Este artigo faz parte de um mergulho profundo em veículos elétricos na Índia.#Evinindia é o primeiro capítulo de "moldar a sustentabilidade", uma série exclusiva da melhor Índia para dar aos nossos leitores uma compreensão profunda de como os índios estão tornando a sustentabilidade uma prioridade em todas as esferas da vida.Encontre mais histórias da série, aqui.
Na Índia, o impulso para uma maior adoção da mobilidade eletrônica veio em grande parte dos governos por meio de novas políticas e subsídios (por exemplo, o esquema de fama-ii).
Durante um evento virtual organizado pelo corpo da indústria Ficci em outubro de 2021, o ministro dos Transportes da União, Nitin Gadkari.Ele afirmou ainda que, se a penetração de EV atingir 40% em segmentos de duas e quatro rodas e quase 100% para ônibus até 2030, a Índia poderá cortar seu consumo de petróleo em aproximadamente 156 milhões de toneladas no valor de Rs 3.5 lakh crore.
Da mesma forma, o Conselho de Energia, Meio Ambiente e Água (CEEW), uma organização sem fins lucrativos com sede em Délhi, também reivindicou em seu relatório de novembro de 2020 que, se os VEs representassem 30% das novas vendas de veículos da Índia até 2030, o impacto poderá ser muitosignificativo.
Dizia: “Com a redução na demanda de petróleo do setor de transporte rodoviário de passageiros, a Índia economizará em importações de petróleo no valor de Rs 1,07.566 crore (US $ 14.1 bilião).Além disso, uma diminuição de 17% na matéria de partículas e emissões de NOx, redução de 18% nas emissões de CO2 e redução de 4% nas emissões de GEE em relação à BAU [negócios como de costume] podem ser esperadas.”
O relatório também observou que essa penetração de EV poderia aumentar o tamanho do mercado de trem de força, bateria e carregadores públicos para mais de Rs 2 lakh crore, além de criar 1.20.000 novos empregos no setor.Embora esses sejam números otimistas, eles destacam os imensos benefícios potenciais que podem ser acumulados para os índios se eles fizeram a transição de veículos de motor de combustão interna para seus colegas elétricos.
Na década passada, o impulso para os VEs incentivou várias startups e jogadores existentes no setor de energia automóvel e renovável a fornecer soluções para o ecossistema de mobilidade eletrônica, seja para fabricar veículos, montar baterias ou construir estações de carregamento, entre outros aspectos.
Prima facie, o esforço para a mobilidade eletrônica sobre seus colegas baseados em mecanismo de combustão interna é uma tentativa séria de resolver o problema da poluição veicular.
Mas indo além da superfície, é evidente que o setor de VE na Índia e em todo o mundo não é tão verde.Apenas mudar de gasolina para eletricidade não é suficiente.Há problemas que vão desde o fornecimento da eletricidade necessária para alimentar esses veículos, até a extração de minerais de terras raras para a construção de baterias, reutilizá -las e reciclando -as.
Então, como tornamos essa transição para os VEs mais sustentáveis no futuro?
Calculate Running Cost of EV & Fuel Vehicle
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Fonte de energia
Em sua tese de mestrado de 2020, intitulada 'Avaliação do ciclo de vida de veículos elétricos e de combustão na Índia', que ele submeteu à Universidade da Colúmbia Britânica, o pesquisador Narayan Gopinathan afirma que os benefícios de eletrificar o setor de transporte “são embotados pela alta intensidade de carbono dea energia que vem da rede elétrica ”.Ele acrescenta: “À medida que a grade adiciona capacidade de energia renovável e se torna menos intensiva em carbono, os benefícios da eletrificação aumentarão ainda mais quando comparados à gasolina e veículos movidos a diesel.”
Hoje, o carvão representa mais de 70% da produção de eletricidade da Índia.O esforço para os VEs significa crescer a demanda por eletricidade.Isso aumentará apenas os volumes perigosos de emissões de usinas térmicas à base de carvão, derrotando assim o objetivo dos VEs no combate à poluição do ar.
Falando à melhor Índia, Sunil Dahiya, analista do Center for Research on Energy and Clean Air (Crea), diz: “Emissões de tubo de escape em cidades como Delhi podem recuar, mas e as pessoas que vivem nos distritos de mineração de carvão de Jharkhand, Chhattisgarh e Madhya Pradesh, e aqueles que residem nas proximidades de usinas termelétricas, cuja saúde sofre por causa da poluição do ar pesada causada por essas atividades?Dadas as nossas crescentes necessidades de eletricidade graças aos VEs, estamos forçando-os a minerar e, posteriormente, queimar mais carvão, o que se traduz em maior poluição do ar de usinas de energia baseadas em carvão, doenças graves de saúde e outras questões socioeconômicas.”
Sua solução para atender a essa demanda crescente é a transição para a energia mais limpa, principalmente a energia solar.Mais energia, ele argumenta, precisa ser gerado a partir de energia solar na cobertura, exigindo a solarização dos trilhos do metrô, estações de metrô, estradas, prédios do governo, estações de trem e onde quer que estejam disponíveis nas cidades ou no centro de consumo.
“Devemos tentar gerar eletricidade potencial máxima dentro da cidade através de fontes renováveis, para que as perdas de transmissão sejam eliminadas e toda essa nova demanda criada pela eletrificação do setor de transporte pode ser cumprida em cidades como Delhi e Bengaluru.Em outras palavras, devemos gerar energia renovável na cidade ou no local onde ela está sendo consumida em vez de pedir a minas de carvão e usinas de energia poluir e criar riscos à saúde para os condados que vivem ao lado deles e fora ”, argumenta Sunil.
Obviamente, isso pode não atender à demanda total de energia em uma determinada cidade hoje e eles continuarão a depender de usinas baseadas em carvão para atendê-las por enquanto por enquanto.
Até esse momento, usinas de energia baseadas em carvão que geram eletricidade precisam implementar um estado de controle de tecnologia de controle de poluição eficiente em termos de poluição para controlar estritamente a emissão de partículas e outros poluentes.Embora isso não esteja além dos domínios da possibilidade, a história recente sugere uma grave falta de conformidade das plantas movidas a carvão.
Em dezembro de 2015, o Ministério do Meio Ambiente da União emitiu uma notificação padrão mais rigorosa do padrão de emissão, que exigia que cada usina térmica instalasse um dessulfurizador de gás de combustão (FGD) que controla emissões tóxicas de dióxido de enxofre (SO2), entre várias outras medidas.No entanto, de acordo com um relatório da CREA publicado em dezembro de 2021, a maioria das usinas térmicas no país ainda está para adaptar a tecnologia SO2-controle seis anos depois.Apesar de tais preocupações, Sunil parece otimista sobre o que o futuro reserva para a geração de eletricidade na Índia.
“Já estamos fazendo a transição para as energias renováveis.O carvão começou a ver tempos vulneráveis desde o custo de fontes renováveis como a Solar começou a cair acentuadamente nos últimos cinco anos.Hoje, o custo da geração de 1 unidade de eletricidade a partir de fontes de energia renovável está em Rs 2, enquanto o custo unitário médio de eletricidade da queima de carvão é de cerca de Rs 3.5-rs 4 em usinas de energia existentes.Se você olhar para as novas usinas baseadas em carvão, que estão sendo configuradas agora e no futuro, o custo médio da geração de 1 unidade de eletricidade não estará abaixo de Rs 6 ”, afirma ele.
Assim, faz sentido para os formuladores de políticas optarem por opções de geração de energia mais baratas, eu.e.Renováveis.Dada a crescente preocupação do público com a poluição do ar e as promessas globais que a Índia fez sobre as mudanças climáticas, Sunil argumenta que os custos sociais e ambientais associados à eletricidade à base de carvão serão internalizados no custo do carvão.
Além disso, em novembro passado, o primeiro-ministro Narendra Modi prometeu ao mundo na cúpula da COP26 em Glasgow que a Índia aumentará sua capacidade de energia não fóssil para 500 GW e atenda a 50% de seus requisitos de energia através da energia renovável até 2030
“Se pudermos cumprir essa promessa, Crea antecipa que a demanda por carvão para gerar eletricidade aumentará até 2026, após o qual começará a diminuir.Até então, a instalação da energia renovável ultrapassará o crescimento da demanda por carvão.Até 2030, a quantidade de carvão queimada para gerar eletricidade será equivalente à quantidade queimada em 2020, apesar da demanda de eletricidade muito maior.Ainda vemos um pouco de crescimento no uso de carvão pelos próximos quatro ou cinco anos, mas depois disso, começaremos a ver um declínio, principalmente na geração de energia ”, afirma Sunil.
Portanto, o enorme esforço para os VEs na Índia hoje, a curto prazo, pressionará adicional sobre usinas de energia à base de carvão para gerar mais eletricidade.Mas em alguns anos, esses medos serão colocados para descansar de acordo com especialistas em ar limpo como Sunil e outros otimistas sobre a mobilidade eletrônica.Veja o exemplo de Bengaluru.De acordo com este relatório no Deccan Herald, “mais da metade da potência fornecida pela Bescom para Bengaluru vem da energia renovável.”
Transporte público sobre carros
De acordo com este relatório, 3,29.190 EVs foram vendidos na Índia no ano passado, o que representa um aumento de 169% em relação às vendas do ano anterior de 1.22.607 unidades.Do total de unidades vendidas no ano passado, as duas rodas e a categoria L3 de baixa velocidade de três rodas formaram 90%.
Embora a segunda fase do esquema de fama na Índia também se concentre na eletrização dos sistemas de transporte público e compartilhado da Índia por meio de vários subsídios para e-busos e riquixás de e-AUTO, os números e o discurso público maior sugerem uma ênfase maior em bicicletas e carros privados.
“A proporção de quanto apoio estatal está indo para o transporte público versus os meios de transporte individuais precisam de reconfigurar.Se perseguirmos o modelo atual de crescimento agressivo no setor de VE, podemos acabar em uma situação em que podemos acabar com a poluição veicular em cidades de veículos do motor IC, mas o grande número de carros individuais ou veículos de duas rodas aumentarámais longe.Além da poluição do ar, o outro grande problema com o setor de transporte na Índia é a baixa utilização do espaço em nossas estradas, dado o crescente número de veículos particulares e isso resulta na criação de mais viadutos e estacionamentos ”, explica Sunil.
Se olharmos para melhores políticas e estudos de gerenciamento de transporte em todo o mundo, existe um modelo muito híbrido que desincentiva os modos de transporte privados em grande parte.Transporte público na forma de ônibus, Rail de metrô ou bondes e opções de NMT (transporte não motorizado), como ciclismo e caminhada, desempenham um papel maior aqui.Um bom exemplo é Londres, onde, se você entrar em determinadas áreas, há taxas de entrada e estacionamento mais altas para veículos particulares.Da mesma forma, se você olhar para a Coréia do Sul, há maiores incentivos para as pessoas usarem transporte público em vez de transporte privado.
De acordo com o World Resources Institute (WRI) Índia, “cidades como Santiago provaram que uma transição em escala para ônibus elétricos é possível e fornece benefícios na forma de economia de operações e custos de manutenção do motor na música de 70% em comparação com o dieselônibus.”
Enquanto isso, Sunil diz: “A mudança para os VEs é em grande parte uma coisa boa.Mas promover os VEs para o transporte público é o melhor caminho a seguir, e isso deve ser priorizado em relação a carros ou bicicletas elétricos individuais para cada indivíduo.A transição para energia renovável e veículos elétricos deve acontecer simultaneamente.Não devemos esperar um antes de embarcar no outro.”
Reciclagem de baterias de íon de lítio
Mais escopo para a sustentabilidade neste campo é olhar para o coração dos VEs que são alimentados por baterias de íon de lítio.Essas baterias são amplamente montadas, não fabricadas, na Índia, dado que os OEMs na Índia dependem das importações para células de bateria.Mas o governo da Índia, em maio de 2021, anunciou um esquema de incentivo vinculado à produção de Rs 18.100 crore (PLI) para a fabricação de células químicas avançadas (ACC) para incentivar as corporações indianas para desenvolver a fabricação de baterias no mercado interno.
Mais preocupante, no entanto, são os custos humanos e ambientais associados às baterias de íon de lítio.Extrair matérias -primas, principalmente lítio e cobalto, requer grandes quantidades de energia e água.Além disso, houve casos bem documentados do uso de trabalho infantil nessas minas onde minerais de terras raras como cobalto são extraídas.
Dadas essas preocupações, os especialistas procuraram reciclar e reutilizar as baterias que não atendem mais aos requisitos de aplicações automotivas.Mas a Índia não possui uma estrutura política para a reciclagem de bateria de íon de lítio, embora o governo tenha anunciado que está no processo de enquadrar um de um.Mais preocupante, muitos especialistas estimam que não mais que 5% das baterias de íon de lítio estão sendo recicladas na Índia.
Rajat Verma, CEO da Lohum, um fabricante e reciclador de bateria de íon de lítio integrado baseado em Noida, fala sobre o processo de reciclagem.Como primeiro passo para a construção do ecossistema circular de íon de lítio, Lohum possui um centro dedicado de coleta de baterias que recebe um suprimento contínuo de baterias de fim de vida de uma rede de fornecedores responsáveis.A empresa possui vários parceiros e OEMs que ajudam a coletar as baterias.
O processo começa pegando a bateria no ponto de descarte.A partir daí, ele deve ser transportado com segurança para um hub de processamento.É importante enfatizar o aspecto de segurança aqui, porque as baterias de íon de lítio são conhecidas por serem muito perigosas.Entidades envolvidas na reciclagem precisam de pessoas qualificadas para transportá -las.
“Nós, baterias de código de barras, no ponto de coleta, para garantir que haja rastreabilidade total de uma bateria durante toda a sua disposição.A partir daí, a bateria atinge o centro de processamento e a bateria precisa ser desmontada.Baterias diferentes são feitas de maneiras diferentes.Existem baterias de carro muito grandes com muitos módulos dentro delas e pequenas baterias de duas rodas, que são baterias de célula a embalar.O processo de desmontagem dessas baterias requer muita habilidade porque você precisa cuidar de riscos elétricos ou de incêndio ”, explica Rajat.
Uma vez desmontado, você tem células ou módulos de bateria individuais.A opção preferível é reutilizá -los.A reutilização é uma faceta importante aqui, porque dois dos custos mais altos que entram na criação de baterias de íon de lítio são o processo de extrair os produtos químicos e minerais de terras raras das minas e o processo real de criar uma célula.Ambos são processos muito intensivos e ambientalmente hostis.
“Queremos alavancar qualquer que seja a energia para torná -los e extrair a vida máxima possível dessa bateria.Preferimos uma segunda vida porque a mesma energia de entrada é amortizada por uma vida muito mais longa.Uma bateria da Second Long Life significa retomar as baterias do mercado, colhendo as boas células e colocando -as de volta nos VEs ou em um aplicativo de sistema estacionário de armazenamento de energia como uma bateria de inversor ”, diz Rajat.
A tese de 2020 de Gopinathan observou que a reutilização da bateria para armazenamento de grade poderia melhorar bastante os resultados ambientais do setor de EV.
“Além disso, deve permitir o desenvolvimento de uma segunda cadeia de suprimentos de bateria da Second Life, para que as baterias que estejam no final de suas vidas veiculares possam ser reaproveitadas para armazenamento de grade.Isso maximizará os benefícios ambientais dessa transição e permitirá que o país reduza sua pegada de GEE na maior extensão possível, permitindo que seu povo desfrute de todos os benefícios dos serviços modernos de energia e transporte ”, afirmou o estudo.
Mas o processo de reciclagem tem muitas etapas diferentes envolvidas, amplamente categorizadas em dois processos-processo piro-metalúrgico e hidro-metalúrgico.
O primeiro requer temperaturas muito altas, geralmente rodando ao norte de 1500 graus centígrados, o que significa consumir muita energia e perder material no processo.As baterias de íon de lhes contêm muito carbono dentro delas na forma de grafite.Em temperaturas muito altas, a grafite tende a queimar e libera emissões perigosas no ar.
O processo hidro-metalúrgico, por outro lado, funciona em grande parte à temperatura ambiente ou duas vezes que.Este processo é bastante menos intensivo em energia.Começa com a trituração, onde as células de bateria não usadas são trituradas para separar plásticos, cobre e papel alumínio da massa preta.Isso é combinado com um processo hidrometalúrgico que produz lítio, cobalto, níquel, manganês e grafite a ser reutilizado em novas baterias ou outras aplicações industriais.
"Ao reciclagem, você está tentando separar diferentes elementos que estão dentro da bateria e maximizar a quantidade desses elementos que você recupera.Este processo de separação pode ser dividido em dois subprocessos-separação mecânica e química.Os recicladores devem garantir que usem produtos químicos menos tóxicos e possam recuperar todos os produtos químicos adicionais que eles introduziram no processo de reciclagem ”, diz Rajat.
Lohum exporta o restante lítio, cobalto, níquel e grafite para fabricantes de células de bateria fora da Índia.No entanto, eles esperam que a fabricação de células de bateria na Índia seja encomendada no próximo ano, após o qual eles fornecerão esses elementos aos empreendimentos aqui.
"Uma coisa com a qual temos muito cuidado ao lidar com as baterias de íon de li é que elas contêm diferentes compostos de fluoreto.Como você sabe, o fluoreto é um material atroz para trabalhar e pode ser muito tóxico para os seres humanos e o meio ambiente.Se o seu processo não descreve claramente o que está fazendo com o fluoreto, é uma farsa.O valor dessa atividade de reciclagem desaparece completamente se o fluoreto for introduzido no meio ambiente ”, ele observa ele.
Para garantir que esse processo tenha benefícios ambientais tangíveis, a conformidade é fundamental.Antes de emitir licenças de reciclagem, as autoridades públicas devem garantir que os processos realizados pelos candidatos sejam totalmente compatíveis com todos esses parâmetros.
No entanto, um insider do setor, que não queria ser identificado, diz que a conformidade ambiental se devolveu a estaduais quadros de controle de poluição do Conselho Central de Controle de Poluição (CPCB).
"Esses órgãos não têm fundos necessários para fazer cumprir a conformidade, e certos membros influentes trabalham de má -fé.É difícil esperar esse tipo de conformidade na Índia, a menos que e até que haja aplicação estrita.No final do dia, estamos recuperando níquel, cobalto e lítio, porque queremos que eles voltem com segurança de volta ao ecossistema de células da bateria ”, diz ele.
“Uma das coisas que podem impulsionar a mudança é se grandes consumidores de baterias de íon de lítio como seus principais OEMs podem garantir a conformidade no nível deles, porque no final do dia eles precisam publicar seus scorecards de sustentabilidade.Além disso, hoje os investidores estão forçando maior conformidade ambiental, social e de governança (ESG) por parte dos fabricantes de células e baterias porque exigem.E se certas matérias -primas forem adquiridas através da reciclagem e se puder ser estabelecida como um processo ambientalmente compatível com empresas como PWC e outros auditores de conformidade, então possivelmente temos alguma esperança aqui ”, diz Rajat.
Outra grande preocupação com a reciclagem de bateria de íon de lítio na Índia é a natureza amplamente informal do negócio.A reciclagem é feita em larga escala pelos trabalhadores do setor informal que não têm treinamento nem licença para praticá -lo.Sem o treinamento necessário, os trabalhadores podem sofrer sérios riscos à saúde.Nos últimos dois anos, o Tribunal Green Nacional decidiu para fechar muitas unidades informais por quadros de controle de poluição estadual ou central.Especialistas acreditam que é imperativo integrar esses trabalhadores à indústria formal com o apoio econômico e o treinamento técnico necessário do governo e do setor privado.
Há também a questão da aplicação estrita de práticas de responsabilidade do produtor estendido (EPR) para fabricantes de baterias de íons de lítio.Deve ser obrigatório para eles se amarrarem com os recicladores e torná -lo incumbente aos produtores coletar e reciclar as baterias usadas.
Alternativa à bateria de íon de lítio
"Qualquer que seja a solução eletroquímica, a bateria de EV terá uma vida limitada e, finalmente, você terá que cuidar de sua disposição", afirma Rajat.“Despejar essas baterias em aterros não é uma opção.Não há solução eletro-química por aí que não tenha algo tóxico.O único caso sério que se pode apresentar contra o uso de elementos como lítio, níquel e cobalto é a falta de disponibilidade na Índia e nossa dependência das importações.O lítio é o elemento de maior desempenho quando se trata de EVs hoje.Não será substituído a longo prazo.”
No entanto, isso pode mudar com o surgimento de químicas celulares alternativas, como o íon de sódio.Além de 30-40% mais barato que as baterias de íon de lítio, a tecnologia de íons de sódio tem uma série de outras vantagens, desde a disponibilidade mais fácil (não dependendo mais das importações), menor tempo de carregamento e capacidade da bateria para impactar o ambiente.Além de algumas startups que trabalham nessa tecnologia, como o Sentient Labs, com sede em Pune, e a Sodion Energy, baseada em Coimbatore, a Reliance Industries comprou recentemente a startup de bateria de íons de sódio do Reino Unido Faradion por US $ 135 milhões.
“Afinal, se você deseja escalar VEs, precisa encontrar materiais mais fáceis de obter e construir baterias mais escaláveis.É por isso que a comunidade de VE foi forçada a pensar em íon de sódio e íon de alumínio, o que afeta diretamente o quão sustentável essas células serão feitas.Como empreendimento, somos agnósticos à química celular.Desde que seja uma célula iônica, nossa tecnologia é necessária ”, diz Arun Vinayak, co-fundador da Expoent Energy, para a melhor Índia.
Sua startup baseada em Bengaluru construiu uma estação de bateria e carregamento que pode desbloquear juntos uma carga rápida de 0 a 100% em 15 minutos para todos os veículos comerciais.
“Algumas das coisas que fizemos em torno do gerenciamento do ciclo de vida também nos permitem garantir que a vida dessas baterias durar muito tempo.A melhor maneira de reciclar baterias é evitar fazê -lo completamente.Se você pode prolongar a vida útil de uma bateria em 2 ou 3x, isso tem um impacto direto no ambiente.A Índia começou com baterias NMC, que são níquel, manganês e cobalto.Mais do que lítio, é a mineração de manganês e cobalto que causa maiores danos ambientais e preocupações éticas.Com a química de células LFP (lítio ferro fosfato), que é o que a Índia está apostando hoje, não há manganês e cobalto.Assim, já tomamos medidas para a LFP, que é muito mais fácil química de trabalhar e fonte ”, diz Arun.
Outra coisa que poderia facilitar uma transição para alternativas como íons de sódio e hidrogênio é o reclamação global dos preços globais de lítio.De acordo com um relatório recente na Bloomberg Quint, “Lithium subiu quase 500% no ano passado, aumentando as pressões de custo para os produtores de EV.”
Dito tudo isso, o setor de VE na Índia está em constante evolução e encontrando novas soluções.E muitas dessas soluções são desenvolvidas, mantendo em mente os incentivos econômicos, embora nosso trabalho como consumidores e observadores seja direcionar essas conversas para garantir a sustentabilidade de longo prazo.Afinal, não há como negar que a mobilidade eletrônica é o futuro.
(Editado por Yoshita Rao)
