Prospecção dos desafios da gestão das baterias em fim de vida dos veículos elétricos: o caso da mobilidade urbana em São Paulo

Abstract

Os veículos elétricos (VEs) emergem como solução crucial para combater a poluição do ar e reduzir a dependência dos combustíveis fósseis. No entanto, com o aumento da frota de VEs, surge a necessidade premente de desenvolver práticas eficazes para gerenciar as baterias no fim de sua vida útil. Essa demanda é essencial devido ao descarte futuro de um grande número de baterias, as quais serão eliminadas após atingirem cerca de 20% de sua capacidade original. Desta forma, surge as questões de pesquisa: para onde destinar as baterias primeiramente utilizadas em VEs, como está o estado atual das práticas de gestão das baterias em fim de vida em São Paulo e qual será o estoque futuro das baterias EOL de VEs em São Paulo no ano de 2035? Com isso, o objetivo principal deste estudo é realizar uma análise abrangente da gestão das baterias no final de sua vida útil em veículos elétricos, abordando tanto a situação atual quanto as perspectivas futuras no contexto do estado de São Paulo. Para alcançar esse objetivo, foram identificadas práticas de gerenciamento por meio de uma revisão sistemática. O estudo inclui a tabulação e interpretação desses dados, adotando práticas circulares para a gestão das baterias de VEs no final de sua vida útil. Foi realizado também um diagnóstico do desenvolvimento da tecnologia de baterias EOL, por meio dos estudos teóricos dos Sistemas Tecnológicos de Inovação, do inglês Technological Innovation Systems (TIS). Posteriormente, foi feito um modelo de simulação de Dinâmica de Sistemas para entender o acúmulo de baterias EOL a longo prazo e gerar cenários de teste para possíveis intervenções no gerenciamento a através de práticas circulares. Os resultados encontrados de caráter teórico e empírico, demonstraram que a combinação dos dois aspectos, reciclagem e segundo uso, é fundamental para maximizar a sustentabilidade do ciclo de vida das baterias de veículos elétricos, porém, com base na análise integrada dos dados históricos e simulados de vendas de VEs, fica claro que o segundo é o mais vantajoso para o Estado de São Paulo. No entanto, esses resultados destacam a importância de políticas integradas que incentivem tanto a reciclagem quanto o reaproveitamento das baterias, promovendo uma economia circular robusta e sustentável para o setor de veículos elétricos. No que se refere a combinação das abordagens TIS e DS, o estudo permitiu uma compreensão das baterias EOL de veículos elétricos que vai além da simples análise de dados quantitativos ou qualitativos isolados. Essa integração oferece uma visão que une ambos os tipos de dados, proporcionando uma perspectiva abrangente dos atores e das influências que afetam o desenvolvimento da tecnologia estudada. Ainda, de acordo com a simulação estudada, a projeção indica que em 2035 haverá um estoque de aproximadamente 10 milhões de veículos elétricos no Estado de São Paulo, com um estoque de baterias EOL em cerca de 70 mil unidades devido à adoção em massa dos veículos elétricos. Dessa forma, o trabalho não apenas contribui para o avanço do conhecimento científico, mas também oferece diretrizes práticas para o desenvolvimento de políticas públicas que promovam um futuro mais sustentável para o Estado de São Paulo.

Abstract: Electric vehicles (EVs) emerge as a crucial solution to combat air pollution and reduce dependence on fossil fuels. However, with the increase in the EV fleet comes a pressing need to develop effective practices to manage batteries at the end of their useful life. This demand is essential due to the future disposal of a large number of batteries, which will be eliminated after reaching approximately 20% of their original capacity. In this way, the research questions arise: where to allocate the batteries primarily used in EVs, what is the current state of end-of-life battery management practices in São Paulo and what will be the future stock of EOL EV batteries in São Paulo? Paulo in the year 2035? Therefore, the main objective of this study is to carry out a comprehensive analysis of battery management at the end of their useful life in electric vehicles, addressing both the current situation and future perspectives in the context of the state of São Paulo. identified management practices through a systematic review. The study includes the tabulation and interpretation of this data, adopting circular practices for the management of EV batteries at the end of their useful life. A diagnosis of the development of EOL battery technology was also carried out, through theoretical studies of Technological Innovation Systems (TIS). Subsequently, a Systems Dynamics simulation model was created to understand the long-term accumulation of EOL batteries and generate test scenarios for possible interventions in management through circular practices. The theoretical and empirical results found demonstrated that the combination of two aspects, recycling and second use, is fundamental to maximizing the sustainability of the life cycle of electric vehicle batteries, however, based on the integrated analysis of historical and simulated data of EV sales, it is clear that the second is the most advantageous for the State of São Paulo. However, these results highlight the importance of integrated policies that encourage both recycling and reuse of batteries, promoting a robust and sustainable circular economy for the electric vehicle sector. Regarding the combination of TIS and DS approaches, the study allowed an understanding of electric vehicle EOL batteries that goes beyond the simple analysis of isolated quantitative or qualitative data. This integration offers a view that unites both types of data, providing a comprehensive perspective on the actors and influences that affect the development of the technology studied. Furthermore, according to the simulation studied, the projection indicates that in 2035 there will be a stock of approximately 10 million electric vehicles in the State of São Paulo, with a stock of EOL batteries at around 70 thousand units due to the mass adoption of vehicles electrical. In this way, the work not only contributes to the advancement of scientific knowledge, but also offers practical guidelines for the development of public policies that promote a more sustainable future for the State of São Paulo.