mais altos, ou ambos, ou;
• 7.500 dólares em incentivos governamentais disponíveis por carro comprado, de acordo com incentivos para veículos elétricos atualmente aprovados.

Na visão do BCG, embora seja improvável que qualquer um destes fatores, por si só, venha permitir que os compradores equilibrem custos em três anos, é possível que alguma combinação destes e afins possam contribuir para prover tal período de equilíbrio. Por exemplo, medidas como taxas de carbono e impostos de congestionamento já estão em vigor nos mercados europeus, não seria irrealista pensar que eles poderiam ser adotadas também nos Estados Unidos, reduzindo assim a necessidade de incentivos sustentadas.

Até 2010, o governo federal brasileiro tinha uma comissão para tratar de um provável o programa para o VE, ligada à Secretaria de Política Econômica do Ministério da Fazenda. Mas o fórum não está mais ativo. Enquanto o governo brasileiro simplesmente se resigna, na Anfavea também não há nenhum grupo de trabalho com esse objetivo.

Vale a pena ao consumidor brasileiro pagar mais de R$ 150 mil por um compacto que nem é de luxo? Obviamente que não e as montadoras multinacionais sabem disso. Alias, o consumidor médio brasileiro nem teria como cogitar pagar tal valor. Por isso as montadoras, não lançaram ainda esses modelos no país. “Faltam dois passos básicos: regulamentação de tributos e incentivos”.

No modelo elétrico incide a mais alta carga tributária dos automóveis vendidos no Brasil. O maior dos impostos é o IPI, de 25%, cobrado em modelos de luxo e na categoria “outros” (que abrange os VEs).

Como esses carros são feitos fora do país, há ainda o Imposto de Importação de 35%. Com isso, o Leaf, da Nissan chega aos surreais R$ 190 mil. O valor razoável para atrair demanda seria algo em torno de R$ 60 mil. Na Califórnia, graças a incentivos do governo, o Leaf é vendido por menos de US$ 25 mil.

Fontes do setor confirmam que não há consenso, sobre o tema, entre as montadoras, e isso é óbvio pois, a competição a nível mundial está mais acirrada do que nunca e isso é natural diante das tensas e elevadas apostas exigidas por essa nova oportunidade. O Brasil tem potencial de Lítio e uma fábrica de baterias de íons de Lítio nacional surpreenderia o mundo e nos colocaria em posição de respeito competitivo. Salvo algumas expressões de boas intenções observadas, eu confesso que é difícil a mim acreditar que, de fato, iremos além.

E enquanto que a única fonte de alguma atividade sobre VEs é a Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE), o Brasil parece, mais uma vez, disposto a esperar o trem passar, deitado em berço esplêndido, até que algum grande fabricante internacional, algum dia, traga de boa vontade alguma unidade produtora de VEs para cá. Mas sem tradição em fontes próprias de suprimento dos componentes chaves (tais como as baterias de íons de Lítio, os inversores de frequência multinível, os componentes desses e outros), isso ainda deverá demorar bastante, se acontecer.

Não estou aqui sugerindo que ninguém deva tentar fazer o papel de ninguém no contexto do processo produziria a inovação relativa as tecnologias e a economia dos VEs no Brasil, até mesmo porque, eu creio que a coisa só funcionaria, se todos os cinco campos de força que impulsionam uma inovação, fizesse, cada qual, a sua parte.

Olhando para a Dinâmica da Indústria:

Concurso para participação no mercado de baterias de VEs, estimado em 25 bilhões de dólares em 2020 já está em andamento em toda a cadeia de valor da indústria. A rivalidade está, particularmente, interessada na área de fabricação de células, o que reflete a importância crítica de células para o desempenho geral da bateria. No médio e longo prazo, os produtores de células irão desempenhar um papel crucial na definição do equilíbrio de poder - e na maneira como as receitas serão compartilhadas.

A questão chave é, com quem irão os produtores de células unir forças? Dois cenários para a formação de times são possíveis para significativas alianças estratégicas na indústria: em um deles, as montadoras é que forjarão novas alianças com fabricantes de células, e um outro em que se mantem a tradição através da compra de baterias de fornecedores integradores, que, por sua vez, podem forjar suas próprias alianças com os fabricantes de células. (Ver Quadro a seguir).

Forjando novas alianças:

Algumas montadoras já estabeleceram fortes ligações com os fabricantes de células através de alianças ou de participação acionária. Exemplos são a da Toyota com a Panasonic no Japão e da Daimler com a Li-Tec na Alemanha. Tais relações e o acesso exclusivo OEM para o know-how, tecnologia e capacidade de produção da fabricante de células, permite que as montadoras tornem seus veículos diferenciados, em termos de uma tecnologia de bateria escolhida.

No entanto, as relações desse tipo podem limitar a capacidade de uma montadora para reagir rapidamente aos avanços tecnológicos alcançados pelos outros fabricantes de células. Além disso, a exclusividade pode limitar os efeitos de escala e atrasar reduções de custo que sejam resultantes da produção.

Rompendo com a Tradição:

Alguns fornecedores de integração, também, estão se unindo diretamente com os fabricantes de células. Exemplos incluem acordo como o da Johnson Controls com a Saft Batteries nos Estados Unidos e na Europa (parceria já encerrada em Setembro/2011), e o caso da SB LiMotive, que nasceu de uma joint venture entre a Samsung (Coreia Sul) e Bosch (Alemanha).

Relações deste tipo permitem fornecedores de integração aplicar integração automotiva expertise para o negócio de baterias e aos fabricantes de células acesso a uma série de montadoras através de relações estabelecidas.

Para montadoras, este modelo produz menos controle e menos conhecimento detalhado da tecnologia da bateria, mas que lhes permite beneficiar-se dos efeitos de escala alavancando uma base de fornecimento OEM transversal.

Também reduz os seus custos iniciais e os custo potenciais de te que mudar para uma tecnologia alternativa, em caso de uma emergência. Este cenário será de grande benefício para as montadoras, se os padrões de nível de pacote emergirem de forma a permitir flexibilidade na tecnologia das baterias.

Olhando para 2020:

Uma questão chave que vai determinar a evolução da indústria, de acordo com um ou ambos os cenários descritos acima é como as montadoras irão trocar o controle sobre a diferenciação de tecnologia contra a escala e flexibilidade no curto e médio prazo. No curto prazo, espera-se um predomínio de alianças entre as montadoras e os fabricantes de células, enquanto as montadoras continuam a aprender sobre a tecnologia subjacente e tentam garantir uma vantagem competitiva, no início, rapidamente, trazendo soluções exclusivas para o mercado.

Como a tecnologia amadurece e as baterias gradualmente irão se tornar commodities, no entanto, as margens irão cair e a escala será cada vez mais importante, mudando a ênfase das relações mais tradicionais entre os fabricantes de células, integradores e montadoras.

Implicações e Questões para Participantes da Indústria:

Além das montadoras, fabricantes de célula de bateria e de fornecedores de integração, o negócio de baterias de carro elétrico inclui jogadores que são novos para a indústria automotiva. Em um extremo da cadeia de valor estão as empresas químicas e produtoras de componentes das baterias: na outra ponta são os operadores de mobilidade, como Zipcar (que opera um negócio de “partilha de automóveis”, uma alternativa para o aluguel ou posse de carro), e as companhias de energia.

Todos estão enfrentando duros desafios, trabalhando para definir e fixar posições sólidas na cadeia de valor, e todos serão afetados pelo grau em que os governos tomem medidas para estimular o investimento e a demanda. As montadoras enfrentam uma decisão urgente, à luz da atual crise financeira e dos recursos severamente limitados: como alocar seus investimentos em novas tecnologias.

Para responder a esta pergunta. As montadoras devem desenvolver rapidamente know-how de baterias. Vemos isso acontecendo principalmente através de parcerias com fabricantes de células, integradores e empresas de energia.

A medida que as montadoras aprendem, eles estão também se protegendo para evitar ficar travado com fornecedores tecnologicamente ou financeiramente mais desfavorecidos. As montadoras devem considerar as seguintes perguntas:

Qual é a equilíbrio adequado entre a aprendizagem e a gestão de riscos? Este equilíbrio se deslocará a medida que as tecnologias das baterias amadurecem e, em caso afirmativo, quais os principais indicadores que podem existir? Como é que um VE pode ser diferenciado de outros, a medida que a tecnologia amadurece? Quais são as metas de investimento adequados e os horizontes e estão os de nossa empresa alinhados com o das outras empresas do setor? Quanto, a parceria com outras montadoras, irá prover de partilha de risco adequada? O que precisamos dos outros, ao longo da cadeia de valor para o nosso caso de negócio ter sucesso?

Os fabricantes de células enfrentam uma pressão grande e uma tremenda oportunidade. A diversidade de produtos é susceptível de dar lugar a uma reestruturação tecnológica e de custos no curto e no médio prazo, a medida que jogadores com tecnologias superiores ganham contratos e aumentam volumes de produção para diminuir os preços. Espera-se que esses vencedores, ou superem ou adquiram jogadores menores, levando a consolidação da indústria.

Fabricantes de células devem considerar as seguintes questões: O que diferencia a nossa tecnologia para a montadora e para o cliente? Como é que vamos permanecer competitivos em custos a medida que a indústria amadurece? Existem tecnologias competitivas que são complementares à nossa e, em caso afirmativo, como podemos integrá-las? Que suposições sobre o tamanho do mercado deve impulsionar os investimentos?

Os fornecedores de integração estão trabalhando para reter seu papel como um integradores para as montadoras a medida em que as prioridades do setor e os centros de custo convergem em direção às baterias. Eles devem considerar as seguintes perguntas: Qual a melhor maneira se tornar especialistas em tecnologia de bateria? Qual o valor que podemos agregar em favor das montadoras? Como podemos conduzir escala a medida que a indústria cresce? Nós temos competências essenciais que a cadeia de fornecimento dos VEs pode aproveitar?

As montadoras devem rapidamente desenvolver Know-how das bateria, através de parcerias com outras partes interessadas da indústria.

As empresas químicas e produtores de componentes tendem a ver o negócio do VE como representando apenas uma pequena porcentagem de suas receitas globais. Eles acabarão por fornecer materiais ativos, separadores, e outras peças-chave para a fabricação de células, e provavelmente vão preferir usar os fabricantes de células como intermediários, a fim de proteger as suas margens de controle por parte das montadoras e fornecedores de integração. Estes jogadores devem considerar as seguintes questões: Quanto investimento em novos componentes específicos para VEs é adequado? O que é melhor caminho para maximizar os lucros: uma parceria com um único fabricante célula ou vender produtos no mercado livre? Qual deve ser nossa a nossa estratégia de comercialização de novos materiais e componentes para veículos elétricos?

Já, por sua vez, os Operadores de Mobilidade e as companhias de energia estão definindo novos modelos de negócios com base no uso do carro, ao invés de posse do mesmo. Eles podem desempenhar um papel favorável na questão da penetração de mercado dos VEs, reduzindo os custos iniciais dos clientes ou oferecendo soluções para as limitações dos VEs, tais como a sua autonomia limitada e o longo tempo de recarga. Estes jogadores devem considerar as seguintes questões:

O caso da empresa provedora de utilitário reforçam ou degradam a medida que a tecnologia da bateria melhora e os custos declinam? Quão robusta são as diversas opções em potencial de reutilização da bateria? Existem determinados locais ou segmentos de veículos em que um modelo de reutilização serão especialmente atraente? O modelo de negócio mais atraente para a organização que é operar sozinha ou em parceria?

Os governos começaram a assumir a responsabilidade por garantir que as empresas dominem as tecnologia do carro elétrico e de bateria e produzam grandes volumes, suficientes para reduzir os custos. Estes dois passos são essenciais para a viabilidade a longo prazo da indústria, que, por sua vez, é um dos caminhos chave para a redução da dependência em óleo.

Dadas as fortes forças incentivadoras de interesse público e privado, esperamos que haverá apoio governamental suficiente para permitir a indústria a alcançar tanto a maturidade tecnológica quanto a viabilidade de custos. Alcançando esses duas metas industriais, isso irá levar os VEs e os carros de longo alcance (híbridos série) a atingir a quota de 3% a 5% de participação no mercado de automóveis de passageiros nos países desenvolvidos.

O crescimento contínuo do mercado de VEs vai depender de novas tecnologias de baterias e da vontade dos governos, bem como dos padrões de mobilidade e de fatores macroeconômicos, como o preço da gasolina. Os reguladores podem decidir permitir a economia pura (e as necessidades ambientais) a impulsionar o mercado, limitando assim a participação dos VEs, ou eles podem continuar a apoiar o desenvolvimento do mercado, a implementação de subsídios fiscais sustentados e de normas mais estritas para transferir o custo da tecnologia para o consumidor. As decisões desta alçada terá uma influência significativa no mercado de desenvolvimento para além de 2020, nomeadamente sobre o montante do apoio financeiro necessário.

Os Governos devem considerar as seguintes perguntas: Quais são as nossas metas de investimento e horizontes? Devemos apostar em tecnologias específicas ou em partes da cadeia de valor? Como e quando podemos melhor implantar incentivos para impulsionar a demanda de consumo? Como devemos balancear a economia de consumo de créditos para VEs com impostos sobre o veículos de motor a combustão?

O negócios envolvendo os VEs as baterias de íons de Lítio manterão uma promessa de formação de grandes lucros potenciais para ambos, tanto os operadores históricos, quanto os novos jogadores, no entanto, investir nessas tecnologias envolve riscos substanciais. Não está claro as montadoras e os fabricantes de baterias tradicionais ou se novos operadores irão emergir como vencedores, a medida que a indústria amadurece.

Tal como está hoje, o palco está montado para um abalo entre os vários tipos de baterias, tecnologias de tração, modelos de negócios, e até mesmo regiões. Montadoras, fornecedores, empresas de energia e os governos terão de trabalhar juntos para criar as condições adequadas para um grande mercado de VEs viável surgir. As apostas estão altas. Façam as suas!


Outras postagens correlacionadas:

Bateria de Veículos Elétricos (Nissan LEAF)

A Eletroquímica do Lítio e sua Aplicação em Baterias de VEs (Parte 1/5)

As Baterias dos Veículos Elétricos Podem Ser Recicladas?

Veículos Elétricos, Carregadores e o Sistema Elétrico Interligado – O que o Chuveiro Elétrico e o Aquecimento a Gás tem com Isso?

Bom, depois de já termos dado uma boa olhada nas questões a respeito de Proteção por Aterramento, Proteção por Interruptor DR, e outras questões pertinentes às Instalações Elétricas Residenciais, vamos voltar mais uma vez o nosso olhar para a história dos Veículos Elétricos - VEs, ainda visando questões de segurança, mas também olhando para o (nosso) Sistema Elétrico (a rede elétrica CA), de uma maneira mais integral.

A história da tecnologia dos VEs e dos ECVEs (Equipamento de Carregamento de Veículo Elétrico), começou, de modo mais sério quando, em 1991, nos EUA, um consórcio nacional entre as montadoras de automóveis, fabricantes de equipamentos, empresas da construção civil, órgãos e departamentos do governo começaram a abordar as questões enfrentadas pela operação de carregamento de VEs.

Sob a denominação de “National Electric Vehicle Infrastructure Working Council (IWC)”, o consórcio iniciou os esforços paralelos para desenvolver equipamentos de carga para veículos utilizando uma abordagem sistêmica.

O resultado deste esforço foram padrões de equipamento e de segurança que resultam em equipamentos que usam tecnologia para lidar com riscos de choque elétricos e de baterias sem gaseamento de hidrogênio. O IWC submeteu esses padrões para várias outras instituições de desenvolvimento, normalização e certificação, tais como: o Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE), o National Fire Protection Association (NFPA), o American National Standards Institute (ANSI), a Society of Automotive Engineers (SAE) e o Underwriters Laboratories (UL).

A SAE, mais especificamente, desenvolveu padrões de equipamentos com especificações em nível de detalhes operacionais e arquitetônicos para os carregadores e para os componentes embarcados do VE, que atuam durante o carregamento. A UL desenvolveu normas de segurança para certificação de equipamento de carregamento. A NFPA contribuiu, adotado normas de segurança, na forma do National Electrical Code - NEC 1996 ®

Em 1994, a California Energy Commission (Comissão de Energia do Estado da Califórnia) começou a trabalhar em conjunto com IWC, com representantes da Construção Civil e do Corpo de Bombeiros do Estado para modificar o artigo 625 (artigo que trata especificamente do sistema de carregamento para Veículos Elétricos) do NEC 1996 ® para acomodar questões específicas da Califórnia e aprová-lo dentro do prazo para a Califórnia adotá-lo em seu plano trienal.

Em Junho de 1996, uma versão modificada do artigo 625 do NEC 1996 ® passou a vigorar como novo artigo 625 do Código Elétrico da Califórnia.

Toda essa movimentação, causou a primeira grande bolha de desenvolvimento e produção de VEs, ainda no final dos anos '90 e, após a ocorrências de eventos complicadores controversos que sugeriam uma aparente derrota dessa tecnologia na época, dez anos depois o carro puramente elétrico retornou ao mercado, e agora com muito mais força ainda, com as tecnologias de baterias de Íons de Lítio mais amadurecidas e a nível mundial, não apenas na Califórnia EUA.

Em 2020 o Brasil poderá ter entre 1 e 2 milhões de carros elétricos rodando e mais de 2/3 deles poderão ser dotados de carregadores de baterias domésticos associados a eles. Profetizar isso não é surpreendente, pois isso é o que se espera nos EUA ainda para o início de 2016. Estes tais carregadores domésticos aos quais me refiro, são exatamente aqueles que permitem que os VEs façam um “Carregamento Normal” ou seja, um processo de carregamento que não é “Carregamento Rápido”.

Paralelamente ao carregamento doméstico dos VEs, toda uma infraestrutura pública comercial de carregadores rápidos está sendo implantada por lá mas, estes terão, sempre, a característica de forçarem uma diminuição da vida útil relativa à bateria e, não existe, a curto prazo, a perspectiva de “grandes mudanças” na tecnologias de baterias para esse fim.

Assim, o carregamento normal, apesar de ser uma operação mais demorada, continuará sendo aquele que é o recomentado pelos fabricantes de VEs e de baterias, a ser feito com maior frequência nas operações de carregamento, a fim de maximizar a vida útil da bateria que, na composição da base de custo dos VEs, tem um peso bastante considerável.

O sistema para carregamento normal ou carregamento doméstico que se tornou o mais aceitável, principalmente nos EUA e no Japão, é o definido pelo padrão SAE J1772, que contempla operações de cargamento com correntes que vão desde 16A até 50 A. O SAE J1772 é também o padrão mais adequado para o Brasil e terminará por ser adotado aqui, adaptado às nossas próprias normas.

Em 2020, tanto as Baterias quanto os Carregadores Embarcados dos VEs estarão, fatalmente, com valores de parâmetros atualizados, em relação àqueles que se encontram hoje. Como um exemplo, a Bateria do Nissan Leaf, que hoje tem uma capacidade de armazenar energia de 24 kW.h, em 2020 poderá armazenar, muito provavelmente, uma quantidade de energia bem maior, algo em torno de 45 kW.h a 55 kW.h.

Já, quanto ao carregador embarcado, que hoje apresenta uma potência de 3,3 kW, no caso do mesmo VE da Nissan, ele passará para a potência de 6,6 kW, antes mesmo de 2014 e deverá ser algo em torno de 9,9 kW em 2020.

A atualização da capacidade de energia da bateria está sendo providenciada para poder aumentar a autonomia do VE, que é um atributo muito desejável pelos consumidores e, a atualização da potência do carregador embarcado, é para que o tempo de operação de um carregamento normal seja diminuído, ou no mínimo mantido, outro desejo dos consumidores.

Quando elevarmos a capacidade de energia da bateria do VE (a fim de elevar a autonomia), mas, ao mesmo tempo, mantermos o carregador embarcado de mesma potência, fatalmente, o tempo para carregar tal bateria em CA (carregamento doméstico) aumenta, e este tempo não convém aumentar, sob pena de se comprometer sobremaneira, ou mesmo de se inviabilizar, os VEs como solução de mobilidade. 

Por isso precisamos tanto de carregadores embarcados nos VEs de boa potência, quanto de estações domesticas de recargas de VEs de boa capacidade de corrente (entre 32 e 45 amperes).

Assim, então, se precisamos dobrar a capacidade de armazenar energia da bateria para obter a autonomia tão desejada, precisamos quadruplicar a potência do carregador embarcado, para que o carregamento se possa ser realizado na metade do tempo que o carregamento levava atualmente.

Olhando para o estado atual das tecnologias, pode-se afirmar que este é um cenário bastante factível para a indústria automobilística, a ser realizado na transição dos VEs de segunda geração, que são os que estão sendo vendidos agora e que entraram no mercado dos países desenvolvidos a partir de 2010 e os VEs de geração três, que são os que estarão no mercado em 2020. Todavia, a necessidade de manutenção do estado de competitividade entre as grandes montadoras, é possível que a oferta prevista para 2020, poderá vir entrando aos pouco, para atender os anseios das suas “clientelas verdes”.

O paradigma da elevação da autonomia pode até ser visto como uma mera questão de capricho do consumidor, que deseja ter, além de um carro de tecnologia limpa, também um alcance de mobilidade compatível ao dos motores a combustão interna: deseja-se poder viajar 300 km, antes de precisar abastecer, mesmo sabendo que uma autonomia de rodagem de apenas 170 km, já resolve mais de 80% das suas necessidades de mobilidade automotiva comuns.

Já, o aumento da potência do carregador embarcado, tem com motivação a manutenção ou, se possível, até mesmo o encurtamento do tempo de abastecimento dos VEs e, a soma dessas duas atualizações demandadas e perseguidas, acabam por gerar preocupações muito sérias quanto ao futuro, com respeito a curva de carga do sistema elétrico: o fato é que um grande número de VEs existentes não poderão dispor, em tempo integral, da rede elétrica para serem abastecidos.

Olhando para 2020, devido as atualizações perseguidas, as estações de carregamento doméstico deverão ser, todas, para trabalhar em tensão de 220V, e com uma corrente nominal de 50A, nem mais, nem menos do que isso. Cinquenta Ampères é a corrente máxima que se pode utilizar em modo de carregamento normal pois, pela norma atual, acima disso, com 50A ≤ I_CARGA ≤ 80A, já é equivalente ao carregamento rápido, que não convém ser usado com uma frequência cotidiana, por tender comprometer a vida útil das caras baterias.

Além do mais, a perspectiva de se ver surgir, em uma escala muito rápida e, em um grande número de residência, um novo aparelho consumidor (a estação de carregamento de um VE), de 220V, 50A (ou seja, equivalendo a uma carga nova de 11 kV.A), já é algo bastante (muito mesmo) alarmante para quem cuida do sistema elétrico, em nível de geração, transmissão e distribuição, que hoje mesmo, já não tem um limite da capacidade muito acima da demanda dos horários de pico.

Assim sendo, há que se desenvolver uma “cultura de carregamento de VEs” nova e adequada, a fim de que as operações de carregamento doméstico dos VEs, possam vir ser realizadas de modo programado, drenando energia da rede elétrica apenas nos horários que convém, ou seja, da madrugada, no período das 0hs até as 6hs, quando a demanda é, tipicamente, a mais baixa possível.

Futuramente, VEs que eventualmente estiverem parados em suas garagens no horários de pico de consumo, poderão, até mesmo, servir como fontes de alimentação para a rede, desde que estejam conectados às suas estações de carregamento e poderão, então, “devolver” parte da energia armazenada em suas baterias, de sua voltas para a rede elétrica, a um valor de preço maior do que aquele com que ele se carregou durante a madrugada, ajudando assim, a manter um balanceamento do sistema elétrico da sua região, nestes horários de pico.

Então, finalmente, chegamos a uma boa razão real, para você trocar o sistema de aquecimento de água para chuveiros, de principio de funcionamento elétrico para o de funcionamento a gaz: não tem nada nisso que remeta a questões de segurança contra choques elétricos mas, é sim, por outras três questões que são:

• Tornar disponível recursos da sua instalação elétrica residencial para finalidades de carregamento de VEs;
• Poder dirigir um veículo de tecnologia limpa, máquina simples, silenciosa, durável e que atende a suas plenas necessidades de mobilidade;
• Participar do maior programa de reorganização do perfil diário de consumo de energia da história da humanidade, não apenas deixando de consumir, diariamente, combustíveis, mas também reduzindo o consumo de energia elétrica nos horários de pico (e ainda tendo o possível sonho de ajudar o sistema a suprir alimentação).

Cada chuveiro elétrico a menos, substituído por sistema a gás, significará uma carga de 20A a 25A em 220V a menos na rede. Vale dizer, uma carga que, tradicionalmente, costuma ser ligada nos piores momentos dos horários de pico de consumo, entre 18hs e 22hs, ao passo que um VE, mesmo que demandando o dobro de corrente para se carregar do que um chuveiro elétrico consome e, apesar ainda de ter que ficar ligado, consumindo, por um tempo, em média, doze vezes maior que o de um banho, está poderá ser uma carga consumidora que entra no sistema apenas nós horários de menor demanda.

Para isso ocorrer, basta que seus inteligentes proprietários, mesmo que conectando-os a estação de carregamento doméstica em qualquer momento do dia ou da noite, configurem a operação de carga para ser realizada, automaticamente, apenas no período da madrugada, enquanto ele desfruta de seu sagrado sono. É simples assim!

Usuários de VEs que não puderem fazer o carregamento de suas baterias em casa no período compreendido entre 0hs e 6hs, comporão uma minoria de consumidores que poderão fazê-lo, ainda na parte da manhã, entre as 6hs as 11hs, quando o consumo médio de energia elétrica, apesar de já ter aumentado, ainda é menor do que aquele que ocorre no período da tarde e nas primeiras horas da noite, quando, tipicamente, o consumo médio cresce ainda mais e o pico maior de consumo acontece.

Portanto, juntamente com o advento dos VEs, nos chega toda uma nova necessidade, mas também toda uma nova oportunidade, de praticarmos um grande rearranjo de cultura e de perfil de consumo, apoiados em tecnologia. Não apenas de energia elétrica mas, envolve também uma “inter racionalização” entre as várias formas de energia consumida, como gás natural e outros combustíveis, combinada ainda com uma maximização da exploração de fontes alternativas, como, principalmente, a solar.

Vale citar ainda mais, o desenvolvimento de tecnologias de armazenamento intermediário de energia elétrica, visando a infraestrutura de uma rede de abastecimento por carregamento rápido de VEs, assim como aquela que já vem sendo pesquisada atualmente pela Itaipu Binacional, tudo resultando em um melhor balanceamento da distribuição do consumo da energia elétrica ao longo do dia, evitando picos de consumo.

Uma outra coisa importante sobre a Operação de Carregamentos de VEs é com respeito ao que é tecnicamente denominado Fator de Potência. O parâmetro Fator de Potência (cos φ) indica e quantifica a existência de uma forma de perturbação no sistema elétrico e esta perturbação é caracterizada por defasagem entre as grandezas Tensão e Corrente, que são relativas a energia elétrica que é consumida.

A defasagem é representada pela amplitude de um ângulo de defasagem (φ) e do ponto de vista do sistema elétrico, havendo defasagem, quanto maior ela for, pior será para suportá-la. Então busca-se por meio de compensações adequadas, reduzir ao mínimo o ângulo da defasagem entre a Tensão e a Corrente e, quanto mais próximo de zero graus se aproximar o ângulo da defasagem, mais de valor unitário se aproximará o seu cosseno, que é o Fator de Potência (se o ângulo é zero, o fator de potência = 1).

Olhando para este aspecto, a operação do sistema de carregamento de um VE, quando realizado por meio do seu conector SAE J1772, se comportará muito bem, segundo todas as fontes que tenho consultado, ou seja, como uma carga que garante um fator de potência ≥ 0,95, sem que haja preocupação com a inserção de componentes adicionais, que teriam a função exclusiva de prover compensações.

Muito embora um fator de potência ruim não signifique, para o consumidor residencial, elevação de custo de tarifa de consumo de energia elétrica, apenas para o consumidor industrial ou grande consumidor isso acontece, pensar-se num futuro com alguns alguns milhões de VEs, sendo carregados simultaneamente em suas garagens, mesmo que no período da madrugada, seria um problema considerável, para o sistema elétrico, se a operação provesse um fator de potencia ruim.

Para os carregadores de nível 2 (domésticos ou públicos), tem-se como requerimentos básicos que os Equipamento de Carregamento de Veículo Elétrico (ECVE), operando em conjunto com os Carregadores Embarcado nos VEs, devam, sempre, minimizar o seu impacto sobre qualidade de energia, consumindo corrente com um alto fator de potência para maximizar a aproveitamento da energia tomada do sistema elétrico. Isso é atingido, tipicamente, por se empregar topologias de Correção de Fator de Potência Ativa, pelo emprego de Conversores CC-CC BOOST (Unidirecionais ou Bidirecionais), enquanto a topologia de intercalamento pode reduzir a ondulação e o tamanho dos indutores.

Já, no caso dos Carregadores para a Rede Pública, os Carregadores Comerciais de Carregamento Rápido em CC, a topologia de Conversores Multiníveis é propício para esses carregadores de nível 3. Para mais detalhes, ver ….............................

Mesmo que uma estratégia de carregamento que resulte em um perfeito balanceamento do consumo ao longo do dia não seja algo factível, tê-la como meta é necessário, ou melhor, inevitável. Vale lembrar ainda, que as variações do consumo não ocorrem apenas ao longo de dia, mas elas seguem ainda, tendências sazonais, também tendencias regionais e ainda questões relativas aos custos da energia para os consumidores.

Curiosamente, não é impossível de acontecer que, num mesmo determinado mês em que ocorra um consumo médio relativamente baixo, ocorrer picos de consumo consideravelmente elevados. Dados associados a consumo médio remetem a observação da Situação dos Reservatórios, que é a energia armazenada mas, têm pouca relevância quanto às necessidade de dimensionamento da transmissão da energia pelo sistema elétrico, mas sim, muito mais, os picos de consumo é que são determinantes. Assim, para os efeitos do dimensionamento necessário ao sistema elétrico, uma notícia que divulgue a ocorrência uma diminuição de consumo médio mensal, poderá perder boa parte da sua aparente relevância, diante do registro da ocorrência de um único breve momento de pico, recorde de consumo de energia elétrica.

Uma notícia veiculada no dia 24 de Janeiro de 2012, da conta de que as altas temperaturas, associadas ao maior consumo da indústria, vinham fazendo com que o consumo de energia alcançasse níveis recordes no País. Segundo a notícia divulgada em:

http://not.economia.terra.com.br/noticias/noticia.aspx?idNoticia=201201241716_TRR_80765038

De acordo boletim do ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico) divulgado na ocasião, foi registrado na tarde de uma dada segunda-feira, um pico histórico de demanda por energia elétrica. Às 15h32, a carga gerada chegou a 71.428 MW, superando o recorde anterior, que era de de 71.246 MW, verificado no dia 7 de dezembro anterior. Naquele dia, o consumo médio de energia havia sido 61.517 MW, dos quais 94% foram gerados por usinas hidrelétricas.

A notícia salientava que, o grande volume oriundo da produção elétrica a partir da água dos rios foi considerado como resultado do alto nível verificado nos reservatórios de todo o país, notadamente nas regiões Sudeste/Centro-Oeste e Nordeste, respectivamente com 73,90% de volume d'água contra 63%, na mesma época do ano anterior e 78,41% de volume d'água, contra apenas 53% na mesma época do ano anterior.

A notícia salientava ainda que, a região Sul, havia sido em grande parte responsável por aquele pico de consumo, registrando também o seu patamar regional, muito embora os reservatórios da região estivessem em situação oposta aos das regiões Sudeste/Centro-Oeste e Nordeste, ou seja, com níveis de volume d'água inferiores ao do mesmo período do ano anterior e, ainda, relativamente baixos (apenas 53%) devido a falta de chuvas naquela região.

Porém, o que tais notícias não costumam divulgar e que altos níveis de volume d'água (que é energia armazenada) favorecidos pela natureza em determinadas regiões e pelo bom planejamento da operação, não são o único parâmetro determinante da capacidade de superar, sem incidentes, os momentos de picos históricos de demanda por energia elétrica, mas todo o conjunto de aparatos do sistema elétrico interligado o é.

Eu não estou aqui intentando aventar que nós não tenhamos um sistema um sistema elétrico satisfatório, ou mesmo lançar dúvidas quanto a nossa capacidade de continuar a expandi-lo, até mesmo porque, o simples fato de os apagões ocorrem, atualmente, de forma até bastante aceitável (pelo menos na minha região, a área metropolitana da capital paulista, onde observa-se queda no fornecimento de energia apenas por motivos de evidentes transtornos eletrostáticos atmosféricos), corrobora com afirmação em contrário.

Na verdade, o SIN - Sistema Interligado Nacional, é algo deveras grandioso e admirável, com tamanho e características que permitem considerá-lo único em âmbito mundial, o sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil é um sistema hidrotérmico de grande porte, com forte predominância de usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários. O Sistema Interligado Nacional é formado pelas empresas das regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e parte da região Norte. Apenas 3,4% da capacidade de produção de eletricidade do país encontra-se fora do SIN, em pequenos sistemas isolados localizados principalmente na região amazônica.

O site de Internet do ONS - Operador Nacional do Sistema Elétrico ( http://www.ons.org.br/home/ ), fornece um vasto conteúdo de informações em diversificado nível de detalhamento, tais como O Consumo Total de Energia do SIN, que é o gráfico da função da carga de energia (em MW_MED) diário, A Situação dos Reservatórios, que é a energia armazenada a cada dia, por região ou detalhado, além de muitas outras, tais como O Boletim Diário da Operação, que é um documento que disponibiliza diariamente os resultados da operação apresentados de múltiplas maneiras:

• Energia Natural Afluente por Região;
• Energia Armazenada no Sistema por Região;
• Balanço de Geração e Carga entre as Regiões;
• Carga de Energia por Região;
• Demanda Máxima Instantânea em MW;
• Geração Hidráulica, Térmica e no Horário de Ponta;
• Intercâmbio de Energia entre as Regiões;
• Situação dos Principais Reservatórios de Acumulação;
• Principais Eventos e Ocorrências;
• Despacho Térmico;

Este documento serve de subsídio tanto às equipes de Programação, Pré-Operação e Tempo Real e também como fonte de dados estatísticos para o público em geral. O site permite acesso ao banco de dados operacional do sistema elétrico, podendo se aceder a planilhas e produzir gráficos feitos sob medida, de acordo com o interesse do usuário, como por exemplo, os dois gráficos que eu solicitei e apresento a seguir:

Com este gráfico, pode-se observar que tanto a “Carga de Energia” (em MW.h_MED), quanto a “Carga de Demanda” (em MW.h/h) que foi entregue e suportada e pela totalidade do SIN ao longo de 2012, vem batendo, sucessivamente, mês a mês, aquela que ocorreu em 2011. Carga de Demanda é aquilo que mais se aproxima, permitindo comparações mês a mês, dos picos de consumo. Em outras palavras, mesmo que os dados sobre 2012 vão apenas até o mês de Junho, parece que fica claro que em 2012 estamos consumindo na média, mais energia elétrica do que consumíamos em 2011 e que também estamos provocando picos de consumo relativamente maiores. Estes gráficos também permitem se ter uma boa noção do caráter sazonal do consumo.

O Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS, no desempenho de sua atribuição institucional de coordenação, supervisão e controle da operação de geração e transmissão de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional – SIN, busca permanentemente, por determinação legal, proceder a essa operação atendendo aos critérios de transparência, neutralidade e equanimidade. O trabalho do ONS prima, sempre, por excelência. Segue abaixo, dados específicos da Demanda Máxima Instantânea, relativas ao dia anterior ao que esta resenha foi escrita. Repare que os recordes de pico de consumo, exceto na região norte, foram todos obtido recentemente, a partir de Fev/2012 :

Demanda Máxima Instantânea (em MW)
Data:	16/07/2012
				Recorde até o dia
	Submercado	Recorde do dia	Hora do recorde	Data	Valor
	SE/CO	41.025	18:38	29/02/2012	47.463
	S	12.787	17:50	06/03/2012	15.035
	NE	9.477	18:35	23/04/2012	10.680
	N	4.339	19:00	22/09/2011	4.750
	SIN (TOTAL)	67.215	18:35	08/02/2012	76.733

Reparem também, que os horários de pico consumo do dia ocorrem, com frequência, entre 18hs e 19hs.

Deste modo, parece claro que consumo de energia elétrica continua a aumentar, tanto na média, quanto nos picos, todavia a nossa atividade industrial não me parece que se encontra assim, tão aquecida (mas me perdoem se eu estiver errado nisso) e, mesmo o carro elétrico ainda nem chegou por aqui.

Diante disso, eu, particularmente, me sinto bastante confortável e satisfeito por estar podendo agora, trocar o meu chuveiro elétrico por um novo chuveiro a gás, passando a comprar os serviços da Comgás para tal, empresa a qual eu confesso que ainda não conheço mas, diante da expectativa dos VEs entrarem em breve no Brasil, eu duvido muito que a Aneel possa voltar a vir defender o controle do consumo de gás via preço, como fez a cinco anos atrás.

No futuro próximo da mobilidade, a aplicação dos VEs pelas populações humanas é inevitável, imprescindível e já chegou, para ficar por um bom tempo, talvez dominando mesmo, todo o restante do século XXI.

A troca do sistema de aquecimento de água para banho, nas residências, de chuveiro elétrico, para aquecedor a gás, pode estar vindo a cair como uma luva pois, esta mudança, torna disponível ao menos um circuito no quadro de distribuição da instalação elétrica da residência, que pode ser retrabalhado e redirecionado para alimentar um Equipamento de Carregamento de Veículo Elétrico (ECVE, em inglês EVSE), poupando uma boa parte do investimento que seria necessário, no caso de se partir do zero, inserindo um circuito totalmente novo.

Além do mais, está mudança permite, ainda, uma relação de troca: deixa-se de consumir com o chuveiro elétrico, para se consumir com o carregamento do VE, trazendo a possibilidade de se fazer ajustes de demanda, equacionando a distribuição do consumo de energia elétrica ao longo de um dia.

Você pode continuar lendo sobre este mesmo tema nas seguintes postagens:

Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grid) e os Veículos Elétricos

Aquecedores de Água a Gás Natural Devem Colaborar com o Carregamento Doméstico de Veículos Elétricos

Ou aprofundar ainda mais o seu conhecimento nestas outras postagens:

A Associação Brasileira do Veículo Elétrico - ABVE

Incentivo para Carro Elétrico e Híbrido Torna-se em Lei na Cidade de São Paulo