alternativa para o brasil? francisco e. b. nigro escola politécnica - usp rio de janeiro, 01/06/10...

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

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

Emissão de CO2 por Unidade de Energia

BEN-2008; BEESP-2008 & IEA-2009

Emissão de CO2 por PIB

BEN-2008; BEESP-2008 & IEA-2009

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

Combustíveis no Transporte (2007)

Energéticos no Transporte BR - 57 Mtep

Gás Natural4% Etanol

15%

Gasolina25%

Diesel48%

Querosene5%

Biodiesel1%

Óleo Combustível2%

BEN-2008

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)

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)

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

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

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)

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

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

Automóveis - Motor de CombustãoAutomóveis - Motor de Combustão (realidade norte-americana)

The Boston Consulting Group - “The Comeback of the Electric Car?” - jan/2009

Automóveis – EletrificaçãoAutomóveis – Eletrificação (realidade norte-americana)

The Boston Consulting Group - “The Comeback of the Electric Car?” - jan/2009

Flex with etanol

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

Automóveis – PHEV – SimulaçõesAutomóveis – PHEV – Simulações (110 ciclos reais usando o PSAT )


Automóveis – PHEV - SimulaçõesAutomóveis – PHEV - Simulações


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

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


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


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

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)

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

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.

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.

OBRIGADO PELA ATENÇÃO

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

alternativa para o brasil? francisco e. b. nigro escola politécnica - usp rio de janeiro, 01/06/10...

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