A fase tank-to-wheel corresponde ao que ocorre na etapa de uso energético, ou seja, ao consumo de eletricidade e de combustível, bem como às emissões quando da queima de combustível.
Neste estudo, somente as emissões reguladas foram consideradas na fase tank-to-wheel. Para efeitos de comparação, são isentas da análise variáveis como carga de passageiros, dirigibilidade, condições de trânsito e uso de climatizadores artificiais. As autonomias são baseadas em estimativas usadas em um processo de licitação da SPTrans e em testes feitos em Macau – China, apresentando também altos índices de urbanização e densidade populacional.
25 Ajuste realizado com base mássica. Posteriormente cogitou-se avaliar se haveria variação significativa se o
ajuste considerasse a vida útil dos veículos. A variação não foi suficiente para alterar os resultados finais qualitativos, de modo a manter-se a ponderação mássica.
3.4.1 Transporte Coletivo Urbano Convencional
Como os modelos de carroçaria e chassis, uso de ar condicionado, capacidades de carga, variações de dirigibilidade e de trânsito são alguns fatores de uma vasta gama de parâmetros passíveis de sensibilidade dentro da fase tank-to-wheel, houve uma demanda pelo estabelecimento de uma autonomia que refletisse a realidade no estado de São Paulo.
Desta forma, para se estipular os parâmetros do ônibus urbano à combustão interna utilizou-se da autonomia estimada por um processo de licitação da SPTrans, em que não foram contabilizados micro-ônibus, ônibus articulados ou biarticulados.
Assim, já se tem a autonomia como parâmetro para o diesel (B7) correspondente a 2,17 km/L, ou o uso de 46 litros a cada 100 km rodados. Já a autonomia para o biodiesel (B100), considera-se a mesma eficiência que para o uso de diesel (B7). Entretanto, pelo biodiesel ser diferenciado, dadas as propriedades físico-químicas desse combustível serem distintas ao petrodiesel (e.g. densidade, poder calorífico inferior), a sua autonomia corresponde a 2,04 km/L, ou uso de 49,05 litros a cada 100 km rodados.
Para estipular o consumo de ARLA32, estima-se que sua demanda volumétrica seja 5% da demanda por combustível. Logo, seus parâmetros de entrada no software foram adaptados a processos de produção do Ecoinvent, de ureia e água destilada, nas devidas proporções do ARLA32, sendo transportados por caminhões por 450km de rodovias – supondo que seja produzido na Fábrica de Fertilizantes Nitrogenados da Petrobrás, no Paraná (ANP, 2016) e entregue em um ponto médio de São Paulo (Capital).
Quanto às emissões na fase de uso, as emissões de material particulado por ressuspensão nas vias (e.g. por desgaste da pista, pneus, sistemas de freio e embreagem) não foram computadas (0,59 g/km de MP 10 – Guia Europeu para Inventário de Emissões – EMEP/EEA, 2009). Apenas as emissões de escapamento foram contabilizadas nessa fase, as quais basearam-se naquelas estimadas pela CETESB (2016) e pelo IPCC (2006), para o petrodiesel, e em Sheehan et al. (1998) e IPCC (2006) para o biodiesel.
Para a CETESB (2016), as emissões de dióxido de carbono fóssil, monóxido de carbono fóssil, de hidrocarbonetos, de óxidos de nitrogênio e de material particulado oriundo de combustão foram baseadas em fatores de emissão médios para motores pesados do ciclo Diesel, gerados em ensaios de homologação segundo os ciclos estabelecidos nas normas
técnicas ABNT – NBR 14489 e ABNT – NBR 15634. O metano fóssil, como o monóxido de dinitrogênio, utilizou-se de fatores de emissão default do IPCC. E para o dióxido de enxofre, trata-se do limite estabelecido pelo PROCONVE à categoria (CETESB, 2016). Vale ressaltar que os levantamentos de dados oriundos da CETESB tratam-se de dados conservadores, por não refletirem o estado real da manutenção da frota em circulação, que pode elevar as estimativas de emissão (ANTP, 2016).
Já para a emissão dos teores de biodiesel no combustível, utilizou-se de informações de Sheehan et al. (1998), em que:
Óxidos de nitrogênio → y = 0,0889x Material particulado → y = -0,6807x Monóxido de carbono → y = -0,4623x Hidrocarbonetos não metano → y = -0,3673x
Onde:
y = a porcentagem de mudança nas emissões, relativa ao padrão do diesel combustível com baixo teor de enxofre
x = a mistura de biodiesel expressa em volume percentual no combustível
Sheehan et al. (1998) assume que não há enxofre no biodiesel e, por isso, não há emissões de combustão de SOx no biodiesel (B100).
Quanto às emissões de dióxido de carbono biogênico, como sua produção faz parte de um processo cíclico natural em que há um equilíbrio entre a massa de carbono fixada na vegetação (biodiesel de origem vegetal) e aquela liberada na atmosfera durante a combustão (ANTP, 2016), esse fator foi considerado nulo.
No que se refere às emissões dióxido de carbono fóssil, a parcela de metanol é considerada de acordo com o fator de emissão de combustão apresentado por Carvalho (2012)26.
Para as emissões de metano e de monóxido de dinitrogênio foram assumidos os mesmos valores do diesel, estipulados pelo IPCC (2006).
26 1,375 t de CO
A Tabela 3.11 apresenta uma compilação dos parâmetros usados para construção dos inventários do transporte coletivo urbano convencional utilizando diesel (B7) e biodiesel (B100), durante a fase tank-to-wheel.
Tabela 3.11 – Compilação dos parâmetros utilizados no sistema de produto de transporte coletivo urbano convencional, com diesel (B7) e biodiesel (B100)
Unidades de processo Parâmetro Valor do
parâmetro
Transporte coletivo urbano convencional - diesel B7 (CETESB, 2016; ECOINVENT) Fatores de emissão Monóxido de carbono 0,44 g/km
Hidrocarbonetos não metano 0,02 g/km
Metano 0,06 g/km
Óxidos de nitrogênio 2,54 g/km
Material particulado de combustão 0,02 g/km
Monóxido de dinitrogênio 0,06 g/km
Dióxido de carbono fóssil 1189,46 g/km
Dióxido de enxofre 0,07 g/km
Autonomia Diesel (B7) 0,46 L/km
Manutenção do SCR ARLA32 0,02 L/km
Transporte coletivo urbano convencional - biodiesel B100 (CETESB, 2016; ECOINVENT) Fatores de emissão Monóxido de carbono 0,25 g/km Hidrocarbonetos 0,01 g/km Óxidos de nitrogênio 2,74 g/km
Material particulado de combustão 0,007 g/km
Monóxido de dinitrogênio 0,06 g/km
Metano 0,06 g/km
Autonomia Biodiesel (B100) 0,49 L/km
Manutenção do SCR ARLA32 0,02 L/km
3.4.2 Transporte Coletivo Urbano Elétrico
Para o transporte coletivo urbano elétrico, durante a fase de uso o único parâmetro considerado é a autonomia, já que não existem emissões de escapamento para essa tecnologia. Esse parâmetro foi baseado em Zhou et al. (2016), que utilizou o ônibus K9D da BYD em Macau, na China, com autonomia de 126,5 kWh/100 km, em condições de: (i) velocidade de tráfego de 20km/h; (ii) com metade da capacidade máxima de passageiros ocupada; (iii) ar- condicionado desligado.