À medida que a indústria automóvel procura alternativas mais verdes e eficientes aos veículos tradicionais a gasolina, duas tecnologias emergem como líderes: células de combustível de hidrogénio e veículos elétricos a bateria (BEVs). Ambas prometem reduzir as emissões de carbono e a dependência de combustíveis fósseis, mas como se comparam em termos de eficiência? Este artigo explora a comparação entre carros a hidrogénio vs veículos elétricos.
Carros a Hidrogénio vs Veículos Elétricos: O Desafio da Eficiência
O percurso desde a produção de energia até ao movimento das rodas nos carros a hidrogénio envolve múltiplas etapas, cada uma introduzindo perdas significativas de energia. Mas, por outro lado, os BEVs têm um processo de conversão de energia mais simples e eficiente.
Carregamento da Bateria do Carro Elétrico
Ao carregar um BEV, aproximadamente 91% da energia de entrada é armazenada na bateria. O motor elétrico, que alimenta o carro, opera com cerca de 92% de eficiência. Ou seja, isto significa que a perda global de energia, desde a rede até às rodas, é relativamente mínima, tornando os BEVs altamente eficientes.
Produção de Hidrogénio
A produção de hidrogénio, por outro lado, é uma história diferente. Usar 1 kWh de energia para produzir hidrogénio resulta numa perda de 30% logo de início. Comprimir o hidrogénio a 10.000 psi, necessário para uso prático em veículos, introduz uma perda adicional de 25%. Assim, a energia inicial de entrada é significativamente diminuída mesmo antes de o hidrogénio chegar à célula de combustível.
Conversão na Célula de Combustível
Quando o hidrogénio comprimido é passado por uma célula de combustível para gerar eletricidade, ocorre uma perda adicional de 40% de energia. Ou seja, esta é uma etapa crucial onde os carros a hidrogénio enfrentam uma queda significativa na eficiência.
Eficiência do Motor Elétrico em Carros a Hidrogénio
Finalmente, o motor elétrico num carro a hidrogénio também sofre uma perda de energia de 8%. Somando todas estas perdas, a eficiência dos carros a hidrogénio, desde a entrada de energia até ao movimento das rodas, é alarmantemente baixa. No total, cerca de 85% da energia inicial é perdida no processo.
Desafios para Carros a Hidrogénio vs Veículos Elétricos
Dadas estas perdas substanciais, os veículos a hidrogénio enfrentam um grande desafio em relação aos BEVs. As vantagens de custo e eficiência das baterias de iões de lítio, cujos preços caíram mais de 70% na última década, agravam ainda mais os desafios para o hidrogénio.
Requisitos Energéticos para a Produção de Hidrogénio
Produzir hidrogénio de forma eficiente é outro obstáculo crítico. Um sistema de eletrólise idealmente eficiente exigiria 39 kWh de eletricidade para produzir 1 kg de hidrogénio. No entanto, os sistemas do mundo real normalmente consomem cerca de 48 kWh por kg, tornando o processo longe do ideal.
Considerações de Custo de Hidrogénio vs Elétricos
A viabilidade económica do hidrogénio também é uma preocupação. O hidrogénio produzido a partir de gás natural custa cerca de 1,50€ por quilograma, enquanto o hidrogénio limpo (produzido via eletrólise usando energia renovável) custa cerca de 5€ por quilograma. Estes custos são atualmente superiores ao custo da eletricidade usada para carregar os BEVs. (Nem vamos considerar os custos de montar uma rede mundial de distribuição de hidrogénio…)
Uso de Água e Deslocamento
Produzir 1 kg de hidrogénio requer aproximadamente 11,36 litros de água, o que representa uma perda significativa de recursos. Por outro lado, 1 kg de hidrogénio pode potencialmente deslocar 4,35 kg (ou 5,98 litros) de gasolina, mostrando o seu potencial na redução da dependência de combustíveis fósseis.
Produção em Larga Escala de Eletrólise
Um eletrólise de 1 GW, operando a 75% de eficiência durante 8.000 horas por ano, poderia produzir cerca de 0,15 milhões de toneladas de hidrogénio e consumir 3 milhões de toneladas de água. Ou seja, esta escala de produção ilustra os enormes requisitos de água e energia envolvidos na produção de hidrogénio.
Conclusão
Embora as células de combustível de hidrogénio possuam um futuro promissor, os desafios de eficiência e os custos mais elevados tornam-nas menos competitivas em comparação com a tecnologia de baterias em rápido avanço. À medida que a tecnologia continua a evoluir, será interessante ver como as tecnologias de hidrogénio são adotadas e por que sectores.
