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Motores

Montadoras testam caminhões movidos a células de hidrogênio


UOL - 21 set 2022 - 09:14

A Volvo começou a rodar com caminhões dotados dessa tecnologia em junho, mesmo mês em que a Daimler também começou a testar o seu segundo protótipo do tipo. Mas não são apenas essas as companhias interessadas na tecnologia, uma vez dada a superioridade do uso de células no lugar de baterias convencionais.

UOL Carros procurou uma especialista em hidrogênio para tirar algumas dúvidas. A principal era o motivo pelo qual alguns fabricantes preferem optar pelo hidrogênio em veículos comerciais antes mesmo de viabilizá-lo nos automóveis – excluindo as marcas que constroem apenas pesados.

"Não é uma questão de margem maior para acrescentar peso do que em uma picape, por exemplo. Depois de 20 anos de desenvolvimento, as montadoras chegaram à conclusão de que quanto maior o porte do veículo, maior é a vantagem para os veículos movidos a célula a combustível em: autonomia (mesma que um veículo convencional), tempo de abastecimento (de 3 a 5 minutos) e custo", explica Monica Saraiva Panik, mentora de Hidrogênio da SAE Brasil. No caso dos comerciais, vale mais do que nunca a velha máxima de que "tempo é dinheiro".

Como funciona a célula de combustível

Aqui vale uma resumida explicação de como funciona o sistema: o hidrogênio que entra é armazenado sob pressão em um tanque e passa para uma célula de combustível. Ele se mistura ao oxigênio antes de passar por um catalisador e gerar, com isso, corrente elétrica, além de emitir apenas água pura no escapamento. Nada de passar por um caminhão a diesel e respirar aquele "fumacê". Toda a energia é armazenada em baterias e repassada a um motor elétrico.

Nem todos estão na fase de protótipos. A Hyundai é uma das que já colocaram à venda modelos do tipo. Lançado em 2020, o XCIENT Fuel Cell já foi mais do que testado. O primeiro caminhão a hidrogênio lançado comercialmente começou os seus testes com 47 unidades na Suíça. De acordo com o fabricante, os modelos já rodaram mais de quatro milhões de quilômetros até julho deste ano.

Embora o abastecimento exija instalações próprias, a rede está crescendo. Pode não ser no ritmo dos postos de recarga elétricos, mas é inquestionável a vantagem do tempo de abastecimento das células, que não é muito diferente com um caminhão a diesel. A autonomia é superior a 400 km e o peso bruto total chega a mais de 40 toneladas.

As vantagens perante os veículos pesados elétricos são várias. "Um veículo a célula a combustível gera a sua própria energia, a partir do hidrogênio. Não faz sentido equipar veículos com potência acima de 200 KW apenas com baterias, porque eles precisam ser abastecidos com eletricidade externa, sobrecarregando a rede, e uma maior quantidade de baterias deixaria esses veículos superpesados, além da bateria utilizar mais metais preciosos do que um sistema de célula a combustível", ressalta Monica.

"A tecnologia das baterias também tem outras vantagens, como a diminuição de componentes, se comparada às tecnologias do hidrogênio, mas necessita de ligas especiais e de grande custo de extração. Já o hidrogênio necessita de um sistema de distribuição próximo das rodovias", contrapõe Gerhard Ett, docente do departamento de Engenharia Química da FEI e coordenador do Fórmula FEI H2.

O desenvolvimento está sendo marcado por várias parcerias. "Diversas montadoras estão trabalhando nesta aplicação. Muitas joint ventures, tanto para caminhões como para a produção de ônibus.

Por exemplo, a empresa alemã Daimler Truck se associou com a sueca Volvo Group, criando a joint venture Cellcentric Hydrogen Fuel Cells; a alemã Mahle, empresa de autopeças e a canadense Ballard Power System, empresa tradicional de células a combustível, assinaram um acordo para o desenvolvimento em conjunto para sistemas para célula a combustível; outra canadense, a Hydrogenics, foi adquirida pela americana Cummins, empresa de motores, e pela francesa Air Liquid, empresa de gases.

A outra gigante sueca, a Scania, também tem atuado em parceria com a americana Cummins, exportando para a Noruega. No Brasil, temos grandes exemplos, como a Marcopolo - está em fase de homologação do modelo Audace a célula a combustível na China", enumera Gerhard.

Se hoje em dia é ainda conhecida como fabricante de motores a diesel, a Cummins é uma das que mais aposta nas parcerias. Com mais de 20% das suas ações nas mãos da Cummins, a Loop Energy é uma empresa canadense que acredita que a eficiência dos caminhões pesados a hidrogênio já é a mesma de um movido a diesel. De acordo com entrevista publicada pela agência de notícias Reuters, "esse produto entrega a economia necessária para a adoção hoje", afirma Ben Nyland, executivo chefe da Loop Energy.

A empresa fez um cálculo com base no preço do diesel no continente europeu. Segundo o estudo, o diesel custa cerca de 1,91 dólar por litro e, por sua vez, o hidrogênio sai por 10 dólares por kg. A despeito da desvantagem aparente, esses quilos rendem bem mais do que os litros de diesel. A pesquisa diz que um caminhão equipado com o novo sistema de células da marca consegue rodar 177 km com 100 dólares de hidrogênio, contra 174 do seu par alimentado a diesel.

Quando o assunto é peso, tem uma vantagem e tanto no uso de células, e isso tanto em comparação aos elétricos quanto aos rivais diesel. "Comparando um banco de bateria de íon lítio de um (caminhão) Heavy Duty de 600 kWh, para rodar 1.360 km ele teria um peso de 3.800 quilos.

Substituído por hidrogênio e células de combustível, com um motor elétrico de 350 kWh ele consome aproximadamente 7,5 kg por 100 km e exige 102 kg para 1.360 km de autonomia. Se um caminhão normal faz em média 2,62 km/l (rodando a 100 km/h) para os mesmos 1.360 kg citados acima, necessitará de um tanque de aproximadamente 520 litros de diesel, ou seja, cinco vezes mais pesado do que o hidrogênio", calcula Gerhard.

A empolgação com o uso de células de combustível é enorme em todas as áreas de veículos, mas parece estar ganhando força rapidamente entre os pesados. Enquanto o Toyota Mirai já está em sua segunda geração e teve uma taxa de crescimento de mercado maior do que os elétricos, a hora dos caminhões e ônibus chegou.

De acordo com Monica, somente a Califórnia e Europa pretendem ter 100 mil caminhões a hidrogênio até 2030. Da mesma maneira que aconteceu com o Mirai, a tecnologia será lançada nos mercados aos pouquinhos. A Daimler pretende iniciar os testes do seu caminhão junto aos clientes a partir do ano que vem, mas a produção em série está marcada para 2027. O objetivo da frota é ter uma operação neutra em carbono (tanque à roda) na Europa, Japão e América do Norte em 2039.