Carros elétricos realmente poluem mais do que os carros a gasolina?

Bem-vindo de volta ao EV Myths Discharged, uma iniciativa do InsideEVs que se esforça para combater o bom combate contra a desinformação. Neste caso, a desinformação anti-EV. 

Estamos nos baseando principalmente na mídia social para encontrar fontes desses mitos, pois é lá que eles se espalham. Começamos abordando a noção de que, em caso de emergência, você está totalmente perdido se tiver um veículo elétrico. Desde então, após a passagem do furacão Beryl no Texas, vimos mais evidências de que os proprietários de veículos elétricos são os que se saem melhor em emergências.

Também escrevi sobre o mito de que a rede envelhecida e em dificuldades dos EUA implodirá se mudarmos para veículos elétricos em massa. A verdade, como se vê, é que o abandono da combustão interna é algo para o qual as empresas de energia elétrica estão se preparando há anos.

Desta vez, estamos nos aprofundando em algo um pouco mais amplo em termos de escopo: o impacto ambiental. Desde o início dos veículos elétricos, há uma acusação constante e incômoda de que eles são, na verdade, piores para o meio ambiente do que os carros que queimam combustíveis fósseis.

Conjunto de bateria de íon-lítio

O argumento geralmente é mais ou menos assim: Meu estado queima carvão para gerar eletricidade e, portanto, seu EV supostamente livre de emissões está, na verdade, queimando carvão! A gasolina é mais limpa para o meio ambiente do que o carvão, e os carros movidos a gasolina não precisam de baterias grandes e tóxicas, portanto, os carros movidos a gasolina são realmente melhores para o meio ambiente! Xeque-mate.

A acusação de que os veículos elétricos são negativos para o meio ambiente só tem ganhado volume ultimamente, e isso apesar de ir contra a verdade. Essa não é minha opinião, isso é algo que pode ser provado categoricamente e numericamente, o que tentarei fazer aqui.

Como se vê, é bastante simples calcular o impacto ambiental não apenas de um carro, mas também de sua bateria e do combustível que o alimenta, seja eletricidade ou combustível fóssil. 

A fabricação de veículos elétricos pode ser intensiva em carbono. Mas isso não é suficiente para compensar as emissões reduzidas de um carro elétrico.

Fornecimento e abastecimento de combustível

A capacidade de calcular essas descobertas se deve, em grande parte, à EPA, agência que publica informações abrangentes sobre as emissões de todos os carros disponíveis para venda nos EUA. Na verdade, a EPA tem sua própria calculadora que pode ser usada para verificar qualquer VE que você queira.

Com relação às emissões de veículos individuais, vou me basear na classificação de eficiência da EPA. Para um carro movido a gasolina, isso é relativamente fácil, pois a queima de um galão de gasolina emite a mesma quantidade de carbono em Kentucky e na Califórnia.

Com os veículos elétricos, é um pouco mais complicado porque a emissão efetiva de carbono de um veículo elétrico depende muito de onde ele obtém sua energia. Recarregue com algumas fontes de energia renováveis, como energia eólica ou solar, e seu veículo elétrico terá efetivamente zero emissões.

Mas, acredite ou não, mesmo em locais com uso mínimo de energias renováveis, os veículos elétricos ainda são mais limpos para o meio ambiente. Vamos analisar os números.

Locais

A localização é muito importante aqui, portanto, vou começar escolhendo dois lugares nos EUA continental, já que isso é mais relevante para a maioria das pessoas. E estou me baseando em dados do EPA Power Profiler, que possui dados abrangentes para todas as regiões dos EUA.

O primeiro local é Wisconsin, escolhido não por causa de seu amplo suprimento de queijo, mas porque fica na região leste da Midwest Reliability Organization. Esse é o nome de uma seção da rede elétrica americana, mas não uma seção qualquer.

Um detalhamento das fontes de energia elétrica por região de energia da EPA. Crédito: EPA

Essa área dos EUA obtém apenas 15,6% de sua energia de fontes renováveis. O restante vem de uma variedade de fontes de combustíveis fósseis, principalmente gás e carvão.

Agora, a parte mais eficiente dos EUA é o Alasca, que obtém quase 70% de sua energia de fontes renováveis (hidrelétricas, principalmente). Mas, como duvido que muitos de vocês estejam sintonizados na Última Fronteira, ficarei com Nova York, que tem as menores emissões de CO2 por megawatt-hora do que qualquer outra região dos EUA. 

A porcentagem de energia renovável para cada setor da rede. Crédito: EPA

Esses são os exemplos altos e baixos com os quais trabalharemos daqui para frente.

Carros

Em seguida, precisaremos de uma dupla de carros comparáveis para mostrar a diferença, um que queima gasolina e outro elétrons. Digamos que sejamos pessoas que gastam muito e queremos um sedã grande e luxuoso. Um Lucid Air parece muito bom e, como estamos comparando duas regiões onde há neve, provavelmente vamos querer tração nas quatro rodas. 

A Lucid Air.

Então, vamos escolher o Lucid Air Touring, uma versão com motor duplo, rodas de 19 polegadas e uma bateria de 92 kWh que oferece uma autonomia de 684 quilômetros e um consumo de 24 kWh a cada 161 quilômetros, segundo a EPA. Seu preço inicial é de US$ 78.900.

No lado da combustão, precisaremos de algo com tração nas quatro rodas. Ele também precisará ser rápido e luxuoso para realmente se comparar. Vamos usar o Audi S6, que, com 4,4 segundos para chegar aos 60, é substancialmente mais lento que o Lucid, mas seu preço sugerido de US$ 75.500 é muito bom.  

Um Audi S6 2024.

CO2 por quilômetro

Todos conhecem a eficiência de um carro em quilômetros por litro, e estamos cada vez mais familiarizados com quilômetros por kWh. Mas comparar os dois pode ser um pouco complicado.

Será muito mais fácil se reunirmos esses dois números em uma única métrica comparável. Como estamos falando de impacto ambiental, vamos trabalhar em gramas de emissão de CO2 por quilômetro.

Para começar, vamos calcular o Audi, já que esse é um número único, independentemente de onde você o dirige. A EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos) tem uma classificação combinada de 22 milhas por galão, o que equivale a 4,5 galões por 100 milhas, ou 0,045 galões por milha. Como um galão de gasolina emite 20 libras de CO2 quando queimado, estamos falando de aproximadamente 0,9 libras de CO2 por milha.

Só que isso não está totalmente correto. Isso ignora as emissões de CO2 envolvidas no transporte e na entrega desse combustível. De acordo com o Departamento de Energia dos Estados Unidos, isso adiciona cerca de 25%, o que significa que a emissão real e efetiva de carbono de um Audi S6 é de 1,125 libras de CO2 por milha.

Vamos converter esse valor para gramas por quilômetro:

1,125 libras por milha * 453.592 gramas/libra / 1.60934 quilômetros/milha = 317.08 gramas por quilômetro

Portanto, a emissão efetiva de CO2 do Audi S6 é de aproximadamente 317.08 gramas por quilômetro.

Um gráfico da EPA das taxas de emissões de carbono por setor de rede. Crédito: EPA

Agora, vamos dar uma olhada no Lucid, que, reconhecidamente, será mais complicado. O Lucid usa efetivamente 0,24 kWh por milhas. Em Nova York, com todas as suas energias renováveis, são 0,2746 libras de CO2 por kWh, o que equivale a aproximadamente 18,5 gramas de CO2 por quilômetro.

E quanto aos moradores de Wisconsin? Lá, a geração de energia é substancialmente mais suja, 1,4796 libras de CO2 por kWh. Isso equivale a aproximadamente 99,2 gramas de CO2 por quilômetro.

Mas ainda não terminamos. Consideramos o custo de transporte do combustível acima, portanto, precisamos considerar as perdas de transmissão aqui. De acordo com a Administração de Informações sobre Energia dos EUA, isso representa cerca de 5% desperdiçados na transmissão, portanto, os números reais são: aproximadamente 19,4 gramas de CO2 por quilômetro em Nova York e 104,2 gramas por quilômetro em Wisconsin.

Isso significa que, na pior das hipóteses, você está emitindo menos de um terço das emissões por quilômetro no Lucid. Isso mostra rapidamente que a noção de que os EVs são tão ruins quanto os carros porque estão efetivamente queimando carvão é completamente falsa.

Mas espere um pouco, tem mais nessa história.

Produção

Precisamos levar em conta também a fabricação. Sim, esses carros são praticamente do mesmo tamanho, mas apenas o Lucid tem uma bateria grande e há uma grande quantidade de CO2 emitida em sua montagem.

Quanto exatamente? Infelizmente, ninguém sabe, mas há muitas estimativas, que estão resumidas em detalhes no CarbonBrief. Em média, sua estimativa é de aproximadamente 220 libras (100 kg) de CO2 por kWh da bateria.

O Air, lembre-se, tem um conjunto de baterias de 92 kWh, o que significa que 20.240 libras de CO2 são geradas a partir da criação desse conjunto antes mesmo de você levá-lo para casa. 

Como você pode ver, a conversão revela que o processo de fabricação do conjunto de baterias de 92 kWh do Lucid Air gera aproximadamente 9.180 quilos de CO2.

Isso parece um déficit enorme, o tipo de coisa que o colocaria em uma dívida ambiental eterna ao dirigir, mas a realidade não é tão ruim assim. Lembre-se de que o Lucid está emitindo muito menos carbono por km.

Se você estiver dirigindo em WI, com base em nossos números acima, serão necessários aproximadamente 43.300 quilômetros para compensar a diferença. Considere que os americanos, em média, dirigem 21.670 quilômetros por ano, e isso significa que, mesmo que você faça apenas um leasing de dois anos, estará empatando em termos de CO2. Cada quilômetro que o carro percorre depois disso é um resultado positivo para o meio ambiente.

Dirigindo em Nova York? Esse número é reduzido para aproximadamente 30.830 quilômetros no total, ou cerca de um ano e meio de direção. E, se você seguir algumas das estimativas que mostram que a criação de baterias de veículos elétricos se tornará mais eficiente no futuro, esse número cai para menos de 12.900 quilômetros, ou menos de um ano de direção.

Agora, quero esclarecer uma coisa: a fabricação de veículos elétricos, especificamente motores elétricos e conjuntos de baterias, tem outras implicações ambientais desagradáveis, principalmente em relação à mineração e à reciclagem. Esse é um ponto extremamente importante e que muitas vezes é ignorado.

Não estamos ignorando isso aqui. Muito pelo contrário. Esse aspecto do impacto ambiental de um veículo elétrico é um tópico enorme por si só, portanto, trataremos dele na próxima vez. Fique ligado. Por enquanto, vamos nos concentrar no carbono.

Por que os veículos elétricos são tão eficientes

Portanto, mesmo que você more no pior lugar possível no território continental dos EUA, dirigir um carro elétrico é um resultado líquido positivo do ponto de vista de CO2. É claro que não está livre de emissões, mas mesmo que você dirija uma quantidade moderada, é um passo na direção certa.

Como isso é possível? Tudo se resume à eficiência relativa dos motores elétricos em relação aos motores de combustão. Embora alguns raros exemplos se saiam melhor, de acordo com a EPA, a eficiência média de um carro movido a gasolina é, na melhor das hipóteses, de 30%. Isso significa que para cada 10 galões de gasolina que você queima, 7 desses galões não fazem nada além de gerar calor, fumaça e ruído.  

Crédito: EPA

Eles são completamente desperdiçados, um fato que deveria incomodar absolutamente a todos nós, dado o preço da gasolina atualmente.

O veículo elétrico médio converte mais de 77% da energia elétrica da rede em energia para as rodas. Isso muda substancialmente a situação.

É claro que não podemos analisar apenas a eficiência do carro. Precisamos analisar a eficiência de onde ele obtém sua energia. Uma usina de energia moderna, como uma usina de gás de ciclo combinado, tem aproximadamente 70% de eficiência.

Isso significa que a eficiência líquida efetiva de um VE que usa eletricidade gerada por uma usina de gás natural moderna é de 54%, muito mais eficiente do que um carro movido a gasolina comum, mesmo sem levar em conta o custo ambiental de levar a gasolina até a bomba.

E se sua energia for proveniente do carvão? Bem, você terá uma eficiência bem menos excelente, de 33%. Mas, como até mesmo os piores estados obtêm apenas cerca de metade de sua energia do carvão, você ainda sairá ganhando, como mostra nossa matemática acima. 

Mas os veículos elétricos não se referem apenas à situação atual. As usinas termoelétricas a carvão estão sendo modernizadas ou desativadas em favor de usinas a gás natural mais eficientes. Ao mesmo tempo, o acesso às energias renováveis está aumentando exponencialmente. No próximo ano, o Estado de Nova York concluirá a linha Champlain Hudson Power Express, com 545 quilômetros de extensão, que trará 1.200 megawatts de energia renovável do Canadá diretamente para o coração da cidade de Nova York.

À medida que reduzimos nossas emissões de carbono na rede, o desempenho relativo de carbono de um veículo elétrico ficará cada vez melhor.

Se nos Estados Unidos o cenário é promissor olhando para o longo prazo com os carros elétricos se tornando cada vez amigáveis ao meio ambiente, no Brasil a situação é muito melhor. Aqui, onde as fontes renováveis respondem por cerca de 90% da geração de energia elétrica, os veículos elétricos fazem ainda mais sentido quando comparamos as emissões ao longo de toda a vida útil em relação aos equivalentes com motores a combustão. 

O futuro

Os veículos elétricos não são apenas para hoje. Eles também têm a ver com a criação de uma estrutura para o futuro. Se quisermos reduzir as emissões globais de carbono, precisamos começar a eliminar as fontes. Com cerca de 300 milhões de carros rodando nas ruas americanas, são muitas fontes.

Mudar nossa infraestrutura de transporte para veículos elétricos não elimina o problema, mas efetivamente o eleva um nível, simplificando as coisas. Agora, em vez de tentar consertar milhões de fontes, você pode se concentrar em continuar melhorando nosso fornecimento de energia.

Esse será um caminho longo e caro, mas, como você pode ver nos números acima, mesmo durante esse período de transição, deixar de usar um carro que desperdiça 70% da gasolina para fazer barulho e gerar calor já é um resultado líquido positivo.

Quando se trata de emissões de carbono, os veículos elétricos são melhores para o meio ambiente. Caso encerrado.

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