Os Desafios da Difusão de Veículos Elétricos no Brasil

• Por Luciano Losekann com Ana Carolina Cordeiro

A preocupação com as mudanças climáticas motivou a busca por soluções menos poluentes no setor de transportes, segmento que responde por 25% das emissões globais de gases de efeito estufa a partir da queima de combustíveis fósseis. A difusão de veículos elétricos passou a ser vista como um dos principais vetores da descarbonização da matriz energética e vários países estruturam incentivos para promovê-la.

Nos últimos dez anos, os custos da bateria ion-lithium, principal componente de custos de veículos elétricos, reduziram 89% (BlombergNEF, 2020). Essa dinâmica aproximou os preços de veículos elétricos aos de veículos a combustão. As vendas globais de veículos elétricos aumentaram 43% em 2020 e analistas apontam que a paridade está próxima, indicando menor necessidade de incentivos para a adoção (Carrington, 2021).

No caso de maior sucesso, Noruega, os veículos elétricos já representam 54% das vendas anuais de automóveis, percentual que alcança 83% quando inclui veículos híbridos. A interrupção de vendas de veículos à combustão interna está agendada para 2025. O país conta com um sistema de taxação baseado no princípio poluidor pagador, que torna os veículos elétricos atrativos. A dominância da geração renovável de eletricidade é um diferencial para motivar essa política no país.

A eficiência de veículos elétricos pode superar 80%, enquanto veículos a combustão interna não chegam a 20% de eficiência (US-DOE, 2020). Sua utilização combinada à penetração de renováveis na matriz de geração elétrica potencializa a redução de emissões de gases de efeito estufa e deve ser um ponto de foco nas políticas de incentivo (Fontaínhas; Cunha; Ferreira, 2016). A eletrificação do transporte deve funcionar como um fator impulsionador da difusão de fontes renováveis de geração de eletricidade. Considerando a matriz energética atual, a redução de emissões em veículos elétricos é de 40%, quando comparado a veículos a combustão (Lovell, 2020).

Além dos aspectos climáticos, a difusão de veículos elétricos atende a outros objetivos, como redução da dependência de importação de derivados e a diminuição do ruído e a melhora na qualidade do ar nos centros urbanos. Outra vantagem potencial de veículos elétricos é a possibilidade de utilização das baterias veiculares como recurso energético distribuído. A partir do momento que os consumidores se tornam prosumers, ou seja, além de utilizar a energia da rede também a produzem por geração distribuída, os veículos elétricos se tornam um recurso inteligente para melhor utilização da energia (Delgado et al., 2017). Podemos citar o caso da tecnologia vehicle-to-grid (V2G), que permite que os proprietários não apenas liguem na rede para carregar seus veículos, mas também alimentem e vendam energia de volta em momentos de alta demanda de eletricidade (Fontaínhas; Cunha; Ferreira, 2016). Assim, a adoção da tecnologia V2G permite acelerar a aceitação de veículos elétricos, diminuir a necessidade de ampliar a capacidade de geração para momentos de pico, já que os veículos inativos podem atuar como uma grande bateria, contribuindo para a estabilização do fornecimento de energia e até mesmo fornecendo energia para momentos de interrupção e, finalmente, minimizando problemas de intermitência associados a fontes de energia renováveis.

O escopo da indústria de veículos elétricos é muito amplo, uma vez que estes carros estão na interseção entre o setor de produção de carros tradicionais e o de equipamentos elétricos. Ademais, empresas automobilísticas utilizam modelos de negócio diferentes, competindo para que se estabeleça um design dominante, o qual ainda não está totalmente definido (Chen; Perez, 2017).

Destacam-se como principais modelos, o veículo elétrico puro, o veículo elétrico híbrido, o veículo elétrico híbrido plug-in e o veículo a célula de hidrogênio. O veículo elétrico puro, em inglês, Battery Electric Vehicle (BEV), obtém energia motriz exclusivamente de baterias elétricas que podem ser carregadas. Já o veículo elétrico híbrido, em inglês Hybrid Electric Vehicle (HEV), utiliza um motor principal a combustão interna e um motor elétrico complementar a fim de aumentar a eficiência do veículo. Esse modelo gera menos emissões do que veículos convencionais similares e é o modelo mais vendido no Brasil atualmente. Com relação ao veículo híbrido plug-in, em inglês Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV), este possui um motor de combustão interna menor e baterias elétricas mais potentes que podem ser recarregadas. Proporciona menores emissões do que veículos HEVs e convencionais (Egbue and Long, 2012). Por fim, os veículos elétricos movidos a célula de hidrogênio, em inglês Fuel Cell Vehicle (FCV), que é definido como um veículo movido por um motor elétrico alimentado por uma célula de combustível. Uma célula de combustível é uma célula eletroquímica que pode converter a energia química de um combustível como o hidrogênio em energia elétrica.

Como observado acima, a indústria de carros elétricos envolve não só os veículos como a infraestrutura de recarga, considerando os veículos elétricos e híbridos plug-in. Um grande desafio a ser enfrentado é chamado na literatura de “ansiedade de alcance” (em inglês, range anxiety), que é a preocupação dos proprietários com a disponibilidade de estações de carregamento dentro da autonomia dos veículos. Essa preocupação pode prejudicar o processo de difusão de veículos elétricos enquanto a rede de recarga é imatura. Além disso, estas estações devem ser compatíveis, isto porque existem diferentes modelos de carros elétricos no mercado que não utilizam a mesma infraestrutura de recarga. Não só a disponibilidade das estações de carregamento é crítica, mas os tipos de carregadores nas estações devem corresponder ao necessário para o veículo. Se um comprador potencial não tiver certeza de que essa infraestrutura existe, ele não terá interesse em comprar um veículo a eletricidade. Assim, a expansão da rede de carregamento é essencial para acelerar a difusão de VEs (Li et al., 2017).

Pode-se destacar outros desafios além do desenvolvimento da infraestrutura de recarga. Atualmente, o custo de aquisição de um veículo movido à eletricidade é muito superior ao do carro à combustão interna. O preço das baterias, que utilizam a tecnologia de íons de lítio, acarreta em maiores preços dos veículos.

O Brasil frente à Introdução de Veículos Elétricos

Assim como na Noruega, a matriz elétrica brasileira é majoritariamente renovável (figura 1), o que constitui uma vantagem no processo de difusão de VEs em relação à média global.

Figura 1 - Matriz Elétrica Mundial e Brasileira em 2018

Fonte: IEA (2020) e BEN (2019).

No entanto, essa característica não foi suficiente para estimular a introdução de veículos elétricos no Brasil. O

Brasil já dispõe de alternativas aos derivados de petróleo e a restrição de poder de compra dos consumidores configuram em barreiras para o veículo elétrico deslanchar.

O país conta com um setor de biocombustíveis bem desenvolvido, permitindo o uso de etanol e biodiesel que também diminuem, ainda que em menor proporção, as emissões de gases de efeito estufa nos transportes. Assim, a elevada participação de biocombustíveis torna a determinante de mitigação de emissões menos relevante no país para estimular a difusão de veículos elétricos.

Ademais, ainda que o custo das baterias tenha experimentado forte queda, os preços de veículos elétricos ainda são muito superiores ao padrão de automóveis vendidos no Brasil. A frota brasileira é concentrada em modelos populares e carros médios, segmentos em que veículos elétricos têm pouca competitividade.

Conforme a Federação Nacional da Distribuição de Veículos Automotores (FENABRAVE), a produção de automóveis se divide nos segmentos de veículos de Entrada, Hatch (pequenos e médios), Sedans (pequenos, compactos, médios e grandes), SW (médios e grandes), Monocab, Grandcab, Sports e SUVs.

A partir de dados da FENABRAVE, é possível observar que os veículos de entrada e hatchs pequenos alcançaram quase metade do total de emplacamentos de automóveis entre janeiro de 2018 e dezembro de 2019.

Figura 2 - Participação dos Emplacamentos de Veículos por Subsegmento

Fonte: Elaboração própria a partir de FENABRAVE (2018) e FENABRAVE (2019)

Para além da alta procura por automóveis nas classes de Entrada e Hatch Pequeno, destaca-se a alta participação da opção pelo subsegmento SUV. Apesar de serem veículos com maior valor de aquisição, podendo ultrapassar os R$100 mil, em geral, possuem valor de aquisição inferior a um carro elétrico no Brasil.

De acordo com dados da ANFAVEA (2020), os veículos elétricos representaram apenas 0,52% do total de licenciamentos de automóveis novos em 2019.

Uma pesquisa realizada com cidadãos brasileiros, chineses e russos mostra que a intenção de compra de VEs entre os cidadãos chineses é maior que a dos demais. Segundo este estudo, dentre os três países, somente no Brasil o preço dos VEs é um fator importante para limitar a aquisição de VEs (Habich-Sobiegalla et al, 2018). O efeito preço é identificado como principal barreira aos VEs no Brasil.

O desenvolvimento de infraestrutura de recarga é um desafio em um país com dimensões continentais. A intenção de compra de veículos elétricos dos brasileiros é especialmente impactada negativamente pela falta de infraestrutura de carregamento, fator que não ocorre com russos e chineses (Habich-Sobiegalla et al, 2018). A ansiedade de alcance parece ser uma questão apenas para os cidadãos brasileiros (Habich-Sobiegalla et al, 2018).

A fim de avaliar a atratividade de um veículo elétrico no Brasil, realizamos um exercício de viabilidade técnica e econômica para avaliar se é factível adquirir um carro elétrico no país. Considera-se que um indivíduo deseja comprar um veículo à combustão, híbrido ou elétrico e pretenda revendê-lo após quatro anos. Foi montado um fluxo de caixa, considerando o valor de aquisição, preço de abastecimento ou recarga e seu valor de revenda. Para esta comparação foram escolhidos três modelos de veículos: o primeiro à combustão interna (Toyota Corolla Gli 1.8 Automático); o segundo híbrido (Toyota Prius, único modelo de híbrido com um número de vendas expressivo no país); e, por fim, um veículo elétrico puro (Nissan Leaf).

Tabela 1 - Valores de Aquisição e Abastecimento de Veículos Leves

Fonte: Elaboração própria a partir de dados do INMETRO (2018), U.S. Department of Energy (2018), Tabela Fipe (2018) e Kelley Blue Book (2018).

Considera-se neste exercício que o indivíduo vive no município do Rio de Janeiro e que roda com seu veículo apenas na cidade. Ademais, considera-se que o preço da gasolina se manterá constante nos próximos quatro anos, sendo utilizado para este fluxo de caixa o valor de R$5,13 pelo litro de gasolina, dados pela Agência Nacional do Petróleo (ANP).

No município do Rio de Janeiro, um consumidor de veículos elétricos enfrentaria grandes dificuldades para encontrar estações de recarga. Portanto, neste exercício, será suposto que o indivíduo recarregue seu veículo em casa à noite, uma vez que ele roda apenas na cidade do Rio de Janeiro e, para seu estilo de vida, a autonomia do veículo é suficiente. O tempo de recarga do Nissan Leaf 2018 é de 8 horas em 240v. Assim, foi utilizada para o cálculo do gasto com a recarga de seu veículo elétrico a Tarifa Convencional Residencial da Light de R$0,575 por KWh, fornecida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).

Para que seja feita uma comparação entre os valores de abastecimento com gasolina e recarga com energia elétrica, são necessárias algumas conversões.  Os dados do Departamento de Energia Americano (U.S. Department of Energy) e da Agência de Proteção Ambiental Americana (U.S. Environmental Protection Agency), portanto os valores de recarga são dados em milhas por galão, sendo um galão de gasolina equivalente a 33,7 KWh. O valor do custo de abastecimento do Nissan Leaf foi convertido de milhas por galão (125/100 mpg) para quilômetros por litro (km/l), considerando que 100 milhas equivalem a 160 km.

Considerando uma rodagem média de 15.000 km/ano, com a gasolina com o preço de R$5,13 o litro, o gasto com combustível utilizando um Toyota Corolla é de R$ 6.743,42 e com um Toyota Prius é de R$ 4.067,46 anualmente. A taxa de desconto utilizada nos fluxos de caixa é de 10%.

Comparação com Hipótese de Rodagem de 15.000 km: Toyota Corolla e Toyota Prius

Fonte: Elaboração Própria

No momento da compra, gasta-se mais R$34.550,00 quando se compra um Toyota Prius, mas, anualmente, o Toyota Prius gera uma economia de R$2.674,96. No entanto, esta economia não é suficiente para que, em quatro anos, tornar-se mais vantajoso financeiramente para o consumidor optar pelo modelo híbrido, como se pode observar pelo valor presente líquido e pela taxa interna de retorno. A mesma comparação também pode ser feita para o caso do veículo elétrico puro.

Comparação com Hipótese de Rodagem de 15.000 km: Toyota Corolla e Nissan Leaf

Fonte: Elaboração Própria

Ainda que a economia anual com combustível quase dobre, se comparada à economia de combustível proporcionada pelo modelo híbrido, o valor de aquisição torna a opção por comprar um veículo elétrico puro pouco vantajosa economicamente. Ademais, o baixo valor de revenda, devido à depreciação da bateria, prejudica a atratividade destes veículos, como mostram o valor presente líquido e a taxa interna de retorno. Caso o valor presente líquido chegasse a zero, o consumidor seria indiferente a ambos os veículos economicamente e, deste modo, pode-se interpretar o valor presente líquido nestes casos como o montante de subsídio necessário para tornar estes veículos atrativos. Como estes valores são muito altos, a política não seria factível em larga escala. Seriam necessárias, portanto, políticas em diferentes áreas, monetárias e não monetárias, para tornar estes veículos atrativos.

A partir deste fluxo de caixa e considerando os preços da gasolina e eletricidade utilizados, para que o consumidor se tornasse indiferente a adotar um Toyota Corolla ou um Toyota Prius, permanecendo com este veículo por quatro anos, ou seja, para que o valor presente líquido chegasse a zero, seria necessária uma rodagem anual de 37.515,48 km. Já comparando a adoção da um Toyota Corolla a de um Nissan Leaf, a rodagem anual que torna o potencial consumidor indiferente em um período de quatro anos é de 75.251,24 km.

No caso do Nissan Leaf, ainda que o potencial consumidor não precisasse pagar a tarifa para abastecimento do seu veículo, zerando seus custos de recarga, seria necessária uma rodagem anual de 57.205 km para tornar um consumidor indiferente na decisão de adquirir um Nissan Leaf ou um Toyota Corolla. Contudo, vale observar que há um limite de aumento da rodagem anual para o consumidor. Isto porque a autonomia deste veículo é limitada, 241 km no EPA, ciclo de condução composto de aproximadamente metade de trajeto urbano e metade de condução extra urbana. Desta forma, se o consumidor pretende rodar muitos quilômetros por dia, isto pode se tornar incompatível com a suposição feita neste exercício de que o indivíduo só recarrega seu veículo em casa durante a noite considerando que a autonomia deste veículo é limitada. A recarga deste veículo a uma voltagem de 240v dura aproximadamente 8 horas, impossibilitando uma rodagem anual muito alta.

As emissões de CO2 evitadas a partir da adoção de carros elétricos ou híbridos são uma questão importante. Sendo a emissão de CO2 por quilômetro rodado igual a zero no caso dos veículos elétricos puros, vejamos a tabela abaixo.

Emissão de CO2 Evitada pelos Modelos Híbrido e Elétrico com Rodagem Anual de 15000 km

Fonte: Elaboração própria a partir dos dados do INMETRO (2018).

Considerando a hipótese de rodagem média de 15.000 quilômetros anuais, a tabela mostra a emissão evitada pela adoção do modelo híbrido ou elétrico puro em relação ao modelo a combustão interna. Ademais, considerando o preço da tonelada do carbono europeu, pode-se estimar o valor monetário das emissões evitadas pelos veículos híbrido e elétrico, supondo que estas fossem assim precificadas no país. Foi considerado na tabela abaixo o valor de 33 euros (2) por tonelada de CO2 emitida. Ainda que o Brasil não utilize este tipo de taxação por carbono, é interessante observar este valor monetário do preço do carbono europeu para valorar estas emissões e observar o impacto econômico destas, caso fossem taxadas. É interessante notar que se os valores monetários das emissões evitadas não são suficientes para compensar o diferencial de atratividade entre os modelos.

Considerações

Apesar do Brasil contar com uma matriz elétrica favorável à difusão de veículos elétricos, com elevada participação de fontes renováveis, as barreiras parecem ser mais significativas.  Com opções de biocombustíveis bem consolidadas, a premência por incentivos aos veículos elétricos não é verificada no Brasil. Os preços atuais dos modelos elétricos são muito superiores ao padrão de consumo brasileiro. Ao contrário da experiência europeia, a paridade está longe de ser alcançada no Brasil, como indica nosso exercício de viabilidade. Aqui, seriam necessários incentivos significativos para induzir a adoção desses veículos.

Dessa forma a difusão de VEs deve ser tardia no Brasil e pode apresentar peculiaridades. Os veículos híbridos permitem complementaridade entre biocombustíveis e a eletricidade e, apesar de não constituírem prioridade na experiência internacional, se adequam às vantagens da matriz brasileira e às limitações da rede de recarga, resultando em baixas emissões com custo mais atrativo em relação aos veículos elétricos puros no Brasil.

Bibliografia

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(1) Este valor foi convertido de Euros para Reais, considerando a cotação de 10 fevereiro de 2021 de EUR 1,00 para R$ 6,50.

(2) Valor aproximado do preço do carbono europeu no dia 5 de janeiro de 2021 fornecido pela Reuters.

Luciano Losekann é Professor do Programa de Pós Graduação em Economia e Vice Diretor da Faculdade de Economia da UFF. Pesquisador do Grupo de Energia e Regulação (GENER/UFF). Vice Presidente da Associação Brasileira de Estudos em Energia - AB3E.

Ana Carolina Cordeiro é Economista pela UFRJ e Mestre e Doutoranda em Economia pela UFF.