Entretanto, até mesmo os caminhões de 40 toneladas poderão viajar mais de mil quilômetros de modo totalmente elétrico num futuro próximo. A chave para isso são as células a combustível da Bosch. Esse tipo de motorização permite o transporte de bens e de commodities com emissões neutras quando movido a hidrogênio produzido por meio de energia renovável. A Bosch está dando o primeiro passo nessa direção ao desenvolver um powertrain com células a combustível com foco inicialmente em caminhões. A empresa planeja iniciar a produção em 2022-2023. Assim que estiver consolidado nesse segmento, o powertrain movido a células a combustível da Bosch ganhará ainda mais espaço nos carros de passeio – tornando-se assim parte do portfólio de motorizações do futuro.
Sete razões por que as células a combustível e hidrogênio são blocos estruturais da mobilidade de amanhã:
1) Neutralidade climática
Na célula de combustível, o Hidrogênio (H2) reage com o oxigênio (O2) que vem do ar ambiente. A energia que essa reação libera é convertida em corrente elétrica, já o calor e água pura (H2O) são outros produtos resultantes dessa reação. O H2 é obtido usando eletrólise, no qual a água é separada em hidrogênio e oxigênio com o auxílio da eletricidade. A geração dessa eletricidade a partir de fontes renováveis torna as células a combustível totalmente neutras para o clima. Especialmente para veículos grandes e pesados, as células a combustível têm uma pegada de carbono melhor do que os powertrains exclusivamente a bateria se forem somadas as emissões de CO2 para produção, operação e descarte das mesmas.
Tudo que os veículos com células a combustível precisam, além do tanque de hidrogênio, é uma bateria menor para armazenamento intermediário. Com isso, já há uma redução de carbono na produção. “As vantagens da célula de combustível vêm à tona nas áreas onde os powertrains à bateria não aparecem”, explica Dr. Uwe Gascktatter, presidente mundial da divisão Powertrain Solutions da Bosch. “Isto significa que não há competição entre as células a combustível e as baterias, na verdade, elas se complementam perfeitamente”.
2) Potencial de aplicações
O hidrogênio tem uma alta densidade de energia. Um quilograma de hidrogênio contém a mesma quantidade de energia que 3,3 litros de diesel. Para viajar 100 quilômetros, um carro de passeio precisaria somente de um quilograma já um caminhão de 40 toneladas apenas sete. Da mesma maneira que o diesel ou gasolina, demoraria apenas alguns minutos para completar um tanque vazio de H2 e continuar a viagem. “As células a combustível são as primeiras escolhas para transportar grandes cargas por muitos quilômetros todos os dias”, destaca Gackstatter, resumindo as vantagens.
No projeto H2Haul criado pela UE, a Bosch está atualmente trabalhando com outras empresas na construção de uma pequena frota de caminhões movidos a célula de combustível para colocá-los na estrada. Além das aplicações para mobilidade, a Bosch está desenvolvendo pilhas de células a combustível para aplicações estacionárias com tecnologia de óxido sólido (solid-oxide fuel cell/SOFC). Essa solução poderá ser utilizada em pequenas estações de distribuição de energia em cidades, data centers e pontos de abastecimento para veículos elétricos. Se as metas firmadas no Acordo de Paris forem cumpridas, o hidrogênio será necessário não apenas para abastecer carros e veículos comerciais, como também trens, aeronaves e navios. Outras indústrias como de energia e aço também planejam fazer uso do hidrogênio.
3) Eficiência
Um dos fatores decisivos para um powertrain eco-friendly e rentável é a sua eficiência, que nos veículos movidos a células a combustível isso é um quarto maior do que nos modelos com motores à combustão. Além disso, a recuperação da energia de frenagem aumenta ainda mais sua eficácia. Veículos elétricos a bateria, que podem armazenar eletricidade e usá-la para propulsão, são ainda mais efetivos. Entretanto, como a produção e demanda de energia nem sempre coincidem em tempo e localização, a energia elétrica gerada a partir do vento e do sol muitas vezes não são utilizadas, pois não encontram um consumidor e não podem ser armazenadas. Esse é um dos diferenciais do hidrogênio. O excedente pode ser utilizado para produzir energia de forma descentralizada, pronta para o armazenamento e transporte flexíveis.
4) Custos
O custo do hidrogênio verde cairá consideravelmente quando a capacidade de produção aumentar e o preço da energia elétrica gerada a partir de fontes renováveis cair. O Conselho do Hidrogênio, uma associação com mais de 90 empresas internacionais, espera que os custos do hidrogênio caiam pela metade nos próximos 10 anos, tornando-o competitivo com outras tecnologias. A Bosch está atualmente trabalhando com a startup Powercell para desenvolver as células, o núcleo da célula do produto, com o intuito de torná-lo pronta para o mercado e a seguir iniciar a fabricação. A meta é disponibilizar uma solução de alta performance que possa ser fabricada a baixo custo. “A médio prazo, usar um veículo com células a combustível não será mais caro do que usar um powertrain convencional”, afirma Gackstatter.
5) Infraestrutura
A rede atual de postos de abastecimento de hidrogênio ainda não oferece cobertura completa, mas os cerca de 180 pontos de abastecimento existentes na Europa já são suficientes para algumas importantes rotas de transporte. Empresas de vários países estão cooperando para acelerar a expansão, normalmente apoiadas por subsídios estatais. Também na Alemanha, os políticos também reconheceram a importância do papel do hidrogênio na redução do carbono na economia e têm apoiado a Estratégia Nacional de Hidrogênio. A H2 Mobilidade Joint Venture, por exemplo, construirá cerca de 100 postos de abastecimento de acesso ao público na Alemanha até o fim de 2020, enquanto o projeto H2Haul, financiado pela EU trabalha não somente em caminhões, mas também nos postos de abastecimento necessários para as rotas planejadas. O Japão, China e Coreia do Sul também têm programas de apoio similares.
6) Segurança
O uso de hidrogênio gasoso em veículos é seguro. Os tanques de hidrogênio não apresentam risco de explosão. É verdade que o H2 queima com a combinação de oxigênio e que a mistura dos dois, além de uma certa proporção, é explosiva. O hidrogênio é quase 14 vezes mais leve que o ar e, portanto, extremamente volátil, ou seja, qualquer H2 que escape do tanque do veículo irá se expandir mais rápido do que possa reagir com o oxigênio ambiente. Durante um teste de flamabilidade realizado por pesquisadores dos EUA, em 2003, observou que a ignição se apagou rapidamente em um carro com células a combustível. O veículo permaneceu praticamente sem danos.
7) Tempo
A produção de hidrogênio é um processo tecnologicamente simples e comprovado. Isso significa que a produção pode ser acelerada para atender demandas mais altas. Além disso, as células a combustível atingiram a maturidade tecnológica necessária para que possa ser comercializada e utilizada em larga escala. De acordo com o Conselho do Hidrogênio, a economia do hidrogênio pode se tornar competitiva nos próximos 10 anos, desde que haja investimentos suficientes e vontade política. “A hora para entrar na economia do hidrogênio é agora”, diz Gacksttter.
