Olhando além do diesel, como a JCB vê casos de uso para hidrogênio e eletricidade?

A empresa desfilou uma retroescavadeira verde movida a hidrogênio em frente ao Palácio de Westminster para marcar a mudança legislativa.

Enquanto isso, a empresa agora produz nove linhas diferentes de máquinas 100% elétricas, incluindo miniescavadeiras, caminhões basculantes compactos e manipuladores telescópicos. Recentemente, ultrapassou a marca de 35.000 unidades vendidas em todos os tipos de máquinas elétricas, de acordo com Tim Burnhope, diretor de projetos especiais da empresa.

Máquinas movidas a diesel ainda podem representar a grande maioria das unidades vendidas pelo fabricante original (OEM), mas ele está gradualmente aumentando a gama de máquinas que oferece e que funcionam com fontes de energia de baixo carbono e menor emissão.

Então, como as empresas de construção devem escolher entre uma máquina movida a hidrogênio e uma movida a energia elétrica de bateria?

O caso do hidrogênio

Em declarações ao editor do Power Progress International, Julian Buckley, Burnhope diz que o caso do hidrogênio como combustível para máquinas de construção precisa ser cuidadosamente gerenciado.

"Quando se trata de hidrogênio e da racionalização do caso de uso, é preciso começar pelo local da obra e trabalhar a partir daí. O argumento a favor do hidrogênio é muito mais convincente sob essa perspectiva", explica ele.

A JCB conduziu uma retroescavadeira movida a hidrogênio pelo Palácio de Westminster para celebrar uma mudança na legislação que permite que máquinas de construção e agrícolas movidas a hidrogênio usem estradas do Reino Unido (Imagem: JCB)

A população global crescerá em regiões fora da Europa e, ao contrário daqui, grande parte desse crescimento envolverá projetos greenfield – não haverá infraestrutura, nem cabos de energia. Mas o que muitos desses países têm é energia solar, e essa eletricidade pode ser usada para produzir hidrogênio no local.

Ele cita o exemplo do Neom, um megaprojeto de construção de US$ 500 bilhões na Arábia Saudita, que inclui elementos como o arranha-céu horizontal conhecido como The Line e um refúgio de férias nas montanhas chamado Trojena. Em cada um desses locais, o plano é que a infraestrutura seja autossustentável em termos de energia, o que poderia incluir eletricidade proveniente de energias renováveis solar e eólica para produzir hidrogênio.

"Isso funcionará bem em lugares como a Arábia Saudita. Mas na Grã-Bretanha, onde o sol nem sempre brilha e nem sempre há vento, a eletricidade renovável armazenada pode ser usada para produzir hidrogênio verde e fornecer energia onde e quando for necessário", diz Burnhope.

Ele continua: “Não estou dizendo que haverá uma fonte de energia ou outra em toda a indústria, mas é provável que vejamos diferentes fontes de energia para diferentes aplicações: elétrica para máquinas compactas, hidrogênio para máquinas maiores e talvez biocombustíveis para as máquinas de mineração e pedreiras de grande porte. É tudo uma questão de usar o tipo certo de energia para fornecer o que é necessário.”

Como é difícil prever com precisão a demanda futura por tecnologia de hidrogênio, a JCB garantiu que pode produzir seu motor de combustão interna a hidrogênio em qualquer sequência e em qualquer volume na mesma linha de montagem, entregando o motor diesel de quatro cilindros de 55 kW no qual ele se baseia.

Da mesma forma, máquinas na mesma linha de montagem podem ser equipadas com motores a diesel ou a hidrogênio. "É muito semelhante à fabricação de motores. Onde produzimos retroescavadeiras, em vez de instalar um motor a diesel e um tanque de combustível tradicionais, as máquinas podem ser equipadas com um tanque de pressão de hidrogênio, o sistema de fornecimento de combustível e o motor H2 na mesma linha", explica Burnhope.

O caso de uso para máquinas elétricas

Enquanto isso, máquinas de construção elétricas são ideais para uso em locais onde há acesso confiável à eletricidade para carregamento ou onde as máquinas podem ser levadas de volta a um depósito para carregamento.

Uma das miniescavadeiras elétricas JCB da Sunbelt, fotografada no Rio Clyde, em Glasgow, Escócia.

Com a conexão correta, o carregamento pode ser bastante rápido. As máquinas também são silenciosas, o que as torna adequadas para trabalhos em áreas urbanas fechadas e subterrâneas.

Embora máquinas menores sejam adequadas para alimentação por bateria, o uso da mesma tecnologia para aplicações maiores levanta uma série de problemas. O tamanho da bateria, a recarga e o custo de aquisição são proibitivos.

Burnhope diz: "Parece ótimo ter a capacidade de recarregar em uma hora. Mas às vezes não é possível obter energia nesse nível, além de precisar de um cabo bem pesado para suportar o carregamento nessas taxas. É aí que você acaba tendo geradores a diesel no local, o que frustra o objetivo."

E ele deu o exemplo do seguinte caso de uso: “Uma escavadeira elétrica de 20 toneladas pode ter entre 200 e 400 kWh de baterias. Um cenário que modelamos é aquele em que você tem uma máquina como esta, que permite a troca de baterias, mas precisa de um caminhão de 16 toneladas para transportar as oito toneladas de baterias de e para onde elas são carregadas. Além disso, você precisa de outro conjunto de baterias carregadas e de pelo menos dois operadores. Incluindo o custo da escavadeira, você pode estar olhando para cerca de £ 1 milhão, enquanto uma versão a diesel da mesma máquina custa cerca de £ 150.000.”

Isso indica que, a menos que seja absolutamente necessário, o custo/benefício de grandes máquinas elétricas não faz sentido.

Análise de números

No entanto, os defensores das máquinas elétricas argumentam que, embora sejam caras para comprar, o menor custo da eletricidade em relação ao diesel (em algumas áreas) fará com que a vantagem recaia sobre os modelos de bateria ao longo da vida útil da máquina.

“Acho que os números do custo total de propriedade são bons, mas isso não leva em conta alguns dos desafios”, diz Burnhope. “Os resíduos são importantes. E isso é impactado pelo número esperado de ciclos de recarga. Para minimáquinas elétricas, essas baterias durarão muito tempo. Para máquinas maiores, os clientes em potencial estão se perguntando se precisarão comprar novas baterias de lítio em 10 anos, e isso seria caro.”

“É por isso que as máquinas com baterias de chumbo-ácido eram populares: as baterias não ofereciam um ótimo tempo de execução e se desgastavam, mas eram baratas para substituir.”

Nova fábrica da JCB nos EUA

A JCB ganhou as manchetes em abril após anunciar, em meio a uma onda de tarifas de importação impostas pelo governo americano de Donald Trump, que dobraria o tamanho de uma nova fábrica nos EUA.

O diretor de inovação e crescimento da JCB, Tim Burnhope, discutirá o progresso de sua empresa com motores de combustão interna a hidrogênio em máquinas no próximo New Power Progress Summit. (Foto: JCB)

A JCB anunciou originalmente que construiria uma nova fábrica de 46.500 m² (500.000 pés quadrados) em San Antonio, Texas, em 2024. A empresa já possui uma fábrica da JCB em Savannah, Geórgia, onde opera há 25 anos.

Mas, após os anúncios de tarifas de Trump, a JCB disse que dobraria o tamanho da fábrica de San Antonio para torná-la um milhão de pés quadrados (mais de 90.000 m²).

A nova fábrica se tornará a segunda maior da JCB, atrás de sua sede em Rocester, Reino Unido.

A intenção sempre foi produzir máquinas para o mercado norte-americano, mas com as mudanças políticas impostas pelo governo Trump, a decisão de investimento parece ainda mais fortuita.

Chamando os planos de "muito emocionantes", Burnhope diz que a empresa já estava trabalhando na instalação, planejando onde posicionar diferentes funções, quando a direção política nos Estados Unidos fez com que a JCB reconsiderasse seus planos.

Até o momento, a empresa não fez nenhum anúncio sobre o que a nova planta irá produzir.

Curiosamente, existem algumas pequenas diferenças entre máquinas praticamente do mesmo tipo produzidas na Europa e nos EUA. Burnhope observa que, por exemplo, os manipuladores telescópicos na Europa têm uma lança mais baixa, o que permite ao operador enxergar por cima de cargas menores, como pacotes de tijolos. Nos EUA, a lança é mais alta para acomodar itens maiores, como estruturas de madeira em formato de A usadas na construção de moradias.

Em termos de motores, embora os EUA continuem sendo amplamente movidos a diesel, o Texas, em particular, fez investimentos para dar suporte à produção de hidrogênio em larga escala, o que era do interesse da JCB.

Quanto à possibilidade de as novas tarifas impactarem futuras decisões comerciais, Burnhope afirma: “Precisamos continuar negociando e buscando a melhor solução. Esse é o foco, juntamente com o atendimento aos nossos clientes nos Estados Unidos.”