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Benefícios da fonte solar para a mobilidade elétrica

Muitos dos benefícios da mobilidade elétrica serão alcançados apenas com fontes renováveis de energia elétrica

Autor: 25 de junho de 2021Artigos técnicos
Benefícios da fonte solar para a mobilidade elétrica

Veículos elétricos são sustentáveis ou ambientalmente corretos? Ser sustentável significa, rigorosamente falando, não usar recursos naturais de forma a evitar sua exaustão. 

E ser ambientalmente correto significa, principalmente, não poluir o ar que respiramos e não contribuir para o aquecimento global, cuja causa é apontada como sendo a emissão desenfreada de gases para a atmosfera – uma realidade que começou a ser vivida com muita intensidade pelo nosso planeta na segunda metade do século passado.

Normalmente associamos veículos elétricos a algo limpo e sustentável, pois a motorização elétrica substitui parcial ou completamente os motores a combustão, supostamente cessando ou reduzindo a emissão de gases para a atmosfera e o uso de recursos fósseis não renováveis.

Os autores de (Goldin et al., 2014) apontam que nos Estados Unidos a maior fonte de poluição do ar é proveniente dos sistemas de transporte. Um estudo mostrou que no ano de 2006 os transportes foram responsáveis por 50% das emissões de monóxido de carbono, mais de 30% das emissões de óxidos de nitrogênio e aproximadamente 25% das emissões de hidrocarbonetos. 

Segundo observações realizadas no estudo apresentado por (Mwasilu et al., 2014), um veículo elétrico pode eliminar 600 kg de CO2 anualmente com o emprego de energia solar nas estações de recarga em locais de trabalho – ou seja, realizando carregamento diurno.  

Em países que utilizam ainda amplamente as fontes fósseis para a produção de eletricidade, a adoção da fonte solar integrada aos sistemas de recarga será a única maneira de frear a utilização de combustíveis fósseis à medida que a frota de veículos elétricos crescer. 

Sem a penetração massiva da energia solar fotovoltaica, em muitos países o consumo de combustíveis será apenas deslocado dos veículos para as centrais geradoras de eletricidade (Kurien, 2020) – desconstruindo a ideia da suposta vantagem ambiental da mobilidade elétrica.

Muitas controvérsias existem em torno do potencial da mobilidade elétrica de reduzir a emissão de gases do efeito estufa. Um estudo conduzido pelo American Council for an Energy Efficient Economy (Ye et al., 2015) mostrou que as emissões causadas por veículos elétricos seriam maiores que as dos veículos a combustão em locais onde mais de 80% do suprimento de eletricidade provém de usinas termelétricas a carvão, como é o caso da China e de alguns países europeus. 

Nos Estados Unidos o cenário seria semelhante, com veículos elétricos podendo causar danos ambientais maiores do que os causados pelos veículos a combustão na maior parte do território (Delmas et al., 2016).

Por essas razões, os benefícios da mobilidade elétrica serão alcançados apenas com a integração com fontes renováveis de energia elétrica. O aumento da frota mundial de veículos elétricos deve, necessariamente, ser acompanhado da inserção ampla de geração solar e eólica, entre outras renováveis, nas matrizes energéticas dos países.

São muitos os benefícios sociais, ambientais e econômicos proporcionados pela integração da energia fotovoltaica à transição da mobilidade a combustão para a elétrica (Erickson et al., 2017)  

Existem aspectos sociais relacionados à adoção de veículos elétricos abastecidos com energia solar. (Goldin et al., 2014) Um estudo conduzido por (Andrew & Qiu, 2016) mostrou que proprietários de veículos elétricos possuem mais interesse em fontes renováveis do que outras pessoas. 

Nos EUA, segundo a pesquisa, 50% dos proprietários de veículos elétricos possuem sistemas fotovoltaicos residenciais e 60% adquiriram veículos elétricos por razões ambientais. De fato, um estudo apresentado em (Delmas et al., 2016) mostra que a aquisição simultânea de veículos elétricos e sistemas fotovoltaicos por proprietários residenciais pode reduzir de forma significativa as emissões de carbono das residências norte-americanas. 

As investigações de (Andrew & Qiu, 2016) levam a crer que o uso da energia solar (e de outras fontes renováveis) no carregamento veicular deverá fazer parte das estratégias de companhias de eletricidade, fabricantes de veículos elétricos e empresas de serviços automotivos para atrair consumidores para a aquisição de veículos elétricos.

Além de tudo, a combinação de fontes renováveis e veículos elétricos pode trazer benefícios econômicos, como mostrou uma pesquisa apresentada em (Schepper et al., 2015), com um estudo de caso real. A eletrificação das frotas de veículos, a economia de combustível e a eletrificação de prédios com sistemas fotovoltaicos pode mostrar-se vantajosa para muitas empresas e também para pessoas físicas. 

Os autores de (Coffman et al., 2017) mostraram que o custo total de propriedade de um veículo elétrico, ao longo de toda a sua vida útil, em uma residência norte-americana dotada de um sistema fotovoltaico pode ser menor do que o custo obtido com um veículo a combustão de mesmo porte.

É inquestionável que a transição da mobilidade convencional para a mobilidade elétrica não será possível – sem um custo ambiental elevado – sem a adoção intensa de fontes renováveis, das quais a fotovoltaica é a principal representante, por sua facilidade de integrar-se aos ambientes urbanos onde estarão concentradas as frotas de veículos elétricos.

Já existem muitas pesquisas e experiências internacionais sobre a integração entre mobilidade elétrica e energias renováveis. Esse foi o assunto do artigo “Panorama sobre a integração de sistemas fotovoltaicos e estações de recarga veiculares”, que abordou a questão com um olhar técnico, publicado na Edição No. 4 da Revista Canal Solar [http://canalsolar.com.br/revista].

Nas próximas décadas pesquisas na academia e esforços na indústria devem ser direcionados para a melhoria de arquiteturas e sistemas de conversão de energia elétrica e para a elaboração de estratégias de gerenciamento de recarga e despacho de energia entre fontes e sistemas de armazenamento, visando ao aumento da eficiência e à redução dos custos operacionais dos veículos elétricos e das infraestruturas de recarga a eles associadas, priorizando sempre o uso de fontes renováveis.

A resposta para a pergunta do início deste artigo é “sim”, os veículos elétricos podem ser considerados sustentáveis e ambientalmente corretos (do ponto de vista da motorização) se forem acompanhados de fontes renováveis de energia – sendo a energia solar fotovoltaica a principal candidata para acompanhar a escalada mundial da mobilidade elétrica.  

Bibliografia

Andrew, I., & Qiu, Y. (2016). Economic and environmental impacts of providing renewable energy for electric vehicle charging – A choice experiment study. Applied Energy, 180, 256–268. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.07.121

Coffman, M., Bernstein, P., & Wee, S. (2017). Integrating electric vehicles and residential solar PV. Transport Policy, 53, 30–38. https://doi.org/10.1016/j.tranpol.2016.08.008

Delmas, M. A., Kahn, M. E., & Stephen, L. (2016). The Private and Social Consequences of Purchasing an Electric Vehicle and Solar Panels: Evidence from California. Research in Economics. https://doi.org/10.1016/j.rie.2016.12.002

Erickson, L. E., Robinson, J., Brase, G., & Cutsor, J. (2017). Solar Powered Charging Infrastructure for Electric Vehicles.

Goldin, E., Erickson, L., Natarajan, B., Brase, G., & Pahwa, A. (2014). Solar Powered Charge Stations for Electric Vehicles. 33(4). https://doi.org/10.1002/ep

Kurien, C. (2020). Emission control strategies for automotive engines with scope for deployment of solar based e-vehicle charging infrastructure. April 2019, 1–9. https://doi.org/10.1002/ep.13267

Mwasilu, F., Justo, J. J., Kim, E., Do, T. D., & Jung, J. (2014). Electric vehicles and smart grid interaction: A review on vehicle to grid and renewable energy sources integration. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34, 501–516. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.03.031

Novoa, L., & Brouwer, J. (2018). Dynamics of an integrated solar photovoltaic and battery storage nanogrid for electric vehicle charging. Journal of Power Sources, 399(July), 166–178. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.07.092

Schepper, E. De, Passel, S. Van, & Lizin, S. (2015). Economic bene fi ts of combining clean energy technologies: the case of solar photovoltaics and battery electric vehicles. March, 1109–1119. https://doi.org/10.1002/er

Ye, B., Jiang, J., Miao, L., Yang, P., Li, J., & Shen, B. (2015). Feasibility Study of a Solar-Powered Electric Vehicle Charging Station Model. September, 13265–13283. https://doi.org/10.3390/en81112368

Marcelo Villalva

Marcelo Villalva

Especialista em sistemas fotovoltaicos. Docente e pesquisador da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da UNICAMP. Coordenador do LESF - Laboratório de Energia e Sistemas Fotovoltaicos da UNICAMP. Autor do livro "Energia Solar Fotovoltaica - Conceitos e Aplicações".

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