Novo Estudo Revela Desafios Ocultos da Eletrificação do Transporte Público

Nós, humanos, realmente não gostamos do frio. Afinal, nosso fluxo sanguíneo diminui, a perda de calor aumenta e sofremos com a redução da destreza manual.

Mas e as máquinas, especialmente nossos veículos elétricos (EVs)? Bem, parece que eles também não gostam do clima frio.

Um novo estudo¹ constatou que a energia total consumida e regenerada pelos ônibus elétricos aumenta, em média, 48% quando a temperatura está entre -4 °C e 0 °C, em comparação com a Zona de Temperatura Ótima (OTZ). Enquanto isso, o aumento médio na faixa de -12 °C a 10 °C é de 28,6%.

Por que a Eletrificação Está Redefinindo o Transporte e a Energia em Todo o Mundo

Os ônibus elétricos fazem parte da tendência de eletrificação, que está rapidamente moldando o panorama energético global. Isso representa uma mudança em direção a veículos elétricos e soluções de armazenamento de energia, substituindo o uso de combustíveis fósseis. Essas substituições são mais eficientes, reduzem a demanda de energia e descarbonizam os setores de energia e transporte.

Essa transição não apenas reduz as emissões de gases de efeito estufa (GEE), mas também aumenta a segurança energética, promove o crescimento econômico sustentável e apoia o desenvolvimento de sistemas de energia mais limpos e resilientes em todo o mundo.

Como parte dessa tendência, os veículos elétricos (EVs) estão ganhando muito impulso, com mais de 4 milhões de carros elétricos vendidos no primeiro trimestre de 2025, o que representa mais de um milhão a mais de EVs vendidos nos primeiros três meses deste ano em comparação com o mesmo período do ano anterior.

Veículos leves (LDVs), como carros e vans, representam a maior parte dessas vendas de EVs. De acordo com o relatório da Agência Internacional de Energia (IEA), embora os ônibus elétricos e os LDVs elétricos tivessem aproximadamente a mesma participação de frota em 2024, a participação de vendas dos primeiros está crescendo mais lentamente.

A participação deve chegar a menos de 20% globalmente até o final desta década no Cenário de Políticas Declaradas (STEPS), que fornece uma avaliação setor por setor das políticas implementadas para alcançar metas energéticas declaradas. Como resultado, espera‑se que os ônibus elétricos representem pouco mais de 10% da frota mundial de ônibus até 2030.

Ainda assim, espera‑se que o mercado global de ônibus elétricos cresça de US$ 17 bilhões em 2024 para US$ 37,5 bilhões em 2030, representando uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 14,2%.

Em alinhamento com essa tendência, a Tompkins Consolidated Area Transit (TCAT), operadora de transporte público em Ithaca, Nova Iorque, obteve financiamento para adquirir sete ônibus totalmente elétricos para um teste, mas a experiência não foi tão boa quanto o esperado. Os ônibus realmente tiveram dificuldades no terreno acidentado da região e foram pouco confiáveis, com alcance reduzido em clima frio. Assim, a TCAT se conectou com pesquisadores de Cornell para obter insights de seu programa piloto.

Pesquisadores de Cornell assumiram essa tarefa e avaliaram cuidadosamente o desempenho inferior dos ônibus em clima frio, bem como suas implicações para fabricantes, operadores, formuladores de políticas, escolas, cidades e outros grupos que consideram a eletrificação de suas frotas.

Por que os Ônibus Elétricos Têm Dificuldade em Clima Frio: Principais Desafios

Embora os ônibus elétricos a bateria (BEBs) tenham demonstrado grande potencial na redução das emissões de GEE e se esperem que desempenhem um papel fundamental na transformação do transporte público em direção a alternativas de energia limpa, eles enfrentam desafios que restringem sua implementação em larga escala.

Entre esses desafios técnicos, a limitada autonomia operacional dos BEBs, especialmente em condições de clima frio, é um problema importante.

A questão é que, assim como qualquer outro EV equipado com pacotes de baterias de alta tensão, os ônibus elétricos a bateria também sofrem uma queda significativa na eficiência energética quando operam abaixo da temperatura ideal. Isso se aplica particularmente a condições abaixo de zero, o que leva ao aumento do custo operacional total e à ansiedade de autonomia.

Com os ônibus de trânsito urbano percorrendo em média 42.940 milhas anualmente, o que é quatro vezes mais que um carro típico, e operando em rotas e horários fixos, a variabilidade do clima frio no desempenho dos ônibus elétricos cria sérios desafios para atender às demandas de transporte.

Além das complicações no agendamento de carregamento e despacho de veículos, os desafios incluíram dificuldade na seleção do tamanho da bateria e no planejamento de infraestruturas de carregamento. Todos esses fatores podem afetar negativamente a viabilidade econômica dos BEBs em comparação com ônibus a diesel.

Quando se trata da redução da autonomia operacional dos BEBs em clima frio, isso se deve a vários elementos inter‑relacionados.

Mais importante, as propriedades químicas das células da bateria, que são sensíveis à temperatura, levam à redução da capacidade e a taxas de descarga mais baixas. Para manter as células da bateria na temperatura ideal, foram desenvolvidos sistemas de gerenciamento térmico de baterias (BTMS), mas mesmo eles podem consumir muita energia dependendo das condições operacionais.

Em seguida, há o aumento da carga de energia proveniente do sistema de ventilação, aquecimento e ar condicionado (HVAC), que contribui significativamente para a redução da autonomia operacional.

A eficácia dos sistemas de frenagem regenerativa, que capturam energia durante a frenagem, é comprometida em condições frias devido a vários fatores técnicos e ambientais. Além disso, os comportamentos de motoristas e operadores, influenciados por condições climáticas adversas e características das rotas, impactam significativamente a eficiência energética dos BEBs.

Portanto, compreender todos esses fatores humanos e mecânicos em detalhe é essencial para desenvolver estratégias eficazes que mitiguem os efeitos adversos do clima frio nos BEBs. Isso, por sua vez, reduz os custos operacionais para os operadores de frotas e permite que os fabricantes melhorem o design de seus veículos para melhor desempenho em clima frio.

Vários estudos tentaram quantificar o impacto do clima frio no desempenho dos BEBs simulando seu consumo de energia e investigando o impacto da temperatura do ar ambiente no mundo real.

No entanto, permanecem lacunas significativas na compreensão de como esse impacto é influenciado em diferentes cenários mais complexos, como períodos de marcha lenta e condução em rotas rurais e urbanas, o que é crucial para estratégias regionais de operação direcionadas.

Não apenas as contribuições do aquecimento da bateria, da frenagem regenerativa e de outros componentes‑chave para o desempenho energético não foram discutidas adequadamente no agendamento complexo de rotas, mas também há falta de estudos de campo que cubram distâncias significativas em temperaturas de congelamento. Além disso, as informações sobre a viabilidade dos BEBs em clima frio são limitadas, e as orientações são insuficientes para estratégias de operação em clima frio.

Assim, pesquisadores da Universidade Cornell assumiram a tarefa de analisar o impacto do clima frio no consumo de energia e regeneração, decompondo os BEBs usando dados reais de dois anos dos sete ônibus elétricos a bateria operados pela TCAT. Mais de 40% das viagens desses BEBs ocorreram abaixo de 12 °C.

Para quantificar o impacto, a equipe desenvolveu modelos da Zona de Temperatura Ótima (OTZ) para prever o consumo de energia durante marcha lenta, condução e regeneração em cada viagem, assumindo temperaturas ideais.

Tendo identificado os fatores operacionais responsáveis pelo aumento do consumo, os pesquisadores também oferecem recomendações para melhorar o funcionamento dos ônibus.

Quantificando o Impacto do Clima Frio na Eficiência dos Ônibus Elétricos

Como descrevemos anteriormente, o estudo da Universidade Cornell constatou que as baterias em ônibus elétricos consumiram até 48% mais energia em clima frio, com temperaturas entre 25 °F e 32 °F. Essas baterias também consumiram quase 27% mais energia em uma faixa de temperatura mais ampla, de 10 °F a 50 °F.

Esse aumento drástico no consumo de energia, disse o autor principal Max Zhang, professor Irving Porter Church de Engenharia na Cornell Engineering, foi inesperado, mas acrescentou que “todas as lições são boas lições. Isso nos ajuda a aprender como sociedade e a melhorar.”

A quantificação do aumento do consumo de energia da frota piloto baseia‑se em dois anos de dados coletados da TCAT, tornando‑se a primeira a avaliar e analisar o desempenho de ônibus elétricos no nordeste dos EUA.

Dessa forma, a TCAT e os pesquisadores de Cornell compartilham seus insights e aprendem uns com os outros por meio de dados e colaboração. A equipe de Zhang se reuniu repetidamente com autoridades da TCAT à medida que a pesquisa avançava.

Notavelmente, o conjunto de dados da TCAT cobriu uma distância significativa, com um total de 225.837 quilômetros no condado de Tompkins, Nova Iorque, operando sob diversas condições, proporcionando um conjunto de dados mais abrangente do que estudos anteriores de BEB.

4,7% dessa distância total foi registrada sob temperaturas médias ambientes, ou seja, abaixo de zero, enquanto cerca de 50.000 milhas ou mais de 80.000 quilômetros foram registradas em temperaturas frias, ou seja, na faixa de 0 °C a 12 °C.

According to Zhang, who is a provost’s fellow for public engagement:

“Estamos nos beneficiando com a TCAT sendo líder nesta região, e é um verdadeiro privilégio ter acesso a esses dados, para que possamos ver o desempenho em tempo real. Uma das lições que aprendemos é que esses ônibus devem ser projetados para todo o país, incluindo estados com climas mais frios. Também descobrimos que eles são diferentes dos ônibus a diesel convencionais, com comportamentos diferentes, que exigem estratégias distintas para aproveitar isso.”

Os pesquisadores primeiro modelaram como os veículos se comportariam em temperaturas ideais para levar em conta fatores não relacionados apenas à temperatura, como variações nas condições de tráfego.

Para isso, desenvolveram um modelo de referência OTZ inovador que simula o desempenho dos BEBs sob temperaturas ótimas, mantendo as condições não sensíveis à temperatura como as da operação real em clima frio.

Em seguida, compararam‑no ao desempenho real em mais de 40 rotas e horários complexos.

Os pesquisadores descobriram que o auto‑aquecimento da bateria responde por metade do aumento do consumo de energia em clima frio. As baterias de EV funcionam melhor em torno de 75 °F, portanto, quanto mais fria estiver a bateria na partida, mais energia será necessária para aquecê‑la.

O aquecimento da cabine do ônibus é a outra principal razão. Paradas frequentes, que ocorrem especialmente em rotas urbanas, envolvem a abertura e fechamento das portas a cada poucos minutos, o que significa que as baterias precisam trabalhar mais para aquecer as cabines.

“Com um veículo totalmente elétrico, a bateria é a única fonte de energia a bordo. Tudo tem de vir dela.”

– Zhang, que também é fellow sênior da faculdade no Cornell Atkinson Center for Sustainability

A frenagem regenerativa também foi considerada menos eficiente em baixas temperaturas pelos pesquisadores. Esse mecanismo de recuperação de energia desacelera um veículo em movimento convertendo sua energia cinética em energia elétrica que pode ser usada imediatamente ou armazenada para uso futuro.

Esse mecanismo está presente na maioria dos veículos híbridos e totalmente elétricos. Ao contrário de um sistema de frenagem convencional, onde o veículo desacelera devido ao atrito entre as pastilhas de freio e os discos, resultando na perda de quase toda a energia cinética que impulsiona o veículo, a frenagem regenerativa recaptura mais de 70% da energia.

Agora, esse sistema torna‑se menos eficiente em clima frio, provavelmente porque a bateria tem dificuldade em manter uma temperatura uniforme em todas as células. A bateria dos ônibus elétricos, afinal, tem cerca de oito vezes o tamanho de uma bateria padrão de EV, para acomodar rotas mais longas e maior capacidade de passageiros.

Agora, a questão é: o que pode ser feito para melhorar o desempenho dos ônibus elétricos a bateria em clima frio? Para isso, os pesquisadores recomendam armazenar os ônibus em ambientes internos quando não estiverem em uso para melhorar o desempenho das baterias.

Além de manter a temperatura ambiente mais quente durante períodos prolongados de marcha lenta, outras estratégias de curto prazo recomendadas para operadores incluem carregar a bateria enquanto ainda está quente, instalar coberturas laterais para reduzir a convecção de ar na cabine e limitar a duração da abertura das portas nas paradas.

Para os fabricantes, os pesquisadores recomendaram designs otimizados para aquecimento de baterias e sistemas HVAC. O estudo também pode ajudar os formuladores de políticas a criar diretrizes de incentivos, avaliar a viabilidade e estabelecer prioridades de rotas para o transporte público eletrificado.

Em escala maior, o estudante de doutorado Jintao Gu, primeiro autor do estudo, afirmou que essa pesquisa destaca a necessidade de avaliação e maiores ajustes na infraestrutura para apoiar os ônibus elétricos.

“Você precisa tentar otimizar o cronograma de todos os ônibus e considerar a capacidade da sua infraestrutura – quantas estações de carregamento você tem e se possui sua própria garagem. É necessário treinar os motoristas, os despachantes e os trabalhadores de serviço. Acho que, do ponto de vista operacional e de infraestrutura, há muitas mensagens aqui para o planejamento futuro de sistemas de trânsito.”

– Gu

As rotas rurais e urbanas de Ithaca, juntamente com seu terreno acidentado, permitiram que os pesquisadores obtivessem muito mais insights sobre o desempenho dos ônibus.

Isso os ajudou a descobrir que os ônibus elétricos apresentaram um aumento menor no consumo de energia em rotas rurais comparado às urbanas em clima frio. Segundo ele, essas informações podem ajudar os planejadores de frotas a tomar decisões estratégicas informadas ao designar rotas para ônibus elétricos.

Investindo na Tendência de Eletrificação

A REV Group provavelmente será a que mais se beneficiará da crescente tendência de converter veículos tradicionais movidos a combustível em veículos elétricos. É uma designer e fabricante de veículos especiais e recreativos e atende principalmente ao mercado norte‑americano com os seguintes produtos:

• Equipamento de veículos de combate a incêndio das marcas KME, E-ONE, Ferrara e Spartan ER
• Ambulâncias das marcas Leader, Horton, Road Rescue, AEV e Wheeled Coach
• Caminhões de terminal das marcas Laymor e Capacity
• Veículos recreativos das marcas American Coach, Lance Camper, Holiday Rambler, Renegade RV, Fleetwood RV e Midwest Automotive Designs

REV Group  

Em 2021, a REV Fire Group lançou um caminhão de bombeiros totalmente elétrico chamado Vector, com 316 kWh de baterias de grau automotivo. Além disso, a REV Ambulance Group anunciou a primeira ambulância totalmente elétrica dos EUA, oferecendo até 105 kWh de capacidade de bateria. A subsidiária da REB Group, Capacity Trucks, por sua vez, produziu um caminhão de terminal elétrico a hidrogênio e um caminhão de terminal elétrico a bateria usando baterias de íon‑lítio (NMC).

A empresa também estava envolvida no negócio de fabricação de ônibus, mas decidiu sair do mercado no ano passado, vendendo sua marca de ônibus escolares Collins para a Forest River no 1T24 por US$ 303 milhões e sua divisão de ônibus de trânsito El Dorado National (ENC) para a Rivaz no 4T25 por US$ 52 milhões, como parte de sua iniciativa de simplificar operações e melhorar a lucratividade.

Quanto ao desempenho de mercado da REV Group, a empresa com capitalização de US$ 1,9 bilhão tem desfrutado de uma forte tendência de alta. No momento da redação, as ações da REVG estão sendo negociadas a US$ 37,49, alta de 17,63% neste ano até agora. O preço da ação está próximo de sua máxima histórica (ATH) de US$ 38,50, atingida há apenas algumas semanas.

Apresenta um EPS (TTM) de 1,76, um P/E (TTM) de 21,26 e um ROE (TTM) de 20,13% enquanto oferece um rendimento de dividendos de 0,64%.

Quanto às finanças da empresa, a REV Group registrou vendas líquidas de US$ 525,1 milhões, lucro líquido de US$ 18,2 milhões ou US$ 0,35 por ação diluída, e um EBITDA ajustado recorde de US$ 36,8 milhões no primeiro trimestre de 2025. Os gastos de capital também diminuíram substancialmente de US$ 10,5 milhões no 1T24 para US$ 4,9 milhões no 1T25.

Este recorde, iniciado em 2025, disse o CEO Mark Skonieczny, demonstra a “força da nossa execução operacional e abordagem disciplinada”. Esse desempenho reforça nossa confiança no impulso que estamos construindo e nos posiciona bem para o próximo ano.

Usando sua forte posição financeira, a empresa retomou a recompra de ações, que Skonieczny afirmou ser “uma utilização atraente de capital na avaliação atual”.

No 1T de 2025, a REV Group recomprou cerca de 0,6 milhão de suas ações ordinárias por US$ 19,2 milhões a um preço médio de compra de US$ 33,09 por ação. Em 31 de janeiro de 2025, reportou US$ 290,2 milhões em capital de giro comercial, US$ 108,4 milhões em dívida líquida e US$ 31,6 milhões em caixa.

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da REV Group (REVG)

Conclusão: Superando Barreiras de Clima Frio no Transporte Público de Veículos Elétricos

À medida que o mundo transita para veículos elétricos, os ônibus elétricos a bateria oferecem um caminho promissor para alcançar um transporte coletivo sustentável. No entanto, seu desempenho em climas mais frios apresenta desafios críticos que dificultam sua adoção mais ampla.

Abordar esses desafios é essencial para descarbonizar o setor de transporte, o que requer a compreensão da complexidade do uso de energia, das condições operacionais e dos impactos climáticos. A mais recente pesquisa abrangente de Cornell oferece o insight tão necessário sobre esses fatores, ajudando operadores, fabricantes e formuladores de políticas a navegar pelas promessas e armadilhas da eletrificação com uma compreensão melhor e mais informada, pavimentando assim o caminho para uma transição mais suave e resiliente para um sistema de transporte público mais limpo.

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Estudos Referenciados:

^{1. Gu, J., Liao, Q., & Zhang, K. M. (2025). Avaliando o impacto do clima frio em ônibus de trânsito elétricos a bateria. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 127, 104809. https://doi.org/10.1016/j.trd.2025.104809}