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Construção do carro carbono zero: como o material circular pode ajudar a indústria automotiva a alcançar suas metas climáticas

6 de dezembro de 2021

A indústria automotiva está em meio a uma transformação. A indústria 4.0 está se tornando rapidamente uma realidade em todo o setor, enquanto a megatendência da descarbonização é acelerada pela digitalização, por novas tecnologias e pelo aumento da mobilidade eletrônica. A descarbonização impacta todo o ecossistema do setor: OEMs, fornecedores, produtos semiacabados e matérias-primas, assim como recicladores, autoridades e, finalmente, clientes finais.

As montadoras estabeleceram para si mesmas metas ambiciosas de sustentabilidade. Para atingir o objetivo de carbono líquido zero e ajudar a limitar o aquecimento global a 1,5 °C em conformidade com o Acordo de Paris, a indústria e toda a sua cadeia de valor devem passar por mudanças significativas. A chave do sucesso serão as parcerias entre empresas, consumidores e governos, construindo ecossistemas para compartilhar e reutilizar recursos, trabalhando juntos para fazer mais com menos recursos primários, menos consumo de energia, mais fontes de energia renováveis e, portanto, menos emissões. Uma visão inspiradora para a cadeia de valor automotiva que poderia mobilizar todos os participantes do ecossistema é a ideia de um carro carbono zero e circular: Um veículo que atinge seu potencial máximo no que diz respeito à eficiência de carbono e circularidade. Isso exigirá emissões de carbono líquido zero durante a produção e a vida útil do carro, bem como resíduos materiais líquidos zero no final de sua vida útil. Mas como chegar lá?

Situação e perspectivas do mercado

Durante os últimos anos, os esforços de descarbonização no setor automotivo se concentraram principalmente na eletrificação dos veículos. Analisando as emissões totais de gases de efeito estufa (GEE) do ciclo de vida de um veículo, o conjunto motor e transmissão tradicional é responsável pela maior parte das emissões. É também onde os fabricantes de automóveis têm a oportunidade mais significativa de exercer influência positiva em comparação com outros emissores de GEE, como na produção de materiais ou na recuperação de materiais em fim de vida útil.

Embora os veículos elétricos (EV) representem hoje apenas 7% das vendas mundiais de veículos de passageiros, segundo a McKinsey & Company, espera-se que isso mude rapidamente nos próximos anos, acelerado pela pressão regulatória aliada à crescente demanda dos clientes por uma mobilidade mais sustentável. As estatísticas da Associação dos Fabricantes Europeus de Automóveis (ACEA — Association des Constructeurs Européens d'Automobiles) mostram que o registro de veículos elétricos a bateria (BEV — battery electric vehicles) mais que dobrou a cada ano na Europa desde 2019. De acordo com a McKinsey, até 2035, 100% das vendas automotivas nos maiores mercados (Europa, China, EUA) deverão ser EVs, esperando-se que os players do mercado premium eletrifiquem mais rapidamente que os players do mercado popular.

O caminho para conjuntos motor e transmissão alternativos inclui novos conceitos e sistemas adequados de armazenamento de energia, além de conceitos relacionados à carroceria do carro. Os fabricantes de automóveis estão resolvendo desafios como a integração mais eficaz da bateria, a importância do design leve, o conceito do material resultante, o cumprimento de critérios de desempenho e a criação de designs sofisticados.

Até 2035, 100% das vendas de automóveis nos maiores mercados devem ser de veículos elétricos

O alumínio, que é um dos materiais mais reciclados do planeta, é ideal para designs leves em todos os segmentos de veículos. Suas propriedades únicas são perfeitamente adequadas tanto para a tendência mundial de eletromobilidade quanto para a necessidade da indústria automotiva de se descarbonizar. Com uma redução de peso de até 42% em comparação ao aço com desempenho comparável ou melhor, o alumínio está se tornando cada vez mais o material ideal para a construção segura, econômica e sustentável da carroceria. Como líder na fabricação de produtos de alumínio laminado plano e maior recicladora de alumínio do mundo, a Novelis faz parceria com os principais OEMs do mundo para desenvolver soluções leves e inovadoras para as crescentes demandas do setor automotivo. “O compromisso com a sustentabilidade é fundamental para nossas operações comerciais e se estende à forma como trabalhamos com as partes interessadas em toda a cadeia de valor do alumínio. Vemos enormes oportunidades de expandir o uso de alumínio leve e infinitamente reciclável para ajudar os OEMs a atingir suas metas de sustentabilidade e fornecer aos consumidores os produtos de baixo carbono de que eles gostam”, diz Michael Hahne, Vice-Presidente Automotivo para a Europa da Novelis.

Descarbonização das três fases do ciclo de vida de um carro

Eletrificação da fase de uso

Estudos mostram que o combustível e o escapamento constituem de 65% a 80% das emissões de um carro durante sua vida útil; a eliminação progressiva dos veículos com motor de combustão interna (ICEV — internal combustion engine vehicles) e a mudança para a tecnologia de motor e transmissão elétricos parece lógica e essencial.

Muitos países reforçaram a adoção de EVs com seus respectivos regulamentos e planejam proibir os conjuntos motor e transmissão de combustão interna no longo prazo. Um dos primeiros a adotar o combate à mudança climática, a Noruega anunciou uma proibição de vendas para ICEVs já em 2025, com vários países europeus seguindo a regra até 2030. Consequentemente, a maioria dos OEMs anunciou uma data final para os motores a gasolina e diesel, acelerando a migração para a eletromobilidade. A eletromobilidade deve ser acompanhada por uma migração para energias renováveis e novos modelos de negócios para a sua cobrança. Por exemplo, na China, o maior mercado de BEV, diferentes serviços de troca de baterias estão surgindo. O desenvolvimento da eletromobilidade e, em paralelo, a mudança para uma economia circular podem revolucionar a forma como os carros são fabricados e utilizados.

Com uma ampla adoção de veículos elétricos em andamento, a parcela das emissões de um carro durante sua vida útil muda da fase de uso para as fases de produção e de fim de vida

Com uma ampla adoção de EVs em andamento, a parcela das emissões de um carro durante sua vida útil muda da fase de uso para as fases de produção e de fim de vida. Quando o carro não for mais movido a combustível, os materiais incorporados vão ser os principais responsáveis pelas emissões ao longo do ciclo de vida do veículo, até 60%. Portanto, fica claro que será necessário mais do que a eliminação gradual dos ICEVs para reduzir drasticamente as emissões de carbono.

Circularidade na fase de produção

Na economia circular, matérias-primas e mercadorias são projetadas, construídas, reparadas e reutilizadas para que, tanto quanto possível, não haja mais desperdício no sentido convencional, permanecendo as matérias-primas dentro de um circuito fechado. O carro não deve se tornar sucata no final de sua vida útil, mas uma “fonte de materiais” para veículos novos.

Enquanto ainda estamos longe de os carros se tornarem uma fonte de materiais valiosos no final de suas vidas, as iniciativas para fechar o ciclo durante a fase de produção estão em andamento. Por exemplo, a Novelis implementou sistemas de reciclagem em circuito fechado altamente desenvolvidos em cooperação com muitos de seus clientes automotivos. Isso permite que os clientes devolvam a sucata de alumínio gerada durante o processo de fabricação do carro diretamente à Novelis para reciclagem em produtos de valor igualmente alto, sem qualquer perda de qualidade. O sistema de reciclagem em circuito fechado reduz a necessidade de alumínio primário, reduzindo assim o uso de energia e as emissões de carbono, já que a reciclagem de alumínio requer apenas 5% da energia necessária para a produção de alumínio primário.

A Novelis combina esta reciclagem em circuito fechado com uma logística mais sustentável, graças à cada vez maior migração no transporte de chapas de alumínio da estrada para a ferrovia. As emissões de CO2 durante o transporte são assim reduzidas em até 70% e, em casos individuais, em até 90%.

Em sua jornada rumo à neutralidade de carbono, a Novelis também está pesquisando opções para descarbonizar o processo de fusão e capturar o carbono produzido durante a produção secundária de alumínio.

Para alcançar a neutralidade de carbono na fase de produção, o aprovisionamento de energia renovável é fundamental. Aumentar a disponibilidade e a estabilidade do fornecimento de energia renovável é um objetivo permanente para toda a indústria. A redução da intensidade energética geral, implementando processos e tecnologias novas, menos intensivas em energia, também é crucial. Mas a redução do consumo de energia e a migração contínua para energias renováveis não será suficiente para descarbonizar o ciclo de vida dos veículos. Modelos de negócios circulares são necessários para reduzir as emissões da fabricação. Fechar o ciclo de reciclagem durante a produção é o primeiro nível do sistema atual. Num futuro muito próximo, projetar um carro para reciclagem e construir uma estrutura que permita a recuperação dos materiais e seu retorno ao circuito de reciclagem no final da vida útil do veículo são os próximos passos necessários.

Trazer os carros de volta ao circuito ao final da vida útil

Especialmente com um material como o alumínio, que é infinitamente reciclável, uma estrutura que permita e incentive sistemas de produtos circulares é fundamental para a descarbonização: um sistema em que os produtos que cheguem ao fim de sua vida útil sejam reciclados nos mesmos produtos, repetidas vezes.

“Os materiais que podem ser reciclados em produtos de alto valor, como o alumínio, devem ser desmontados, coletados e classificados de forma a preservar seu valor para que possam recomeçar sua vida em um carro novo. O design para reciclagem e remanufatura será uma área inteira de desenvolvimento nas parcerias com OEMs e outros parceiros industriais para que juntos possamos recriar a história de sucesso que construímos no modelo de ciclo fechado para sucata de produção”, explica Michael Hahne.

Em muitos países, os sistemas de reciclagem já estão bem estabelecidos e são eficientes para produtos como a lata de alumínio para bebidas, que, uma vez consumida, pode ser jogada em um recipiente de reciclagem e, a partir daí, começar sua jornada de transformação em uma nova lata dentro de apenas 60 dias. Em comparação, o carro é um produto altamente complexo, com mais de 1.000 materiais em um único veículo. A cadeia de valor automotiva deve inovar e criar parcerias entre os setores para encontrar soluções que permitam que a multiplicidade de materiais presentes em um veículo no final de sua vida útil seja reciclada em produtos que serão novamente utilizados na produção de veículos novos.

O fim da vida útil já deve ser considerado no projeto do veículo para tornar a reciclagem eficiente e reduzir a necessidade de insumos virgens

Para que o alumínio integrado a um carro seja reciclado eficientemente, alguns fatores têm que ser considerados. O foco está sem dúvida no desenvolvimento de novos conceitos e modelos comerciais para capturar com eficiência os materiais incorporados ao final do ciclo de vida do produto. O fim da vida útil já deve ser considerado no projeto do veículo para tornar a reciclagem eficiente e reduzir a necessidade de insumos virgens. A Novelis também pretende continuar aumentando o conteúdo reciclado de seus produtos. A empresa trabalha com seus clientes e parceiros industriais já na fase de design de novos produtos e leva em conta o processo de desmontagem no final da vida útil, facilitando a coleta, a triagem e a reciclagem dos materiais.

A capacidade de desmontagem eficiente é outro aspecto-chave. Para que materiais secundários possam competir no mercado, o veículo e os componentes individuais devem ser desmontados de forma rápida e econômica. Os pré-requisitos para isso também devem ser considerados no design do veículo, por exemplo, não fixando conexões com adesivo, mas projetando-as para que possam ser novamente separadas de forma eficiente no final da vida útil do veículo e garantindo que materiais diferentes não sejam misturados.

Os consumidores e reguladores também podem acelerar a mudança para uma melhor coleta, triagem e reciclagem de sucata em fim de vida útil, demandando a rastreabilidade dos restos de um veículo no final de sua vida útil. Extrair componentes e materiais e trazê-los de volta ao ciclo será uma revolução para o meio ambiente. Como defensora disso, a Novelis promove a conscientização pública sobre reciclagem e o desenvolvimento de novos conceitos e tecnologias, especialmente no setor de digitalização.

As novas tecnologias permitirão a rastreabilidade e reforçarão a economia circular

Com a complexa cadeia de valor da indústria automotiva, os clientes e mesmo os próprios OEMs não têm visibilidade completa e consistente sobre as fontes de emissões do setor. “Uma chave para o sucesso na descarbonização está mais do que nunca no estabelecimento de parcerias e na ‘engenharia simultânea’. Não se trata apenas de produtos e soluções inovadoras, circulares e eficientes, mas também de estabelecer novos modelos de negócios e cooperação, bem como uma nova dimensão de digitalização e transparência dentro do setor. Desenvolver uma abordagem abrangente para a rastreabilidade das emissões de materiais para agentes e clientes da indústria facilitaria muito a descarbonização”, diz Michael Hahne. Existem abordagens para isso, e a Novelis é atualmente parte de um projeto piloto para rastrear materiais de todas as partes envolvidas, dos produtores de materiais até o produto final.

Novas tecnologias como os contratos inteligentes baseados em blockchains podem tornar a economia circular uma realidade, pois permitem o intercâmbio de dados, por exemplo, sobre CO2/t, sem compartilhar informações (sensíveis e proprietárias) sobre a composição do material. Também torna tão fácil a colaboração com fornecedores, empresas de gestão de resíduos, prestadores de serviços e novos players que permite a existência de um ecossistema transparente e circular. Isso pode criar laços mais estreitos e duradouros entre os parceiros, ajudando a resolver o problema atual de desperdício da maior parte do material do carro ao final de sua vida útil.

A quarta revolução industrial poderia reverter o princípio de que a produção de bens sempre leva à produção de resíduos. Cada peça se tornará rastreável com um ID digital do produto, tornando possível substituir o conceito tradicional de “pegar, produzir, descartar” por “repensar, reutilizar, reciclar”.

Conclusão

Os EVs desempenham um papel central no ambicioso objetivo da indústria automotiva de zerar as emissões até 2050, mas é hora de olhar além da eletrificação da fase de uso do veículo. A indústria só atingirá suas metas climáticas fazendo mudanças fundamentais nas três fases do ciclo de vida do veículo e caminhando para uma economia totalmente circular. Para tornar o carro carbono zero uma realidade, os esforços devem agora se concentrar em todas as alavancas que a indústria puder puxar. Em especial, fechar o ciclo ao final da vida útil só será possível se todos os participantes do ecossistema automotivo trabalharem juntos e cooperarem de forma inédita.

Embora a economia circular possa revolucionar a indústria assim como a linha de montagem de Henry Ford fez, ela depende de dimensões tecnológicas, ambientais, econômicas, políticas e sociais que todos nós temos que moldar.

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