SSAB cria ‘EV Sucess Index’ para a seleção de materiais

Texto: Michael Nash, www.automotivemanufacturingsolutions.com

Com tantas tecnologias e soluções potenciais ao seu alcance, os designers de automóveis precisam tomar decisões críticas sobre quais materiais usar em seus novos veículos elétricos (EVs). Para ajudar a tomar essas decisões, os especialistas da SSAB criaram o "EV Sucess Index" — uma métrica que classifica soluções de materiais com base em desempenho, custo, peso e impacto ambiental. Eles também destacam a importância das relações desempenho-peso e da implementação de soluções econômicas no início da fase de projeto, sugerindo que o aço é um facilitador vital.

O grande desafio do CO₂

“O setor de mobilidade estabeleceu metas agressivas para se tornar neutro em emissões de carbono”, observa Jonas Adolfsson, gerente de desenvolvimento de negócios e mobilidade da SSAB. “Como empresa, a SSAB pretende ser neutra em emissões de carbono até 2045. Estabelecemos várias metas ao longo desse caminho, usando mais materiais de baixa emissão e aumentando a circularidade com material reciclado. Tudo isso é muito importante para lidar com a situação climática.”

Tornar-se neutro em carbono também será um desafio importante para as OEMs, bem como especialistas em materiais e fornecedores Tier 1. Adolfsson sugere que o ritmo lento da pesquisa e do desenvolvimento de veículos tem dificultado o progresso em direção à redução das emissões de carbono no setor, enfatizando a necessidade de as montadoras acelerarem o passo,. Essa abordagem foi adotada por OEMs chineses, muitos dos quais estão expandindo rapidamente seus portfólios de veículos elétricos.

“Leva tempo para desenvolver carros e novos materiais, mas simplesmente não podemos mais esperar”, enfatiza Adolfsson. “Todos sabemos que precisamos começar hoje a jornada para nos tornarmos neutros em carbono e reduzir drasticamente as emissões.”

Um veículo médio emite cerca de 60 toneladas de CO₂ durante todo o seu ciclo de vida, incluindo o fornecimento de matérias-primas, a produção e a fase de uso. A maior parte disso, continua Adolfsson, é proveniente de emissões de escapamento. Então a atitude lógica, ele afirma, é eletrificar completamente a frota global. Depois disso, o foco se volta para a fase de produção e as emissões relacionadas aos materiais.

Materiais de terras raras usados em baterias e alumínio são os próximos maiores contribuintes para emissões de CO₂, seguidos pelo aço. Adolfsson confirma que um veículo comum novo no mercado hoje contém cerca de 900 kg de aço, cuja fabricação resultará na emissão de cerca de 1,8 toneladas de CO₂ , dependendo do método de produção. E embora isso possa ser medido diretamente em relação às emissões de outros materiais, outros fatores devem ser considerados na equação do EV Sucess Index.

Ponderando as relações

Mudar os métodos de produção de aço pode resultar em enormes economias de CO₂. Por exemplo, o aço zero da SSAB usa aço reciclado e energia isenta de combustíveis fósseis durante a produção, resultando em uma redução de CO₂ de cerca de 70% quando comparado ao aço moderno tradicional fabricado em alto-forno. Embora seja uma melhoria significativa, Robert Ström, especialista sênior em design automotivo da SSAB, explica a necessidade de considerar uma infinidade de fatores para criar o EV Sucess Index.

“As escolhas que fazemos quando se trata de materiais têm um impacto importantíssimo nas emissões do ciclo de vida de um EV”, ele explica. “Ter um índice é algo bom, pois nos dá um número geral para comparar, mas dentro dele há muitos subnúmeros diferentes que compõem o número geral.

Um dos fatores óbvios que temos que considerar, por exemplo, é o custo. Porém, outro número importante é a relação desempenho/peso.”

Ström reconhece o fato de que a maioria dos veículos elétricos no mercado de hoje continuam relativamente caros quando comparados aos seus equivalentes ICE. No entanto, com mais modelos chegando ao mercado e melhorias na tecnologia, o preço está caindo lentamente, mas de maneira certeira. Quanto à relação desempenho/peso, Ström observa que essa é a principal preocupação para especialistas em materiais como a SSAB, pois empresas que estão desenvolvendo outras soluções tentarão usar essa métrica para superar outros fornecedores de aço.

“A relação desempenho/peso é sempre importante, porque se não for boa, as OEMs não ficarão interessadas”, afirma. “O melhor material em termos de relação desempenho-peso é o plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP); porém, devido à sua incapacidade de ser reciclado e ao seu alto custo, é improvável que esse material esteja presente em quantidades significativas em carros produzidos em massa. Sendo assim, o aço precisa competir com o alumínio, que também tem uma ótima relação desempenho/peso.”

O uso de aços de ultra-alta resistência permitiu que os fornecedores reduzissem o peso dos seus veículos. O aço de ultra-alta resistência laminado tem uma relação desempenho/peso impressionante e pode ser tão leve quanto o alumínio, contanto que o design certo seja usado. Os processos de produção podem ser ecologicamente corretos e econômicos — duas vantagens que ele tem em relação ao alumínio, que é mais caro, diz Ström. Todos esses fatores devem ser considerados ao criar o EV Sucess Index, fornecendo uma visão holística sobre os melhores materiais a serem escolhidos ao projetar e produzir um EV.

Zero desperdício, zero excesso

A meta de se tornar neutro em emissões de carbono na indústria automotiva será, sem dúvida, um grande desafio, tanto para as montadoras quanto para os fornecedores. Eles provavelmente precisarão empregar métodos de redução de CO₂ que ainda não foram amplamente implementados, alguns dos quais podem ser pouco convencionais.

Adolfsson destaca a crescente importância da reciclagem e da circularidade, sugerindo que os fornecedores de aço provavelmente aumentarão o investimento em tecnologias e processos para ajudar nessas áreas. Já existem diversas empresas especializadas na reciclagem de materiais para uso na produção de veículos, mas ele acredita que todas as partes envolvidas devem trabalhar juntos para fechar o ciclo e reduzir a dependência de matérias-primas virgens.

Outra área de melhoria poderia estar no design e no cálculo do peso bruto do veículo e na quantidade de material realmente necessária para produzir componentes de alta qualidade. Ao eliminar massa desnecessária, mais peso pode ser economizado e menos energia consumida, resultando em menores emissões de CO_2.

Por fim, e talvez a coisa mais promissora, seria a adoção de energia proveniente de fontes limpas e renováveis durante todos os processos de fabricação e produção. “Estamos tentando transformar todo o sistema energético, abandonando os combustíveis fósseis e as emissões de CO₂ e migrando para a eletricidade proveniente de fontes limpas”, afirma Adolfsson. “Trata-se de um processo delicado porque precisa haver equilíbrio entre o que produzimos e o que podemos ganhar em termos financeiros. Porém, no final das contas, estamos administrando um negócio e, sendo assim, somos apenas uma parte dessa cadeia. Acho importante que façamos a nossa parte e esperamos que outras pessoas na cadeia tenham a confiança e a capacidade de fazer a delas, porque precisamos uns dos outros se o setor de mobilidade quiser atingir a neutralidade em emissões de carbono. É por meio da colaboração e do esforço conjunto que seremos capazes de criar um futuro sustentável.”

Jonas Adolfsson, desenvolvimento de negócios, gerente de mobilidade, e Robert Ström, especialista sênior em design, da SSAB.