Relatório da ADEME sobre a pegada de carbono das baterias de tração
Em decorrência da entrada em vigor, em 2023, do regulamento europeu destinado a estabelecer uma economia circular para baterias, a ADEME elaborou um relatório intitulado “Empreinte carbone des batteries des véhicules électriques”. Nesse mesmo contexto, foi desenvolvido também um calculador em Excel para modelar essa pegada de carbono, que leva em consideração 35 parâmetros tecnológicos, geográficos e metodológicos. Esses dois documentos podem ser baixados gratuitamente de uma só vez no site da instituição. Eles complementam o parecer da ADEME sobre o carro elétrico e seu carregamento, sobre o qual publicamos recentemente um primeiro artigo.
Metodologia e calculador
A partir de 18 de fevereiro de 2024, aplica-se progressivamente o regulamento europeu UE 2023/1542, destinado a impulsionar uma economia circular para o setor de baterias. O texto leva em consideração todas as fases do ciclo de vida desses acumuladores, desde a concepção até o tratamento dos resíduos. Trata-se, em particular, de estabelecer classes ambientais para aqueles que equipam veículos elétricos, com o objetivo de definir limites máximos que servirão para as autorizações de comercialização dos diferentes modelos de baterias de tração.
Repleto de referências, o relatório de 63 páginas intitulado “A pegada de carbono das baterias dos veículos elétricos” começa a explicar, de forma detalhada, a metodologia de cálculo e verificação da pegada de carbono desse elemento essencial para a mobilidade elétrica.
São incluídas nas etapas do ciclo de vida: a extração e o refino das matérias-primas; a produção das substâncias ativas; a fabricação das células e componentes; a montagem do pacote e de seus elementos; a distribuição do conjunto; o reciclagem. O transporte também é levado em consideração, exceto no final da vida útil. Por outro lado, são excluídos a montagem da bateria no veículo, o transporte deste e o uso do pacote.
Na parte seguinte, o relatório apresenta brevemente o calculador que o acompanha. No entanto, seu manual de uso está diretamente acessível no documento em Excel, redigido em inglês.
Exemplo com um pacote de 50 kWh produzido na China
Dentre os pontos interessantes deste relatório da ADEME, destaca-se o cálculo preciso da pegada de carbono de uma bateria (com capacidade de 50 kWh) produzida na China, utilizada na França e reciclada na Europa. Suas células são do tipo NMC811 com grafite artificial. Esse tipo de elemento, composto por 80% de níquel, 10% de manganês e igual quantidade de cobalto, pode ser encontrado em modelos como Tesla Model 3 e Model Y, Peugeot e-408, Kia EV6, Hyundai Ioniq 5 e BMW iX3.
Se excluirmos o reciclagem, as emissões de gases de efeito estufa são estimadas em 7 toneladas para um tal pacote, o que corresponde a 140 kg de CO2eq por quilowatt-hora de capacidade. Com o reciclagem, essa pegada de carbono cai para 6,4 toneladas. Os principais fatores responsáveis estão divididos em três categorias: os materiais ativos (cerca de 53 %); a fabricação das células, incluindo a energia utilizada para isso e os resíduos; e o alumínio presente nas células, módulos e no pacote (menos de 10 %).
Esta bateria servirá de base para, em seguida, analisar o relatório sobre os fatores que podem causar variações no impacto ambiental. Começando pela capacidade energética. Para isso, a ADEME apresentou perspectivas de baterias com 35, 50, 70, 90 e 110 kWh. Em seguida, vem a química, com a comparação de 9 pacotes de 50 kWh: NMC532, NMC622, NMC811, NMC955, LFP (fosfato de ferro e lítio), LMFP (fosfato de manganês, ferro e lítio), NVPF de íons de sódio (fluorofosfato de vanádio e sódio) e LMP sólido (polímero de lítio metálico).
Outros fatores que afetam a pegada de carbono
Em seguida, é analisada a categoria do veículo, com uma diferença anual no número de ciclos de carregamento/descarregamento: 60 para veículos das categorias M1 e N1 (carros particulares e caminhonetes com bateria de 50 kWh), 20 para veículos de duas rodas e similares (tipo L, com pacote de 20 kWh), e 250 para ônibus e caminhões (M2, M3) e caminhões pesados (N2, N3). Para esses veículos pesados, a capacidade energética das baterias foi fixada em 350 kWh. O número de anos de operação também é levado em consideração para todas as categorias de veículos.
Cada país possui seu próprio mix energético, que influencia significativamente a pegada de carbono na fabricação de uma bateria. Nosso pacote de 50 kWh com células NMC811 é produzido na China, na França ou na Polônia. Diante do debate que questiona a decisão da Comissão Europeia de considerar apenas a escala nacional, a Ademe também incluiu algumas modelagens mais abrangentes: o continente europeu e o mercado da União Europeia.
No final da vida útil da bateria, as emissões equivalentes de CO2 podem variar, dependendo dos processos utilizados para recuperar os materiais a serem reciclados. O relatório também analisou os locais de fabricação dos pacotes, módulos e células, com foco especial na disponibilidade de materiais no local.
Para uma descarbonização eficaz
No final de sua investigação, a ADEME constatou que “a realocação na França do local de fabricação dos pacotes, módulos e células, sem a realocação das matérias ativas, não é suficiente por si só para gerar uma redução significativa da pegada de carbono”.
De acordo com a ADEME, o que poderia mudar a situação está relacionado à busca por soluções de baixo carbono para a produção de grafite, à síntese de materiais ativos de cátodo, ao fornecimento de diversos componentes (níquel, cobalto, lítio, alumínio) e à fabricação de células (com composição descarbonizada). A isso se soma ainda a redução da taxa de rejeitos.
A agência destaca, além disso, a metodologia da Comissão Europeia, que acaba atribuindo a mesma pegada de carbono a um pacote, independentemente de sua capacidade energética.
Baixar o relatório e o calculador