Carros Elétricos e sustentabilidade: avanços e desafios do setor de transporte

O alarme da mudança climática foi acionado por cientistas globalmente: os planos atuais de diversos países não estão atingindo a meta de emissões líquidas zero em 2050 e as emissões de gases de efeito estufa devem continuar diminuindo. Levando-se em conta que o setor de transportes contribui com 23% das emissões globais de CO2 e 39% emissões de GEE (gases de efeito estufa) na América Latina, a indústria automobilística está impulsionando a transição para veículos elétricos (EV).

Essa abordagem eco-friendly está acelerando a maior transformação que a indústria tem visto desde que a Ford lançou a primeira linha de montagem, há quase 100 anos. No entanto, de acordo com um Estudo global do IBM Institute for Business Value (IBV) , apesar de as montadoras estarem muito comprometidas em mudar para EVs (Electric Vehicles), as novas baterias necessárias para sua operação estão criando múltiplos desafios:

 O desempenho da bateria
As montadoras fizeram um bom progresso na melhora do desempenho da bateria e da densidade de energia, o que resultou em maior autonomia. No entanto, o desempenho da bateria se deteriora ao longo do tempo, portanto, aumentar a quantidade e a velocidade das cargas afeta a autonomia da bateria e o valor residual dos EVs.

 A escassez de matérias-primas
Até 2030, a estimativa é de 5,4 milhões de veículos elétricos em operação na América Latina. As baterias dos veículos elétricos atuais utilizam, principalmente, minerais terrestres críticos, como lítio, cobalto e níquel. Considerando que a adoção de EV continua a aumentar, a escassez de material pode se tornar outro freio para a transição para veículos de emissão zero.

 O impacto ambiental
 Os impactos ambientais da oferta de matérias-primas, emissões durante a fabricação e a reciclagem de baterias usadas precisam ser abordados. No entanto, a química por trás do funcionamento das baterias é extremamente complexa e requer modelos detalhados de interações moleculares que ultrapassam os limites da computação clássica.

O futuro das baterias dos EV é quântico
A Computação Quântica excede as restrições de tempo de processamento da computação clássica em simulação de materiais, o que ajuda os pesquisadores a evitarem métodos experimentais trabalhosos, demorados e caros. Por esta razão, alguns pesquisadores estão se voltando para a computação quântica para potenciar a identificação de materiais alternativos, menos caros e mais abundantes que podem ser usados para produzir baterias de alto desempenho e mais respeitosas com o meio ambiente.

Simulações quânticas podem ser usadas para simular de forma mais realista materiais e suas interações com o funcionamento do dispositivo, processos de fabricação e condições de operação, possibilitando um experimento mais produtivo e que necessite de menos pesquisas laboratoriais e desenvolvimento de manufatura.

A Mitsubishi Chemical, por exemplo, está perseguindo a promessa de baterias de lítio -oxigênio, que no papel parecem ser substancialmente mais leves e duram mais com uma única carga. Os pesquisadores buscam entender melhor o potencial do lítio-oxigênio como fonte de energia usando novos algoritmos que aproveitam a computação quântica.

A redução das emissões de carbono através de veículos elétricos requer uma visão sistêmica que inclua a cadeia de valor da bateria até a infraestrutura de carregamento. Aqueles líderes que alavancam tecnologias avançadas e constroem ecossistemas robustos estarão melhor posicionados para alcançar a velocidade de mudança necessária para cumprir as metas globais de emissões líquidas zero e alavancar uma vantagem competitiva no mercado.