Panorama da segunda vida de baterias veiculares e análise da pegada ambiental para uma aplicação em gerenciamento de energia residencial no Brasil

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Bolognesi, Hugo Muniz, 1990-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Baterias de lítio
Energia - Armazenamento
Desenvolvimento sustentável
Avaliação do ciclo de vida
Veículos elétricos
Batteries, lithium
Energy storage
Sustainable development
Life cycle assessment
Electric vehicles
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/44
Resumo: Orientador: Carla Kazue Nakao Cavaliero
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As baterias de segunda vida (BSVs) têm capacidade técnica de substituir baterias novas equivalentes nas operações com serviços de potência e armazenamento de energia, com o atrativo da reutilização de um produto em bom estado. Esta dissertação analisa a aplicabilidade de baterias de reuso para serviços estacionários e os possíveis interesses brasileiros nelas, verificando a consequência ambiental. O levantamento técnico-científico sobre as BSVs aponta ser um método vantajoso para lidar com um produto de altos custos financeiros e ambientais. Os custos estimados para aquisição de uma BSV são menores que de uma bateria nova, no entanto a diferença de preços tende a diminuir visto a queda nos custos de fabricação de baterias de íon lítio. No quesito ambiental, tanto serviço de armazenamento energético quanto a energia elétrica que abastece a bateria podem impactar sobremaneira o meio ambiente, o que também vale para a primeira vida veicular. Para reduzir a contribuição ao aquecimento global, por exemplo, as BSVs devem estar atreladas à geração elétrica a partir de fontes energéticas de baixa pegada de carbono. O Brasil apresenta diversas oportunidades para armazenadores em serviços de segurança energética, de gerenciamento de energia para o consumidor e suprimento de energia em comunidades isoladas. Porém, ainda carece de regulação para abranger toda a gama de serviços que armazenadores de energia podem oferecer. O uso de BSVs em gerenciamento de energia vinculado à geração fotovoltaica é uma das alternativas e o foco da análise ambiental. A partir da ferramenta de Avaliação do Ciclo de Vida é possível comparar o desempenho ambiental dessa aplicação contra situações de residências comuns, com e sem geração distribuída, em dois contextos brasileiros. Os resultados dentro dos cenários avaliados mostram que BSVs têm potencial de contribuir com o desenvolvimento sustentável por reduzir a participação de uma residência no aquecimento global. No entanto aderir ao armazenamento de energia com baterias está atrelado a potencializar riscos à saúde humana, danos a ambientes aquáticos e ao solo. Os benefícios ambientais ficam mais evidentes quando o sistema com BSVs e geração fotovoltaica opera em regiões dependentes de combustíveis fósseis na matriz elétrica, como é o caso de redes não conectadas ao Sistema Interligado Nacional (SIN)Abstract: The growing adhesion to electric vehicles (EV) raises concerns about the demand for batteries and their better use. Reusing vehicle batteries in second useful life is promising and is directly linked to the electricity sector in stationary applications. Second-life batteries (SLBs) have the technical capacity to replace equivalent new batteries in operations with power and energy storage services, with the attractiveness of reusing a product in good condition. This dissertation analyzes the applicability of reuse batteries for stationary services and the possible Brazilian interests in them, verifying the environmental consequences. The technical-scientific survey on SLBs points to be an advantageous method to deal with a product with high financial and environmental costs. The estimated costs for purchasing a SLB are lower than a new battery, however, the price difference tends to decrease as the cost of manufacturing lithium-ion batteries decreases. In terms of the environment, both the energy storage service and the electrical energy that supplies the battery can have a major impact on the environment, which is also true for the first vehicle's life. To reduce the contribution to global warming, for example, BSVs must be linked to electricity generation from energy sources with a low carbon footprint. Brazil presents several opportunities for energy security, consumer energy management, and energy supply services in isolated communities. However, it still lacks regulation to cover the full range of services that energy stores can offer. The use of BSVs in energy management linked to photovoltaic generation is one of the alternatives and the focus of environmental analysis. Using the Life Cycle Assessment tool, it is possible to compare the environmental performance of this application against situations of common households, with and without distributed generation, in two Brazilian contexts. The results within the evaluated scenarios show that BSVs have the potential to contribute to sustainable development by reducing the participation of a household in global warming. However, adhering to energy storage with batteries is linked to potentializing risks to human health, damage to aquatic environments and to the soil. The environmental benefits are more evident when the system with BSVs and photovoltaic generation operates in regions dependent on fossil fuels in the electricity matrix, as is the case of networks not connected to the National Interconnected System (Sistema Interligado Nacional – SIN)MestradoPlanejamento de Sistemas EnergéticosMestre em Planejamento de Sistemas EnergéticosCNPQ130476/2019-6[s.n.]Cavaliero, Carla Kazue Nakao, 1971-Souza, Simone PereiraConsoni, Flávia LucianeUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Planejamento de Sistemas EnergéticosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBolognesi, Hugo Muniz, 1990-20212021-04-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (170 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/44BOLOGNESI, Hugo Muniz. Panorama da segunda vida de baterias veiculares e análise da pegada ambiental para uma aplicação em gerenciamento de energia residencial no Brasil. 2021. 1 recurso online (170 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/44. 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