A corrida para descarbonizar a eletricidade

Uma das principais propostas de valor de veículos elétricos (EVs) para consumidores - e o planeta - é sua pegada de carbono ultrabaixa uma vez em operação. Ao contrário dos carros e veículos comerciais com motores de combustão interna, os veículos elétricos não produzem emissões diretas pelo escapamento da queima de diesel e gasolina. Mas os EVs movidos a bateria têm um grande desafio de emissões: a produção das próprias baterias é um processo altamente intensivo em carbono.

Este artigo é um esforço colaborativo de Martin Linder, Tomas Nauclér, Stefan Nekovar, Alexander Pfeiffer e Nikola Vekić, representando pontos de vista da McKinsey's Automotive & Assembly Practice.

De fato, produzir as grandes baterias de íon-lítio usadas para alimentar os veículos elétricos é a maior fonte de emissões incorporadas para carros e caminhões elétricos, respondendo por cerca de 40 a 60% das emissões totais da produção, de acordo com nossa estimativa. Em outras palavras, fabricar baterias pode gerar tantas emissões quanto produzir todos os outros materiais usados ​​na fabricação de um VE — ou até mais (Quadro 1).

À medida que a pressão para descarbonizar aumenta e a demanda por EVs aumenta globalmente, os fabricantes estão correndo para enfrentar esse desafio de emissões. Mais de 100 OEMs da indústria automobilística e seus fornecedores se comprometeram a reduzir as emissões como parte da iniciativa Science Based Targets. junte-se a este grupo.

As decisões individuais do OEM podem fazer uma diferença substancial. Os níveis de emissão da produção de baterias EV dependem de uma variedade de fatores, incluindo escolhas de design, tipo de veículo, alcance e requisitos de frete, bem como locais de produção e fornecimento. As fontes de energia usadas para produzir vários componentes de bateria são um dos maiores fatores que explicam a grande variação na pegada de carbono de diferentes OEMs.

A boa notícia é que reduções drásticas nas emissões de carbono da produção de baterias para veículos elétricos são possíveis nos próximos cinco a dez anos. Este artigo analisa por que a produção de baterias EV é uma atividade com emissões tão altas e o que pode ser feito para reduzir sua pegada de carbono.

Um EV tem aproximadamente o dobro da pegada de produção de um veículo típico com motor de combustão interna (ICE). Ambos têm emissões de produção incorporadas semelhantes, por exemplo, ao produzir a carroceria do veículo, que está entre cinco e dez toneladas de emissões de CO2e, dependendo de seu tamanho e local de produção. Além disso, no entanto, produzir um EV típico (com uma bateria de 75 kWh) emite mais de sete toneladas de emissões de CO2e apenas na bateria.

Os materiais e a energia necessários para produzir baterias EV explicam muito de sua pesada pegada de carbono. As baterias de veículos elétricos contêm níquel, manganês, cobalto, lítio e grafite, que emitem quantidades substanciais de gases de efeito estufa (GEE) em seus processos de mineração e refino. Além disso, a produção de materiais ativos de ânodo e cátodo requer temperaturas altas e intensivas em energia para alguns processos. A química da bateria, a tecnologia de produção, a seleção de fornecedores de matéria-prima e as rotas de transporte são outros fatores determinantes para a quantidade de carbono de produção incorporado.

As decisões de fornecimento - inclusive para a energia usada - têm um grande impacto nas emissões, dependendo se são usadas energias renováveis, como energia solar e eólica, ou combustíveis fósseis, como gás natural. Os produtores que usam eletricidade renovável já têm uma pegada de carbono significativamente menor na produção de baterias do que aqueles que usam combustíveis fósseis. A Figura 2 destaca a ampla variação nas emissões relacionadas à bateria, dependendo das escolhas da cadeia de valor.

Por enquanto, a maioria das baterias é fabricada na Ásia: a China domina o mercado com uma participação de mercado de mais de 70% e possui os processos de produção com maior emissão de poluentes. Por outro lado, a Suécia manteve um nível relativamente baixo de emissões da produção de baterias, com média inferior à metade da China.