O crescimento da demanda por veículos elétricos (EVs) é impulsionado por vários fatores, incluindo as estratégias governamentais para promover a sustentabilidade, a crescente conscientização do consumidor sobre questões ambientais e os avanços tecnológicos. No entanto, o alto custo econômico e ambiental da produção de baterias de íons de lítio continua sendo um problema a ser resolvido, portanto, otimizar a fabricação e o descarte de seus componentes é fundamental para o desenvolvimento dessa tecnologia.
Otimização dos processos de produção de baterias para carros elétricos
Estima-se que as baterias sejam responsáveis por até 40-50% das emissões de veículos elétricos e respondam por uma porcentagem semelhante de seu preço. É por isso que os fabricantes de baterias de carros elétricos estão procurando maneiras de reduzir o custo de produção e, ao mesmo tempo, reduzir sua pegada de carbono. Um aspecto importante é a redução do trabalho humano, graças à crescente automação das linhas de produção. Os robôs podem executar tarefas repetitivas e precisas com mais rapidez e eficiência do que os humanos, levando a uma redução geral nos custos. Por exemplo, eles podem montar células, revestir eletrodos e testar baterias.
A automação também reduz a possibilidade de quaisquer desvios que afetem a qualidade e a segurança do produto. No entanto, nem todas as empresas podem pagar por isso, e é por isso que também pode ser extremamente valioso estabelecer parcerias estratégicas com fornecedores de tecnologia e matérias-primas, proporcionando maior acesso a soluções inovadoras.
No entanto, espera-se que a otimização dos processos de produção conduza não só a uma redução das despesas financeiras, mas também dos custos ambientais. Pode envolver, por exemplo, o uso de fontes de energia renováveis em fábricas, como energia solar, eólica ou geotérmica. Isso resulta não apenas em uma pegada de carbono reduzida, mas também em custos operacionais mais baixos. Muitos fabricantes de baterias hoje em dia estão investindo em sistemas fotovoltaicos, por exemplo. Também é uma escolha racional usar componentes fabricados com tecnologias modernas que consomem menos energia e têm emissões mais baixas. Por exemplo, em vez da produção intensiva de energia de caixas de bateria de metal para um carro elétrico, podem ser usados componentes moldados de polipropileno EPP, que são produzidos em um processo sustentável usando vapor.
Reciclagem de baterias e economia de ciclo fechado
No contexto do custo de produção das baterias e da pegada de carbono da indústria automotiva, aumentou a importância de uma abordagem circular baseada na reciclagem eficaz de materiais de baterias usadas. Atualmente, vários métodos são usados para recuperar lítio, níquel e cobalto, como pirometalurgia, hidrometalurgia ou métodos físico-químicos. A pirometalurgia envolve o aquecimento de baterias a altas temperaturas para separar metais de outros materiais e refiná-los. A hidrometalurgia, por outro lado, baseia-se na dissolução química de metais em ácidos e bases, permitindo a recuperação seletiva de lítio, níquel e cobalto. Ao reciclar dessa forma, a necessidade de extrair matérias-primas virgens é reduzida, diminuindo assim o custo de produção de baterias – tanto econômica, ambiental quanto socialmente.
Uma categoria intimamente relacionada com a economia circular é a conceção ecológica, ou seja, a conceção de produtos de forma a facilitar a sua posterior reciclagem. No caso de baterias, esse pode ser um design que permite que os módulos sejam facilmente separados. A padronização por meio da introdução de soluções de design uniformes na área de baterias também é uma demanda crescente, o que permitirá que os recicladores processem com eficiência mais produtos similares. A longo prazo, essa abordagem não apenas reduzirá o consumo de recursos naturais escassos e a quantidade de resíduos potencialmente perigosos, mas também reduzirá o custo de produção de baterias e, portanto, o preço de mercado. Investir em pesquisa e desenvolvimento promove inovações em tecnologia, incluindo o desenvolvimento de novas estruturas e materiais.
Investir em pesquisa e desenvolvimento
Investir em pesquisa e desenvolvimento (P&D) é essencial para acelerar a mudança tecnológica na área de produção de baterias para carros elétricos. Hoje, os fabricantes visam principalmente melhorar a densidade de energia, o que resulta em uma maior autonomia do veículo. A busca por materiais e processos produtivos mais baratos também é um aspecto importante. As baterias EPP da Knauf Industries usadas para isolar e conectar módulos são um exemplo ideal desse tipo de tecnologia. Com excelente absorção de choque e proteção contra temperaturas extremas, os componentes de espuma prolongam a vida útil da bateria do carro, aumentam o desempenho de carregamento e melhoram a segurança de uso. Os plásticos processados em nossas instalações também podem ter um conteúdo de material reciclado para reduzir a pegada de carbono do produto final.
O financiamento para a pesquisa de novos materiais e tecnologias geralmente vem de subsídios do governo, projetos privados e por meio da colaboração entre os dois setores, o que muitas vezes permite que a pesquisa seja ampliada. Em particular, a cooperação dos setores público e privado com universidades e institutos de pesquisa com conhecimentos avançados e laboratórios modernos é um catalisador fundamental para o desenvolvimento. Esse trabalho de pesquisa colaborativa muitas vezes pode levar a novas descobertas.
Também extremamente importantes, em termos de financiamento do desenvolvimento da eletro mobilidade, são os programas de apoio realizados a nível estadual e internacional. Por exemplo, o programa «Veículos com Emissões Nulas», que presta assistência aos Estados-Membros na promoção da aquisição de veículos com nível nulo de emissões ou no financiamento de infraestruturas de carregamento. Tudo isto visa cumprir as ambiciosas metas climáticas decorrentes do pacote Objetivo 55, como a redução das emissões de CO2 em, pelo menos, 55 % até 2030.
O futuro da produção de baterias para carros elétricos – tendências e previsões
As tecnologias de propulsão de baterias e carros elétricos estão se desenvolvendo rapidamente e podem revolucionar o futuro do transporte. Soluções mais eficientes e seguras, como baterias de sódio-enxofre (Na-S) e lítio-ferro-fosfato (LiFePO4), que têm até quatro vezes a capacidade e vida útil mais longa do que as baterias tradicionais de íons de lítio, devem ser desenvolvidas nos próximos cinco a 10 anos. Tecnologias inovadoras para carregamento rápido em 10 minutos também entrarão em uso. Os sistemas inteligentes de gerenciamento de bateria de carro que otimizam o uso de energia e prolongam a vida útil da bateria também têm um papel importante a desempenhar.
Todas essas novas tecnologias podem reduzir significativamente o custo de produção e a pegada de carbono dos carros elétricos. A utilização de baterias mais eficientes e mais baratas nos automóveis resultará num preço final mais baixo para os veículos e, por conseguinte, numa maior competitividade no mercado. Isso os tornará mais acessíveis a um grupo mais amplo de consumidores, levando a um maior interesse e aumento das vendas. A disseminação generalizada de tecnologias de emissão zero combinadas com eletricidade verde mudará permanentemente a face do transporte para uma mais sustentável.