Google News - Top Stories

quarta-feira, 3 de dezembro de 2014

A Futura Giga-fábrica de Baterias da Tesla Motors e o Sonho dos Bolivianos com Riqueza e Poder


Recentemente, numa postagem anterior, sob o título "O Tesla Modelo X, O Tesla Modelo 3 e a Futura Giga-fábrica de Baterias em Nevada", um anúncio muito importante para o "mundo dos VEs" foi feito: a empresa Tesla Motors decidiu que irá construir naquele estado americano, o seu mais novo empreendimento: a Tesla Gigafactory de baterias.

Para tocar o giga projeto, fora o apoio do governo do estado de Nevada, a Tesla contará, ainda, com uma parceria com a Panasonic, além outros parceiros menores. A ideia confiante é a de que a Tesla Gigafactory venha a entrar em operação até o ano de 2020, para que ela já possa estar produzindo 50 GW.h de baterias por ano, ou seja, baterias suficiente para produzir mais de 500.000 VEs da Tesla anualmente, e, obviamente, que estamos falando de baterias de tecnologia baseada na eletroquímica do Lítio.

Tesla Motors está finalmente construindo sua Giga fábrica de 5 bilões e dolares em Reno, Nevada, EUA, colocando um fim no concurso entre os cinco estados norte-americanos para o que está programado para ser a maior fábrica de baterias de íons de lítio do mundo. Mas o âmbito de planos de Tesla vão muito além das fronteiras de Nevada.

Já, o outro tema que está sendo cruzado aqui, que se refere ao "sonho dos bolivianos", também não é novidade neste blog: em Julho de 2012, sob o título "O Brasil e a Energia do Lítio", nós afirmávamos que é voz comum, a afirmação de que os salares da Bolívia (principalmente na superfície e escondido sob o Salar de Uyuni, uma área de 10.582 km2 de deserto de sal inóspito nos Andes bolivianos, que é tido como maior depósito de lítio natural do mundo) tem as maiores reservas de lítio do mundo, e que seu presidente Evo Morales afirmava não abrir mão dessas reservas para industrializar o seu país.

Uma lagoa evaporação utilizada para medir os níveis de lítio e outros minerais que fica no deserto de sal de Uyuni: a Bolívia tem a metade das reservas de lítio conhecidas no mundo.

Ora, nós sabemos que a produção mundial de VEs vem crescendo gradualmente (e lentamente, mas parece que a Tesla Motors quer colocar um bocado de pimenta malagueta nesta panela), enquanto que o Lítio é (e continuará sendo, ainda por um longo tempo) o ingrediente vital para se construir as baterias recarregáveis, não apenas para os VEs, mas, também, para toda uma gama de dispositivos eletrônicos móveis, computadores, tablets e smartphones.

Dai a oportunidade para a Bolivia vir a ser tornar, rapidamente, na "Arábia Saudita do Lítio" (espressão que tem se tornado comum na mídia): As salinas de Uyuni, que se estendem através de um planalto andino remoto no sudoeste do país são, sem margem para engano, a maior reserva do mundo do metal macio, leve e esbranquiçado cobiçado pelas empresas de alta tecnologia, desde o Vale do Silício até Tóquio.

Em 2013, o presidente Evo Morales agiu rapidamente, tocando em frente os planos do governo, para finalmente começar a recolher o lítio, iniciando um negócio com potencial de muitos bilhões de dólares para o país sul-americano empobrecida: Em janeiro, a Bolívia inaugurou a sua planta piloto, almejando começar a produzir apenas 40 toneladas de carbonato de lítio naquele ano. Todavia, o governo informou que pretende fazer a rampa de produção subir para até 30.000 toneladas/ano (cerca de um quinto da atual demanda global).

No entanto, a Bolívia enfrentará uma série de desafios técnicos: os depósitos de lítio de Uyuni são invulgarmente salgado e úmido, com as salinas inteiras inundadas pelas chuvas sazonais, a cada mês de fevereiro se tornando semelhante a um espelho infinito refletindo perfeitamente o céu. Ali, o lítio se encontra misturado com o magnésio, o que complica o processo de extração. Também a localização remota de Uyuni tende elevar o custo para implantação de infrestrutura necessária para trazer energia, água e outros insumos.

Enquanto isso, a atitude isolacionista do governo socialista de Morales, e das nacionalizações recentes de tudo, desdo sistema elétrico, até os aeroportos, pode significar que o país  terá problemas para acessar a tecnologia estrangeira necessária para processar o lítio, mas, devido ao enorme potencial de vendas existente em Uyuni, a Bolívia está tomando a aposta.

Durável, confiável e capaz de acumular grande quaantidade de carga, as baterias de lítio têm sido muito utilizados em uma gama de produtos de alta tecnologia, desde os marca-passos, até os laptops, passando pelos smartphones. Mas nada disso representa o mesmo potencial de inflamar o mercado de lítio, transformando-o em uma corrida de global pelo lítio, do que o imperativo de contenção das mudanças climáticas, que é o princípio que move o mercado de carros elétricos.

Os VEs, sejam os puramente elétricos, ou mesmo os híbridos, precisam de pacotes de baterias de porte considerável: num pacote de bateria de um único VE podemos encontrar tanto lítio quanto o que encontramos em mais de dois mil baterias de smartphones reunidos. Isto significa, portanto, uma crescente demanda para o elemento que, mesmo com lítio reciclável, a matemática não poderia ser mais esmagadora.

Quando se trata de estatísicas sobre quanto, em percentual, o litio existente em Uyuni corresponde ao total global das reservas mundiais, o Sr. José Bustillos, diretor de operações da agência estatal de mineração da Bolívia COMIBOL, costuma corrigir os interlocutores que o entrevistam em seu escritório La Paz, quando estes mencionam qualquer valor menor do que 70% (enquanto o amplamente divulgado é 40%).

"A diferença", explica Bustillos, "é que nos estudos anteriores literalmente apenas arranhamos a superfície de Uyuni, descendo apenas 2 ou 3 pés. Novos estudos têm perfurados para baixo tão profundo quanto 600 pés." As estatísticas conservadoras dão conta de reservas de até 20 milhões de toneladas, mas se Bustillos estiver certo, a Bolívia pode estar sentada em cima de até 100 milhões de toneladas de lítio.

"A Bolívia é um país abençoado com recursos naturais, mas estes têm sido saqueados por pessoas de fora ao longo dos anos, enquanto os bolivianos ficaram com amendoim", diz Bustillos, explicando a abordagem do governo para desenvolver as recompensas monetárias do de lítio. "Queremos exportar não apenas matérias-primas, mas os produtos acabados, tais como baterias. Mas temos de ser realistas. Isso não vai acontecer rapidamente. E vamos precisar para gerar confiança em produtos feitos na Bolívia."

Ainda em 2013, o país já havia entrado em negociações com a China, Holanda, Japão e Coréia, conforme confirmava Bustillos, afirmando que qualquer acordo tomaria a forma de uma parceria conjunta,  permitindo o controle Bolívia sobre suas reservas de lítio, ou que seria, apenas, uma compra direta da tecnologia que for necessária.

A remoção da água a partir dos depósitos de lítio, ainda que o processo possa ser demorado processo, é uma tecnologia relativamente simples e de baixo custo, mas de acordo com Gail Mahood, professor de ciência geológica e ambiental na Universidade de Stanford, o grande desafio técnico será extrair o magnésio que se encontra misturado com o lítio.

"Ele fica próximo ao lítio na tabela periódica e se comporta de forma semelhante", disse o Prof. Mahood. "Isto, definitivamente, vai empurrar os custos para cima." No entanto, o maior problema ainda pode estar por vir: "O processo irá exigir uma grande quantidade de água doce, e onde é que se vai conseguir isso?", Pergunta Mahood. "Irá se levá-la a partir de a montante onde as comunidades indígenas estão usando-o para a irrigação?"

Já, alguns analistas de mercado não estão convencido do movimento do país para explorar as suas reservas de lítio faz sentido econômico, afirmando que mesmo que o mercado de carros elétricos decole, será mais barato expandir uma operação já existente, e isso é exatamente o que está acontecendo em três grandes operações de lítio existente em Quebec, Austrália ocidental e na região do Puna da Argentina. Juntos, os três vão aumentar a oferta anual de lítio globais por 54 mil toneladas em 2014.

É verdade, o governo boliviano tem divulgado diferentes inaugurações de plantas-piloto, tanto para o cloreto de potássio, quanto para o carbonato de lítio desde o início do ano passado. No entanto, até agora, a Bolívia não conseguiu introduzir-se com seriedade em um dos mercados mais atraentes e promissores hoje e nos próximos anos, pois até os dias de hoje taos plantas piloto não estão plenamente operacionais, enquanto uma nova infraestrutura de fábrica-piloto de baterias de Li-ion vem chegando da China para a Bolívia.

As ambições de Morales para explorar o lítio, e a sua estratégia de atuação, pode ser vantajoso para os bolivianos a longo prazo. Todavia, nos próximos anos, os bolivianos talvez possam se frustrar na esperança de ver um enorme afluxo de dólares em função do lítio, extremamente necessários à sua terra natal Andina sub-desenvolvida, como de fato vem ocorrento até atualmente, em que nada muito especial tem acontecido naquele país.

Nem mesmo o Brasil e seu governo, com todo o seu potencial tecnológico e com interesses políticos especial pela Bolívia, parece ter empuxo econômico e de tecnologia, ou coragem o suficiente para se interessar, atualmente, pela questão do lítio boliviano, de modo a oferecer alguma parceria séria à Bolívia, e talvez isso ocorra, em parte, porque ficou um trauma com relação à nacionalização do setor de gás e petróleo do país, decretado pelo presidente Evo Morales no dia 1º de maio de 2006, numa ação que incluiu ocupação militar das refinarias, inclusive as da Petrobras.

Nacionalização do gás pôs Bolívia em choque com Brasil - Dependente do produto,
Brasil foi surpreendido com ocupação militar da Petrobras em 2006.
Pelo decreto, de nº 28.701, o governo Boliviano estipulou que as empresas teriam de deixar o país, se não assinassem contratos reconhecendo o novo controle estatal sobre os campos de petróleo e gás: "Não somos um governo de meras promessas, seguimos o que propomos e o que o povo exige", disse Morales, na época, após assinar o decreto de nacionalização, pelo qual governo de La Paz aumentava de 50% para 82% o imposto sobre a exploração do gás, obrigando, concomitantemente, as empresas operadoras a entregar toda a sua produção à YPFB (estatal petrolífera da Bolívia).

Por causa do alinhamento político que há entre os governos dos dois países, a Petrobras, empresa que é responsável por 18% do PIB boliviano, nunca recorreu seriamente contra tal procedimento, ao contrario, aceitando com tranquilidade e mantendo as novas condições impostas, mesmo havendo contínua contrariedade na opinião pública brasileira.

Há poucos dias atrás, no bojo dos múltiplos escandalos de desvios envolvendo a Petrobras, o Tribunal de Contas da União (TCU) do Brasil pediu explicações à Petrobras sobre o pagamento de US$ 434 milhões, sem previsão contratual, à Bolívia pelo fornecimento ao Brasil de gás natural, alegadamente contendo componentes de gases nobres, mas que não são nem contratados, e nem utilizados pelo Brasil. O despacho determinando a fiscalização nos contratos foi feito pelo ministro José Jorge.

Em maio de 2006, Evo Morales expropriou uma refinaria da Petrobras na Bolívia.
Ainda assim, Petrobras ajudou a garantir crescimento 6,78% do PIB Boliviano, em 2013.
“Está se pagando por componentes que não estão previstos no consórcio e que também não estão sendo utilizados no Brasil. Determinamos uma fiscalização imediata nos contratos para verificar quem autorizou o pagamento e qual foi o acordo firmado”, explica. A auditoria deve durar entre 90 e 120 dias.

A Petrobras tem um contrato de fornecimento de gás natural com a Bolívia há cerca de 20 anos. O gás que chega ao Brasil vem com alguns componentes nobres misturados, que se tivessem a separação processada, poderiam ser usados pela indústria química, mas isso não é feito nem pela Bolívia, nem pela Petrobras. “Nenhum dos dois faz isso, nem está previsto em contrato, e a Petrobras nunca pagou por esses componentes que não usa. Mas, agora, a Petrobras resolveu pagar por esses componentes, INCLUSIVE OS ATRASADOS, E ISSO DEU UMA CONTA DE R$ 1 BILHÃO”, disse o ministro.

Entretanto, apesar dos desvios da rapinagem econômica que acontece sob o comando dos governantes socialistas sul-americanos, uma chama para que a Bolívia, o país pobre mas com o maior número de recursos de lítio na terra, mantenha a esperança para se tornar a nova Arábia Saudita do mundo, produzindo carbonato de lítio em proporção às novas necessidades do planeta, poderá mesmo vir da pressão que questões ambientais exercem, impulsionando a iniciativa privada dos paises verdadeiramente industrializados, pois, os veículos elétricos já fazem parte da realidade deles e estão lá para ficar.

Não é de se admirar que tem havido, ao longo dos anos de 2013 e 2014, tanta discussão sobre se Tesla Motors será capaz de suprir a demanda por seus carros, com os críticos mais furiosos contra os VEs, as baterias de íon de lítio e da exploração e emprego do lítio argumentando que a montadora irá falhar, não porque ela não pode vender os veículos que fabrica, mas porque ela não vai ser capaz de ter ém mão baterias em quantidade o suficiente para produzir carros o suficientes, para fazer com que todo o seu negócio se torne rentável.

Em certo sentido, esses comentaristas vêm dizendo a que Tesla vai certamente enfrentar sérios problemas de abastecimento de bateria Li-ion que irá essencialmente impedir quaisquer perspectivas para a montadora a se transformar em uma líder mundial VEs, porém, surpreendentemente, nenhum deles tem realmente mencionado que é o lítio o maior possível obstáculo para o avanço da Tesla. Daí essas visões têm, o tempo todo, tomado o lítio como já garantido.

Todavia, o sucesso (ou fracasso) da Tesla não dependerá, tanto, de qualquer restrição de oferta de baterias de Li-ion, como tal, mas sobre o que acontece no início da cadeia de valor do lítio, não obstante, evidentemente, o fato de que não pode haver baterias Li-ion sem lítio. Para o bem desse argumento, vamos assumir, neste momento que não há nenhuma restrição de fornecimento de lítio para a Tesla enfrentar.

Dada a sua capacidade de produção, a Tesla Motors deve ser capaz de produzir o maior número de VEs acompanhando a demanda do mercado, pois caso contrário os seus principais concorrentes, poderão fazê-lo, com todas as consequências que isso implicaria para a Tesla. No artigo mencionado anteriormente sobre o anúncio da nova Giga-fábrica de baterias que começa a ser instalada no estado de Nevada, previa-se que em 2020 a Tesla será capaz de produzir cerca de 500.000 baterias para atender a cerca de 500.000 VEs por ano, a serem montados em expansão da sua fábrica em Fremont, Califórnia.

Concreto fluindo na propriedade Tesla no Centro Industrial de Tahoe Reno, Nevada, acompanhando o trabalho de dezenas de máquinas pesadas em novembro de 2014.

Assumindo que a Tesla trata bem a competição e não sucumbirá à tentação de vender suas baterias para fora, correndo o risco de se ver ultrapassada por alguma outra grande empresa do ramo automotivo (atualmente, o Nissan LEAF é o campeão de vendas entre os VEs puramente Elétricos nos EUA, tendo crescido mais de 100% ao longo de 2014 naquele mercado, enquanto o Tesla Modelo S se tornou, ao longo de 2014, o segundo colocado, últrapassando em vendas o hídrido Toyota Prius, e praticamente empatando com Chev Volt, também híbrido), parece justo sustentar que o caminho pode ser pavimentado para que ela se torne uma empresa jogadora verdadeiramente dominante no emergente mercado de VEs puramente elétricos mundial (veja as tabelas de dados em Monthly Plug-In Sales Scorecard).

Da mesma forma, não deve haver uma restrição de oferta de baterias de Li-ion para a Tesla, pois isso seria subestimar a capacidade dos fornecedores experientes, de longa data estabelecidos, de células e partes de células, e a competência da própria Tesla para assumir o seu desafio, uma vez que ela já tem assinado um acordo com a Panasonic para o abastecimento de quase 2 bilhões de células a serem entregues nos próximos quatro anos, envolvendo, no mesmo acordo, parceria para a construção, no prazo de apenas um par de anos, da sua Giga-fábrica de baterias em antecipação ao lançamento dos novos Modelos X e Model 3 (que já havia sido extra-oficialmente chamado de "Modelo E" e que vem para concorrer diretamente com o Nissan LEAF), enquanto que o BMW i3, que começou a ser vendido no mercado dos EUA apenas a partir de Maio/2014, está crescendo muito rapidamente em vendas, mostrando a força da demanda crescente.

O Tesla Model 3 (previsto como ano modelo 2017), que chega em 2016,
como carro menos luxuoso da Tesla Motors e concorrente "mais direto" do Nissan LEAF

Agora, vamos supor agora que, a menos que a Bolívia se torne um importante player no mercado de lítio global nos próximos 3 ou 4 anos, entre 2019 e 2020, pode haver uma efetiva restrição de oferta de lítio. Ou seja, goste o mundo ou não, a Bolívia é a chave para a chegada de um novo paradigma técnico-econômico no mundo, porque, afinal de contas, as baterias que são destinadas a alimentar os carros elétricos da Tesla que, juntamente com as baterias destinadas às outras montadoras concorrentes (que não vão querer ficar para trás), devertão produzir, em um par de anos, uma demanda de muito, muito lítio mesmo.

De fato, há algumas outras operações de lavra de lítio, em outras partes do mundo, que já se encontram em andamento, mas elas não serão, sozinhas, capazes de produzir material suficiente para manter a demanda para a decolagem do mercado dos VEs, com manutenção dos preços do lítio em nível competitivo, com o advento de uma corrida de lítio real, sem apelar para a extração de lítio das salinas de Uyuni na Bolívia.

Quanto às demais operações, elas também apresentam problemas e dificuldades, tal como no caso do Chile, não pela quantidade das reservas de lítio em si, mas quanto ao fornecimento de água, que pode ser uma séria desvantagem, também para a Argentina, para se produzir lítio no próximo futuro. Isso explica por que a produção de lítio nesses países tem crescido tão pouco nos últimos 2 ou 3 anos. Já, no caso da Austrália, ela pode ser constrangido em termos de quantidade de reservas disponíveis.

Durante o período de janeiro a novembro de 2013, a Tesla Motors teria consumido (apenas) 2.090 toneladas métricas de Carbonato de Lítio Equivalente (LCE), o que correspondeu a 72% de todo o lítio que foi necessário para o produção de baterias de íons de lítio usadas por todos os VEs Plug-in produzidos nos EUA (ou a 68% de todo o lítio exigido por todos os VEs, híbridos mais puramente elétricos, vendidos naquele mesmo mercado).

Assumindo uma demanda global de lítio de 168.000 toneladas para 2013, o consumo de lítio de Tesla naquele ano teria sido de 1,24% do consumo de lítio do mundo. Assim, para materializar as suas perspectivas para a produção de meio milhão de VEs em 2020 (só nos EUA), a Tesla iria sozinho exigir entre 40.800 e 59.442 toneladas de LCE, números que correspondem, respectivamente, a 24,29% e a 35,38% de todo o LCE consumida no mundo em 2013.

Da mesma forma, ainda mais lítio é esperado para ser demandado para garantir uma marcha triunfal da Tesla em direção aos mercados da Europa (e em particular, para o da Alemanha) e, também, China, um país que decidiu se colocar na meta de ter 5 milhões do que os chineses chamam de "veículos de energia nova" rodando nas ruas e estradas, até o final de 2020, mesmo que alguns deles não venham ser, necessariamente, veículos de baterias baseadas em lítio.

Isto é bastante significativo, se considerarmos que Tesla já iniciou um processo de expansão para cinco países da Europa (Noruega, Holanda, Suíça e Áustria, além da Alemanha) e anunciou planos para a construção de uma rede de sobrealimentação ambicioso, sem descartar a possibilidade de construção de uma fábrica de VEs, bem como uma política de preços agressiva para o seu Modelo S na China, com o que parece ser um compromisso de tentar levar a maior parte desses mercados.

Então temos agora que olhar para estratégia de lítio da Bolívia, que em poucas palavras, consiste em três partes:
  • Primeiro, o de produzir 40 toneladas por mês de carbonato de lítio em um nível piloto;
  • Segundo, o subir a produção do carbonato de lítio em escala industrial para 30 a 40 mil toneladas anuais, e;
  • Por fim, de alguma forma, produzir em solo boliviano baterias de lítio;
Por mais irracional que possa parecer, o principal problema que a Bolívia está enfrentando agora não é o financiamento, mas de tecnologia, sobre as limitações das tecnologias baseadas na evaporação solar para extrair lítio a partir dos campos de sal de Uyuni, e devido à sua incapacidade de "descobrir", depois de mais de 5 anos de experimentação pouco frutífera, a sua própria tecnologia para produzir competitivamente carbonato de lítio de qualidade e pureza adequada, não apenas para escala industrial mas, até mesmo, para a operação piloto, e então, recentemente, os funcionários encarregados deste projeto estratégico voltam suas atenções para a fabricação das baterias de lítio.

Planta piloto de Uyuni na Bolívia, planejada pelo governo boliviano para a produção de 40 toneladas/mês de Carbonato de
Lítio Equivalente (LCE), no curso de 2013 produziu, apenas, 9 toneladas.

Para este fim, eles avançaram uma abordagem em três tempos:

  • Para começar, eles procuram mudar o contrato que foi assinado em julho de 2012, com um consórcio formado pelas empresas coreana Kores e Posco, para que eles possam começar a produzir catodos de lítio diretamente de salmouras de Uyuni em um nível piloto. Todavia, talvez cansados de esperar por um sinal claro das autoridades bolivianas, Posco, maior siderúrgica da Coréia e uma empresa líder no desenvolvimento de processos de materiais avançados, teria decidido investir apenas no projeto Lithium Americas Cauchari-Olaroz em Jujuy, Argentina. Nestas circunstâncias, só o tempo dirá se os coreanos manterão sua participação original no projeto de lítio da Bolívia, ou então se decidem postergá-lo indefinidamente, ou, o que é menos provável, abandoná-lo;
  • Em segundo lugar, eles contrataram, também, um fornecedor de material baterias chinesa para montar um laboratório destinado a produzir, numa base experimental as primeiras baterias de lítio na Bolívia. A um custo de quase 3 milhões de dólares, o que me parece muito pouco investimento, a planta piloto está prevista para o início de operações até o final de 2014. No entanto, ao contrário do discurso político do governo, porém, a planta terá que usar, por um longo tempo, todos os insumos importados da China, pois de acordo com o presidente Morales em 2013 a Bolívia foi capaz de produzir apenas 9 toneladas de carbonato de lítio (e não 40 toneladas) de qualidade e pureza requeridas;
  • Por último, tem sido conhecida há alguns meses que Secretaria de Comércio da Holanda entregou ao governo boliviano um plano com vista a detalhar o papel dos vários parceiros holandeses em uma joint-venture criada para ajudar com a produção comercial de baterias de íons de lítio na Bolívia. De acordo com esse plano, a Universidade Técnica de Delft irá treinar bolivianos que vão trabalhar em um laboratório para o desenvolvimento de baterias de íons de lítio, enquanto a empresa holandesa BTI - Energy Innovators ficará encarregada de projetar e construir a fábrica, a Da Vinci Laboraty Solutions auxiliará na organização do laboratório, e a Boon e Consultoria irá coordenar os esforços entre os diferentes parceiros. Na sequência de informações reservadas, a Bolívia vai pagar 45 milhões de dólares pelo o laboratório, a fábrica e a assistência técnica. 
Então, é preciso se perguntar, neste momento: Porque a Bolívia não decidiu escolher empresas que já se encontram na borda tecnológica para um plano tão abrangente?

Em suma, o problema com esta estratégia global de lítio industrialização boliviano é que falta, tanto perspectiva, quanto direção. Falta-lhe perspectiva, porque ninguém sabe como os parceiros coreanos e holandeses, assim como o empreiteiro chinês vão interagir uns com os outros para gerar qualquer resultado significativo para a Bolívia, considerando que eles não só têm diferentes tecnologias, mas também interesses muito distintos; e ela não tem direção, porque parece um pouco difícil dizer onde a industriliazação de lítio da Bolívia irá chegar, em posição, nos próximos anos com uma estratégia não pouco complicada.

Providencialmente, nem tudo parece estar perdido para a Bolívia. Graças aos projetos da Tesla Motors atualmente em andamento, as expectativas globais de lítio estão hoje em seu ponto mais elevado daquele que, antes, sempre estiveram. Mas é claro que o tempo também está correndo e se esgotando para a participação imediara da Bolívia, se ela não conseguir corrigir imediatamente a sua estratégia de lítio para garantir a sua introdução no mercado de lítio global nos próximos 3 ou 4 anos, e como resultado, os preços elevados ou instáveis ​​do lítio poderão criar um mecanismo pernicioso que virá desencorajar um maior desenvolvimento tecnológico para bateria de lítio, e redirecionar o mundo dos VEs no sentido de tecnologias suplentes, sendo um deles, talvez, as células de combustível, tal como previsto pela aposta da Toyota.

Então fica previsto um futuro próximo de muito mais "guerras de palavras" do que aquele que temos assistido nos tempos, entre Tesla e Toyota, principalmente, porque o que está em jogo, agora, não é nada menos do que o controle da indústria emergente mais importante do mundo: a dos VEs.

Os atrasos da Bolívia em entrar no mercado de lítio poderão contribuír não só para uma busca acelerada por substitutos para o lítio, liderada por parte da Toyota e Honda, mas também uma oportunidade perdida para a humanidade em, finalmente, poder se deslocar do uso de combustíveis fósseis para veículos de transporte e, evidentemente, para a Bolívia que sonha em se tornar a próxima superpotência de energia verde no planeta Terra.

Parece se tornar um senso comum de que a Tesla tenha, de fato, começado a fazer a diferença na indústria automobilística mundial, dando uma nova (e talvez a última) chance para a Bolívia fazer parte de uma nova maneira de fazer as coisas do mundo. Embora os projetos da Tesla parecam ainda muito bem traçados, pode ocorrer de, na falta do lítio boliviano, deles sairem, ao final, bastante prejudicados.

Ao encerrar, para esclarecera minha visão de aficcionado ao mundo dos VEs, em defesa da importância estratégia da presença da Tesla para o bom desenvolvimento do cenário dos VEs, é que ela é, ainda atualmente, a única empresa a atingir uma relevância relativamente grande, mesmo se mantendo comprometida a produzir apenas VEs, puramente elétricos, portanto, tendo um total compromisso com o mais rápido sucesso desta tecnologia, situação bem diferente das demais grandes montadoras tradicionais, que têm o mercado de VEs, apenas como uma opção extra, que pode ser desenvolvida sem grande urgência.

 

Rererências Bibliográficas:


domingo, 19 de outubro de 2014

Máquina Combinando Motor Elétrico de Tração com Compressor de Ar-Condicionado Provê Maior Autonomia para os VEs


Universidade Tecnológica de Nanyang - Singapura
Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang (NTU – Nanyang Technological University, em Cingapura) e do Centro Aeroespacial Alemão (DLR – Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt) elaboraram um novo designe de motor que, está sendo chamado de Motor Elétrico 2-em-1, o qual integra, numa mesma máquina elétrica (numa mesma carcaça), as funções de máquina elétrica(1)
de propulsão (motor / gerador) do sistema de transmissão (tração / frenagem) de um VE (Veículo Elétrico), e a de compressor de ar, para o sistema de ar-condicionado do VE. Esta integração, resulta tanto em maior eficiência energética, quanto numa  economizando de espaço e peso.

O que isso tem de inovador é que, em projetos até agora ainda tradicionais, o motor elétrico e o compressor do ar-condicionado são concebidos, normalmente, como duas unidades separadas.

Este designe combinado resulta em uma economia de espaço, permitindo, por exemplo, o emprego de pacotes de bateria maiores, o que pode aumentar a autonomia dos VEs, para estimadamente algo em torno 15% a 20%.

Explicando o invento, o Prof. Subodh Mhaisalkar, Diretor Executivo do Instituto de Pesquisas Energéticas da NTU afirmou: "O maior desafio com carros elétricos em megacidades tropicais é a autonomia de rodagem que os VEs podem realizar com uma carga (de bateria) completa, porque as baterias são necessárias para alimentar tanto o motor (do sistema de tração), quanto o ar-condicionado. Em países tropicais, como Cingapura, até a metade da capacidade da bateria é usada para alimentar o sistema de ar-condicionado."

Motor elétrico 2-em-1 - Vista em Corte

O novo design 2-em-1 permite que o motor elétrico seja mais eficientes na tração de rodas do carro, enquanto que o seu compressor de ar-condicionado, que é integrado, consome menos energia devido à sinergia entre o motor e o compressor, enquanto que o compressor também pode aproveitar, diretamente, a energia que é regenerada pela frenagem da máquina elétrica do carro, evitando ter que proceder a devolução dela para a bateria, para depois ser aproveitada.

Devido o esse potencial aumento de autonomia de rodagem, através maximização da eficiência do uso da energia, a invenção ganhou, recentemente, o prêmio de Melhor Originalidade no Concurso Internacional Tecnologia Verde (TECO), realizado em Taiwan, que neste ano recebeu 19 inscrições de universidades, incluindo a Universidade de Boston e da Universidade da Califórnia (UCLA). A equipe está se candidatando a uma bolsa Proof-of-Concept (POC) em Cingapura.

O motor elétrico pode assumir os fatores de forma tanto axial, quanto radial, para atender a qualquer tipo de topologia de sistema de transmissão de VE atual, inclusive ser usado para impulsionar o veículo integrado diretamente às rodas. A equipe da parceria NTU / DLR pretende desenvolver novos protótipos, depois dos quais a DLR realizará mais testes, melhorias e refinamentos para o novo motor em suas instalações na Alemanha, com o objetivo de eventual comercialização.

Motor 2-2m-1: Solução integrada de design para ar-condicionado veicular

Prof. Mhaisalkar disse que o novo motor elétrico não só ajudará a aumentar o alcance, mas também vai custar menos para produzir, já que exige menos material do que suas contrapartes (produzidas separadas). O resultado é que tanto o peso, quanto o tamanho da máquina combinada é reduzida. Como o projeto integrado combina as duas das partes atuadoras mais importantes de um VE, reduzindo sua complexidade, volume e peso, em uma solução energética altamente eficiente, esta inovação pavimentará o caminho para o alargamento da autonomia dos VEs.

"Com a população mundial de VEs se define para crescer rapidamente para 20 milhões em 2020, a a combinação mais eficiente do motor elétrico com compressor de ar-condicionado, permitirá que os carros rodem por maiores distâncias, com uma única carga (de bateria)", acrescentou o Prof. Mhaisalkar. "Esta eficiência energética, reduz as emissões globais de efeito estufa e promove soluções de transporte sustentáveis."

"Esta solução integrada de design para ar-condicionado encurtará o caminho em direção (a meta de) de se reduzir a ansiedade por autonomia dos motoristas (de VEs), (além de) reduzir os custos de manutenção, economizando tempo e dinheiro para os motoristas." Para os fabricantes de automóveis, o novo motor elétrico também vai custar menos para produzir, já que exigirá menos material do que suas contrapartes. Tanto o peso e tamanho do motor elétrico são reduzidos, disponibilizando mais espaço para outros componentes, tais como (módulos) de bateria extra.

Pesquisador acadêmico Sr. Satheesh Kumar
e as partes do novo motor elétrico 2-em-1
Dr Michael Schier, do Instituto de Conceitos de Veículos do DLR, disse: "Para os VEs, (em muitas regiões em que eles são e serão empregados), o ar-condicionado utiliza uma grande quantidade de energia elétrica, (tomando carga da bateria), reduzindo assim a autonomia dos VEs, em até 50%, para aumentar a eficiência energética e a autonomia dos VEs, o gerenciamento térmico e a integração de funções adicionais nos componentes existentes no sistema de transmissão desempenhar um papel importante".

"Ao integrar o compressor do sistema de refrigeração (de ambiente) diretamente ao motor elétrico, poupamos componentes, peso e custos. Simultaneamente, boa parte da energia cinética da frenagem regenerativa é transmitida diretamente para o compressor de refrigeração e, portanto, eficiência adicional e acrescentada.", acrescenta o Dr Michael Schier.

O acadêmico de pesquisa, Satheesh Kumar do Instituto de Pesquisas Energéticas do NTU disse o motor elétrico integrado (ao compressor) desafia o projeto convencional que remonta para a década de 1960, quando o ar-condicionado se tornou popular (nos veículos automotores). "Naquela época, ar-condicionado era algo novo, que era uma característica extra para um carro de motor de combustão", disse o pesquisador de 29 anos de idade, de Cingapura.

"Uma vez que estamos agora projetando VEs a partir do zero, não vejo nenhuma razão por que devemos manter as duas unidades separadas", disse o Sr. Satheesh Kumar. "Assim, comprovamos que a combinação dos dois nos dá sinergia: uma utilização mais eficiente da energia elétrica, e também melhora o freio motor, que para o carro mais rápido, com menor desgaste das pastilhas de freio."

Notas:

  1. Pela definição clássica, o termo "Máquina Elétrica" é sinônimo de ambos, tanto de “Motor Elétrico” quanto de “Gerador Elétrico”, os quais são conversores de energia eletromecânicos, capazes de realizar tanto a conversão de energia elétrica para energia mecânica (motor elétrico) ou de energia mecânica para energia elétrica (gerador elétrico). O movimento envolvido na energia mecânica pode ser linear ou rotativo. Nas aplicações em sistemas de propulsão de veículos automotores, em geral, emprega-se máquinas rotativas. Na grande maioria das aplicações das máquinas elétricas, incluindo, entre elas, a aplicação em que um “motor” é destinado para ao sistema de propulsão de Veículos Elétricos (VEs), é muito mais correto se manter o uso do termo “máquina elétrica”, principalmente pelo fato de que ela (a máquina elétrica) estará, eventualmente, operando em ambos os modos: tanto no “modo motor” como no “modo gerador”, dependendo do regime de movimento da máquina elétrica. O modo que a máquina elétrica opera depende do modo como o próprio veículo está sendo conduzido. Se o veículo é conduzido em “modo de tração” (onde existe aceleração ou manutenção da velocidade do VE), a máquina elétrica opera, efetivamente, como um motor. Todavia, se o veículo é conduzido em “modo de frenagem” (em que ocorre desaceleração do mesmo), a máquina elétrica que (erroneamente) chamamos de motor, na verdade, operará como um gerador elétrico. Saiba mais em: 

    Máquinas Elétricas de Imãs Permanentes (Parte 1/2)

     

    Freio Regenerativo (Sistema de Recuperação de Energia Cinética)

     

     Veja Também:


    O que há entre a Apple e a Tesla Motors?

     

    Toyota e Denso Desenvolvem um Novo Semicondutor de Potência SiC



sexta-feira, 17 de outubro de 2014

Híbrido Toyota Prius será fabricado em São Bernardo do Campo - SP?


Tão interessante quanto anunciar que o VE híbrido  deverá passar a ser fabricado em São Bernardo do Campo - SP, é a origem desta notícia. Estranhamente, ela não se origina da empresa montadora veículos automotores Toyota mas, sim, do Sindicato dos Metalúrgicos do ABC.

E a notícia nem é de agora, como todos estão anunciando mas, ela já vem desde 13/06/2014, quando o próprio sindicato em questão anunciou que Metalúrgicos aguardam abertura de 300 vagas na Toyota para produção do VE híbrido Toyota Prius.

Na ocasião do comunicado, foi colocado que  a montadora aguardava um pacote federal de incentivos ao setor, para fabricar o modelo híbrido Prius na fábrica de São Bernardo, ou seja, para iniciar as 300 contratações e a linha de produção.

Ainda naquele comunicado, o sindicato explicava, por meio do seu presidente, Rafael Marques, que a montadora havia firmado um acordo com o sindicato, prevendo reajustes salariais, PLR (Participação nos Lucros ou Resultados) e benefícios até 2016, e detalhava: “O acordo com a montadora prevê este carro em São Bernardo, atrelado a investimentos e contratações."

Marques afirmou ainda que "A Toyota é uma das empresas que mais investem em treinamento dos funcionários. Portanto, boa parte deles já está apta a atuar na produção deste carro. Para implantar a nova linha, a fábrica precisará de espaço e, por isso, estuda mudanças internas”. Segundo o sindicato, a estimativa é de que sejam fabricadas, inicialmente, 3 mil unidades por ano a partir de 2016.
Metalúrgicos votam em assembleia condição para produzir o carro elétrico

O estranho é que, importantes órgãos de imprensa, como o jornal O Estado de São Paulo, esperou por quase quatro meses para fazer eco àquele comunicado do sindicato. Ainda assim, em sua recente postagem, OESP declarou que "A Toyota não confirma, mas o Sindicato dos Metalúrgicos do ABC sim.", de modo que, ainda mais estranho, é o fato da montadora relutar em confirmar uma notícia que, se verdadeira, lhe servirá como propaganda de grande impulso junto ao mercado.

Ainda que seja notório que, desde quando os fabricantes de veículos associados à Anfavea apresentaram ao governo, em Julho/2013, uma proposta de consenso sobre incentivos a carros com propulsão híbrida e elétrica, as montadoras fujam de compromissos em proposta para VEs híbridos e puramente elétricos, é muito estranho que a Toyota, em função disso, deixe de capitalizar, confirmando uma notícia que tende a inferir a seu favor diante da opinião pública.

No mesmo concurso de estranheza, encontramos o montante que está sendo destinado ao projeto, apregoado no mesmo anúncio do OESP: R$ 60 mil (menos da metade do preço de venda de uma única unidade do VE híbrido Toyota Prius importado). Mesmo que, inicialmente, seja apenas uma produção de carros na modalidade montagem de kits importados do Japão, essa quantia me parece ser algo bem surreal para o projeto, e deve ter sido um erro de edição no artigo de OESP.

Já, segundo o site especializado Automotive Business, em postagem recente, citando como fonte o mesmo presidente do Sindicato dos Metalúrgicos do ABC, Rafael Marques, a montadora investirá R$ 60 milhões (e não R$ 60 mil) em uma linha de montagem para montar parcialmente o carro no País. Mas a expectativa, agora, já é a de que a fabricação gere 500 novos empregos (e não mais apenas 300).

Todavia, o OESP alerta que, de parte da Toyota, a única informação que há é de que o Prius importado do Japão vai ter o preço reduzido nos próximos dias, em razão da medida de incentivo anunciada pelo governo federal no mês passado (Setembro/2014). O Imposto de Importação do Toyota modelo Prius caiu de 35% para 4% e, isso deve, sim, aumentar as vendas do Toyota Prius, desde que possibilite a via de diminuição do preço ao consumidor, que hoje é vendido a R$ 120,8 mil.

Vale lembrar que, desde janeiro de 2013, quando o Prius começou a ser importado, foram vendidas apenas 386 unidades (o que é desalentador) mas, o novo valor do preço de venda ao consumidor ainda está em estudo, segundo Ricardo Bastos, gerente-geral de assuntos governamentais da Toyota. Outro modelo híbrido da Toyota, também beneficiado pela redução da alíquota de imposto, e que deverá ter, em consonancia, o preço reduzido é o Lexus CT 200h, hoje vendido a partir de R$ 134 mil. Os dois veículos híbridos são movidos por uma combinação de gasolina e de eletricidade (como é característico dos VEs híbridos).


Vale lembrar, ainda, quer esta medida vem por, praticamente, em pé de igualdade, os incentivos aos híbridos da Toyota, em relação a outro híbrido, também já vendido no Brasil, o Fusion da Ford, que por ser importado do México, não recolhe imposto de importação, em razão do acordo de comércio no âmbito automotivo entre os dois países.

Uma vez que redução de impostos de importação não incentiva a produção nacional, resta esperar, que os termos do acordo conseguido pelo Sindicato dos Metalúrgicos do ABC realmente resulte em fatos, pois, caso isso aconteça, ao longo do tempo, quando a escala de produção aumentar, diversos componentes poderão ser nacionalizados.

No site da Automotive Business, de acordo com o dirigente do sindicato, a direção da fábrica vem definindo o assunto com o conselho administrativo da montadora e o anúncio deve ser feito em novembro, mas pode-se arriscar que ocorrerá no fim de outubro, durante as entrevistas coletivas na abertura do Salão do Automóvel.

Quanto aos detalhes da redução de imposto de importação, em uma reunião realizada em 18/09/2014, pelo conselho de ministros da Câmara de Comércio Exterior, a Camex, presidida pelo Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC), a partir da inclusão de novos produtos na Lista Brasileira de Exceções à Tarifa Externa Comum, Letec, o governo decidiu reduzir de 35% para até para zero, 2%, 4%, 5% e 7%, dependendo do ex-tarifário a ser enquadrado, o imposto de importação de veículos híbridos até 31 de dezembro de 2015.

A medida beneficia  com a redução da alíquota os automóveis sem tecnologia de recarga externa, de cilindrada entre 1.0 e 1.5, enquanto veículos híbridos com cilindrada superior a 1.5 e inferior a 3.0, também foram incluídos nas mesmas condições. A medida reflete a aceitação de um pleito da Anfavea, associação das montadoras instaladas no País, que em julho de 2013 entregou ao governo um pedido de isenções imediatas de impostos para alavancar no Brasil as tecnologias alternativas de propulsão, com foco na redução de emissões

Já, quanto ao pacote do governo federal era esperado, a princípio (desde junho/2014), pelo sindicato, era anunciado que ele previa incentivos fiscais para montadoras com fábricas instaladas no país, que investissem em pesquisa e desenvolvimento para a produção de veículos que consumam menos combustível e que emitam menos poluentes. As metas estariam embutidas no Programa Inovar-Auto, que visa a aumentar a competitividade do setor automotivo e melhorar em, no mínimo, 12% a eficiência energética dos veículos.

Os detalhes ainda não foram divulgados pelo governo federal, mas Marques afirmou haver entregue, nas época, um relatório com sugestões de ações para serem acrescentadas ao pacote à presidenta Dilma Rousseff, enquanto afirmou: “A região (ABC) é a mais preparada para atender ao novo desafio. Temos profissionais preparados, e diversas instituições de ensino. Somos o berço do setor automotivo no país e por isso temos uma bagagem de conhecimento e estrutura”.

O híbrido Toyota Prius  é um VE equipado com dois motores, um a gasolina de 1.8 litro e outro elétrico, com potência total combinada de 138 C.V.. Rodando a uma velocidade de até 50 km/h, apenas o motor elétrico funciona. Quando essa velocidade é ultrapassada, os motores trabalham em conjunto, o que garante um consumo médio de 25,5 km/l, de acordo com a montadora.

Já, quanto aos modelos puramente elétricos, como o Nissan LEAF, o BMWi3 e o Mitsubishi i-MiEV, entre outros, eles não estão incluídos no plano de benefícios de redução de alíquota de imposto de importação, o que continua, então, a ser esperado para um futuro próximo.

A restrição aos VEs Plug-in, que é claramente expressa medida do governo (contemplando, apenas, automóveis sem tecnologia de recarga externa), além de postergar decisões sobre implementação de rede de abastecimento para VEs no país, permite, ainda, às montadoras, despejar no Brasil excedentes de produção de carros com uma tecnologia anterior, menos eficiente e ultrapassada.

As discussões sobre a eficiência e o custo dos VEs já vinha ocorrendo, tanto no setor automotivo, quanto no energético, envolvendo, naturalmente, também o governo. Mas com esta recente redução do imposto de importação para híbridos não plug-in (sem capacidade de recarga externa), o assunto deve ganhar mais força, já que o segmento dos VEs puramente elétricos ficou fora do benefício.

Em Julho/2012, este blog fez referência ao Início dos Testes do Nissan LEAF no Brasil, que começaram efetivamente em 11/06/2012, a partir da entrada em operação de duas unidades do LEAF na frota de táxis de São Paulo. Os veículos faziam parte de um acordo fechado entre a Prefeitura de São Paulo, a AES Eletropaulo e a aliança Renaut-Nissan no Brasil, que previu a entrega de um total de 10 unidades do VE, o que se cumpriu com Segunda Fase do Projeto Táxi Elétrico em São Paulo, ainda no final de 2012.

Hoje, transcorridos dois anos, a maioria desses táxis Nissan LEAF já rodou na faixa dos 70.000 km e são considerados ótimos, modernos e sem luxos desnecessários para um táxi. Apesar de a autonomia declarada ser maior, na prática, eles estão rodando 130 km com uma carga completa, o que, para um particular, é mais do que suficiente para ir e voltar do trabalho. A manutenção, também, tem sido mínima, porque o veículo não tendo um motor a combustão, não exige óleo, correias, velas, etc. Apenas pneus e baterias comuns foram trocados na maioria dos veículos.


Os passageiros, sejam paulistanos ou aqueles apenas de passagem por São paulo, têm reparado e aprovado a modernidade, principalmente pelo silêncio. Parado ou rodando, o carro elétrico não faz barulho. E com referência à economia do VE puro, como foi demonstrado aqui, neste blog, na série de postagens titulada Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos, chega a ser 2,68 vezes mais econômico do que a de um VCI (Veículo a Combustao Interna), enquanto que, na prática, os taxistas estão alegando ser de até quatro vezes mais barato que a gasolina.

A maior queixa dos profissionais que operam estes taxis tem sido a ainda reduzida infrestrutura para o carregamento, pois, devido a dinâmica da operação, o carregamento dos táxis tem precisado ser, prioritariamente, rápida: são apenas cinco pontos de carregamento rápido espalhados nos quatro cantos da cidade e um no centro. Mesmo assim, as frotas de táxis aprovaram o veículo. Há mais de um ano, outras 116 unidades do Toyota Prius, também rodam como táxis nas empresas paulistanas.

Última Atualização:


Em meio aos "disse que me disse", vem um BALDE DE ÁGUA FRIA: ESPERAR 3 ANOS!?! ... Toyota Prius será produzido no Brasil em 2018, afirma jornal japonês. Mas quando vier, tudo indica que irá trazer alguma exclusividade, como a adoção de um "Motor Flex em conjunto com o Bloco Elétrico", uma combinação ainda inédita no mercado mundial.

Veja também:


Por que o preço do petróleo está caindo? Quem são os ganhadores e os perdedores?




segunda-feira, 22 de setembro de 2014

A Bateria de Fluxo nanoFLOWCELL® e o VE Superesportivo Quant e-Sportlimousine


A maior novidade do mundo dos VEs ou, melhor dizendo, para o mundo dos VEs, não vem de nenhuma das empresas já bastante conhecidas, e que já estão empreendendo comercialmente nesta área mas, sim, de um empreendimento totalmente novo e absolutamente desafiador: a empresa com sede na Suíça (mas registrada em Liechtenstein) criada pelo empresário cientista Nunzio La Vecchia, NANO FLOWCELL AG obteve recentemente em Munique, na Alemanha, a autorização para começar a testar o VE denominado Quant e-Sportlimousine nas ruas e rodovias da Europa.

Mas o que há de novo e realmente importante no conceito desse “carrão”, literalmente, que mede 5,25 m de comprimento, 2,20 metros de largura, 1,35 metro de altura (e, com isso, supera a versão de chassis longo do mais recente Mercedes-Benz Classe S), além de pesar 2.300 kg, e cuja unidade está prevista a ser orçada para cerca de 4 vezes o preço do modelo mais luxuoso dos possantes VEs da Tesla Motors? (nem preciso dizer que isso é perto de R$ 1.000.000)

A resposta é: o seu sistema embarcado de armazenamento de energia elétrica. Sim, a designação que eu preciso empregar, agora, tem que ser assim mesmo, mais genérica e menos específica, justamente para poder abrigar a nova tecnologia da NANO FLOWCELL AG em armazenamento de energia elétrica. Muito mais do que o protótipo deste VE, em si, é a tecnologia de Célula de Fluxo (ou Bateria de Fluxo) que merece a maior atenção real.

A nova tecnologia, apesar de ser baseada na química da combinação de lítio (Li) e enxofre (S), não se trata, exatamente, de um pacote de bateria composto de células que armazenam energia elétrica recarregável por meio da eletroquímica do lítio, como aqueles que são empregado na grande maioria dos VEs atuais. No entanto, tão pouco, ela se trata, especificamente, de uma pilha de células de combustível, que produz energia elétrica, pela conversão a partir da combustão a frio do hidrogênio (H) combinado com oxigênio (O), como aquela que move, por exemplo, um Honda FCX Clarity.

Uma bateria de fluxo típico consiste de dois tanques de líquidos que
são bombeados passado uma membrana realizada entre dois eletrodos.
A base da tecnologia da “bateria” da NANO FLOWCELL é a de Célula de Fluxo: uma bateria química que combina os aspectos de uma célula eletroquímica acumuladora, com os de uma célula de combustível e, segundo a própria empresa desenvolvedora, esta tecnologia é um farol de esperança, porque é um meio de armazenamento especialmente simples e eficaz para a energia elétrica.

A verdade é que, até agora, as leis da física têm mantido a porta de resultados práticos fechada para a maioria dos esforços de se criar um método simples e verdadeiramente eficiente para armazenamento de energia elétrica. Apesar de a energia elétrica ser a forma de energia que mais fácil e eficientemente pode ser convertida para outras formas de energia, ela continua, por uma série de razões, sendo difícil para ser armazenada.

Alguns, estranhamente, classificam uma Bateria de Fluxo como uma Célula de Combustível Recarregável, mas o fato é que nelas um eletrólito contendo um ou mais elementos eletroativos dissolvidos flui através de uma célula eletroquímica, que converte energia química reversível diretamente em energia elétrica. Em outras palavras, uma bateria de fluxo é como uma célula eletroquímica, com a excepção de que a solução iônica (eletrólito) não está armazenado na célula em torno dos eletrodos. Em vez disso, a solução iônica é armazenada no exterior, fora da célula, e pode ser alimentada, por bombeamento, para dentro da célula, a fim de gerar eletricidade.

Assim, quantidade total de energia que pode ser gerada não depende do tamanho da célula, mas, sim,. depende do tamanho dos tanques de armazenamento. Contudo, a potência, está sim permanece associada à área da superfície dos eléctrodos da célula.

A célula de fluxo pode vir a ser primeira tecnologia que poderá atingir armazenar, de forma eficiente, quantidades significativas de energia (densidade elevada de energia) e oferecer disponibilidade da energia convertida em tempo rápido. Até agora, outras células de fluxo com base em Princípios Redox têm sido, não apenas demasiadamente pesadas mas, também as suas taxas de conversão de energia correspondendo a um processo demasiadamente lento para uso em aplicações móveis.

Baseada em uma tecnologia realmente nova, anunciada em 2014, sob a designação comercial nanoFLOWCELL®, que utiliza química de lítio e de enxofre, dispostos numa rede de nanopartículas, onde eletrólitos líquidos circulam por duas células separadas, nas quais a "queima a frio" (semelhante à que ocorre nas células de combustível) tem lugar, durante a qual os processos de oxidação e redução ocorrem concomitantemente, produzindo, assim, energia elétrica.

O eletrólito líquido, o qual é mantido em dois tanques (200 litros cada um) e bombeado através da célula. No coração do sistema, espremida entre os eletrodos, está uma membrana que separa as duas químicas diferentes. Uma troca controlada de cargas libera energia elétrica que é usada para alimentar os motores elétricos.

As melhorias que resultaram num grande aumento de desempenho em relação às tecnologias de célula de fluxo anteriores são o resultado de pesquisas sobre a química quântica de fluidos eletrolíticos, que propiciou obter uma concentração extremamente elevada de portadores de cargas iônicas no eletrólito da célula de fluxo, permitindo atingir uma elevada densidade de energia.

A energia elétrica produzida pode servir para vários fins mas, parece que está sendo visada, neste primeiro momento, principalmente, para alimentar o sistema de transmissão de um portentoso VE, que foi apresentado desde o último mês de Março, durante o Salão do Automóvel de Genebra, Suíça: o Quant e-Sportlimousine.



Segundo a empresa desenvolvedora, a nanoFLOWCELL® é extremamente estável, segura de operar, e ambientalmente amigável, além de o meio de armazenamento de energia eletrolítico não se degradar e não sofrer desgastes, o que se traduz que, supostamente, está bateria de célula de fluxo deve ser, também, bastante durável.

Entretanto, ao que parece, a maior vantagem desta bateria de célula de fluxo atual está em sua densidade de energia: A nanoFLOWCELL® tem 5 vezes mais densidade de energia do que as tecnologias de células de fluxo anteriores e, com isso, que pode conduzir um VE por cerca de 5 vezes mais autonomia de rodagem do que a tecnologia de bateria de íons de lítio, que alimenta a maioria dos carros elétricos de hoje.

Com ambos tanques cheios de eletrólito carregado (400 litros no total), o QUANT e-Sportlimousine retorna uma autonomia projetada entre 400 e 600 km (249-373 milhas).

Sistema de transmissão do VE Quant e-Sportlimousine:
Nos dois tanques de 200 litros (total de 400 litros), o electrólito líquido
é armazenado no túnel central traseiro do veículo. 
Além disso, recarregá-lo não leva tanto tempo e, ao contrário do que muitos leigos estão a devanear, não é necessária nenhuma recarga conectada a fonte de energia elétrica, pois, tal qual uma célula de combustível que consome o hidrogênio do tanque, a bateria de fluxo NanoFlowcell consome a carga do eletrólito que se encontra no tanque.

Assim, a princípio, é necessária apenas a troca do eletrólito líquido desgastado (que pode ser descarregado fora do veículo), e substituído por um fluido novo, carregado. Um problema com este sistema parece ser justamente com relação a este combustível líquido, pois a imaginação criativa das pessoas já vem criando o mito que se trata apenas de simples água salgada, mas não é.

Todavia, a NanoFlowcell afirma que o eletrólito especial não contém quaisquer componentes prejudiciais ao meio ambiente, além de apontar que ele é composto de várias substâncias não tóxicas e que, "se for suficientemente diluído, poderá mesmo ser eliminados através de plantas normais de tratamento de esgoto”.

Isso também sugere que o tal eletrolito provavelmente não possa (ou que não exista interesse) dele vir a ser reciclado (e recarregado) para voltar a ser utilizado. No entanto, se confirmada, a alta eficiência e sustentabilidade ambiental do nanoFLOWCELL®, isso poderá abrir novos e interessantes horizontes em muitas áreas, além dos VEs, como por exemplo:
  • Para a indústria aeroespacial, que está à procura de tecnologias alternativa de bateria de bordo;
  • Para a indústria de transporte ferroviário, que está em busca de novas formas de economizar energia.
A NANO FLOWCELL AG alega que células de fluxo já estão em uso doméstico, e que o nanoFLOWCELL® poderia cobrir as necessidades de energia para casas individuais, e até mesmo para cidades inteiras.

Quando dissemos que a nanoFLOWCELL® tem 5 vezes mais densidade de energia do que as tecnologias de células de fluxo anteriores, significa que a tecnologia geral das células de fluxo não é coisa nova, mas advém de outras pesquisas tão antigas quanto as que foram realizadas pela NASA no final da década de 1970, com células de combustível regenerativas (reversíveis) para emprego nos protótipos do satélite de pesquisa atmosférica Helios.

O que é novo, na nanoFLOWCELL® é justamente, a aplicação da nanotecnologia no desenvolvimento dos elementos, associada, também, a escolha da eletroquímica do lítio (Li) combinado ao enxofre (S). Em virtude do baixo peso atômico de lítio e peso moderado de enxofre, as baterias Li-S são relativamente leves e notáveis por sua alta densidade de energia, além de propiciar redução de custos com o uso de enxofre.


A química do lítio enxofre, quando dispostos numa rede de nanopartículas, tal qual foi aplicado para a nanoFLOWCELL®, segundo a empresa, elimina a exigência de que as cargas se movimentem para dentro e para fora de partículas que estão em contato direto com uma placa condutora, fato que ocorria com as baterias de fluxo de tecnologias anteriores. Em vez disso, a rede de nanopartículas permite que a corrente elétrica flua através do líquido e, ao que tudo indica, este é o diferencial que permite que mais energia ainda seja extraída.



Quanto ao protótipo do VE em testes, em agosto de 2014, o Quant e-Sportlimousine foi aprovado para testes em estradas públicas, utilizando o sistema nanoFLOWCELL® com uma densidade de energia alegada de 600 W.h por quilograma (ou por litro de eletrólito aquoso salgado).

Uma coisa que me parece clara quanto ao Quant e-Sportlimousine é que ele está sendo pensado como um carro para ser um VE da classe superesportivo, feito totalmente fora de série, como algo do tipo para competir com as versões do Bugatti Veyron, e de alguns outros superesportivos fora de série assemelhados. 

Para isso, este VE conta com quatro motores elétricos de fluxo axial, de 227 CV de potência cada um, um para cada roda, com um pico de torque alucinante de 2900N.m x 4.

Embora tenha 908 CV (668 kW) combinados no total, por motivos de segurança sua potência operacional máxima é bloqueado em 644 CV (474 kW) e, ainda assim (e apesar de seu peso de mais de 2 toneladas), o VE vai de 0 a 100 km/h em meros 2,8 segundos, sendo capaz de atingir a velocidade máxima de 378 km/h.

Ele deverá ser, também, o veículo de apenas quatro lugares (motorista + passageiros) mais pesado do mundo, com seus 2.300 kg (quase relativamente, tão horrivelmente pesado, quanto a própria Homepage do site da empresa). Mas creio que é bem isso mesmo que uma limousine esportiva deva ser.



O Quant e-Sportlimousine se apresenta com muito luxo e sofisticação em todos os detalhes, com acabamento em madeira, cobre e couro, e se destaca por seu design arrojado, com especial atenção para as portas no formato “asas de gaivota” mas, nem por esse detalhe, ele poderá estar em competição direta de mercado com outro VE esportivo de luxo, o Tesla Modelo X, que chegando às ruas somente no segundo semestre de 2015, deverá custar bem menos de 1/3 do preço previsto para o Quant e-Sportlimousine.

De qualquer modo, ele é um VE e, só por isso, terá sempre espaço aqui. Vale lembrar, ainda, que a NANO FLOWCELL AG conseguiu a proeza de, desde Fevereiro de 2014, atrair a Bosch Engineering GmbH para a parceria no projeto de todo o sistema eletroeletrônico do Quant e-Sportlimousine com o sistema nanoFLOWCELL®, visando, ainda, a facilitação para a homologação do protótipo do carro em um produto comercializável.

A Bosch Engineering GmbH é uma subsidiária integrante do grupo Robert Bosch GmbH, um dos mais respeitáveis do mundo, com sede em Abstatt, Alemanha. Desde 1999, a Bosch Engineering GmbH, com mais de 1850 funcionários em todo o mundo (1600 somente na Alemanha), vem oferecendo serviços de engenharia para aplicações automotivas, industriais e marítimos, transportes ferroviários e veículos comerciais, aplicações fora de estrada, bem como motocross – independente dos números reais de produção necessários.



Enquanto isso, mundo afora, outras tecnologias de baterias de fluxo também vão sendo investigadas e desenvolvidas, visando aprimoramentos, além daquela que é a mais tradicional, denominada Célula Redox (por causa das reações de redução-oxidação), aonde a tecnologia da nanoFLOWCELL® pode, muito bem, ser classificada, apesar da notória diferenciação que é provida pelo emprego de nanotecnologia, tais como, brevemente resumidas:
  • Híbrida: A bateria de fluxo híbrida utiliza um ou mais componentes depositados eletroativos, como uma camada sólida. Neste caso, a célula eletroquímica contém um eletrodo de bateria e um eletrodo de célula de combustível. Este tipo é limitado, em energia, por área da superfície do eletrodo. As baterias de fluxo híbridas incluem baterias de fluxo com base no zinco, no bromo, no zinco cério e de chumbo ácido;
  • Sem Membrana: As membranas são, muitas vezes, não apenas o componente mais caro, como, também, e o componente mais inconfiável de baterias de fluxo, na medida em que eles podem se corroer com a exposição repetida a determinados reagentes. Esta bateria utiliza um fenômeno chamado de fluxo laminar. em que dois líquidos são bombeados através de um canal. O projeto utiliza um pequeno canal entre dois eletrodos, e os líquidos bombeados sofrem reações eletroquímicas para liberam energia, enquanto o fluxo separa, naturalmente, os líquidos, eliminando a necessidade de uma membrana;
  • Orgânica: utiliza 9,10-antraquinona-2,7-ácido dissulfônico (AQDS), uma quinona, como um transportador de carga em baterias de fluxo livre de metal. Cada uma das moléculas à base de carbono possui duas unidades de carga eléctrica, em comparação com uma unidade existente no caso de baterias de fluxo convencionais, o que significa que a bateria pode armazenar o dobro da energia para um determinado volume;
  • Metal Hidreto: Baterias de fluxo de prótons integram um eletrodo de armazenamento de hidreto metálico, em uma membrana de troca de prótons (PEM) reversível de célula de combustível. Durante o carregamento, esta bateria de fluxo combina íons de hidrogênio produzidos a partir da divisão da água com elétrons e partículas de metal em um eletrodo de uma célula de combustível e a energia é armazenada sob a forma de um hidreto de metal em estado sólido, com a descarga produzindo eletricidade e de água,  quando o processo é invertido e os prótons são combinados com o oxigênio do ambiente.
Apenas como uma curiosidade final, Liechtenstein, o minúsculo principado onde é registrada a NANO FLOWCELL AG, encravado nos Alpes entre a Áustria, a leste, e a Suíça a oeste (cuidado para não confundir com Lichtenstein, um município da Alemanha, no distrito de Reutlingen), se diferencia de Alemanha e Áustria por ser um microestado, considerado um dos mais ricos do mundo e, constantemente, citado como um local onde a prática de lavagem de dinheiro (ou branqueamento de capitais) é frequente. Mas credite: Apesar de não parecer, eu torço, realmente, para que a o negócio da NANO FLOWCELL AG seja sério e dê certo, muito certo!.

Veja Também:



A JAC Motors, o Brasil e os Veículos Elétricos


2014, The Quant e Was Certified by the German TÜV

Licença Creative Commons
Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.