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ALTERNATIVA PARA O BRASIL?ALTERNATIVA PARA O BRASIL?
Francisco E. B. NigroEscola Politécnica - USPRio de Janeiro, 01/06/10
Veículos Elétricos Híbridos a EtanolVeículos Elétricos Híbridos a Etanol
Escola Politécnica - USPEscola Politécnica - USP
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Sumário da Apresentação
1. Indicadores de Energia e Emissão de CO2
2. Importância de Transportes no Consumo Energético e Emissão de CO2
3.Eletrificação dos Veículos – EU, USA x BR4.Tendências de Desenvolvimento dos
Automóveis e Análise de Custo-Benefício5.Conclusões
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Emissão de CO2 por Unidade de Energia
BEN-2008; BEESP-2008 & IEA-2009
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Emissão de CO2 por PIB
BEN-2008; BEESP-2008 & IEA-2009
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Emissão de CO2 por Combustíveis Fósseis
(2007)- BRASIL
Emissão de CO2 por Setor BR - 343 Mt_CO2
Industrial31%
Transportes41%
Residencial5%
Comercial e Público
1%
Setor Energético17%
Agropecuário5%
BEN-2008
Calculado - dados BEN-2008
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Combustíveis no Transporte (2007)
Energéticos no Transporte BR - 57 Mtep
Gás Natural4% Etanol
15%
Gasolina25%
Diesel48%
Querosene5%
Biodiesel1%
Óleo Combustível2%
BEN-2008
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Veículos – Eletrificação: Veículos – Eletrificação: contexto globalcontexto global
Vantagens fundamentais: • Redução direta da emissão (local e global) dos veículos (inviável capturar CO2 no escape)• Aumento da eficiência de uso da energia no veículo• Possibilidade de sobrevivência da indústria automotiva de transporte individual como opção
Desafio:• Custo-benefício da alternativa é, atualmente e atualmente e em geralem geral, desfavorável para o usuário final e para a sociedade (tecnologiatecnologia e e mercadomercado)
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Veículos – Eletrificação:Veículos – Eletrificação: realidade Brasil realidade Brasil
Vantagens competitivas: • Energia elétrica de origem renovável• Tarifas públicas sobre energia são elevadas (possibilidade de subsidiar por algum tempo)
Desafios:• País importador de tecnologia automotiva (exceto, em parte, no uso de biocombustíveis, em veículos de baixo custo e ônibus)• Mercado limitado e de baixo poder aquisitivo (tecnologia barata e eficiência reduzida)
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Veículos Elétricos nos Estados Unidos
Subsídios – Energy Policy Act – 2005:Subsídios – Energy Policy Act – 2005: • Veículos híbridos de 2006 a 2010 possibilitam desconto de até US$ 3400 do IR (60.000 veículos de cada fabricante)• Híbridos “plug in” com bateria acima de 4 kWh permitem descontar do IR US$ [2500+417(Energia- 4kWh)], até um máximo de US$ 7500 (250.000 veículos por fabricante)• Califórnia reduz tributos estaduais de até US$ 5000, inclusive subsidia instalação elétrica domiciliar para carregamento
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130-10 g/km in 2015 and 95g/km in 2020
The Society of Motor Manufacturers and Traders “New Car CO2 Report 2010” March, 2010 - www.smmt.co.uk
Regulamentação de CORegulamentação de CO22 da União Européia da União Européia
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Automóveis Híbridos Elétricos - USAAutomóveis Híbridos Elétricos - USA Fração de Venda de Híbridos - USA
0.0%
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
2.5%
3.0%
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 atémarço
Penetração em nicho de mercado de carros potentes e mais caros, onde o custo da tecnologia pode ser absorvido (diferenciado)
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Penetração no Mercado de Automóveis
Dados: Fenabrave, US – Department of Transportation; ACEA
BRASIL EUROPA ESTADOS UNIDOSA Entrada(1.0L) Minicars MicrocarsB Pequenos/Compactos Small Subcompact/MiniC Médios Medium Small/CompactD Grandes Large Mid-SizeE Executivos Executive Full-SizeF Luxo Luxury Luxury
Segmentação do Mercado de Automóveis
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
A B C D E F
Classes
Fra
ção .
. BR
EU
USA
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Automóveis Híbridos ElétricosAutomóveis Híbridos Elétricos no Brasil no Brasil• Para avaliar os desafios já mencionados, diante da realidade brasileira, resolvemos rebater para o Brasil análises custo-benefício feitas para o mercado norte-americano, para um veículo classe C, gasolina (apresenta maior vantagem na redução total de CO2)
• Embora o mercado de automóveis valorize aspectos muito mais complexos do que análises custo-benefício, os “engenheiros” acreditam que essa análise é fundamental para avaliação real da alternativa, na etapa de pós-subsídios
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Automóveis - Motor de CombustãoAutomóveis - Motor de Combustão (realidade norte-americana)
The Boston Consulting Group - “The Comeback of the Electric Car?” - jan/2009
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Automóveis – EletrificaçãoAutomóveis – Eletrificação (realidade norte-americana)
The Boston Consulting Group - “The Comeback of the Electric Car?” - jan/2009
Flex with etanol
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Automóveis – PHEV - SimulaçõesAutomóveis – PHEV - Simulações
Parâmetros de Custo Adotados na Simulação:• Preço Veículo Convencional: US$ 17245 • Preço Veículo HEV: US$ 20029• Preço Veículo PHEV (8 kW.h): US$ 23709• Preço Veículo PHEV (16 kW.h): US$ 29338
Observe-se que os acréscimos de valor são significativamente menores que os projetados pelo BCG, mesmo para o ano de 2020, bem como os valores de consumo de combustível
Aymeric Rousseau (Argonne National Lab) et al.- ”Ïmpact of Real World Drive Cycles for PHEV Fuel Efficiency and Cost for Different Powertrain and Battery Characteristics" - EVS24 may/2009
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Automóveis – PHEV – SimulaçõesAutomóveis – PHEV – Simulações (110 ciclos reais usando o PSAT )
Aymeric Rousseau (Argonne National Lab) et al.- ”Ïmpact of Real World Drive Cycles for PHEV Fuel Efficiency and Cost for Different Powertrain and Battery Characteristics" - EVS24 may/2009
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Automóveis – PHEV - SimulaçõesAutomóveis – PHEV - Simulações
Aymeric Rousseau (Argonne National Lab) et al.- ”Ïmpact of Real World Drive Cycles for PHEV Fuel Efficiency and Cost for Different Powertrain and Battery Characteristics" - EVS24 may/2009
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Automóveis - BRASILAutomóveis - BRASIL
Condições de rebatimento para nossa realidade:Condições de rebatimento para nossa realidade:
• Preço Veículo: VBR(R$) ~ 3,7 X VUSA(US$)
• Mesma relação aplicada nos custos adicionais
• Preço Gasolina: GBR=2,44 R$/L ~ GUSA=0,76 US$/L
• Preço eletricidade residencial: ElBR=0,44 R$/kWh ~ ElUSA=0,10 US$/kWh
• Emissão de CO2 na geração de eletricidade (gCO2/kWh): 82g no BR contra 586g nos USA
• Não foi considerada qualquer taxa de desconto
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Automóveis - BRASILAutomóveis - BRASILEstimativa do Valor Médio da
Quilometragem Anual dos Veículos
Dados obtidos do “Inventário Nacional das Emissões por Veículos Automotores Rodoviários”- MMA março/2010
Quilometragem Média por Automóvel Novo
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20 25 30 35
Thousa
nds
Anos Calendário de Idade
Quilô
metr
os A
cum
ula
dos
...
0
5
10
15
20
25
Thousa
nds
Quilo
metr
agem
Anual
...
Acumulada
Anual
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Automóveis - BRASILAutomóveis - BRASIL
Hipóteses adicionais da análise custo-benefício:Hipóteses adicionais da análise custo-benefício:• Emissão da gasolina A (ARB) - 95,61 gCO2e/MJ • Emissão do etanol de cana incluindo “Mudanças Indiretas do Uso da Terra” – 38,2 gCO2e/MJ (15 em SP)• Consumo médio de gasolina C – 8,5L/100km• No cálculo do retorno obtido de cada tecnologia, foi atribuído o valor de R$ 180/t_CO2 evitada (em 2020) e um custo de poluentes locais de R$0,012/km (Externe)• Admitiu-se que os custos de manutenção não se alteram com a introdução das novas tecnologias• Os dados para as tecnologias elétricas vieram preferencialmente do trabalho do Argonne Lab• Face a realidade de sucesso da tecnologia flex, não se buscou calcular os benefícios econômicos para o usuário, mas somente para o ambiente
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Automóveis - BRASILAutomóveis - BRASIL
Relação “Vida Toda” indica o benefício potencial para Relação “Vida Toda” indica o benefício potencial para a sociedade. Já a relação “4,5 anos” busca comparar a sociedade. Já a relação “4,5 anos” busca comparar as alternativas da perspectiva do consumidor médioas alternativas da perspectiva do consumidor médio
Retorno pelo Investimento
01234567
Vida Toda
4,5 Anos
Valor da energia economizada e do
CO2 evitado dividido pelo valor
investido
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Automóveis - BRASILAutomóveis - BRASILObserve-se que:Observe-se que:• A alternativa Flex faz mais sentido que as demais quanto ao retorno pelo investimento • Das alternativas ligadas à eletrificação, a de veículo híbrido em 2020 (economia de energia) aparece como mais promissora. Aplicações de uso mais intenso poderiam ter retorno/ investimento favorável até para o usuário, desde que houvesse volume de mercado• Várias alternativas de aperfeiçoamento dos motores de combustão flex fazem sentido da perspectiva da sociedade, mas não do usuário médio (espaço para políticas públicas)
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Automóveis - BRASILAutomóveis - BRASILObserve-se que:Observe-se que:• A análise realizada supôs a penetração das diversas tecnologias em veículos utilizando gasolina Cgasolina C.• Quando se considera a penetração dos veículos flex no mercado e o uso médio de etanol no país, a emissão líquida de CO2 pela frota de veículos novos brasileira é cerca de 100 g/km (mudança de uso indireto da terra) ou 65 g/km (só direto). Tal fato reduz parte dos benefícios estimados pela modelagem para redução de CO2
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Caminhões e Ônibus - BRASILCaminhões e Ônibus - BRASIL• Caminhões de entrega e ônibus urbanos, pelos perfis de uso que aumentam a recuperação de energia na frenagem, são os principais candidatos a serem híbridos elétricos. • Caminhões de recolhimento de lixo, por já utilizarem sistemas hidráulicos poderão ser híbridos hidráulicos.• Nestes casos, as possíveis reduções das emissões de CO2 (95% do diesel é fóssil) e dos poluentes locais (cujo efeito na saúde pública é significativamente maior que o de veículos Otto com catalisador) deverão levar a relações custo-benefício mais favoráveis.
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Conclusões• Existe espaço para implantação de políticas públicas que incentivem os consumidores no sentido de beneficiarem a sociedade como um todo (impactos ambiental e econômico positivos)• Cada país prioriza suas ações de acordo com sua realidade. É importante escolher alternativas tecnológicas que tragam benefícios ambientais, e que façam sentido econômico para o país.• Das alternativas ligadas à eletrificação, a do veículo híbrido, pela característica de economia de energia, aparece como a mais promissora. É compatível com os biocombustíveis e pode possibilitar o avanço da tecnologia no país.
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO
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Preço dos Combustíveis
Preço de Combustíveis nos Postos em SP
0102030405060708090
100
Jan-03 Jan-04 Jan-05 Jan-06 Jan-07 Jan-08 Jan-09 Jan-10
R$/
GJ
.
GNVAEHCGasolina C