O desafio da reciclagem de baterias de veículos elétricos no Brasil

Área

Tecnologia de polímeros e biopolímeros

Autores

Neto, D.D.C. (UNIVERSIDDE VEIGA DE ALMEIDA) ; Alvernaz, R.N. (UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA) ; Ka, A. (UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA) ; Simas, P.V. (UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA) ; Rouças, M.A. (UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA) ; Mello, M.S. (SEEDUC-RJ) ; Cunha, C.E.S.C.P. (UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA) ; Soarees, R. (UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA)

Resumo

Uma bateria utilizada no veículo à combustão pesa, aproximadamente, 13 kg, utilizando o chumbo-ácido como seu componente energético. A bateria de um veículo elétrico pesa em média 250 kg e seu componente energético é o lítio-cobalto, sendo 19,3 vezes mais pesada que a bateria com o princípio ativo de chumbo-ácido. Ambas possuem uma durabilidade de oito a dez anos. Ao analisar o ano de 2022 e considerando o peso das baterias de todos os veículos comercializados no Brasil, observa-se que a soma dos pesos das baterias de chumbo-ácido seria de 5,8 toneladas e das baterias VEL de 6 toneladas. Existe um grande risco de que seja feito o descarte irregular em locais ambientalmente inapropriados ou acúmulo das baterias em ferros-velhos clandestinos e totalmente inadequados.

Palavras chaves

CARRO ELÉTRICO; BATERIAS; RESÍDUOS

Introdução

A eletromobilidade tem atingido números expressivos no mercado mundial, somente em 2022 o número de VELs vendidos foi praticamente o dobro daqueles comercializados no ano de 2021 (MAISEL et al., 2023). Os Estado Unidos da América e a União Europeia, representam os dois principais mercados consumidores desses veículos no mundo, tendo apresentado em 2018 um aumento de 344% e 742%, respectivamente, quando comparados aos valores do ano de 2014 (MARTINS et al., 2021). Considerando uma semana de vendas de VELs em 2022 correspondeu ao número total adquirido em todo o ano de 2012 internacionalmente (MAISEL et al., 2023). O Brasil é um país de “eletrificação veicular tardia” e praticamente incipiente. Entretanto, conforme gráfico abaixo, elaborado pelos autores, a partir de base de dados que a Associação Brasileira de Veículos Elétricos (ABVE) coleta periodicamente junto Registro Nacional de Veículos Automotores (RENAVAM) pode-se notar uma tendência oposta, que aponta para o aumento significativo do número de emplacamentos no país. Surpreendentemente, ao longo da série histórica, entre janeiro de 2012 e dezembro de 2022, o número de VELs registrados no Brasil acumula uma alta de, praticamente, 422 vezes (Figura 1). Logo, é urgente a necessidade de se considerar que, caso nada seja feito, a próxima década poderá receber toneladas de B-VELs inservíveis como rejeitos que apresentam potencial risco ambiental devido à presença de substâncias tóxicas e alta probabilidade de explosões e incêndios (NGUYEN-TIEN et al., 2022). O objetivo deste estudo é estimar o número total de B-VELs atualmente em circulação no Brasil, e consequentemente determinar o peso total relativo a essas baterias nacionalmente.

Material e métodos

Foi adotado nessa pesquisa científica um caráter exploratório com uma visão dialógica/complementar entre as abordagens qualitativas e quantitativas, assim como buscou-se o entendimento dos estudos mais recentes que abrangem a utilização de B-VELs e seus potenciais impactos na geração de resíduos sólidos no meio ambiente. Destaca-se que, além do levantamento bibliográfico tradicional (livros e artigos) em diferentes bases de busca (Scopus, google scholar, Scielo etc.) também foram avaliadas leis, decretos, resoluções, diretrizes e demais documentos relevantes emitidos por diferentes esferas governamentais do Brasil. Além disso, foi utilizado o levantamento de dados feito pela ABVE junto ao RENAVAM na qual são quantificadas as vendas e posteriores emplacamentos de VELs do Brasil (ABVE, 2023 e SENATRAN, 2023). O banco de dados fornecido publicamente pela ABVE compreende a determinação de 133 observações mensais relativas a vendas de VELs no período entre janeiro de 2012 a janeiro de 2023 (ABVE, 2023). Nesse estudo considera-se como VELs a soma dos Veículos Elétricos Híbridos (HEV); veículos Elétricos Híbridos Plug-in (PHEV), Veículos Elétricos totalmente a Bateria (BEV), ou seja, a soma dos Automóveis e veículos comerciais leves. Logo, são excluídos os ônibus, caminhões e veículos elétricos levíssimos (bicicletas elétricas, patinetes elétricos etc.). Esse estudo pretende ser conservador ao escolher o valor do peso médio de uma B-VEL como sendo igual a 250 kg, pois essa é uma das estimativas mais divulgadas na literatura científica internacional (LANDER et al., 2021; PICATOSTE et al., 2022), assim como será utilizado aquele que é o tempo médio de vida útil mais divulgado tanto de uma B-VEL quanto de um VEL típico, 10 anos (VERMA et al., 2022; ZHAO & BAKER, 2022).

Resultado e discussão

Os processos de reciclagem que reduziriam a pegada ecológica do VEL, pois diminuiria a extração dos elementos químicos necessários para sua manufatura. Porém duas empresas que atuam nesta atividade, a qual ainda é necessário um grande investimento para realizar esse procedimento de reciclagem (CASTRO el. al., 2021). Em cenários futuros, não possuindo atualmente nenhum programa de logística reversa, a B-VEL deve ter o mesmo processo das baterias de chumbo-ácido, possuindo uma atenção maior, pois possuem uma massa e impacto ambiental maior. A reciclagem de B-VEL pode ser realizada por piro/hidro/biohidrometalurgia ou pela reciclagem direta. Os processos de reciclagem por pirometalurgia e hidrometalurgia podem ocasionar problemas ambientais por vazamento de gases tóxicos, representando assim um aspecto de grande preocupação. A pirometalurgia, por exemplo, a qual recupera uma liga metálica mista, incluindo Co, Ni, Cu e Fe, ocasiona um consumo intenso de energia e gera a emissão de gases, pois o fogo (pirometarlugia, sempre gera outros gases, como o dióxido de enxofre e o monóxido de carbono (XIONG & JI & MA, 2020). A utilização da B-VEL, como segunda vida, em placas fotovoltaicas é uma oportunidade para a redução do descarte irregular (Castro et al, 2021). Apenas analisando o primeiro ciclo de vida dessas B-VEL, baseada na série história, teríamos o montante de, aproximadamente, 5,6 ton., isto considerando apenas o término de 8 anos, sem considerar as possibilidades de acidentes ou defeito de fabricação. Considerando os dez anos, teríamos 19.3 T B-VEL acumuladas e sem a previsão de rotas de logística reversa estruturadas.

Conclusões

Embora o Brasil possua baixa inserção no mercado mundial de VEL (<1%), não pode ter o seu crescimento anual de emplacamento desse tipo de automóveis ser desprezado, pois uma variação de 41% e uma tendência exponencial de crescimento demonstram uma grande janela de oportunidade para uma inserção significativa para os próximos anos. Além disso, esse estudo comprovou que as políticas públicas adotadas na última década aceleraram significativamente a venda desses veículos a partir de 2019.

Agradecimentos

Referências

BRASIL. Lei 12.305 de 02 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 03 de agosto de 2010. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm. Acesso em 05 Mar. 2023.
BRASIL. Instrução Normativa do IBAMA nº 08, 03 de setembro de 2012. Institui, para fabricantes nacionais e importadores, os procedimentos relativos ao controle do recebimento e da destinação final de pilhas e baterias ou de produtos que as incorporem. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 04 de setembro de 2012. Disponível em: https://www.ibama.gov.br/component/legislacao/?view=legislacao&force=1&legislacao=127860. Acesso em: 07 Abr. 2023.
BRASIL. Lei 13.755 de 10 de dezembro de 2018. Estabelece requisitos obrigatórios para a comercialização de veículos no Brasil; institui o Programa Rota 2030 - Mobilidade e Logística; dispõe sobre o regime tributário de autopeças não produzidas; e altera as Leis n º 9.440, de 14 de março de 1997, 12.546, de 14 de dezembro de 2011, 10.865, de 30 de abril de 2004, 9.826, de 23 de agosto de 1999, 10.637, de 30 de dezembro de 2002, 8.383, de 30 de dezembro de 1991, e 8.989, de 24 de fevereiro de 1995, e o Decreto-Lei nº 288, de 28 de fevereiro de 1967. Diário Oficial da União, Brasília,, DF, 21 de junho de 2019. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm. Acesso em 05 Mar. 2023.
BRASIL. Acordo Setorial para a implementação de Sistema de Logística Reversa de Baterias Chumbo Ácido. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 27 de setembro de 2019. Disponível em:https://www.cnm.org.br/cms/images/stories/comunicacao_novo/links/19082019_Acordo_Setorial_-_Baterias_Chumbo_%C3%81cido-compactado.pdf. Acesso em: 15 Abr. 2023.
BRASIL. Decreto n° 10.240, de 12 de fevereiro de 2020. Regulamenta o inciso VI do caput do art. 33 e o art. 56 da Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010, e complementa o Decreto nº 9.177, de 23 de outubro de 2017, quanto à implementação de sistema de logística reversa de produtos eletroeletrônicos e seus componentes de uso doméstico. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 13 de fevereiro de 2020. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2019-2022/2020/decreto/d10240.htm. Acesso em 07 Abr. 2023.
BRASIL. Decreto nº 10.936, de 12 de janeiro de 2022. Regulamenta a Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 12 de janeiro de 2022. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2019-2022/2022/decreto/D10936.htm. Acesso em 05 Mar. 2023.
BRASIL. Decreto nº 11.043, de 13 de abril de 2022. Aprova o Plano Nacional de Resíduos Sólidos. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 14 de abril de 2022. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2019-2022/2022/decreto/D11043.htm. Acesso em 05 Mar. 2023.
CASTRO, F.D.; CUTAIA, L.; VACCARI, M. End-of-life automotive lithium-ion batteries (LIBs) in Brazil: Prediction of flows and revenues by 2030. Resources, Conservation and Recycling, v. 169, p. 105522, 2021.
CONAMA. Conselho Nacional de Meio Ambiente. Resolução CONAMA 401, de 04 de novembro de 2008. Estabelece os limites máximos de chumbo, cádmio e mercúrio para pilhas e baterias comercializadas no território nacional e os critérios e padrões para o seu gerenciamento ambientalmente adequado, e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 05 de novembro de 2008. Disponível em: http://conama.mma.gov.br/?option=com_sisconama&task=arquivo.download&id=570. Acesso em: 07 Abr. 2023.
CONAMA. Conselho Nacional de Meio Ambiente. Resolução CONAMA 424, de 04 de novembro de 2008. Revoga o parágrafo único do art. 16 da Resolução nº 401, de 4 de novembro de 2008, do Conselho Nacional do Meio Ambiente-CONAMA.. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 23 de abril de 2010. Disponível em: https://www.legisweb.com.br/legislacao/?id=112853. Acesso em: 15 Abr. 2023.
LANDER, L.; CLEAVER, T.; RAJAEIFAR, M. A.; NGUYEN-TIEN, V. R. J. R.; HEIDRICH, O.; KENDRICK, E.; EDGE, J. S.; OFFER, V. Financial viability of electric vehicle lithium-ion battery recycling. Iscience, v. 24, n. 7, p. 102787, 2021.
MAISEL, F.; NEEF, C.; MARSCHEIDER-WEIDEMANN, F.; NISSEN, N. F. A forecast on future raw material demand and recycling potential of lithium-ion batteries in electric vehicles. Resources, Conservation and Recycling, v. 192, p. 106920, 2023
MARTINS, L. S.; GUIMARÃES, L. F.; JUNIOR, A. B. B.; TENÓRIO, J. A. S.; ESPINOSA, D. C. R. Electric car battery: An overview on global demand, recycling and future approaches towards sustainability. Journal of environmental management, v. 295, p. 113091, 2021.
NGUYEN-TIEN, V.; DAI, Q.; HARPER, G. D.; ANDERSON, P. A.; ELLIOTT, R. J. Optimising the geospatial configuration of a future lithium ion battery recycling industry in the transition to electric vehicles and a circular economy. Applied Energy, v. 321, p. 119230, 2022.
PICATOSTE, A.; JUSTEL, D.; MENDOZA, J. M. F. Circularity and life cycle environmental impact assessment of batteries for electric vehicles: Industrial challenges, best practices and research guidelines. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 169, p. 112941, 2022.
RIO DE JANEIRO. Lei 2.877, de 22 de dezembro de 1997. Dispõe sobre o Imposto sobre a Propriedade de Veículos Automotores (IPVA). Disponível em: http://www.fazenda.rj.gov.br/sefaz/faces/oracle/webcenter/portalapp/pages/navigation-renderer.jspx;jsessionid=s23YBOaVb-nAfdeWZJG-tHeQvVbJJW5EbhruHbuxxi2DStELC29P!995192667?datasource=UCMServer%23dDocName%3A98872&_adf.ctrl-state=m79njg54c_1&_afrLoop=97733305343793104&_afrWindowMode=0&_afrWindowId=null. Acesso em 11 Mar. 2023.
VERMA, S.; DWIVEDI, G.; VERMA, P. Life cycle assessment of electric vehicles in comparison to combustion engine vehicles: A review. Materials Today: Proceedings, v. 49, p. 217-222, 2022.
ZHAO, G.; BAKER, J. Effects on environmental impacts of introducing electric vehicle batteries as storage-A case study of the United Kingdom. Energy Strategy Reviews, v. 40, p. 100819, 2022.
XIONG, S.; JI, J.; MA, X.. Environmental and economic evaluation of remanufacturing lithium-ion batteries from electric vehicles. Waste Management, v. 102, p. 579-586, 2020.