Cena idílica de comercial. Um Honda FCX Clarity vem calmamente desfilando por uma avenida à beira-mar, e, após 240 milhas (386 km), entra em um posto para reabastecer. Mas, em vez de se abastecer com gasolina, álcool ou diesel, este carro é abastecido com o mais limpo hidrogênio.É a realização dos sonhos do carro limpo. Um carro que utiliza hidrogênio estocado com oxigênio do ar, recombinados numa moderna célula a combustível, gerando eletricidade para os motores elétricos de tração e deixando sair apenas água pelo escapamento. Enfim, um carro que emite zero de carbono para a liberdade de se locomover sem o peso na consciência ecológica. Simplesmente sublime.
Porém, o haveria algo por trás desta cena? Seria o hidrogênio um combustível tão perfeito? Seria a célula a combustível o milagre para continuarmos a usufruir das facilidades da vida moderna sem interferir com o meio ambiente?
Veremos que entre a imagem e a realidade há uma enorme diferença que a propaganda não explica.
Comecemos pelo hidrogênio.
Quando extraímos petróleo de um poço, não estamos extraindo apenas uma substância escura e pegajosa. Estamos extraindo muita energia impregnada naquele óleo bruto. Por isso o petróleo é uma matriz energética, uma fonte de energia. A mais importante nesta fase da História.
O hidrogênio molecular não existe em estoques concentrados e de alta pureza que possamos explorar diretamente. Ao contrário, ele precisa ser obtido através da eletrólise da água, ou como mais comumente o obtemos atualmente, pela reforma de gás natural (metano).
Mas para o obtermos, precisamos inserir energia no processo. Mais energia do que o hidrogênio será capaz de fornecer depois. A energia que está no hidrogênio combustível foi gerada por uma outra fonte qualquer, havendo perdas na conversão.
Desta forma, o hidrogênio não é uma fonte de energia, mas apenas um meio intermediário de armazená-la antes dela ser consumida.
O hidrogênio é uma substância de alto poder energético por unidade de massa. Ele oferece 120 megajoules de energia por quilograma de gás, contra 43,5 MJ/kg de uma gasolina premium, de 98 octanas RON.
No entanto, o hidrogênio é uma substância de baixíssima densidade. Sob a forma líquida, em temperatura próxima do zero absoluto, para uma mesma quantidade de energia fornecida , o hidrogênio necessita três vezes e meia o volume de gasolina. Na forma de gás à pressão de 700 bars, ele precisa de cinco vezes o volume de gasolina para oferecer a mesma quantidade de energia.
Um carro que tenha um tanque de 60 litros de gasolina precisaria de um tanque de 300 litros para estocar hidrogênio para a mesma quantidade de energia. Esta é a razão pela qual raramente se produz carros com motores de ciclo Otto que queimam hidrogênio. A BMW produz um modelo, o Hydrogen 7 bicombustível gasolina-hidrogênio, lançado no final de 2006, mas que vende bem pouco por ser pouco atraente (260 cv num motor V12 de 6 litros) e por não haver rede convincente de fornecimento de hidrogênio.
O Honda FCX tem em suas especificações a indicação de que seu tanque é abastecido com 4,1 kg a 5.000 lbf/pol² (345 bars), o que equivale em energia a 15 litros de gasolina premium. A conta já começa a não fechar.
As 240 milhas de autonomia do Honda FCX Clarity seriam percorridas por um carro normal com tanque de 60 litros de gasolina, indicando que o Honda FCX é 300% mais eficiente que um carro a gasolina.
Uma demonstração de que algo não está certo nestas contas está no exercício de tecnologia de um avião movido a hidrogênio, levado à cabo pela Airbus, chamado de Cryoplane.
O hidrogênio é uma substância de alto poder energético por unidade de massa. Ele oferece 120 megajoules de energia por quilograma de gás, contra 43,5 MJ/kg de uma gasolina premium, de 98 octanas RON.
No entanto, o hidrogênio é uma substância de baixíssima densidade. Sob a forma líquida, em temperatura próxima do zero absoluto, para uma mesma quantidade de energia fornecida , o hidrogênio necessita três vezes e meia o volume de gasolina. Na forma de gás à pressão de 700 bars, ele precisa de cinco vezes o volume de gasolina para oferecer a mesma quantidade de energia.
Um carro que tenha um tanque de 60 litros de gasolina precisaria de um tanque de 300 litros para estocar hidrogênio para a mesma quantidade de energia. Esta é a razão pela qual raramente se produz carros com motores de ciclo Otto que queimam hidrogênio. A BMW produz um modelo, o Hydrogen 7 bicombustível gasolina-hidrogênio, lançado no final de 2006, mas que vende bem pouco por ser pouco atraente (260 cv num motor V12 de 6 litros) e por não haver rede convincente de fornecimento de hidrogênio.O Honda FCX tem em suas especificações a indicação de que seu tanque é abastecido com 4,1 kg a 5.000 lbf/pol² (345 bars), o que equivale em energia a 15 litros de gasolina premium. A conta já começa a não fechar.
As 240 milhas de autonomia do Honda FCX Clarity seriam percorridas por um carro normal com tanque de 60 litros de gasolina, indicando que o Honda FCX é 300% mais eficiente que um carro a gasolina.
Uma demonstração de que algo não está certo nestas contas está no exercício de tecnologia de um avião movido a hidrogênio, levado à cabo pela Airbus, chamado de Cryoplane.Não só o projeto do avião foi estudado, mas todas as situações criadas em torno dele.
Este avião era movido por hidrogênio líquido, em temperatura próxima ao zero absoluto, da mesma forma que o foguete Saturn V que havia levado o homem à Lua.
Este avião era movido por hidrogênio líquido, em temperatura próxima ao zero absoluto, da mesma forma que o foguete Saturn V que havia levado o homem à Lua.
O aspecto mais marcante do Cryoplane era uma “corcova” sobre quase toda a fuselagem para a instalação de tanques de hidrogênio combustível. O hidrogênio combustível, para a mesma quantidade de energia, tem 1/4 da densidade do querosene usado atualmente e exige tanques cilíndricos, não podendo ser aproveitado o espaço da estrutura das asas como o querosene. Esta “corcova“ cria novos problemas de projeto, já que afeta o centro de gravidade e aumenta o arrasto aerodinâmico da aeronave. Não teria de ser assim, caso o hidrogênio não fosse tão volumoso.
O tanque do FCX Clarity se demonstra pequeno em volume diante dos do Cryoplane, em comparação ao de um automóvel a gasolina, contra os tanques de um jato movido a querosene.
O hidrogênio oferece ainda toda uma série de dificuldades para seu armazenamento e manipulação. Ele é o gás que possui a molécula de menor tamanho e de maior velocidade em um meio gasoso. Reservatórios totalmente estanques para gases comuns vazam hidrogênio. O pequeno tamanho da molécula e sua alta velocidade fazem com que ele penetre fundo na estrutura cristalina do metal, vazando como se o reservatório fosse um pote de barro. Sistemas de vedação também são sacrificados. Portanto, todo sistema de armazenagem, reabastecimento e manipulação necessitam de materiais e desenhos especiais para conter este gás. Isto implica em custos que dificilmente diminuirão num futuro próximo.
É outra conta que não fecha.
O uso de materiais nobres nos carros elevarão seus preços, dificultando sua adoção como no ramo dos carros populares.
Agora iremos à pior de todas as contas. Segundo o Dr. Ray Ridley, presidente da Ridley Engineering Inc., o ciclo energético do hidrogênio para uso automotivo seria:
- Transformação de energia térmica (petróleo, carrão, nuclear, renovável) em energia elétrica – rendimento de 33%;
- Geração de hidrogênio através da eletricidade – rendimento de 50%;
- Compressão, transporte e armazenamento – rendimento de 90% (?);
- Célula a combustível e agregados – rendimento de 50%;
- Tração elétrica – rendimento de 80%
- Total – 5,9 % de rendimento.
Em comparação, um carro elétrico teria a seguinte cadeia:
- Transformação de energia térmica (petróleo, carvão, nuclear, renovável) em energia elétrica – rendimento de 33%;
- Transmissão elétrica – rendimento de 93%;
- Bateria – rendimento de 85 %;
- Tração elétrica – rendimento de 80%
- Total – 21 % de rendimento.
Por estes números é possível ver que a cadeia energética de um carro elétrico é pelo menos três vezes e meia mais eficiente que a do carro com célula a combustível.
Para aqueles que não param de fazer as contas em carbono, o carro com célula a combustível se revela mais emissor de CO2 do que um carro a gasolina convencional, apesar de não sair um miligrama deste gás pelo cano de descarga.
Definitivamente, as contas com os carros a hidrogênio não fecham.
Se essas contas não fecham, então por que tanta movimentação em torno do carro com célula a combustível?
A história do carro movido a célula a combustível iniciou com a Electrovan, um protótipo da GM de 1966. Havia a promessa de que esta tecnologia chegaria aos carros em não mais que 20 anos.
A Mercedes criou alguns protótipos da série Necar durante a década de 90 e início deste século. Em 2002 o Necar 5 percorreu mais de 3.000 milhas (4.800 km), cruzando os Estados Unidos como demonstrador da nova tecnologia, anunciada como viável “em muito pouco tempo”.
O tanque do FCX Clarity se demonstra pequeno em volume diante dos do Cryoplane, em comparação ao de um automóvel a gasolina, contra os tanques de um jato movido a querosene.
O hidrogênio oferece ainda toda uma série de dificuldades para seu armazenamento e manipulação. Ele é o gás que possui a molécula de menor tamanho e de maior velocidade em um meio gasoso. Reservatórios totalmente estanques para gases comuns vazam hidrogênio. O pequeno tamanho da molécula e sua alta velocidade fazem com que ele penetre fundo na estrutura cristalina do metal, vazando como se o reservatório fosse um pote de barro. Sistemas de vedação também são sacrificados. Portanto, todo sistema de armazenagem, reabastecimento e manipulação necessitam de materiais e desenhos especiais para conter este gás. Isto implica em custos que dificilmente diminuirão num futuro próximo.
É outra conta que não fecha.
O uso de materiais nobres nos carros elevarão seus preços, dificultando sua adoção como no ramo dos carros populares.
Agora iremos à pior de todas as contas. Segundo o Dr. Ray Ridley, presidente da Ridley Engineering Inc., o ciclo energético do hidrogênio para uso automotivo seria:
- Transformação de energia térmica (petróleo, carrão, nuclear, renovável) em energia elétrica – rendimento de 33%;
- Geração de hidrogênio através da eletricidade – rendimento de 50%;
- Compressão, transporte e armazenamento – rendimento de 90% (?);
- Célula a combustível e agregados – rendimento de 50%;
- Tração elétrica – rendimento de 80%
- Total – 5,9 % de rendimento.
Em comparação, um carro elétrico teria a seguinte cadeia:
- Transformação de energia térmica (petróleo, carvão, nuclear, renovável) em energia elétrica – rendimento de 33%;
- Transmissão elétrica – rendimento de 93%;
- Bateria – rendimento de 85 %;
- Tração elétrica – rendimento de 80%
- Total – 21 % de rendimento.
Por estes números é possível ver que a cadeia energética de um carro elétrico é pelo menos três vezes e meia mais eficiente que a do carro com célula a combustível.
Para aqueles que não param de fazer as contas em carbono, o carro com célula a combustível se revela mais emissor de CO2 do que um carro a gasolina convencional, apesar de não sair um miligrama deste gás pelo cano de descarga.
Definitivamente, as contas com os carros a hidrogênio não fecham.
Se essas contas não fecham, então por que tanta movimentação em torno do carro com célula a combustível?
A história do carro movido a célula a combustível iniciou com a Electrovan, um protótipo da GM de 1966. Havia a promessa de que esta tecnologia chegaria aos carros em não mais que 20 anos.
A Mercedes criou alguns protótipos da série Necar durante a década de 90 e início deste século. Em 2002 o Necar 5 percorreu mais de 3.000 milhas (4.800 km), cruzando os Estados Unidos como demonstrador da nova tecnologia, anunciada como viável “em muito pouco tempo”.
Em 2008, o Honda FCX Clarity é lançado como uma série limitada de 200 carros, a serem oferecidos em leasing (sem direito de opção de compra no final do contrato, situação muito similar ao do EV1) para consumidores escolhidos a dedo.
A atriz Jamie Lee Curtis foi a segunda pessoa a receber seu FCX Clarity.
Em eventos anteriores, o então presidente Bush e o governador da Califórnia Arnold Schwarzenegger inauguraram postos de reabastecimento de hidrogênio e até simularam reabastecer carros a hidrogênio, prometendo criar uma rede de postos para estes carros.
A atriz Jamie Lee Curtis foi a segunda pessoa a receber seu FCX Clarity.
Em eventos anteriores, o então presidente Bush e o governador da Califórnia Arnold Schwarzenegger inauguraram postos de reabastecimento de hidrogênio e até simularam reabastecer carros a hidrogênio, prometendo criar uma rede de postos para estes carros.Inequívocos atos de publicidade sem fundamento real para concretizar o uso da tecnologia.
Cada vez que anunciam algum avanço na tecnologia da célula a combustível ou é lançado algum novo protótipo de carro movido a hidrogênio, os fabricantes anunciam que ela estará disponível para breve ou para mais alguns anos.
A rolagem contínua do tempo previsto para que esta tecnologia esteja disponível nos lembra a figura do burro sendo enganado por uma varinha e uma cenoura.Talvez o carro a hidrogênio seja apenas um disfarce, demonstrando que a indústria automobilística não está parada na busca de uma solução definitiva para um carro que não queime combustíveis como os atuais, um teatro ensaiado para chamar nossa atenção enquanto uma altternativa realmente viável não esteja ao alcance.
A tecnologia da célula a combustível certamente é importante em aplicações estáticas, como fonte de energia de emergência para prédios e hospitais, em naves e satélites espaciais, porém seus números não se mostram adequados para aplicações de mobilidade terrestre.
Acho que até dá para dizer que, para os automóveis, o hidrogênio é o combustível do amanhã, lembrando que o amanhã é um dia que nunca chega.
AAD
