Economia
& Energia
No 25 - Março - Abril 2001
ISSN 1518-2932
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e&e No 25 Aplicação de
Coeficientes
da Matriz de Emissões Aplicação de Coeficientes da Matriz de Emissões Coeficientes de Emissão em Veículos Pesados
Matriz Energética e de Emissões
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Coeficientes
de Emissão em Veículos Pesados (anterior)
AVALIAÇÃO DAS EMISSÕES EM VEÍCULOS PESADOS 1 Fatores de rateio de consumo Na Tabela -1 estão indicados a participação no consumo por categoria de veículos pelos diversos anos. Tabela -1
2 - Consumo Específico Médio da Frota. O consumo específico médio para a frota será usado para converter os coeficientes de emissão de g/kWh para g/l combustível e é calculado como a média ponderada dos consumos específicos das categorias (constantes da informação da Mercedes Benz), sendo o fator de ponderação o produto da participação de cada categoria na frota pela potência nominal da categoria. O resultado do cálculo para o período considerado é o consumo específico médio de 195 g/kWh com desvio relativo médio de 0,3%. 3 - Índices de Emissão. Os índices estão apresentados na tabela do Anexo 3, incluindo para 1993, os índices da ECE-R 49, na unidade adotada pelo PROCONVE (grama de poluente por kWh). Para facilitar o cálculo das emissões ano a ano, os índices PROCONVE estão convertidos em índices para a frota de cada ano, com o uso do consumo específico médio para a frota (195 g/kWh). 4 - Difusão das Melhoria Tecnológicas pela Frota O PROCONVE exige a fabricação e venda de 80% dos motores que atendem os índices de cada fase no mesmo ano de vigência da fase, permitindo diferir os 20% para a fase seguinte. Com esta medida, a diminuição dos índices de emissão para veículos novos propaga-se gradativamente para a frota, como mostra o Gráfico abaixo.
Figura 1: Evolução dos índices de Emissão No caso presente, dada a pequena amplitude do intervalo estudado, o cálculo do efeito da difusão da tecnologia sobre os índices de emissão foi simplificado, considerando que a fração de veículos novos vendidos em 1997, ano de maior incidência do diferimento, representa 6% da frota do ano e que a probabilidade de sucatar-se um veículo com 3 anos de fabricação é menor que 3% (segundo a logística usada). Portanto, o diferimento atingiria, para 1997, menos de 0,3% da frota, o que, a nosso ver, não compensa o esforço requerido pelo cálculo detalhado. Aceita a aproximação, podemos elaborar a tabela de difusão da tecnologia (Tabela 2). Tabela 2 - Difusão da Tecnologia Milhares de veículos
Obs. 1 - A expressão em milhares de veículos justifica-se pelo número de algarismos significativos dos índices de emissão (3 no máximo). 2 - Antes de 1994, os índices de emissão de CO, HC e NOx não eram especificados. 5 - Efeito das Novas Tecnologias sobre os Índices de Emissão A distribuição dos veículos por fases de implantação do PROCONVE reflete-se nos índices de emissão, conforme mostra a Tabela- 3, a seguir: Tabela 3 - Índices de Emissão para a Frota (cf. Portaria IBAMA).
Por conveniência para os cálculos, os índices acima são convertidos para g/l usando o consumo específico médio para a frota (195 g/ kWh) e a densidade do óleo (852 g/l) como é mostrado na Tabela -4. Tabela 4 - Índices de Emissão para a Frota em g / litro de combustível.
6 - Cálculo das Emissões pela frota a cada ano Com os dados do BEN, introduzimos o consumo de óleo diesel no Setor Rodoviário e usamos os índices de cada ano para obter as emissões pela frota.(Tabela - 5). Tabela 5 - Emissões pela frota Diesel.
7- Emissões por Categoria de Veículos Calculadas as emissões pela frota, as emissões por categorias são calculadas pelo rateio do consumo (Tabelas 6, 7 e 8). Tabela 6 - Emissões de CO por categoria de veículos (mil toneladas)
* total para controle Tabela 7 - Emissões de HC por categoria de veículos (mil toneladas)
Tabela 8 - Emissões de NOx por categoria de veículos (mil toneladas)
7 - Emissão de CO2 O cálculo da emissão de CO2 por toda a frota supõe o conhecimento do Número de Cetano. Esta característica varia de uma refinaria a outra, sendo necessário admitirmos um valor médio para todo o diesel consumido. Consideradas as especificações vigentes para o diesel metropolitano, o rodoviário e para outros usos, a distribuição do consumo por esses usos e a variação de características entre refinarias, um valor representativo é NC=42. Com este dado, podemos representar a composição do diesel, para efeito do balanço de carbono, pela mistura de 42% de n-hexadecano - C16 H34 - que tem as mesmas características de inflamabilidade do óleo diesel considerado, e 58% de alfa-metil-nafteno - C11 H10 , cuja adição ao hexadecano permite aferir o número de cetano da amostra. Outro dado necessário ao balanço é o consumo médio do veículo nas condições reais de uso. Esta informação é de difícil obtenção, pois não é usual, no Brasil, a realização de testes neste sentido. Uma informação aproximada pode ser extraída de ensaio recente, realizado pelo IPT, para a determinação do efeito da adição do álcool ao diesel sobre as emissões (Programa Álcool-Diesel coordenado pelo MCT). Este ensaio foi realizado com o motor de ônibus da Mercedes Benz ( OM 366 LA.II/21, que equipa uma fração importante dos ônibus brasileiros) e obedeceu ao método adotado pela ABNT para emissões (método europeu de 13 pontos). A informação relevante é que o consumo específico médio observado no ensaio foi de 2l5 g/kWh, cerca de 9% maior que o consumo mínimo correspondente, informado pela Mercedes Benz para esse motor. Assim, o consumo a ser considerado no balanço de carbono deve ser corrigido pelo multiplicador 1,09. Dado que o consumo específico mínimo calculado para a frota foi de 193 g/kWh, o balanço para toda a frota será baseado no valor corrigido, ou seja, 211 g/kWh. O balanço pode ser expresso pela equação: Número de átomos de carbono no combustível = número de átomos nas substâncias emitidas. Além dos gases de efeito estufa, o motor Diesel emite material particulado que consiste em partículas de carbono e hidrocarbonetos adsorvidos pelo carbono. A massa de particulados emitida no motor típico é da ordem de 0,1% da massa de CO2 . Assim, como a legislação não exige a análise do material particulado e como a proporção é pequena, consideramos esse material como incorporado ao CO2 para os fins de balanço. No caso concreto, o combustível consumido (211 g/kWh), contendo 42% de hexa-decano, tem 89,6% de sua massa correspondendo ao carbono. Conforme já mencionado, a composição do HC não é conhecida e, como a sua contribuição é pequena, podemos considerá-la como de mesma composição que o combustível. Como exemplo do cálculo, tomamos as emissão para 1997 (Tabela 2) e o consumo de óleo diesel no transporte rodoviário no mesmo ano (24,3 Mm3 - BEN/98). Os termos do balanço serão: Consumo
de combustível =
24,3 Mm3 x 0,852 t/m3 =
20,7 Mt Massa de CO emitido = 1,363 Mt Massa de C no CO emitido = 1,363 Mt x 12/28 = 0,584 Mt Massa de HC emitido = 0,335 Mt. Massa de C no HC emitido = 0,331Mt x 0,896 =0,297 Mt Massa de C no CO2 emitido = 18,6 Mt - 0,584 Mt - 0,297 Mt @ 17,7 Mt Massa de CO2 emitido = 17,7Mt x 44/12 = 65,0 Mt Razão CO2 / CO (em massa) = 65,0 Mt / 1,36 t = 48 Os resultados dos cálculos para os demais anos estão na tabela 7. 7- Emissões de Metano O metano não é considerado na legislação, não havendo como calcular o montante da emissão. Usamos a recomendação "Guidelines" do IPPC (5 kg/ Tj ) para completar a Tabela -9. Com os dados do BEN, convertemos este valor para 192 t de metano por Mm3 de óleo diesel. A emissão de metano consta da Tabela 9 - Consolidação das emissões pela frota Diesel. Tabela 9 - Consolidação das emissões pela frota Diesel - mil toneladas
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Veja Também: Emissões em Veículos Leves
