Com o aumento das preocupações com as mudanças climáticas e a sustentabilidade, alguns consumidores querem comprar carros que tenham menos impacto no meio ambiente. Carros a hidrogênio e carros elétricos são duas das opções mais populares para veículos ecologicamente corretos. Mas qual é mais sustentável?
Os carros movidos a hidrogênio produzem zero emissões, o que os torna uma opção mais ecológica do que os carros elétricos. No entanto, os carros elétricos são mais eficientes e têm um custo total de propriedade mais baixo.
Um carro a célula de hidrogênio tem um tanque de hidrogênio que alimenta a célula de combustível com gás hidrogênio a alta pressão misturado com oxigênio. Esta mistura inicia uma reação eletroquímica que produz eletricidade para alimentar um motor elétrico. Isto significa que os carros a hidrogênio têm as características tanto de carros elétricos (através do uso de eletricidade e do motor) quanto de carros a gasolina convencionais (através do tanque).
As células de combustível são um componente chave dos carros a hidrogênio. Pense neles como o motorista de todos os processos no carro para movê-lo. Em resumo, as células a combustível convertem o gás hidrogênio armazenado (misturando-o com oxigênio) em eletricidade.
Esta eletricidade é utilizada para um motor elétrico que alimenta o transporte sem liberar gases tóxicos do tubo de escape. Além disso, os únicos subprodutos de todo o processo são a água e o calor, criados quando átomos de hidrogênio e oxigênio se combinam para formar moléculas de H₂O. Eu sei, parece perfeito, não é mesmo?
Os veículos elétricos (EVs), por outro lado, utilizam motores elétricos alimentados por uma bateria recarregável ou por outras fontes de energia portáteis. Em movimento não há sequer uma reação química, mas uma reação elétrica, graças às baterias elétricas pré-carregadas.
Mas o que é mais ecologicamente correto e sustentável: carros a hidrogênio ou carros elétricos? Depende de suas prioridades. Se você está preocupado com as emissões, um carro a hidrogênio é a melhor escolha. Se você está focado em eficiência e custo, um carro elétrico é o caminho a percorrer.
Vantagens e desvantagens
Autonomia
O Hyundai Nexo (com um motor a hidrogênio) tem uma autonomia de cerca de 610 km, que é aproximadamente o mesmo que o melhor carro elétrico da Tesla, o Modelo S. Entretanto, é difícil dizer exatamente até quando esses automóveis podem durar com um “tanque cheio”.
Depende de várias restrições, como quantos passageiros o automóvel está levando, se o ar condicionado está ligado ou desligado, se o automóvel está na rodovia ou na metrópole, o modo de transporte, etc. Portanto, diferentes indivíduos relataram experiências diferentes.
No entanto, como os carros movidos a hidrogênio armazenam uma abundância de energia, eles geralmente podem cobrir distâncias maiores. A maioria dos veículos elétricos pode viajar até 350 km com uma única carga, enquanto a maioria dos carros a hidrogênio consegue uma autonomia de até 600 km.
Postos de reabastecimento acessíveis
O número de estações de carga de veículos elétricos está crescendo a cada dia e no último mês e há aproximadamente 50.000 estações de recarga elétrica apenas nos EUA. No Brasil, contudo, há poucas opções — geralmente há pontos de recargas apenas em shoppings e alguns postos credenciados em grandes metrópoles.
Mas quando se fala de estações de reabastecimento de hidrogênio, há apenas uma centena nos EUA, a maioria delas na área da Califórnia, de acordo com o Departamento de Energia dos EUA.
A propósito, a infraestrutura, o fornecimento e a tecnologia dos veículos a hidrogênio ainda estão anos atrasados em relação aos veículos elétricos.
Tempo de reabastecimento
O tempo necessário para bombear hidrogênio para dentro do tanque é muito mais interessante (5 a 10 minutos, como qualquer carro a gasolina) do que o de carros elétricos. Enquanto os carregadores rápidos da Tesla (com 120 kW) dão às baterias 80% de potência em meia hora, a BMW i3 ou Nissan Leaf tem levam cerca de 4 ou 8 horas, respectivamente, para carregar completamente.
Finalmente, o tempo de partida dos carros elétricos depende naturalmente da estação de carga e do tipo de conector de carga. Entretanto, qualquer que seja a combinação, e mesmo com o último super-carregador V3 da Tesla ainda em testes beta em São Francisco, estamos falando de uma vitória clara para o carro de hidrogênio: tudo porque 1 quilo de hidrogênio armazena 236 vezes mais energia do que 1 quilo de baterias de íon-lítio.
O verdadeiro problema: obtenção de hidrogênio
Embora o hidrogênio seja o elemento mais comum no universo, ele não existe em sua forma pura no planeta Terra. Isto significa que se quisermos usá-lo como combustível para nossos carros, precisamos produzi-lo a partir de outros compostos como água, gás natural ou outros combustíveis fósseis, ou biomassa. E, para isso, a energia precisa ser utilizada e os custos ambientais e econômicos entram na equação.
Por um lado, podemos obter hidrogênio de forma limpa invertendo o processo de eletrólise da água. O problema é que este processo de separação das moléculas de H20 para obter o hidrogênio gasta uma grande quantidade de energia, tornando-o um processo muito caro.
Entretanto, se esta energia for capaz de vir de fontes de energia renováveis como do Sol ou vento, o ciclo energético líquido pode ficar muito baixo em carbono e o processo torna-se mais limpo para o meio ambiente.
A maior parte do combustível de hidrogênio hoje é obtido pelo processo de reforma do gás natural, que é mais barato do que a eletrólise. A desvantagem é que subprodutos nocivos, como dióxido de carbono e monóxido de carbono, são produzidos no processo, contribuindo para o aquecimento global. Além disso, e embora estejam se tornando menos frequentes, as fugas de metano durante a extração de gás natural não são incomuns. O processo de extração de gás natural geralmente também tem um impacto ambiental significativo e pode prejudicar ecossistemas, biodiversidade, contaminar as águas e causar pequenos terremotos.
Vantagens dos carros a hidrogênio
Os carros com células de combustível de hidrogênio, em vez das típicas baterias de íons de lítio dos carros elétricos, oferecem uma proposta de valor atraente que parece se livrar do problema do fim do ciclo de vida das baterias de lítio.
Além disso, dirigir sem emissões poluentes e com a vantagem de ser reabastecido rapidamente em comparação com o melhor cenário de 40 minutos de carga ou o cenário mais comum de 3-6 horas de carga em carros elétricos, é também uma vitória para o hidrogênio.
Alguns estudos também mostram que a economia de hidrogênio tem o potencial de diminuir as emissões globais de CO2eq entre 0 e 27%. Este potencial pode ser atingido uma vez que:
- o vazamento de metano do gás natural é relativamente baixo
- o craqueamento do metano é feito para produzir hidrogênio
- uma célula combustível de hidrogênio é aplicada.
Portanto, qual é o mais sustentável?
Apesar dos benefícios mencionados acima, a maioria do hidrogênio atualmente é produzida pelo processo de reforma do metano. Isto destrói todo o potencial dos veículos movidos a hidrogênio como solução para combater a mudança climática por causa do monóxido de carbono e do dióxido que são gerados no processo.
Além disso, a necessidade de usar gás natural (um combustível fóssil) que pode escapar durante a fase de extração e transporte (via gasodutos) também não é muito convincente. Mesmo que o processo de rachadura do metano seja melhorado (e os esforços não estão se tornando assim) não é provável que seja uma solução a longo prazo.
No entanto, com o desenvolvimento da tecnologia, talvez o processo de eletrólise da água para obtenção de hidrogênio possa ser melhorado e mais utilizado à medida que o processo se torna mais eficiente.
Enquanto os carros movidos a hidrogênio usam energia duas vezes mais (primeiro para fazer hidrogênio, depois para alimentar o carro), os carros elétricos podem imediatamente usar energia da rede, fazendo dos carros elétricos uma escolha mais inteligente. De maneira geral, a conversão de eletricidade em hidrogênio e de volta resulta em perdas de energia de até 45%.
A membrana de troca de prótons é uma nova maneira de produzir hidrogênio que os cientistas dizem que pode ser até 86% eficiente. Entretanto, precisamos esperar e ver como se desenvolve antes de decidir se é a melhor opção.
Usar o fornecimento de energia extra para produzir hidrogênio ou criar versões híbridas de carros de hidrogênio-íon-lítio pode ser eficiente também, de acordo com estudos recentes.
Algumas pessoas podem pensar que os carros elétricos são caros, mas, na verdade, são mais acessíveis do que outros tipos de carros. Eles também consomem menos energia em comparação com os carros movidos a hidrogênio e, se suas baterias de lítio forem reutilizadas, eles podem ajudar o meio ambiente, sendo mais sustentáveis.
Portanto, o carro elétrico é uma solução mais sustentável, pelo menos nos próximos anos.
