ARTIGO: Estradas elétricas: o próximo grande sucesso no transporte?

por Blog do Caminhoneiro

A ideia de pegar uma estrada aberta e nunca ter que reabastecer seu caminhão é certamente boa. E é exatamente isso que as estradas elétricas afirmam ser capazes de fazer. Ao carregar os veículos enquanto eles viajam pela rodovia, os defensores das rodovias elétricas dizem que a tecnologia pode tornar o carregamento mais rápido e sendo possível viajar mais em menos tempo. Mas as estradas elétricas são realmente tudo o que dizem ser? Provavelmente não e aqui está o porquê.

O que é uma estrada elétrica?

Uma estrada elétrica, e-road, e-Highway ou sistema elétrico de estradas (electric road system – ERS) é um sistema que permite a transferência de energia entre um veículo e a estrada em que ele está trafegando. As estradas elétricas são classificadas em três categorias com base em como ocorre o carregamento:

  • Condutor aéreo: neste tipo de carga, a energia é continuamente transferida das linhas aéreas para o veículo por meio de um pantógrafo . A carga condutiva aérea é mais adequada para caminhões e ônibus com altura suficiente para alcançar as linhas elétricas. Também funciona melhor com veículos que trafegam em um caminho predefinido para que possam permanecer continuamente conectados às linhas de energia.
  • Transferência de energia condutiva da estrada: é semelhante à tecnologia condutiva suspensa, exceto que, em vez de um pantógrafo, a energia é transferida para o veículo por meio de trilhos embutidos na superfície da estrada. A tecnologia inclui um braço mecânico integrado que se conecta à fonte de alimentação.
  • Transferência de energia indutiva da estrada: aqui, a transferência de energia ocorre entre bobinas embutidas na estrada e bobinas no veículo, sem fios. A energia da rede é convertida em energia de alta frequência para criar um campo magnético que é então captado pelas bobinas sob o veículo para produzir voltagem.

Quando um carro ou caminhão está viajando em uma estrada equipado com qualquer uma dessas tecnologias, a energia irá diretamente para o sistema de propulsão ou será usada para carregar as baterias de bordo. Mas assim que o veículo estiver em uma estrada normal, ele mudará para um motor elétrico ou híbrido ou um motor de combustão.

O uso de estradas elétricas é bastante limitado hoje, embora existam alguns projetos piloto em colaboração com fabricantes automotivos, institutos de pesquisa, governos e empresas de energia. Um desses projetos está sendo executado em Lund, na Suécia, enquanto na Itália o governo planeja instalar uma e-Highway de 6 quilômetros no norte do país. Na Califórnia, um projeto de demonstração está ocorrendo perto dos portos de Los Angeles e Long Beach.

Estradas elétricas: pesando os prós e os contras

Estradas elétricas são benéficas na medida em que fornecem uma alternativa mais limpa ao motor de combustão – particularmente se a energia usada vem de uma fonte renovável como eólica ou solar. No caso do carregamento condutivo, as estradas elétricas também são bastante eficientes. A empresa Elways AB, por exemplo, relatou uma eficiência de 85-95% para uma solução condutiva segmentada para carros e caminhões que agora está sendo testada como parte do projeto eRoadArlanda .

Mas é aí que acabam todas as vantagens dos sistemas elétricos de estradas. Embora quase todas as alternativas ao diesel estejam longe de ser convencionais, muitas foram muito além das rodovias elétricas. Hoje não há muitos dados da vida real para sustentar sua confiabilidade e, com exceção do pantógrafo (que tem 100 anos), todos os outros tipos de carregamento são tecnologias novas e imaturas.

As autoestradas também são caras; instalar a infraestrutura de carregamento significa um investimento significativo no traçado de estradas, instalação de linhas de eletricidade e também na sua manutenção. Eles também têm o potencial de causar interrupções prolongadas no fluxo de tráfego existente à medida que a infraestrutura é atualizada. Um estudo estima que a instalação de um sistema indutivo dinâmico levaria 3 semanas para cada 100 metros, enquanto um sistema aéreo condutivo levaria 1 mês para instalar 10 quilômetros. A interrupção poderia ser minimizada se a construção da rodovia elétrica coincidisse com o trabalho de manutenção planejado, mas isso realmente limitaria a rapidez com que a tecnologia poderia ser implantada.

A complexidade da rodovia elétrica também significa que muitos atores, incluindo governos, municípios, fornecedores de energia e empresas de frete, teriam que trabalhar juntos. Exigiria também alguma cooperação transfronteiriça em locais como a UE, onde os caminhões que viajam pela região teriam de ser adaptados com a mesma tecnologia para utilizar as estradas. Certamente serão necessários padrões de carregamento para que qualquer tipo de veículo possa utilizar estradas elétricas. Assim como os investimentos em capacidade de rede e conexões em rodovias.

Por último, mas não menos importante, também pode haver problemas de segurança; como os motociclistas usariam com segurança as estradas elétricas? Qual é o risco de eletrocussão para os usuários vulneráveis ​​das estradas e aqueles que fazem a manutenção de sistemas elétricos nas estradas? As respostas a essas perguntas parecem um tanto vagas hoje.

Os veículos elétricos poderiam vir em seu socorro?

Um dos principais argumentos para estradas elétricas é o papel que elas poderiam desempenhar na redução da ansiedade de alcance que vem ao dirigir um caminhão elétrico. O pensamento vai que veículos elétrico podem viajar distâncias mais longas e usar baterias menores se estradas elétricas são usadas para transferir energia diretamente para a propulsão do veículo ou para carregar a bateria a bordo. Isso soa como uma solução prática, mas rapidamente se desfaz sob um exame mais minucioso.

O primeiro desafio é a interoperabilidade, o que significa que um sistema rodoviário elétrico teria de ser capaz de fornecer energia a qualquer tipo de veículo. Hoje não existem padrões e arquitetura de sistema para a transferência de energia da rede para a rodovia elétrica e para os vários veículos. O segundo desafio vem de melhorias na gama de baterias de caminhões elétricos que poderiam rapidamente tornar o carregamento das rodovias elétricas redundante. Considere o fato de que hoje um caminhão elétrico totalmente carregado pode viajar 150 quilômetros, o que cobre aproximadamente 95% de todas as viagens. Espera-se que essa faixa fique melhor em um futuro próximo por meio de melhorias em baterias de íon-lítio, descoberta de novos materiais de células de combustível, melhores sistemas de gerenciamento de bateria e tecnologias de resfriamento. Também há grandes esperanças de baterias de estado sólido, que podem ter alcance até 1.600 quilômetros com uma única carga.

O terceiro desafio são os sistemas de carregamento estáticos ou plug-in, que são o único sistema com padrões globais estabelecidos e tecnologia comprovada. As estações de carregamento plug-in estão crescendo rapidamente em número; em 2019, havia mais de 170.000 estações de carregamento na Europa e mais de 68.000 nos Estados Unidos. Embora a maior parte dessa infraestrutura seja para carros, é importante observar que a tecnologia dos distribuidores de energia é o Sistema de Carregamento Combinado (CSS), que pode ser usado tanto em carros quanto em caminhões.

Já um consórcio de fabricantes de caminhões está trabalhando em conjunto para aumentar a capacidade de carga do CSS de um a três megawatts para que a infraestrutura existente possa dar suporte a veículos comerciais. Os governos em todo o mundo também estão estabelecendo planos para expandir as redes e padronizar a tecnologia de cobrança para o CSS. Não existem essas diretivas claras dos governos quando se trata das rodovias elétricas.

Por último, mas não menos importante, usar estradas para carregar veículos elétricos parece bastante improvável, dado o surgimento de alternativas como células de combustível de hidrogênio . Tem havido muita agitação em torno do hidrogênio, especialmente na área de transporte exigente e de longa distância, onde ele pode ser usado como extensor de alcance para caminhões elétricos.

O hidrogênio tem uma série de vantagens, como um processo de reabastecimento rápido e fácil e alta densidade de energia. Com apenas 80 kg de hidrogênio, um caminhão pode viajar até 800 quilômetros! Isso seria suficiente para a maioria das atribuições de longa distância e, com infraestrutura de reabastecimento de hidrogênio no local, não haveria necessidade de carregar o caminhão enquanto dirige.

Alguns casos de uso potenciais

Tudo isso significa que não há lugar para estradas elétricas no futuro do transporte? Não inteiramente. Pode haver um bom caso de rodovias elétricas para rotas específicas ou sistemas fechados onde a eletrificação de estradas e o uso de caminhões seriam uma alternativa melhor do que a construção de ferrovias. Eles também podem ser uma solução adequada para caminhões autônomos executando operações de transporte entre armazéns.

Olhando mais de perto os combustíveis alternativos

Dados todos os desafios com as rodovias elétricas, acredito que a indústria deveria procurar opções mais viáveis, como eletromobilidade, hidrogênio, GNL e alguns biocombustíveis para descarbonizar o transporte. Para ajudar os operadores de transporte a obter um melhor controle sobre os combustíveis alternativos, elaborei um guia que examina os prós e os contras de cada fonte de combustível. O guia também inclui uma lista de verificação com todas as coisas que os proprietários de transporte devem pensar antes de investir em um caminhão com uma linha de transmissão alternativa.

Artigo de Lars Mårtensson, Diretor de Meio Ambiente e Inovação na Volvo Trucks | Traduzido por Blog do Caminhoneiro

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