O Expresso de hoje (12/02/2011) noticia que em Portugal, adquiridos por particulares, já há... 2 automóveis eléctricos a circular!
Os felizes contemplados foram o Sr. Canova e o sr. Rapagão, que adquiriram 2 Mitsubishi MIEv, ligeiramente maiores que os Smart. Os veículos, que não pagam Imposto Automóvel, custaram cerca de 35 mil €, mas o subsídio de 5000€ anunciado pelo Governo, e que pagaria parte do IVA, afinal não foi recebido!!!...
Ao que parece, do Nissan Leaf não há para entrega. Terão esgotado a pré-série com o 1º Mnistro e alguns outros felizes contemplados?
O MIEV, apesar de um preço sem Imposto Automóvel quase igual ao de um BMW série 3 já com todos os impostos, tem 66.6 CV de potência mas, como pesa vazio 1150 Kg, leva 16 s para chegar dos 0 aos 100 km/h, tem uma velocidade máxima de 130 km/h e a sua bateria de 16 kWh dá-lhe uma autonomia (enquanto novo e em condições ideias de condução) de 150 km.
Esperemos que o sr. Rapagão e o sr. Canova dêm um dia destes um passeio pela A5, de modo a inaugurarem a rede de estações de carregamento de carros eléctricos em que Portugal "lidera" o mundo, já que, como previ aqui, tal rede corre o risco de cair de ferrugem antes de chegar a ter uso...
Ah, e esperemos que a EDP continue a fornecer a electricidade gratuitamente a estes automóveis nos próximos 10 anos, e que pelo contrário a gasolina continue a ter 60% do seu preço constituído por impostos, para que o Sr. Canova e o Sr. Rapagão continuem felizes. Mas já agora... quem é que paga a tal electricidade grátis fornecida aos Srs. Canova e Rapagão?
sábado, fevereiro 12, 2011
quinta-feira, fevereiro 03, 2011
O Templo climático e os sacrifícios humanos VS o projecto CLOUD no CERN
Em muitas civilizações antigas praticavam-se sacrifícios humanos.
Nas civilizações Azteca, Maia e Inca, são bem conhecidos os assassínios rituais (geralmente de crianças) como forma rotineira de influenciar a sorte da vida e em especial o clima, oferecendo aos Deuses. O filme Apocalipto popularizou o conhecimento dessas práticas.
Tendo ocorrido de forma tão generalizada em tantas regiões e comunidades humanas que não comunicavam entre si, ocorre pensar que há algo de universal na psicologia humana que promove a prática auto-sacrificial como forma de lidar com fenómenos catastróficos cuja causa se desconhece. Um extraordinário romance que li na adolescência descreve essa psicologia: "A um Deus desconhecido", de Steinbeck.
A personagem central, um farmer da Califórnia, desenvolve uma relação imaginária com os elementos da Natureza com que lida, elegendo uma árvore particular para representante do espírito que vai atribuindo a esses elementos e, no fim, arruinado por uma seca devastadora, abre os pulsos perante a árvore que escolhera como altar, num auto-sacrifício visando o regresso da chuva...
Pessoalmente penso que este tipo de pensamento mágico está muito mais disseminado entre nós do que se pensa, e que pode ser identificado em inúmeros negócios que o exploram como, num exemplo entre tantos outros, os produtos dietéticos (caros e de mau paladar) para quem precisa de emagrecer...
Ora vem isto tudo a propósito de me ocorrer que, também na questão do Aquecimento Global e das medidas auto-punitivas que certas correntes advogam para o "acalmar", se observa o mesmo tipo de pensamento mágico e de irracional sentimento de culpa que Steinbeck narrou no A um Deus desconhecido.
A questão é que, como já em tempos aqui notei a partir dos próprios relatórios do Painel climático Inter-governamental da ONU (IPCC), mesmo admitindo que o Aquecimento Global em curso resulta da emissão de Gases causadores de Efeito de Estufa, a parcela resultante das emissões pela produção mundial de energia eléctrica e pelos transportes rodoviários é de... apenas 20%! Só as emissões pelos incêndios florestais emitem tanto como todas as centrais eléctricas de combustíveis fósseis e todos os automóveis e camiões do mundo juntos!!!... e isto sem falar do mau uso do solo criado pela explosão demográfica!...
Neste contexto, como explicar o afã com que os ecotópicos nos procuram aterrorizar com degelos terminais e cheias apocalípticas, se nós e a Ásia não reduzirmos o consumo de energia e o uso do automóvel, a não ser pelo mesmo tipo de pensamento mágico e invocação auto-sacrifical pré-científicos?
Na verdade, ocorre-me que o verdadeiro terror que se instalou nos centros europeus donde emanam estas directivas não é o das tais cheias e dilúvios, mas sim o da... poluição asiática. Ou melhor: o do fim da Europa como centro do Mundo e o da emergência da Ásia que bem gostariam de ver voltar aos seus antigos consumos...!
E, contra isso, reagem com estes auto-sacrifícios de energia renovável caríssima e, se não reagirmos, em breve a medidas punitivas do uso do automóvel não-eléctrico (portanto, do automovel tout court...). Ideias para que tentaram arrastar o resto do Mundo em Copenhaga mas que, como era evidente aconteceria, a Ásia ignorou soberanamente!
Entretanto, recordo, tudo isto assenta no pressuposto de que o Aquecimento Global é o produto da emissão de Gases causadores de Efeito de Estufa, portanto de causas antropogénicas. Ora isto está longe de ser matéria científica inquestionável!
Sem me querer alongar sobre este tema, diria apenas que um reputadíssimo cientista, o Prof. Jan Veizer, Professor emérito de Geologia da Universidade de Otawa, um eslovaco de origem que fugiu aos 27 anos da Checoslováquia em 1968 e que mais tarde ganhou reputadíssimos prémios internacionais, tem ligado o seu trabalho geológico à estimativa da incidência de raios cósmicos de origem galáctica ao longo da História do planeta, e verificado correlações quase perfeitas entre essa radiação e a variação a longo prazo do clima, assim desafiando a perspectiva limitada do IPCC, que reduz tudo aos Gases de Efeito de Estufa (os quais, a propósito, não conseguem explicar as passadas Idades do Gelo ou o Clima tropical dos pólos no tempo dos dinossauros).
Um resumo em poucas linhas da perspectiva de Jan Veizer pode ser encontrado aqui, e um excelente artigo de 4 páginas seu, de 2009, aqui. Um outro artigo seu de 2005, mais "pesado", mostra como esta teoria pode explicar também as variações de temperatura dos últimos 4 biliões de anos, muito anteriores à própria existência da Humanidade.
Resumidamente: existe uma correlação inquestionável entre a intensidade da radiação cósmica que atinge a Terra e a respectiva temperatura, ao longo dos tempos. O que faz variar essa radiação cósmica, e como afecta ela a temperatura da Terra?
A fonte da radiação cósmica tem origem galáctica, e estima-se que a ocorrência de supernovas, assim como regiões de mais gás interestelar encontradas durante a rotação da galáxia (que tem um período de 200 milhões de anos) teriam um papel determinante na sua intensidade, mas a actividade variável do Sol e o campo magnético terrestre são cruciais na determinação de quanta dessa radiação atinge a Terra.
E como afecta a radiação cósmica o clima da Terra? Pois, isso ainda não se sabe ao certo, mas há uma teoria candidata: essa radiação ioniza moléculas de ar que por sua vez induzem a condensação da humidade atmosférica e a formação de nuvens, as quais reflectem a luz do Sol. Assim, quando aumenta a radiação cósmica que atinge a Terra, também aumenta a formação de nuvens, e com isso a Terra arrefece, acontecendo o contrário quando essa radiação diminiu, como está a acontecer desde há décadas (mas não na última década). 1% a 2% de diferença na taxa de formação de nuvens será suficiente para provocar grandes alterações climáticas.
Que falta para comprovar esta teoria? A prova experimental de que os raios cósmicos de alta energia podem, com efeito, induzir a condensação de humidade e a formação de nuvens.
E essa experiência é precisamente o objectivo do projecto CLOUD em preparação no CERN há já mais de uma década, mas de ensaios cruciais a realizar neste ano de 2011 e nos próximos. Toda a ideia subjacente pode ser lida aqui (a figura anexa mostra o equipamento para as experiências do CLOUD).
Os primeiros resultados foram apresentados há poucas semanas, mas, algo inexplicavelmente, ainda não são conhecidos.
De qualquer modo, os cientistas do CLOUD não negam que os Gases de Efeito de Estufa sejam um factor no Aquecimento Global; o que argumentam é que, pelo menos, não são o único factor! A redução da radiação cósmica terá no actual Aquecimento Global entre 45% e toda a responsabilidade, mas isso terá ainda de ser melhor contabilizado!...
Entretanto, os ataques furiosos e muitas vezes ad hominem que se desencadearam contra estes cientistas são de espantar! Ou talvez não...
É que, tal como nas antigas civilizações Maia, Azteca e Inca, ao medo do inexplicável e aos sacrifícios humanos vinha associado poder - o poder dos sacerdotes - assim o mesmo acontece com os líderes ecotópicos!
E, se não é difícil compreender que os sacerdotes Maias não gostariam de ver aparecer alguém a dizer que os sacrifícios humanos que eles executavam eram inúteis e que mais valia fazerem sistemas de irrigação que prevenissem a ocorrência de épocas de mais chuva ou de mais seca, também os novos sacerdotes do Templo climático se encarniçam por todos os meios contra o que possa ameaçar o poder político que conseguiram!
E, ao lado desses sacerdotes, estão todos os interesses instalados, tal como apoiando os sacerdotes Maias estariam os construtores de altares para sacrifícios, os afiadores das facas de execução e os caçadores de vítimas (como o filme Apocalipto romanceia)...
P.S.: a teoria de que a redução da radiação cósmica teria toda a responsabilidade no Aquecimento Global resulta da ideia de que as nuvens geradas pelo aquecimento planetário de origem humana teriam um feedback negativo no clima: o aquecimento de origem humana provocaria mais evaporação, mais nuvens, mas estas, ao reflectirem o Sol, tenderiam a arrefecer o planeta, assim contrariando o efeito humano sobre a Temperatura da Terra.
Mas, por toda a Antiguidade desde a Pré-História, praticaram-se sacrifícios humanos: Jeová pediu a Abraão que sacrificasse o próprio filho (tendo depois comutado o pedido no sacrifício de um carneiro), e a lenda diz que Cartago sacrificou todos os primogénitos quando soube que Cipião desembarcara com as suas legiões em África (os romanos, aliás, desprezavam profundamente a prática de sacrifícios humanos destes e outros "bárbaros", como os gauleses).
Nas civilizações que triunfaram, em regra as práticas de sacrifícios humanos acabaram nos primórdios (como no Egipto), mas na Índia regiões houve em que ainda se praticavam no sec. XIX, tal como em África em regiões não islamizadas nem cristianisadas.
Tendo ocorrido de forma tão generalizada em tantas regiões e comunidades humanas que não comunicavam entre si, ocorre pensar que há algo de universal na psicologia humana que promove a prática auto-sacrificial como forma de lidar com fenómenos catastróficos cuja causa se desconhece. Um extraordinário romance que li na adolescência descreve essa psicologia: "A um Deus desconhecido", de Steinbeck.
A personagem central, um farmer da Califórnia, desenvolve uma relação imaginária com os elementos da Natureza com que lida, elegendo uma árvore particular para representante do espírito que vai atribuindo a esses elementos e, no fim, arruinado por uma seca devastadora, abre os pulsos perante a árvore que escolhera como altar, num auto-sacrifício visando o regresso da chuva...
Pessoalmente penso que este tipo de pensamento mágico está muito mais disseminado entre nós do que se pensa, e que pode ser identificado em inúmeros negócios que o exploram como, num exemplo entre tantos outros, os produtos dietéticos (caros e de mau paladar) para quem precisa de emagrecer...
Ora vem isto tudo a propósito de me ocorrer que, também na questão do Aquecimento Global e das medidas auto-punitivas que certas correntes advogam para o "acalmar", se observa o mesmo tipo de pensamento mágico e de irracional sentimento de culpa que Steinbeck narrou no A um Deus desconhecido.
A questão é que, como já em tempos aqui notei a partir dos próprios relatórios do Painel climático Inter-governamental da ONU (IPCC), mesmo admitindo que o Aquecimento Global em curso resulta da emissão de Gases causadores de Efeito de Estufa, a parcela resultante das emissões pela produção mundial de energia eléctrica e pelos transportes rodoviários é de... apenas 20%! Só as emissões pelos incêndios florestais emitem tanto como todas as centrais eléctricas de combustíveis fósseis e todos os automóveis e camiões do mundo juntos!!!... e isto sem falar do mau uso do solo criado pela explosão demográfica!...
Neste contexto, como explicar o afã com que os ecotópicos nos procuram aterrorizar com degelos terminais e cheias apocalípticas, se nós e a Ásia não reduzirmos o consumo de energia e o uso do automóvel, a não ser pelo mesmo tipo de pensamento mágico e invocação auto-sacrifical pré-científicos?
Na verdade, ocorre-me que o verdadeiro terror que se instalou nos centros europeus donde emanam estas directivas não é o das tais cheias e dilúvios, mas sim o da... poluição asiática. Ou melhor: o do fim da Europa como centro do Mundo e o da emergência da Ásia que bem gostariam de ver voltar aos seus antigos consumos...!
E, contra isso, reagem com estes auto-sacrifícios de energia renovável caríssima e, se não reagirmos, em breve a medidas punitivas do uso do automóvel não-eléctrico (portanto, do automovel tout court...). Ideias para que tentaram arrastar o resto do Mundo em Copenhaga mas que, como era evidente aconteceria, a Ásia ignorou soberanamente!
Entretanto, recordo, tudo isto assenta no pressuposto de que o Aquecimento Global é o produto da emissão de Gases causadores de Efeito de Estufa, portanto de causas antropogénicas. Ora isto está longe de ser matéria científica inquestionável!
Sem me querer alongar sobre este tema, diria apenas que um reputadíssimo cientista, o Prof. Jan Veizer, Professor emérito de Geologia da Universidade de Otawa, um eslovaco de origem que fugiu aos 27 anos da Checoslováquia em 1968 e que mais tarde ganhou reputadíssimos prémios internacionais, tem ligado o seu trabalho geológico à estimativa da incidência de raios cósmicos de origem galáctica ao longo da História do planeta, e verificado correlações quase perfeitas entre essa radiação e a variação a longo prazo do clima, assim desafiando a perspectiva limitada do IPCC, que reduz tudo aos Gases de Efeito de Estufa (os quais, a propósito, não conseguem explicar as passadas Idades do Gelo ou o Clima tropical dos pólos no tempo dos dinossauros).
Um resumo em poucas linhas da perspectiva de Jan Veizer pode ser encontrado aqui, e um excelente artigo de 4 páginas seu, de 2009, aqui. Um outro artigo seu de 2005, mais "pesado", mostra como esta teoria pode explicar também as variações de temperatura dos últimos 4 biliões de anos, muito anteriores à própria existência da Humanidade.
Resumidamente: existe uma correlação inquestionável entre a intensidade da radiação cósmica que atinge a Terra e a respectiva temperatura, ao longo dos tempos. O que faz variar essa radiação cósmica, e como afecta ela a temperatura da Terra?
A fonte da radiação cósmica tem origem galáctica, e estima-se que a ocorrência de supernovas, assim como regiões de mais gás interestelar encontradas durante a rotação da galáxia (que tem um período de 200 milhões de anos) teriam um papel determinante na sua intensidade, mas a actividade variável do Sol e o campo magnético terrestre são cruciais na determinação de quanta dessa radiação atinge a Terra.
E como afecta a radiação cósmica o clima da Terra? Pois, isso ainda não se sabe ao certo, mas há uma teoria candidata: essa radiação ioniza moléculas de ar que por sua vez induzem a condensação da humidade atmosférica e a formação de nuvens, as quais reflectem a luz do Sol. Assim, quando aumenta a radiação cósmica que atinge a Terra, também aumenta a formação de nuvens, e com isso a Terra arrefece, acontecendo o contrário quando essa radiação diminiu, como está a acontecer desde há décadas (mas não na última década). 1% a 2% de diferença na taxa de formação de nuvens será suficiente para provocar grandes alterações climáticas.
Que falta para comprovar esta teoria? A prova experimental de que os raios cósmicos de alta energia podem, com efeito, induzir a condensação de humidade e a formação de nuvens.
E essa experiência é precisamente o objectivo do projecto CLOUD em preparação no CERN há já mais de uma década, mas de ensaios cruciais a realizar neste ano de 2011 e nos próximos. Toda a ideia subjacente pode ser lida aqui (a figura anexa mostra o equipamento para as experiências do CLOUD).
De qualquer modo, os cientistas do CLOUD não negam que os Gases de Efeito de Estufa sejam um factor no Aquecimento Global; o que argumentam é que, pelo menos, não são o único factor! A redução da radiação cósmica terá no actual Aquecimento Global entre 45% e toda a responsabilidade, mas isso terá ainda de ser melhor contabilizado!...
Entretanto, os ataques furiosos e muitas vezes ad hominem que se desencadearam contra estes cientistas são de espantar! Ou talvez não...
É que, tal como nas antigas civilizações Maia, Azteca e Inca, ao medo do inexplicável e aos sacrifícios humanos vinha associado poder - o poder dos sacerdotes - assim o mesmo acontece com os líderes ecotópicos!
E, se não é difícil compreender que os sacerdotes Maias não gostariam de ver aparecer alguém a dizer que os sacrifícios humanos que eles executavam eram inúteis e que mais valia fazerem sistemas de irrigação que prevenissem a ocorrência de épocas de mais chuva ou de mais seca, também os novos sacerdotes do Templo climático se encarniçam por todos os meios contra o que possa ameaçar o poder político que conseguiram!
E, ao lado desses sacerdotes, estão todos os interesses instalados, tal como apoiando os sacerdotes Maias estariam os construtores de altares para sacrifícios, os afiadores das facas de execução e os caçadores de vítimas (como o filme Apocalipto romanceia)...
P.S.: a teoria de que a redução da radiação cósmica teria toda a responsabilidade no Aquecimento Global resulta da ideia de que as nuvens geradas pelo aquecimento planetário de origem humana teriam um feedback negativo no clima: o aquecimento de origem humana provocaria mais evaporação, mais nuvens, mas estas, ao reflectirem o Sol, tenderiam a arrefecer o planeta, assim contrariando o efeito humano sobre a Temperatura da Terra.
terça-feira, fevereiro 01, 2011
Porque não haverá tão cedo automóveis puramente eléctricos mas sim híbridos
Conforme já mostrei aqui repetidamente, o cálculo fiscalmente neutro mostra que o custo do consumo de energia dos automóveis eléctricos e dos a gasolina híbridos, aos custos actuais da electricidade e da gasolina, sem impostos nem preços políticos, é sensivelmente o mesmo.
Por isso, quando alguns visualizam um futuro em que o custo fixo de aquisição dos automóveis será determinante, requerendo novas filosofias de investimento, aparentam raciocinar brilhantemente mas, na verdade, assentam num pressuposto falacioso: o de que o custo variável, de energia, do automóvel eléctrico, será muito inferior ao dos seus concorrentes com motor de combustão!
Ora isso só é verdade hoje em dia devido à distorção fiscal dos preços da gasolina e da electricidade, o que seguramente não será sustentável se os automóveis eléctricos substituirem os outros.
E, sendo assim, é também errado pensar que o custo fixo dos automóveis eléctricos se manterá no futuro tão alto como é hoje. Que, presentemente, esse elevado custo inviabiliza de todo a competitividade do automóvel eléctrico, é reconhecido por todas as instituições internacionais responsáveis, mas o custo das baterias, que são as principais responsáveis por isso, há-de baixar. Lentamente, com grande probabilidade, mas baixará...
E, por isso, as previsões futuristas que ignoram esta inevitável dialéctica (respectivamente da fiscalidade sobre a energia mas também da evolução tecnológica das baterias) são conceptualmente pobres: "mecanicistas", assim lhes chamariam alguns...
Porém, o que hoje pretendo acrescentar a este debate de surdos é algo de concreto: uma revisão do estado da arte da tecnologia das baterias de iões de lítio para automóveis.
O 1º problema das baterias de iões de lítio é a... segurança! Citando o artigo do IEEE:
"Remember 2006's vivid videos of flaming laptops? Nobody was hurt, but the resulting recall of millions of lithium-ion batteries was a black eye for Sony and other major vendors. If a lithium-ion powered minivan carrying a family were to burst into flames, the resulting fiasco could set the industry back a decade. ...
Safety is key, and it all comes down to preventing fires and explosions.
These catastrophes happen when a cell shorts out, gets hot, and starts an exothermic oxidizing reaction that kicks the temperature to hundreds of degrees Celsius in a fraction of a second. The heat then shorts out adjacent cells to produce a runaway thermal reaction that can be spectacular (just ask Sony). And, unlike a gasoline fire, the conflagration can’t be smothered, because it gets oxygen from the cell’s intrinsic chemistry. Of course, the more cells there are in a battery pack, the greater the chance of a problem. Although it’s clear that impurities introduced during manufacturing are largely to blame, the mechanism remains unclear."
Para compreender os dilemas envolvidos na tecnologia destas baterias, convém começar por saber algo sobre a respectiva química:
"Like any battery cell, this one has two electrodes sitting in an ion-rich solution, the electrolyte. The electrodes are typically very close, so a polymer film, called a separator, prevents contact and a possible short circuit. A switched external circuit connects the electrodes to draw power, and the electrochemical reaction begins.
Ionized elements in the anode - in this case, including lithium - are tugged by the electric potential that is inherent in their chemical relation to elements in the opposing electrode, the cathode. The ions move through the electrolyte and the separator. Those arriving at the cathode give up electrons; those coming to the anode accept them. Electrons travel through the external circuit, producing a flow of charge complementary to the flow of ions. During recharge, current is forced into the cell, reversing the process.
Cell shapes vary widely, from thin discs hardly larger than a pinhead to high-power specimens the size of a small fire extinguisher. The consensus view in the auto industry is that battery packs will consist of up to 100 large-format cells of 20 to 50 ampere-hours apiece - each cell perhaps 50 millimeters wide and 200 mm long - grouped into modules that include sensors and electronics. The modules feed data to an electronic battery management system, which performs the crucial function of enabling cells of varying power and voltage to work together as a unit.
The Tesla alternative, packaging thousands of inexpensive commodity cells, requires far more sensors and control software than would be practical for mass-market vehicles.
There is no one lithium-ion battery. Several chemical designs compete, each with advantages and drawbacks. ...
The anode is typically made of graphite, but the cathode composition varies widely from design to design, and as much as any other factor it determines a battery’s capacity.
The critical feature is the rate at which the cathode can absorb and emit free lithium ions; this parameter in turn largely determines the power density.
Each of several competing cathode materials has a different mix of cost, durability, susceptibility to temperature, and so forth. Cobalt is more reactive than nickel or manganese, meaning it offers high electrical potential when paired with graphite anodes, permitting higher voltage. However, cobalt, like nickel, is expensive.
Manganese is cheaper, but it is slightly soluble in electrolytes - which means a shorter useful life".
E, dado este dilema entre o alto preço do cobalto e a fraca duração do manganês, as opções presentemente em disputa e em Investigação abarcam:
"Cobalt dioxide is the most popular choice today for small cells. It has been on the market for 15 years, so it is proven and its costs are known. It has high electrical potential and the highest energy density - up to 600 Wh/kg. On the other hand, when fully charged, it is the most prone of all the cathode alternatives to oxidation and subsequent thermal runaway. Its internal impedance - the extent to which it ”pushes back” against an alternating current - also increases with both calendar time and cycling. Cobalt dioxide cells are manufactured by dozens of Chinese, Japanese, and South Korean companies.
Nickel-cobalt-manganese is somewhat easier to make. Substituting nickel and manganese for some of the cobalt raises the electrical potential only slightly, but it’s enough to let manufacturers tune the cell either for higher power or for greater energy density, though not both at the same time. (Remember that total energy determines the vehicle’s range, whereas available power determines its acceleration.) It is susceptible to thermal runaway, though less so than cobalt dioxide. Its long-term durability is still unclear, and nickel and manganese are both pricey at the moment. Manufacturers include Hitachi, Panasonic, and Sanyo.
Nickel-cobalt-aluminum is similar, with lower-cost aluminum replacing the manganese. Companies manufacturing NCA cells include Toyota and Johnson Controls–Saft, a joint venture between a Milwaukee company and a French firm.
Manganese oxide spinel offers higher power at a lower cost than cobalt, because its three-dimensional crystalline structure provides more surface area, permitting more ion flow between the electrodes. The drawback is an energy density only slightly better than 450 Wh/kg. GS Yuasa, LG Chem, NEC-Lamilion Energy, and Samsung offer cells with such cathodes.
Iron phosphate may well be the most promising new cathode, thanks to its stability and safety. ...The compound is inexpensive, and because the bonds between the iron, phosphate, and oxygen atoms are far stronger than those between cobalt and oxygen atoms, the oxygen is much harder to detach when overcharged. Therefore, when it fails, it does so without overheating.
Unfortunately, however, iron phosphate doesn’t conduct well; to compensate, engineers have to add dopants. Even then, the cells work at a lower voltage than cobalt, so more of them must be chained together to drive a motor. That means iron phosphate battery packs need more interconnections and sensors to control the system.
One way around that problem is A123’s use of nanostructures in the cathode. This proprietary method produces better power and longer life than earlier generations of iron phosphate cells, says Andy Chu, a researcher at A123.
As phosphate molecules in the cathode acquire and give off lithium atoms - undergoing lithiation and delithiation - the phase boundary between the two states shifts, just as the boundary between cold water and ice does during freezing. In A123’s nanostructures, the molecular lattices of the two states are structurally more similar to each other than in other phosphate cells, so atoms need less time to rearrange themselves. That means lithiation can proceed faster, delivering more power.
Moreover, because the lattice spacing of the two phases is closer, the physical stress on the cell is reduced, especially in deep discharge and charge. The cells should thus last longer....
One shadow hanging over iron phosphate chemistries is the extent of the coverage of patents for work done by the pioneering researcher in the field, John Goodenough, now of the University of Texas at Austin. A123 insists that its work does not violate the patents. Gaia, on the other hand, purchases only materials manufactured under license to the patent owner.
Como se vê, as várias alternativas à constituição dos cátodos das baterias de iões de lítio defontam-se com os problemas da segurança, da potência, do peso, da durabilidade e do custo dos materiais. Uma opção que é melhor num aspecto é pior nos outros, e o problema continua sem solução satisfatória - além de que só depois de se usarem por vários anos se saberá quanto duram ao certo as baterias...!
E, finalmente, vem o problema do preço:
"At the moment, 12-V lead-acid batteries cost US $40 to $50 per kWh. Nickel-cadmium and nickel-metal-hydride cells for portable electronics cost $350/kWh; lithium-ion cells for the same market go for $450/kWh. Move to hybrid vehicles, though, and the price for longer-lived, more rugged nickel-metal-hydride batteries shoots up to about $700/kWh. That’s more than double the $300 target set by the U.S. Advanced Battery Consortium for automotive lithium-ion packs.
Manufacturers expect to reach that target by 2015, but in the earlier stages of production the price will likely be several times higher. How low must the price fall before a manufacturer will commit to even a low-volume purchase? No one will say, though every manufacturer surely has a threshold in mind.
World politics plays a role in some of those costs, especially prices of the raw materials. Lithium is not a ”strategic metal,” unlike nickel - whose price is surging as demand for stainless steel grows - so the cost of the metal per kilowatt-hour is lower for lithium than for nickel-metal-hydride. Right now, Chile and Argentina supply much of the world’s lithium carbonate, but Bolivia and China also have large reserves.
No automaker wants to depend on a supplier in a distant land, especially one whose loyalties lie with a competitor. Take Ford: it purchased nickel-metal-hydride battery packs for its Escape Hybrid SUV from Japan’s Sanyo Electric Co., which had developed them for Toyota. But if battery supplies get tight, Sanyo’s ties to Toyota surely will outweigh Ford’s needs."
Neste estado das coisas, que construtor honesto de automóveis, com pretensões estratégicas de não comprometer a sua imagem no mercado, tentará convencer os clientes a arriscarem a compra de automóveis eléctricos?
Só os fabricantes cuja sobrevivência há muito que está ameaçada ou mesmo comprometida e que precisam desesperadamente de protecção política, como a falida Nissan (comprada pela Renault) e todos os construtores americanos!
Porém, como notei aqui, o motor a gasolina tem um rendimento menor que o Diesel, e a solução ideal, em termos de economia no consumo, seria o Diesel híbrido.
O Diesel híbrido requer uma tecnologia mais complicada que a do a gasolina híbrido, mas a Peuget desenvolveu uma engenhosa solução já em comercialização, que consegue reduzir o consumo em perto de 1/3 relativamente ao Diesel tradicional, para uns anunciados 3,8 l/100 km. O automóvel tem 200 CV e este consumo (o real deve andar pelos 4,5l/100 km) não é melhor que o do Toyota Prius, que consome gasolina, mais cara entre nós que o gasóleo mas apenas por razões fiscais, visto a gasolina ser 10% mais pobre em energia e também mais barata antes de impostos que o gasóleo.
Mas os aperfeiçoamentos prosseguem e, mais inovadora que a Peugeot, também a Volvo anuncia para 2012 um Diesel híbrido de alto rendimento e carregável electricamente, o V60, com um consumo anunciado de 1,9 l/100 km.
Ao contrário do 3008 da Peugeot, este Diesel híbrido já traz uma bateria de iões de lítio capaz de assegurar uma autonomia puramente eléctrica de 50 km, e que pode ser carregada ligando-a à tomada ("Plug-in"). Mas trata-se ainda de um automóvel de mais de 200 CV e que, com a capacidade anunciada para a bateria, não poderá ser barato!...
Ora há já cerca de pelo menos uma década que a VW vem desenvolvendo um conceito de automóvel Diesel híbrido de baixo peso e pequena potência, 48 CV (afinal a mesma que tinham a maior parte dos pequenos utilitários nos anos 80, antes do petróleo ter embaretecido novamente a seguir ao 2º choque petrolífero). Conjugando um baixo peso e potência com um inovador motor Diesel muito pequeno de apenas 2 cilindros e 800 cm3, este conceito alega atingir um consumo inferior a... 1 litro/100 km!
Ultimamente a aposta da VW neste projecto ganhou nova alma, e a VW acaba de apresentar um protótipo de entrada no mercado também anunciado para 2012, mostrando aliás com isto que não tem a confiança no futuro do automóvel eléctrico puro que alguns advogados seus anunciam.
Também com baterias de iões de lítio carregáveis "plug-in", a autonomia em modo puramente eléctrico é de cerca de 35 km, de que convirá não usar mais de metade para lograr uma razoável longevidade da bateria, o que sendo suficente para alguns circuitos urbanos permite antever um preço razoável para este automóvel. Ensaios recentes por especialistas independentes mostraram satisfação com a condução do Xl1, cujo depósito de combustível apenas comporta 10 litros.
Infelizmente e apesar da importância da Auto-Europa nas exportações portuguesas, não há notícia de qualquer participação nacional neste desenvolvimento...
E certamente a evolução irá sendo feita a partir destes híbridos carregáveis electricamente.
À medida que o petróleo for encarecendo e a tecnologia de baterias se for aperfeiçoando, os condutores usarão crescentemente as baterias carregadas a partir da rede eléctrica para os seus percursos e menos o motor de combustão, mas dispondo sempre deste, mesmo que só como reserva do eléctrico, para lhes proporcionar a necessária autonomia quando dela precisarem.
Um dia distante virá talvez que as baterias sejam já tão desenvolvidas que dispensem a própria existência do motor a combustão auxiliar. Mas, a prazo de décadas, qualquer previsão é altamente especulativa: pode ser que dentro de 20 ou 30 anos os aviões gigantes e os TGV tenham tornado as viagens mais longas tão baratas que não se justifique usar o automóvel para distâncias, por exemplo, superiores a 300 km (como de certo modo já acontece nos EUA), o que reduzirá a importância da questão da autonomia. E pode também acontecer qualquer invenção inimaginável que mude todo o contexto desta especulação, como por exemplo o uso em massa de biodiesel em híbridos com consumos de 1 ou 2 litros/100 km, ou confirmar-se que o aquecimento global resulta afinal em grande parte de variações naturais da intensidade da radiação cósmica celeste...
Seja como for, só a solução híbrida permite ganhar o tempo que for preciso para que o desenvolvimento da tecnologia de baterias siga o seu curso sem se ter de forçar os consumidores a perderem o extraordinário bem que o automóvel lhes trouxe: a liberdade de movimento!
Por isso, quando alguns visualizam um futuro em que o custo fixo de aquisição dos automóveis será determinante, requerendo novas filosofias de investimento, aparentam raciocinar brilhantemente mas, na verdade, assentam num pressuposto falacioso: o de que o custo variável, de energia, do automóvel eléctrico, será muito inferior ao dos seus concorrentes com motor de combustão!
Ora isso só é verdade hoje em dia devido à distorção fiscal dos preços da gasolina e da electricidade, o que seguramente não será sustentável se os automóveis eléctricos substituirem os outros.
E, sendo assim, é também errado pensar que o custo fixo dos automóveis eléctricos se manterá no futuro tão alto como é hoje. Que, presentemente, esse elevado custo inviabiliza de todo a competitividade do automóvel eléctrico, é reconhecido por todas as instituições internacionais responsáveis, mas o custo das baterias, que são as principais responsáveis por isso, há-de baixar. Lentamente, com grande probabilidade, mas baixará...
E, por isso, as previsões futuristas que ignoram esta inevitável dialéctica (respectivamente da fiscalidade sobre a energia mas também da evolução tecnológica das baterias) são conceptualmente pobres: "mecanicistas", assim lhes chamariam alguns...
Porém, o que hoje pretendo acrescentar a este debate de surdos é algo de concreto: uma revisão do estado da arte da tecnologia das baterias de iões de lítio para automóveis.
- O estado da tecnologia das baterias de iões de lítio
O 1º problema das baterias de iões de lítio é a... segurança! Citando o artigo do IEEE:
"Remember 2006's vivid videos of flaming laptops? Nobody was hurt, but the resulting recall of millions of lithium-ion batteries was a black eye for Sony and other major vendors. If a lithium-ion powered minivan carrying a family were to burst into flames, the resulting fiasco could set the industry back a decade. ...
Safety is key, and it all comes down to preventing fires and explosions.
These catastrophes happen when a cell shorts out, gets hot, and starts an exothermic oxidizing reaction that kicks the temperature to hundreds of degrees Celsius in a fraction of a second. The heat then shorts out adjacent cells to produce a runaway thermal reaction that can be spectacular (just ask Sony). And, unlike a gasoline fire, the conflagration can’t be smothered, because it gets oxygen from the cell’s intrinsic chemistry. Of course, the more cells there are in a battery pack, the greater the chance of a problem. Although it’s clear that impurities introduced during manufacturing are largely to blame, the mechanism remains unclear."
Para compreender os dilemas envolvidos na tecnologia destas baterias, convém começar por saber algo sobre a respectiva química:
"Like any battery cell, this one has two electrodes sitting in an ion-rich solution, the electrolyte. The electrodes are typically very close, so a polymer film, called a separator, prevents contact and a possible short circuit. A switched external circuit connects the electrodes to draw power, and the electrochemical reaction begins.
Ionized elements in the anode - in this case, including lithium - are tugged by the electric potential that is inherent in their chemical relation to elements in the opposing electrode, the cathode. The ions move through the electrolyte and the separator. Those arriving at the cathode give up electrons; those coming to the anode accept them. Electrons travel through the external circuit, producing a flow of charge complementary to the flow of ions. During recharge, current is forced into the cell, reversing the process.
Cell shapes vary widely, from thin discs hardly larger than a pinhead to high-power specimens the size of a small fire extinguisher. The consensus view in the auto industry is that battery packs will consist of up to 100 large-format cells of 20 to 50 ampere-hours apiece - each cell perhaps 50 millimeters wide and 200 mm long - grouped into modules that include sensors and electronics. The modules feed data to an electronic battery management system, which performs the crucial function of enabling cells of varying power and voltage to work together as a unit.
The Tesla alternative, packaging thousands of inexpensive commodity cells, requires far more sensors and control software than would be practical for mass-market vehicles.
There is no one lithium-ion battery. Several chemical designs compete, each with advantages and drawbacks. ...
The anode is typically made of graphite, but the cathode composition varies widely from design to design, and as much as any other factor it determines a battery’s capacity.
The critical feature is the rate at which the cathode can absorb and emit free lithium ions; this parameter in turn largely determines the power density.
Each of several competing cathode materials has a different mix of cost, durability, susceptibility to temperature, and so forth. Cobalt is more reactive than nickel or manganese, meaning it offers high electrical potential when paired with graphite anodes, permitting higher voltage. However, cobalt, like nickel, is expensive.
Manganese is cheaper, but it is slightly soluble in electrolytes - which means a shorter useful life".
E, dado este dilema entre o alto preço do cobalto e a fraca duração do manganês, as opções presentemente em disputa e em Investigação abarcam:
"Cobalt dioxide is the most popular choice today for small cells. It has been on the market for 15 years, so it is proven and its costs are known. It has high electrical potential and the highest energy density - up to 600 Wh/kg. On the other hand, when fully charged, it is the most prone of all the cathode alternatives to oxidation and subsequent thermal runaway. Its internal impedance - the extent to which it ”pushes back” against an alternating current - also increases with both calendar time and cycling. Cobalt dioxide cells are manufactured by dozens of Chinese, Japanese, and South Korean companies.
Nickel-cobalt-manganese is somewhat easier to make. Substituting nickel and manganese for some of the cobalt raises the electrical potential only slightly, but it’s enough to let manufacturers tune the cell either for higher power or for greater energy density, though not both at the same time. (Remember that total energy determines the vehicle’s range, whereas available power determines its acceleration.) It is susceptible to thermal runaway, though less so than cobalt dioxide. Its long-term durability is still unclear, and nickel and manganese are both pricey at the moment. Manufacturers include Hitachi, Panasonic, and Sanyo.
Nickel-cobalt-aluminum is similar, with lower-cost aluminum replacing the manganese. Companies manufacturing NCA cells include Toyota and Johnson Controls–Saft, a joint venture between a Milwaukee company and a French firm.
Manganese oxide spinel offers higher power at a lower cost than cobalt, because its three-dimensional crystalline structure provides more surface area, permitting more ion flow between the electrodes. The drawback is an energy density only slightly better than 450 Wh/kg. GS Yuasa, LG Chem, NEC-Lamilion Energy, and Samsung offer cells with such cathodes.
Iron phosphate may well be the most promising new cathode, thanks to its stability and safety. ...The compound is inexpensive, and because the bonds between the iron, phosphate, and oxygen atoms are far stronger than those between cobalt and oxygen atoms, the oxygen is much harder to detach when overcharged. Therefore, when it fails, it does so without overheating.
Unfortunately, however, iron phosphate doesn’t conduct well; to compensate, engineers have to add dopants. Even then, the cells work at a lower voltage than cobalt, so more of them must be chained together to drive a motor. That means iron phosphate battery packs need more interconnections and sensors to control the system.
One way around that problem is A123’s use of nanostructures in the cathode. This proprietary method produces better power and longer life than earlier generations of iron phosphate cells, says Andy Chu, a researcher at A123.
As phosphate molecules in the cathode acquire and give off lithium atoms - undergoing lithiation and delithiation - the phase boundary between the two states shifts, just as the boundary between cold water and ice does during freezing. In A123’s nanostructures, the molecular lattices of the two states are structurally more similar to each other than in other phosphate cells, so atoms need less time to rearrange themselves. That means lithiation can proceed faster, delivering more power.
Moreover, because the lattice spacing of the two phases is closer, the physical stress on the cell is reduced, especially in deep discharge and charge. The cells should thus last longer....
One shadow hanging over iron phosphate chemistries is the extent of the coverage of patents for work done by the pioneering researcher in the field, John Goodenough, now of the University of Texas at Austin. A123 insists that its work does not violate the patents. Gaia, on the other hand, purchases only materials manufactured under license to the patent owner.
One characteristic flaw of lithium-ion batteries, anode plating, comes when a recharging cell dumps lithium ions faster than the anode can absorb them. This problem can be caused either by low temperatures, which slow the rate of diffusion, or by overcharging, which slows the rate of absorption. One of the jobs of the battery management system is to keep overcharging from ever happening.
Plating is bad for a number of reasons, particularly because it further reduces absorption, increasing the concentration of carbon ions until they begin to react with the oxygen in the electrolyte. The oxidation - equivalent to that in a burning lump of coal - creates a lot of heat, which in turn increases the rate of deposition.
A123 says its carbon anode combines the high rate of charging provided by graphitic carbon with the long life of nongraphitic types. It won’t give details of its proprietary formulation, saying only that it fine-tunes the size and structure of the particles.
Altair Nanotechnologies of Reno, Nev., wards off plating by coupling standard cobalt oxide cathodes with anodes made of lithium titanate spinel rather than graphite. The spinel won’t react with oxygen, and it also charges fast and lasts long. However, the energy density - at the current, early stage of development - is only half that of standard cobalt cells, and it is little better than that of nickel-metal-hydride cells.
The second-toughest problem after thermal runaway is limited life span, as measured by both the calendar and the number of charge-discharge cycles. A123’s Fulop says the cycle-life goals are easy to meet, but the calendar-life ones will be harder.
Cobalt-based cells for portable electronics lose as much as 20 percent of their capacity each year, starting from the day of manufacture. That may be tolerable for cellphones and other portables that are replaced every three or four years, but not for a car, which is expected to last 15 years.
The California Air Resources Board requires a vehicle’s power train to last for 10 years or 150 000 miles (240 000 km) with the original components. GM has said, meanwhile, that it expects battery packs for its Volt concept car to last for at least 4000 full-discharge cycles. That’s good but might not be good enough. At one charge-discharge cycle per day, the pack would last for 11 years - though it’s the rare car that runs 365 days a year for a decade.
Worse yet, auto and battery makers don’t have the luxury of spending 10 years testing lithium-ion packs. ”Ideally,” says Mark Verbrugge, director of GM’s materials and processes laboratory, ”we’d have half the life span to test it. But we don’t, so there’s no clean answer.” Meanwhile, automakers are ”oversizing” their battery packs to ensure they’ll power the car even after projected degradation. Of course, that strategy adds cost and weight."
Plating is bad for a number of reasons, particularly because it further reduces absorption, increasing the concentration of carbon ions until they begin to react with the oxygen in the electrolyte. The oxidation - equivalent to that in a burning lump of coal - creates a lot of heat, which in turn increases the rate of deposition.
A123 says its carbon anode combines the high rate of charging provided by graphitic carbon with the long life of nongraphitic types. It won’t give details of its proprietary formulation, saying only that it fine-tunes the size and structure of the particles.
Altair Nanotechnologies of Reno, Nev., wards off plating by coupling standard cobalt oxide cathodes with anodes made of lithium titanate spinel rather than graphite. The spinel won’t react with oxygen, and it also charges fast and lasts long. However, the energy density - at the current, early stage of development - is only half that of standard cobalt cells, and it is little better than that of nickel-metal-hydride cells.
The second-toughest problem after thermal runaway is limited life span, as measured by both the calendar and the number of charge-discharge cycles. A123’s Fulop says the cycle-life goals are easy to meet, but the calendar-life ones will be harder.
Cobalt-based cells for portable electronics lose as much as 20 percent of their capacity each year, starting from the day of manufacture. That may be tolerable for cellphones and other portables that are replaced every three or four years, but not for a car, which is expected to last 15 years.
The California Air Resources Board requires a vehicle’s power train to last for 10 years or 150 000 miles (240 000 km) with the original components. GM has said, meanwhile, that it expects battery packs for its Volt concept car to last for at least 4000 full-discharge cycles. That’s good but might not be good enough. At one charge-discharge cycle per day, the pack would last for 11 years - though it’s the rare car that runs 365 days a year for a decade.
Worse yet, auto and battery makers don’t have the luxury of spending 10 years testing lithium-ion packs. ”Ideally,” says Mark Verbrugge, director of GM’s materials and processes laboratory, ”we’d have half the life span to test it. But we don’t, so there’s no clean answer.” Meanwhile, automakers are ”oversizing” their battery packs to ensure they’ll power the car even after projected degradation. Of course, that strategy adds cost and weight."
Como se vê, as várias alternativas à constituição dos cátodos das baterias de iões de lítio defontam-se com os problemas da segurança, da potência, do peso, da durabilidade e do custo dos materiais. Uma opção que é melhor num aspecto é pior nos outros, e o problema continua sem solução satisfatória - além de que só depois de se usarem por vários anos se saberá quanto duram ao certo as baterias...!
E, finalmente, vem o problema do preço:
"At the moment, 12-V lead-acid batteries cost US $40 to $50 per kWh. Nickel-cadmium and nickel-metal-hydride cells for portable electronics cost $350/kWh; lithium-ion cells for the same market go for $450/kWh. Move to hybrid vehicles, though, and the price for longer-lived, more rugged nickel-metal-hydride batteries shoots up to about $700/kWh. That’s more than double the $300 target set by the U.S. Advanced Battery Consortium for automotive lithium-ion packs.
Manufacturers expect to reach that target by 2015, but in the earlier stages of production the price will likely be several times higher. How low must the price fall before a manufacturer will commit to even a low-volume purchase? No one will say, though every manufacturer surely has a threshold in mind.
World politics plays a role in some of those costs, especially prices of the raw materials. Lithium is not a ”strategic metal,” unlike nickel - whose price is surging as demand for stainless steel grows - so the cost of the metal per kilowatt-hour is lower for lithium than for nickel-metal-hydride. Right now, Chile and Argentina supply much of the world’s lithium carbonate, but Bolivia and China also have large reserves.
No automaker wants to depend on a supplier in a distant land, especially one whose loyalties lie with a competitor. Take Ford: it purchased nickel-metal-hydride battery packs for its Escape Hybrid SUV from Japan’s Sanyo Electric Co., which had developed them for Toyota. But if battery supplies get tight, Sanyo’s ties to Toyota surely will outweigh Ford’s needs."
Neste estado das coisas, que construtor honesto de automóveis, com pretensões estratégicas de não comprometer a sua imagem no mercado, tentará convencer os clientes a arriscarem a compra de automóveis eléctricos?
Só os fabricantes cuja sobrevivência há muito que está ameaçada ou mesmo comprometida e que precisam desesperadamente de protecção política, como a falida Nissan (comprada pela Renault) e todos os construtores americanos!
- Os híbridos
Porém, como notei aqui, o motor a gasolina tem um rendimento menor que o Diesel, e a solução ideal, em termos de economia no consumo, seria o Diesel híbrido.
O Diesel híbrido requer uma tecnologia mais complicada que a do a gasolina híbrido, mas a Peuget desenvolveu uma engenhosa solução já em comercialização, que consegue reduzir o consumo em perto de 1/3 relativamente ao Diesel tradicional, para uns anunciados 3,8 l/100 km. O automóvel tem 200 CV e este consumo (o real deve andar pelos 4,5l/100 km) não é melhor que o do Toyota Prius, que consome gasolina, mais cara entre nós que o gasóleo mas apenas por razões fiscais, visto a gasolina ser 10% mais pobre em energia e também mais barata antes de impostos que o gasóleo.
Mas os aperfeiçoamentos prosseguem e, mais inovadora que a Peugeot, também a Volvo anuncia para 2012 um Diesel híbrido de alto rendimento e carregável electricamente, o V60, com um consumo anunciado de 1,9 l/100 km.
Ao contrário do 3008 da Peugeot, este Diesel híbrido já traz uma bateria de iões de lítio capaz de assegurar uma autonomia puramente eléctrica de 50 km, e que pode ser carregada ligando-a à tomada ("Plug-in"). Mas trata-se ainda de um automóvel de mais de 200 CV e que, com a capacidade anunciada para a bateria, não poderá ser barato!...
Ora há já cerca de pelo menos uma década que a VW vem desenvolvendo um conceito de automóvel Diesel híbrido de baixo peso e pequena potência, 48 CV (afinal a mesma que tinham a maior parte dos pequenos utilitários nos anos 80, antes do petróleo ter embaretecido novamente a seguir ao 2º choque petrolífero). Conjugando um baixo peso e potência com um inovador motor Diesel muito pequeno de apenas 2 cilindros e 800 cm3, este conceito alega atingir um consumo inferior a... 1 litro/100 km!
Também com baterias de iões de lítio carregáveis "plug-in", a autonomia em modo puramente eléctrico é de cerca de 35 km, de que convirá não usar mais de metade para lograr uma razoável longevidade da bateria, o que sendo suficente para alguns circuitos urbanos permite antever um preço razoável para este automóvel. Ensaios recentes por especialistas independentes mostraram satisfação com a condução do Xl1, cujo depósito de combustível apenas comporta 10 litros.
Infelizmente e apesar da importância da Auto-Europa nas exportações portuguesas, não há notícia de qualquer participação nacional neste desenvolvimento...
E certamente a evolução irá sendo feita a partir destes híbridos carregáveis electricamente.
À medida que o petróleo for encarecendo e a tecnologia de baterias se for aperfeiçoando, os condutores usarão crescentemente as baterias carregadas a partir da rede eléctrica para os seus percursos e menos o motor de combustão, mas dispondo sempre deste, mesmo que só como reserva do eléctrico, para lhes proporcionar a necessária autonomia quando dela precisarem.
Um dia distante virá talvez que as baterias sejam já tão desenvolvidas que dispensem a própria existência do motor a combustão auxiliar. Mas, a prazo de décadas, qualquer previsão é altamente especulativa: pode ser que dentro de 20 ou 30 anos os aviões gigantes e os TGV tenham tornado as viagens mais longas tão baratas que não se justifique usar o automóvel para distâncias, por exemplo, superiores a 300 km (como de certo modo já acontece nos EUA), o que reduzirá a importância da questão da autonomia. E pode também acontecer qualquer invenção inimaginável que mude todo o contexto desta especulação, como por exemplo o uso em massa de biodiesel em híbridos com consumos de 1 ou 2 litros/100 km, ou confirmar-se que o aquecimento global resulta afinal em grande parte de variações naturais da intensidade da radiação cósmica celeste...
Seja como for, só a solução híbrida permite ganhar o tempo que for preciso para que o desenvolvimento da tecnologia de baterias siga o seu curso sem se ter de forçar os consumidores a perderem o extraordinário bem que o automóvel lhes trouxe: a liberdade de movimento!
A factura da electricidade e a sustentabilidade económica de Portugal
O diário "O Público" publicou ante-ontem, 30 de Janeiro, o seguinte artigo dos Eng.º Mira Amaral e Sampaio Nunes, aqui integralmente reproduzido:
A opção feita pela aposta excessiva nalgumas renováveis para a produção de electricidade tem custos elevadíssimos por razões técnicas que iremos explicar, tendo esses custos sido até agora disfarçados de várias formas, e que com a persistência das actuais politicas se irão agravar necessariamente no futuro, qualquer que seja a evolução do preço do petróleo. Isto porque a energia eólica – da qual Portugal dispõe de um recurso sofrível em termos europeus – apenas produz em média durante cerca de 2 200 horas das 8 760 horas do ano, ou seja cerca de 25% do tempo e, dado que se trata duma fonte energética intermitente e incontrolável, essas horas pouco têm a ver com as horas em que a rede delas tem necessidade.
Trata-se dum caso evidente em que a potência instalada apenas produz energia em 25% do tempo!
A consequência deste facto é dramática, dado que a respectiva potência instalada é já muito elevada e a cada momento a produção total na rede tem que igualar o consumo.
Quando existe vento a mais, para além de se ter de parar a geração termoeléctrica a carvão e a gás natural, tem que se armazenar essa energia em barragens construidas para o efeito, uma vez que a capacidade actual já não é suficiente. E, se chover muito nessa altura como aconteceu no Inverno passado, acontece termos que deitar fora essa energia por se ter atingido a capacidade máxima de segurança das barragens, ou então exportá-la a preços nulos para Espanha dado que, face às semelhanças climatéricas, Espanha se encontra normalmente a braços com o mesmo problema de excesso de energia nessas alturas de muita chuva e muito vento em Portugal.
Mas também acontece o contrário, isto é, haver necessidade de energia eléctrica e desaparecer o vento, por vezes abruptamente, e não se ter, nomeadamente no pino do Verão, água nas barragens. Por isso tem que se ter em reserva capacidade de geração termoeléctrica a carvão e a gás, a funcionar em permanência a pouca carga, à espera da altura em que caia o vento, e por isso a funcionar anualmente muito menos horas do que o desejável para um rendimento óptimo. Ou seja, neste contexto temos que dimensionar um parque electroprodutor para a hora de maior consumo do ano, sem contar com a potência eólica instalada porque nessa hora pode não haver vento e os consumidores têm de ser abastecidos.
Quer isto dizer que para suportar uma energia já de si muito mais cara do que dispõem os nossos concorrentes, temos que triplicar os investimentos: porque precisamos também de ter barragens, para quando há vento a mais, e de ter centrais térmicas, para quando há vento a menos, o que acontece em 70 % do tempo.
Para a solar o problema é idêntico, com algumas diferenças: a energia é directamente muito mais cara e as horas em que produz são ainda menos – cerca de 1 500 horas das 8 760 horas do ano – apesar de neste aspecto o nosso recurso natural ser substancialmente melhor do que o dos nossos parceiros.
É este o drama da aposta do governo nas “ renováveis da moda “ para produzir electricidade, que ainda por cima não substituem nenhum petróleo, o qual já não se usa na geração eléctrica, e ainda estamos muito longe do tempo em que teremos a massificação do automóvel eléctrico, caso em que a electricidade substituiria o petróleo. Não será seguramente na próxima década, pelo que a aposta fantasista deste Governo no carro eléctrico ir-se-á transformar também noutro enorme elefante branco.
A esse propósito é útil uma leitura do parecer do Conselho Tarifário da ERSE de … de Dezembro de 2010 sobre a proposta de tarifário eléctrico da ERSE para 2011.
Nesse parecer é dito de forma clara que “Julga o Conselho Tarifário que é a própria sustentabilidade do sector que está em jogo podendo esta situação gerar níveis insustentáveis e socialmente inaceitáveis já no ano de 2012.” Pela sua importância reproduzimos o próprio texto do Conselho Tarifário :
Entretanto, no passado dia 20 Dezembro, o Público publicou uma entrevista a dois dos elementos mais conotados com a energia eólica e a co-geração, que representam as parcelas que estão hoje na berlinda como duas das principais responsáveis pelos indesejados aumentos verificados.
Uma questão fundamental desta entrevista é a tentativa de minimizar os sobrecustos das energias renováveis e da cogeração ( PRE ) nos actuais aumentos do tarifário eléctrico, nomeadamente face aos designados CAE’s e CMEC’s.
Ora, o que está realmente em causa é a tendência incontrolável de aumento dos chamados Custos de Interesse Económico Geral ( CIEG ), cuja evolução ao longo do tempo e a sua desagregação se pode ver no gráfico abaixo, ao qual se juntou o défice tarifário de 2009:
O que é que nos diz este gráfico? Que desde que este Governo chegou ao poder, em 2005, os aumentos dos CIEG custaram aos consumidores cerca de sete mil milhões de euros, dos quais dois mil milhões se encontram em dívida no défice tarifário, e o restante tem vindo a ser acrescentado ás contas das famílias e agora também das empresas. E esse processo, se não se inflectir imediatamente a política seguida, vai continuar em bola de neve.
Mas poder-se-ia dizer que esta politica nos estaria a proteger do aumento da nossa dependência do petróleo, que teria diminuido a olhos vistos. Falso. A factura energética das importações de petróleo e seus derivados aumentou 1 400 milhões de euros de Janeiro a Outubro de 2010 em relação a igual período do ano anterior e o ano de 2011 arrisca-se a ser aquele em que o país pagará a sua factura energética liquida mais elevada de sempre . E pela simples razão que a electricidade de origem eólica, apesar do seu custo enorme e descontrolado, em nada diminui as importações do petróleo que se utiliza nos transportes.
Também as recentes afirmações na Assembleia da República do Secretário de Estado Carlos Zorrinho e de António Mexia de que depois de 2015 o custo da electricidade obtida a partir das “ renováveis da moda “ se tornaria mais barata que o custo da electricidade convencional não correspondem infelizmente à realidade, como se pode ver no gráfico anterior. De facto, os custos crescentes da geração térmica a carvão e a gás natural não são compensados pela existência da geração renovável intermitente, porque esta só está disponível numa parcela muito pequena do tempo, e essa parcela não é previsível nem controlável, implicando um aumento do custo da geração fóssil ou seja, os referidos CMEC, CAE e ainda o novo custo derivado da garantia de potência que foi estabelecida por via legal em Agosto de 2010 .
Como se pode ver os custos que aumentam de forma geométrica são os sobrecustos da PRE (sobretudo eólica e fotovoltaica), com o aumento dos CMEC e CAE como consequência precisamente do aproveitamento subóptimo do parque convencional, por sua vez consequência directa da intermitência a que são obrigados as centrais térmicas a carvão e a gás natural devida à prioridade absoluta dada às eólicas e fotovoltaicas. Isto confirma que o mix de produção já está desequilibrado com excessos destas renováveis, e é esse excesso que explica os aumentos dos CMEC’s e CAE’S!
Tudo isso já vinha dito no Manifesto para uma nova Política Energética que os subscritores deste artigo tiveram a honra de subscrever e que foi publicado em 7 de Abril de 2010, exactamente para alertar para a insustentabilidade e os ónus à exportação que se está a criar por essa via ao País.
E em relação à criação de emprego e contrariamente às centrais termoeléctricas, às centrais a biomassa ou aos biocombustíveis, a criação de emprego é apenas limitada à fase de contrução dos aerogeradores e dos paineis fotovoltaicos, sendo que ao longo da sua vida útil não existem mais empregos senão residuais.
E são infelizmente muitíssimo mais os empregos eliminados pela destruição da competitividade do nosso sector exportador, provocada pelos referidos sobrecustos da factura eléctrica.
Por último a afirmação de que na Dinamarca a produção renovável seria de 80 % é falsa pois que é apenas de 29 %, dos quais a componente eólica é de 19 % e a biomassa 10 %. E isto pela razão que é explicada no primeiro ponto; quanto mais injecção renovável intermitente houver, mais necessidade existe de back-up térmico, duplicando os custos e usando de forma subóptima essa potência, para alem de se terem que construir apenas para esse fim as barragens de armazenamento. Pode-se ver a evolução oficial das fontes da geração eléctrica na Dinamarca no gráfico em baixo. A Dinamarca, país ambientalmente responsável, mas que sabe fazer as contas e por isso é rica, não alinha nos nossos exageros.
Em suma, e conforme previsto no Manifesto sobre politica energética publicado em 7 de Abril de 2010, tornou-se agora já óbvio para a generalidade dos consumidores, e muito em especial para o tecido produtivo, que a actual politica energética não serve a economia de Portugal. E para se alterar esta situação é necessária uma nova politica que tenha como objectivo prioritário a redução dos custos energéticos, e muito em especial a redução do tarifário eléctrico.
Só assim a aposta do próprio governo numa recuperação económica baseada na exportação de bens directamente transaccionáveis fará sentido e terá coerência interna .
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