Quatro combustíveis alternativos para empresas de transportes

Tanto os expedidores como os transportadores têm muito a considerar quando pretendem diversificar o seu cabaz de energia de transporte. É um ato de equilíbrio que pesa muitos factores, como o investimento de capital, os custos de energia, o consumo de energia, a infraestrutura disponível e os objectivos individuais de sustentabilidade, e uma série de combustíveis alternativos para o transporte.

O gasóleo ainda representa 93 por cento da quota de mercado do transporte e, embora seja provável que continue a ser o combustível padrão para o transporte pesado num futuro próximo, as energias alternativas estão a tornar-se mais viáveis. Na aplicação certa, as alternativas podem ser operacionalizadas para frotas hoje e cada uma oferece benefícios potenciais, ao mesmo tempo em que apresenta obstáculos a serem superados.

Dos veículos elétricos ao gás natural, os avanços na tecnologia de transporte mais sustentável estão no horizonte, e a indústria é incrivelmente otimista sobre essa diversificação à medida que nos ramificamos em alternativas de combustível para o futuro.

4 Tipos de Energias Alternativas para o Transporte

Um olhar mais atento sobre os quatro principais tipos de energias alternativas para o transporte de cargas pesadas ajudará os expedidores a tomar as melhores decisões para a estratégia da sua organização.

• Biodiesel e Diesel Renovável
• Gás Natural
• Bateria Eléctrica
• Célula de Combustível de Hidrogénio

Biodiesel, Diesel Renovável

O biodiesel e o diesel renovável são duas das energias alternativas mais amplamente proliferadas utilizadas no transporte comercial. Exemplos de misturas comuns de biodiesel e biocombustível vistas na maioria dos postos de abastecimento incluem E10, B5 e B2. Além disso, o B20 é uma mistura de biodiesel que é exigida no Minnesota durante os meses de verão. O processo de hidrotratamento, que é comumente usado em refinarias de petróleo, cria um produto que é quase idêntico ao diesel convencional.

Oportunidades e desafios do biodiesel e do gasóleo renovável:

O aspeto mais limitativo do biodiesel (e de outros biocombustíveis avançados) é o facto de serem utilizados apenas para mistura. O biodiesel puro não pode ser utilizado em temperaturas mais frias porque pode cristalizar e gelificar, danificando potencialmente o motor de um camião. Por esta razão, a maioria dos principais fabricantes de motores anula as garantias se for utilizada uma mistura superior a 20% num motor a diesel.

A maior vantagem do diesel renovável é que pode substituir diretamente o diesel tradicional nos motores a diesel comuns. O custo de produção, no entanto, é alto, o que impede um uso mais generalizado em toda a indústria.

Benefícios de sustentabilidade do biodiesel e do diesel renovável: 

Tanto o biodiesel quanto o diesel renovável são combustíveis não fósseis feitos de resíduos orgânicos, como óleo vegetal e gorduras animais.

O biodiesel e os biocombustíveis dominam atualmente as alternativas ao gasóleo à escala nacional devido aos requisitos de mistura a nível estatal. Além disso, o governo federal incentiva a adoção de combustíveis alternativos, especificamente nos transportes, através do programa Renewable Fuel Standard (RFS). Com o objetivo de diminuir as emissões de gases com efeito de estufa de uma forma exequível e escalável, este programa exige a mistura progressiva de combustíveis fósseis com combustíveis alternativos. O biodiesel e o gasóleo renovável são os mais comuns.

À medida que o governo aumenta os requisitos mínimos de mistura todos os anos, a quota de mercado existente difunde-se entre uma maior variedade de tipos de combustível. O RFS também é a razão pela qual o etanol é encontrado na gasolina que abastece seu carro ou veículo pessoal. 

A maior parte da energia renovável, incluindo o gasóleo, é vendida na Califórnia, onde a legislação adicional do estado Low Carbon Fuel Standard (LCFS) o torna competitivo com os preços do gasóleo tradicional. O gasóleo renovável puro emite 60% menos emissões durante o ciclo de vida do que o gasóleo tradicional, o que o torna uma opção atractiva do ponto de vista das emissões. O custo de produção, no entanto, faz com que seja um desafio adoptá-lo de forma singular em todas as frotas.

Gás Natural

O gás natural pode ser encontrado em várias formas - comprimido e liquefeito - e a fonte determinará o seu impacto na sustentabilidade, referindo-se em grande parte ao gás natural renovável. 

O gás natural comprimido (GNC) tem sido utilizado em veículos de consumo há décadas, mas está a ganhar quota de mercado no espaço dos transportes pesados. O combustível em si oferece um preço baixo e estável e emissões reduzidas em comparação com o diesel. 

O gás natural liquefeito (GNL) é menos popular do que a forma condensada do gás natural porque tem de ser levado a temperaturas muito baixas. Este facto torna a sua produção, armazenamento e transporte mais dispendiosos. Também emite níveis mais elevados de gases com efeito de estufa através deste processo de arrefecimento, o que torna os seus benefícios ambientais mais reduzidos. O gás natural renovável (GNR) é quimicamente igual ao gás natural convencional, mas é produzido a partir de material de fonte renovável, como resíduos animais, gases de aterro e matéria orgânica em decomposição. Este facto é importante devido à sua intensidade de carbono. Nalguns casos, em particular nos resíduos lácteos, elimina as emissões de carbono no seu ciclo de vida de produção e consumo.

O GNC e o GNR partilham a mesma rede de gasodutos e utilizações finais. Uma vez refinados para a sua forma final, os dois são indistinguíveis, pelo que a compreensão do ciclo de vida desta fonte de energia torna-se imperativa para compreender a intensidade global do carbono. 

Oportunidades e Desafios do GNC no Transporte:

Uma das vantagens do GNC é que o seu preço é muito menos volátil do que o do gasóleo. Normalmente, quando um expedidor reembolsa um transportador pelo GNC, o reembolso baseia-se num preço fixado no início de cada mês.  O gás natural é muito abundante nos EUA devido ao boom do xisto, que resultou no aumento da produção interna de petróleo e gás. A oferta de gás natural atualmente produzida é tão significativa que alguns produtores de petróleo têm de queimar o excesso de oferta devido à falta de capacidade dos gasodutos.

Um dos maiores desafios para a adoção do GNC como combustível alternativo nos transportes é o facto de ser comparado diretamente com o gasóleo. Quando os preços do gasóleo estão baixos este torna-se mais rentável do que o GNC. Além disso, os veículos de combustível alternativo que funcionam com gás natural exigem motores e estações de abastecimento diferentes dos caminhões a diesel, o que significa que o investimento inicial é significativo.

O GNC proporcionou uma economia de custos de cerca de US $ 1 por galão em relação ao diesel antes que o mercado de petróleo bruto despencasse no final de 2014. Isso foi quando o preço do petróleo estava acima de US $ 100 o barril.

O recente ambiente de baixo preço do combustível diesel, no entanto, torna o abastecimento de caminhões com diesel mais economicamente vantajoso. Se o preço do petróleo subir novamente, o GNV está posicionado para ser um dos combustíveis alternativos mais práticos se todos os outros fatores se alinharem.

Como salientámos no nosso artigo A viabilidade do GNC na cadeia de abastecimento, a infraestrutura para o gás natural continua a expandir-se, embora lentamente. Independentemente disso, a estabilidade de preços em curso continuará a torná-lo uma opção atraente quando implementado nos casos de uso certos.

Benefícios de sustentabilidade do GNC: 

O GNC queima muito mais limpo, emitindo menos emissões de gases de efeito estufa (GEE) do que a gasolina ou o diesel no ponto de combustão. No entanto, continua a ser um combustível fóssil, e a maior parte dele provém de operações de perfuração em grande escala, o que deixa uma grande pegada de carbono. O GNR é uma opção de energia renovável para o consumo de gás natural, porque é produzido a partir de material orgânico, incluindo resíduos de aterros sanitários e gado.

As emissões do ciclo de vida tornam-se mais importantes porque o processo de produção do GNR reaproveita os gases de metano que, de outra forma, seriam libertados na atmosfera. Isso faz com que o impacto global do GNR seja nulo, e às vezes negativo, em termos de emissões. Os programas que aproveitam os incentivos federais e estaduais podem melhorar sua viabilidade financeira. A Califórnia está a liderar a utilização do GNR como combustível para transportes, com regulamentos e incentivos que o tornam mais competitivo em termos de custos em relação ao gasóleo.

Bateria Eléctrica

Os veículos eléctricos alimentados por bateria (BEV) ultrapassarão o GNC em termos de viabilidade se a tecnologia continuar a avançar.

Até ao momento em que este artigo foi escrito, os BEV ainda não tinham ganho tração nas aplicações para veículos pesados. As grandes encomendas estão a assinalar o início de uma mudança no sector dos transportes marítimos. Estas compras incluem a encomenda pela UPS de 950 camiões de entrega eléctricos Workhouse. Também inclui reservas de grandes expedidores, retalhistas e transportadores de bens de consumo embalados (CPG) para camiões pesados, Classe 8, eléctricos a bateria, como o Tesla semi.

Os disruptores do mercado, como a Tesla e a Nikola, estão a ser recebidos por pilares da indústria, como a Daimler e a Volvo, para desenvolverem os VEB do mercado de transporte de mercadorias do futuro. Algumas destas empresas anunciaram que estes camiões eléctricos a bateria deverão estar disponíveis e incorporados nas cadeias de abastecimento de transportes entre 2020 e 2022.

Oportunidades e Desafios dos Veículos Eléctricos no Transporte Comercial:

O futuro dos VEBs parece brilhante, uma vez que estas tecnologias são adoptadas na cadeia de abastecimento principal. 

Os principais benefícios dos VEBs incluem o aumento da eficiência energética e benefícios de custos a longo prazo devido aos custos de energia mais baixos em comparação com o diesel. A potência e o desempenho poderão competir diretamente com as unidades de tração a diesel - uma caraterística ainda não partilhada por nenhum outro tipo de energia. Além disso, as emissões do ciclo de vida continuarão a melhorar à medida que a rede de energia dos EUA se afasta dos combustíveis fósseis.

Apesar de existirem importantes estações de carregamento rápido elétrico DC, o maior obstáculo para os VEB é a falta de infra-estruturas para veículos pesados. Por esse motivo, os expedidores com maior probabilidade de tirar partido dos camiões eléctricos são os que têm frotas privadas que percorrem vias específicas.

Estes expedidores podem investir em infra-estruturas de carregamento no local ou ao longo de rotas dedicadas. Os veículos eléctricos também podem operar dentro dos limites da cidade em rotas repetitivas, como o trânsito urbano, deixando os camiões a gasóleo para percursos mais longos em todo o país.

As limitações no alcance da carga da bateria agravam ainda mais este desafio. As baterias são extremamente pesadas. Os camiões têm uma capacidade de carga restrita em termos de peso, pelo que não é apelativo renunciar a um camião completo em troca de um grupo motopropulsor electrificado.

Além disso, a tecnologia das baterias está limitada pelo tempo e pela autonomia. Uma vez totalmente carregada, a autonomia é de cerca de 320 quilómetros. A maioria dos envios de longo curso é de 1.000 milhas ou mais. Para cada minuto que um caminhão não está em movimento, ele ganha US $ 0, de modo que o tempo de inatividade e as paradas frequentes não são atraentes na maioria das cadeias de suprimentos.

Poderíamos ver empresas de serviços públicos, empresas multinacionais de energia e fabricantes de veículos elétricos, como BYD, Tesla e Daimler, construindo estações para apoiar sua rede específica de caminhões.

Benefícios de sustentabilidade de caminhões elétricos:

Os regulamentos e incentivos de emissões de GEE da Califórnia também estão abrindo caminho para essa energia alternativa. No início de 2020, a Anheuser-Busch comprou o 100º caminhão classe 8 totalmente elétrico a bateria da BYD nos Estados Unidos. Isso se junta à sua rede de mais de 20 veículos elétricos para reduzir as emissões de carbono em sua cadeia de suprimentos de transporte. No entanto, medir os verdadeiros benefícios de sustentabilidade dos camiões eléctricos é complicado. As emissões do ciclo de vida completo, e mais especificamente a fonte de energia para criar a eletricidade, devem ser consideradas.

Por exemplo, a eletricidade gerada a partir de centrais de carvão ainda emite quantidades significativas de emissões de GEE para a atmosfera, em comparação com a eletricidade derivada de uma turbina eólica. Isto tornar-se-á cada vez mais relevante à medida que a tecnologia prolifera em toda a indústria e que a comunicação e a eliminação das emissões de carbono se tornam mais regulamentadas.

Célula de combustível de hidrogénio

Os veículos eléctricos de célula de combustível de hidrogénio (FCEV) são semelhantes aos camiões eléctricos porque ambos são veículos alimentados por bateria, mas a fonte de energia diferencia os dois. Estes veículos pesados utilizam uma célula de combustível para combinar hidrogénio puro e oxigénio e produzir eletricidade para alimentar a bateria do camião. Os fabricantes mais conhecidos deste tipo de transporte são a Nikola e a Toyota.

Leia uma entrevista que a Breakthrough teve com a Nikola sobre o futuro da tecnologia de células de combustível de hidrogénio, here. 

Oportunidades e Desafios da Tecnologia das Pilhas de Combustível de Hidrogénio:

O preço é o maior desafio que se coloca à adoção das pilhas de combustível de hidrogénio como fonte de energia alternativa. A energia para alimentar o camião é cara e pode não fazer sentido do ponto de vista financeiro para a maioria dos expedidores e transportadores actuais. O hidrogénio é caro e difícil de processar, e o seu transporte pode ser ainda mais dispendioso. No entanto, à medida que for surgindo nova tecnologia de baterias, é possível que o preço baixe e esta se torne uma opção mais atractiva.

A maior vantagem que os camiões de célula de combustível de hidrogénio têm sobre outras opções eléctricas é a autonomia. Espera-se que os veículos eléctricos tenham um alcance máximo de 100 a 300 milhas com uma única carga, embora a Tesla afirme que os seus semis eléctricos têm um alcance de 600 milhas. Por outro lado, a Nikola afirma que os seus camiões com células de combustível de hidrogénio podem percorrer mais de 1.000 milhas de cada vez. Os veículos a célula de combustível de hidrogénio enfrentam uma batalha ainda mais difícil do que os eléctricos em termos de infra-estruturas. Embora os caminhões a hidrogênio precisem de menos recargas devido ao seu alcance estendido, eles ainda precisam de postos de abastecimento de hidrogênio específicos. Em 2019, havia apenas 40 postos públicos de abastecimento de hidrogênio nos EUA e a maioria deles está na Califórnia.

Benefícios de sustentabilidade do hidrogénio: 

A conversão do gás hidrogénio em eletricidade é relativamente limpa quando se consideram as emissões do tubo de escape. O gás hidrogénio produz apenas subprodutos de calor e água. Apesar destas emissões limpas, a produção de hidrogénio suscita preocupações em termos de sustentabilidade.

Algumas produções de hidrogénio dependem de combustíveis fósseis e de um processo termoquímico conhecido como reforma a vapor do metano. Estes processos emitem gases com efeito de estufa, razão pela qual considerar as emissões do ciclo de vida das fontes de combustível alternativas se tornou cada vez mais importante para garantir práticas de cadeia de abastecimento verdadeiramente sustentáveis.

A alternativa é utilizar hidrogénio renovável, através da eletrólise de moléculas de água e de micróbios produtores de hidrogénio. Mas esta tecnologia ainda está em uso limitado e os processos são caros.

Qual é a sua estratégia de combustível alternativo?

Decidir que tipos de combustível alternativo são as opções certas para a sua estratégia de transporte pode resumir-se aos valores fundamentais da sua organização. Se enfatizar sustentabilidade e quiser ser uma marca amiga do ambiente e com visão de futuro, seja um dos primeiros a adotar. Se estiver empenhado em reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, poderá ter de suportar preços de energia mais elevados até que a tecnologia e os métodos se tornem mais comuns. É também mais provável que esteja na vanguarda de um sector em rápida mudança.

Os maiores desafios para todos os expedidores e transportadores são os custos e as complicações da mudança do gasóleo para combustíveis alternativos - mas é possível. A diversificação das carteiras de energia proporciona flexibilidade aos expedidores, apoiando uma cadeia de abastecimento ágil. O estabelecimento de parcerias estratégicas com transportadores e fornecedores de energia pode aumentar a viabilidade financeira e o sucesso do programa a longo prazo. À medida que os governos, as organizações e os consumidores continuam a concentrar-se num futuro de energia limpa com Targets de emissões mais rigorosos, os expedidores devem esperar e preparar-se para um futuro de combustíveis alternativos.