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Tecnologias e setores estratégicos na UE
Um estudo prospectivo
Matérias-primas críticas para
Renováveis
Defesa e
e-mobilidade
Espaço
MATÉRIAS-PRIMAS
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Reconhecimentos
As contribuições dos seguintes colegas do CCI também são reconhecidas: Fulvio Ardente, Darina 
Blagoeva, Gian Andrea Blengini, Konstantinos Georgitzikis, Thibaut Maury, Beatrice Plazzotta e Sara 
Andre.
Principais autores (Comissão Europeia, Centro Comum de Investigação) por ordem alfabética: Bobba, 
S., Carrara, S., Huisman, J. (co-líder), Mathieux, F., Pavel, C. (co-líder).
Os autores do relatório gostariam de agradecer aos colegas da GROW, especialmente Constanze 
Veeh, Milan Grohol, George Mörsdorf e Tatu Liimatainen, por sua confiança e orientação durante a 
preparação deste relatório.
Comentários, perguntas e sugestões podem ser enviados por e-mail para GROW-C2@ec.europa.eu
© União Europeia, 2020 A 
reutilização é autorizada desde que a fonte seja indicada.
Nem a Comissão Europeia nem qualquer pessoa que atue em nome da Comissão é responsável pela utilização que possa ser feita das seguintes informações.
Citação como "Comissão Europeia, Materiais críticos para tecnologias e setores estratégicos na UE - um estudo prospectivo, 2020"
A política de reutilização de documentos da Comissão Europeia é regulamentada pela Decisão 2011/833/UE (JO L 330 de 14.12.2011, p. 39).
Luxemburgo: Serviço das Publicações da União Europeia, 2020
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autorais.
impressão: ISBN 978-92-76-15337-5 doi: 10.2873/865242 ET-04-20-034-PT-C
pdf: ISBN 978-92-76-15336-8 doi: 10.2873/58081 ET-04-20-034-PT-N
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Matérias-primas críticas para
Um estudo prospectivo
Tecnologias e setores estratégicos na UE
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Conteúdo
38
2
51
69
78
83
2.7 Drones (Veículos Aéreos Não Tripulados ou UAV)
Introdução
87
Glossário
2.9 Tecnologias digitais
Matérias-primas críticas em tecnologias estratégicas
19
2.3 Geradores de turbinas eólicas
3.2 E-mobilidade
34
3
65
Anexo 2 - Tabelas de dados
3.4 Concorrência setorial e garantia de fornecimento futuro de matérias-primas
1
2.5 Fotovoltaica
43
76
85
14
2.8 Impressão 3D (fabricação aditiva)
18
2.6 Robótica
Conclusões e Recomendações
47
4
86
24
2.1 Tecnologia de bateria avançada (Li-ion)
Matérias-primas críticas para setores estratégicos
55
59
Bibliografia
Anexos
92
2.2 Células de combustível
603.1 Energia renovável
29
Anexo 1 – Notas metodológicas
7
2.4 Motores de tração (ímãs permanentes)
Sumário executivo
3.3 Defesa e aeroespacial
5
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Sumário executivo
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Sumário executivo
As células de combustível (FCs) são uma 
importante tecnologia de conversão de energia 
que, juntamente com o hidrogénio como 
combustível, oferecerá um elevado potencial de 
descarbonização do sistema energético e de e-
mobilidade no futuro, embora a implantação em 
larga escala ainda não tenha Lugar, colocar;
Também tenta fornecer uma primeira resposta, com base nos 
conhecimentos e modelos disponíveis, para onde estão os desafios 
futuros e como a competição por recursos pode evoluir.
A robótica é uma tecnologia emergente com 
um papel crescente na fabricação futura, 
incluindo defesa e aeroespacial, bem como 
tecnologias de energia e aplicações automotivas;
A tecnologia de baterias de íon de lítio está 
sendo implantada rapidamente para mobilidade 
elétrica e armazenamento de energia para 
geração intermitente de eletricidade. A 
tecnologia é cada vez mais relevante para 
aplicações de defesa;
Este estudo analisa as cadeias de suprimentos das nove tecnologias 
abaixo usadas nos três setores estratégicos de energia renovável, e-
mobilidade, defesa e aeroespacial.
Drones (veículos aéreos não tripulados ou 
UAV) são cada vez mais utilizados para 
aplicações civis e de defesa;
A tecnologia fotovoltaica (PV) em conjunto 
com a energia eólica levará à transformação do 
setor elétrico global; Os painéis fotovoltaicos 
também são relevantes para aplicações 
espaciais;
As tecnologias digitais sustentam o enorme 
setor digital possibilitando todas as tecnologias 
avaliadas neste estudo.
8
componentes em veículos elétricos. Motores de 
ímã permanente contendo elementos de terras 
raras são particularmente eficientes e atrativos 
para aplicações atuais e futuras de mobilidade 
elétrica.
A energia eólica já é uma das tecnologias de 
energia renovável mais rentáveis para a 
mitigação das alterações climáticas e continuará 
a ser um setor em crescimento na base 
industrial da UE;
A impressão 3D (3DP, manufatura aditiva ou 
AM) remodelará rapidamente as cadeias de 
suprimentos tradicionais e substituirá a 
manufatura convencional, em particular na 
defesa e aeroespacial. Isso levará a uma 
mudança significativa na quantidade e nos tipos 
de matérias-primas e materiais processados 
consumidos;
Os motores elétricos de tração são centrais
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Anexo 2
***
Cenário de alta demanda
** de fornecimento refinado (Estágio II) em vez de fornecimento de minério (Estágio I)
Cenário de Baixa Demanda
aumento da demanda de todo grafite em relação ao grafite natural
Cenário de demanda média
* Veja as notas metodológicas no Anexo 1 e todos os dados em
Alumínio, boratos, cádmio, cromo, cobre, gálio, germânio, índio, 
manganês, molibdênio, platina, selênio, silício metálico, térbio, telúrio, 
prata, aço e zinco têm uma demanda adicional insignificante (< 10%) em 
relação à atual Participação da UE na oferta global
Consumo de material adicional Baterias, células de combustível, turbinas eólicas e energia fotovoltaica 
apenas em energias renováveis e e-mobilidade
em 2030/2050 em comparação com o consumo atual da UE* do material em todas as aplicações
Lítio**
Praseodímio
Grafite***
Disprósio Níquel
Cobalto
Neodímio
1x =
1x =
1 kt
1x =
1x =
4 nós
250 nós
1x =
0,2kt
1x =
1x =
30 nós
500 nós
6 nós
+
+
A análise neste estudo é anterior à crise do Covid-19. Seu impacto na 
oferta e na demanda, bem como na implantação de soluções neutras em 
relação ao clima, provavelmente será de longo prazo. Os modelos atuais 
não levam em conta esse desenvolvimento, mas análises futuras terão 
que levar em conta esses efeitos.
Previsão
A atual Comissão dá ênfase à previsão como uma dimensão da 
formulação de políticas com base em evidências e continuará este 
trabalho.
Usando os modelos e cenários de meados do século da análise “Clean 
Planet for all” da UE, este estudo traduz a mudança para uma economia 
neutra em relação ao clima através da implantação de soluções de 
geração de energia renovável e e-mobilidade na demanda de matérias-
primas. Os cenários retratam diferentes níveis de ambição, de alta a baixa 
implantação dessas tecnologias para aumentar ou diminuir a eficiência domaterial e, como tal, devem ser vistos mais como um intervalo do que 
como valores reais.
Figura 1. Uso combinado de matérias-primas críticas em diferentes tecnologias na UE em 2030 e 2050
9
A realização de uma economia digital neutra em termos de clima e de 
“uma Europa mais forte” depende de matérias-primas disponíveis, 
acessíveis e de origem responsável.
Muitos fatores influenciam o fornecimento de matérias-primas, e uma alta 
taxa de crescimento, como visto na Figura 1, não se converte diretamente 
em um gargalo futuro no fornecimento de matérias-primas. Isso depende 
do equilíbrio geral entre oferta e demanda. A alta demanda pode elevar 
os preços, tornando, por sua vez, projetos de exploração, mineração e 
refino, bem como substituição e reciclagem comercialmente mais 
atraentes e viáveis. Por outro lado, os preços atualmente baixos de alguns 
materiais podem tornar o investimento em capacidade futura menos 
atraente, considerando que esses investimentos exigem um alto 
investimento de capital por um longo período. As possibilidades técnicas 
para aumentar as capacidades de extração e refino também desempenham 
um papel importante, assim como a estrutura legal para as atividades de 
mineração. Todos os fatores combinados determinam a 'flexibilidade' da oferta para o futuro.
4
2030
10
2050
6
2030
1
5
4
2030
4
2
2030
15
2050
10
5
2050
3
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2050
8
2
2030
10
2050
5
3
2050
15
20
2030
15
2
2050
60
2030
5
1
5
10
x vezes mais x vezes maisx vezes mais x vezes mais x vezes mais x vezes maisx vezes mais
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ÿ Para o lítio, apesar do maior fator de crescimento, as perspectivas de 
curto prazo são menos preocupantes em comparação com o níquel e as 
terras raras. No entanto, no médio prazo, são necessários grandes 
investimentos para evitar um déficit significativo do mercado após 2025.
Para as matérias-primas individuais, a figura 1 levanta as seguintes 
preocupações para o fornecimento futuro:
Embora a figura 1 aborde apenas os setores de energias renováveis e 
mobilidade elétrica, pode-se esperar uma demanda adicional de outros 
setores, incluindo defesa e aeroespacial e digitalização. Por exemplo, 
dispositivos portáteis usam baterias, sensores e motores; os dados são 
armazenados em drives contendo ímãs permanentes.
ÿ Para o cobalto, a concentração da oferta na República Democrática do 
Congo continuará sendo uma preocupação devido à grande participação 
do país na extração global.
ÿ Para terras raras (REEs), o domínio da China no mercado torna as cadeias 
de valor extremamente vulneráveis. Para as terras raras individuais, o 
disprósio está em maior risco de oferta devido à maior taxa de crescimento 
da demanda e menor proporção em minérios de terras raras.
10
Eles usam as matérias-primas cobalto, lítio, grafite e níquel. Disprósio, 
Neodímio e Praseodímio são elementos de terras raras (REEs) que são 
vitais na construção de motores para veículos elétricos e geradores eólicos. 
(materiais mais relevantes, ver Anexo 1 – Notas metodológicas e Anexo 2 – 
Tabelas de dados para mais informações)
Figura 2. Representação semiquantitativa dos fluxos de matérias-primas e seus riscos atuais de fornecimento para as nove tecnologias selecionadas e três 
setores (com base em 25 matérias-primas selecionadas, ver Anexo 1 – Notas metodológicas)
a mudança estrutural no mercado de níquel enfrenta sérios desafios 
tecnológicos, problemas de disponibilidade de recursos geológicos e 
barreiras comerciais.
As baterias não apenas alimentam veículos elétricos, mas também 
armazenam energia gerada a partir de fontes variáveis, como sol e vento.
ÿ Para grafite natural, a China é dominante na produção de grafite esférica. 
No entanto, quando os preços ficam altos, o grafite sintético pode se 
tornar um substituto.
ÿ O fator de multiplicação do níquel na Figura 1 é em comparação com o 
consumo total da UE de todo o níquel de qualquer qualidade. No entanto, 
para atender à crescente demanda por baterias, toda a demanda adicional 
e, portanto, a capacidade recém-comissionada deve mudar para níquel 
de alta pureza. este
Espaço
Renováveis
Defesa e
e-mobilidade
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ÿ Vários setores estão competindo por metais básicos como cobre, alumínio, 
magnésio, níquel, minério de ferro e seus elementos de liga como tungstênio, 
vanádio, manganês e cromo;
tecnologia, com exceção das TIC, que não foram analisadas com o mesmo nível 
de detalhamento.
as matérias-primas vêm de vários pequenos
ÿ Todos os setores precisam cada vez mais de mercados mais maduros e 
estáveis para elementos de liga específicos de alta tecnologia.
Os gargalos para a UE estão nas etapas de matérias-primas e na 
produção de células de íons de lítio: a China, junto com a África e 
a América Latina, fornece 74% de todas as matérias-primas para 
baterias. Por si só, a China fornece 66% das baterias de lítio 
acabadas. Atualmente, a UE fornece menos de 1% das baterias 
de lítio.
países fornecedores, proporcionando boas oportunidades de 
diversificação da oferta. A China domina a produção de drones 
civis e, cada vez mais, o setor de drones profissionais, enquanto 
os EUA e Israel dominam a produção de drones militares.
Esses materiais usados, por exemplo, em superligas incluem nióbio, escândio, 
háfnio e zircônio, todos com uma base de fornecimento muito limitada e/ou 
altamente concentrada.
A contribuição da UE é marginal em cada etapa da cadeia de 
abastecimento. No entanto, um conjunto diversificado de 
tecnologias ao lado de painéis à base de silício resulta em um 
elevado número de fornecedores de matérias-primas, com a China 
representando metade do mercado. O papel da China torna-se 
quase monopolista no estágio de componentes, resultando em 
um alto risco de oferta. A UE fornece apenas 1% dos conjuntos 
fotovoltaicos à base de silício
11
ÿ Células de combustível e tecnologias digitais requerem uma grande quantidade
44 matérias-primas são relevantes para a robótica, das quais a 
UE produz apenas 2%. A China é o maior fornecedor de matérias-
primas para robótica com 52%, seguida pela África do Sul (15%) 
e Rússia (9%).
de metais do grupo da platina (PGMs);
Gargalos potenciais semelhantes também podem ocorrer no 
fornecimento de componentes robóticos. Por outro lado, a UE é 
um grande player de materiais processados e montagens de 
robótica com respectivamente 21% e 41% da oferta global.
ÿ A procura de matérias-primas para baterias cobalto, lítio, grafite natural e 
níquel tem origem tanto na mobilidade elétrica como na geração intermitente 
de energia a partir de geradores fotovoltaicos e eólicos e estações de 
carregamento para veículos elétricos;
A indústria de células de combustível depende muito de 
catalisadores à base de platina, com a platina representando 
cerca de metade do custo de uma pilha de células de combustível. 
A África do Sul é de longe o maior produtor de platinado mundo, 
seguido pela Rússia e Zimbábue. Apesar do alto risco de 
fornecimento associado a todas as matérias-primas em células de 
combustível, a maior vulnerabilidade de fornecimento diz respeito 
à etapa de montagem, onde os EUA mais Canadá (48%) e Japão 
mais Coreia do Sul (51%) dominam a produção. Atualmente, a 
UE fornece menos de 1% de células de combustível.
Para chegar a qualquer estimativa sobre a demanda futura e a concorrência, as 
matérias-primas, tecnologias e setores devem ser considerados em conjunto, 
pois várias tecnologias e setores estão competindo pelos mesmos materiais (ver 
Figura 2): ÿ Energia eólica e motores de tração competem tanto para vários
As previsões para as tecnologias e setores individuais estão nos respectivos 
capítulos.
Dentro da cadeia de fornecimento de geradores eólicos, os maiores 
riscos existem na fase de matérias-primas. A UE fornece apenas 
1% das matérias-primas para a energia eólica. Existem grandes 
preocupações com o fornecimento de terras raras para a produção 
de ímãs permanentes –– componentes-chave para o gerador de 
turbina eólica –– para os quais a China desempenha um papel 
quase monopolista. A UE desempenha um papel importante 
apenas na fase de montagem, onde a sua quota é superior a 50%.
REEs, bem como para boratos; robótica e drones também usam motores;
Análise de gargalo
Terras raras e boratos contidos em ímãs permanentes são 
matérias-primas cruciais. Os riscos de fornecimento relacionados 
à extração e processamento de terras raras são a principal 
preocupação: a China domina cada vez mais o fornecimento 
dessas matérias-primas. O Japão é um player chave para a 
fabricação de motores de tração (60% do mercado). A UE fornece 
apenas 8% dos motores de tração:
ÿ As tecnologias digitais e fotovoltaicas competem por alguns materiais como 
germânio, índio, gálio e silício metálico;
Este estudo também identifica os riscos atuais de fornecimento nas etapas 
subsequentes de materiais processados, componentes e conjuntos. Os 
resultados são exibidos na Figura 3 para cada
A UE é altamente dependente de fornecedores externos de 
matérias-primas e componentes, bem como de conjuntos de UAV. 
No geral, a China fornece mais de um terço das matérias-primas, 
seguida pela África do Sul (7%) e pela Rússia (6%). Mais de 50% 
de
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1%
4%
12
40%
A impressão 3D interrompe rapidamente as cadeias de 
suprimentos tradicionais e as tecnologias convencionais de 
fabricação. Além dos materiais de suporte alumínio, magnésio, 
níquel titânio, as matérias-primas críticas mais relevantes para o 
3DP à base de metal são cobalto, háfnio, nióbio, escândio, silício 
metálico, tungstênio e vanádio. A etapa de matérias-primas é o 
principal gargalo: a China fornece 35% das matérias-primas, 
enquanto a UE fornece apenas 9%. No entanto, em materiais 
processados, a UE cobre mais da metade da oferta. Para 
sistemas 3DP baseados em metal, a UE fornece 34% da oferta 
global
Matérias-primas
8%
13%
Figura 3. Riscos de abastecimento identificados para as quotas de produção da UE e da UE
5%
Montagens
1%
13%
1%
12%
1%
9%
9%
58%
21%
34%
Tecnologias
5%
7%
41%
Quase todo o sistema periódico de elementos pode ser 
encontrado em tecnologias digitais, com uma participação 
particularmente alta no consumo de elementos como cobre, 
gálio, germânio, ouro, índio, PGMs, terras raras e tântalo. A 
China (41%) e os países africanos (30%) são fornecedores 
dominantes. A Europa é amplamente dependente de outros 
países (principalmente do Sudeste Asiático) para componentes 
e montagens de alta tecnologia.
6%
Materiais 
processados
25%
27%
Componentes
0%
0%
9%
8%
20%
2%
54%
0%
Muito altoModeradoMuito baixo AltoBaixo
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ÿ A capacidade de produção insuficiente de células solares parece ser o elo mais fraco da cadeia 
de valor da energia solar fotovoltaica na UE. Portanto, as oportunidades de manufatura doméstica 
precisam ser melhoradas;
ÿ Para células de combustível, o principal curso de ação é melhorar a confiabilidade e reduzir o 
custo através de P&D com o objetivo de reduzir o uso de platina dos catalisadores de células de 
combustível;
13
ÿ Para as baterias, o aumento das capacidades de produção e processamento e montagem de 
matérias-primas da UE exigirá investimentos para reduzir a dependência do mercado asiático;
ÿ Dominar a qualidade dos materiais 3DP em relação às tecnologias 3DP específicas é fundamental 
para manter a competitividade da UE. Portanto, diversificar a oferta de materiais, bem como os 
investimentos em P&D, são vitais para manter a posição forte atual.
Manter a liderança nas cadeias de valor onde a Europa é atualmente forte exige investimentos 
significativos em P&D para acompanhar o ritmo de outros países e regiões.
ÿ Para a robótica, garantir o acesso às matérias-primas e melhorar a capacidade dos componentes, 
bem como fornecer uma mão-de-obra qualificada, permitirá à UE manter uma posição competitiva 
no mercado global;
A UE precisa desenvolver oportunidades de fabricação para manter um mínimo de capacidades:
ÿ Para as tecnologias digitais, a soberania tecnológica exige que a UE assegure o acesso às 
principais matérias-primas e materiais transformados e reavalie as oportunidades de fabrico de 
componentes e conjuntos digitais essenciais para a UE.
Recomendações
contribuir para preservar a capacidade da UE no fabrico de ímanes;
ÿ Para os UAV, a UE corre um sério risco de perder a oportunidade de alcançar estes líderes 
mundiais nesta tecnologia-chave, que é decisiva para integrar informações georreferenciadas 
abrangentes em tempo real;
ÿ Para a energia eólica, um fornecimento mais seguro de terras raras, possivelmente por meio de reciclagem, também poderia
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1. Introdução
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Introdução1
Renováveis Energia fotovoltaica
O estudo visa fornecer embasamento científico sobre o risco potencial de 
fornecimento de recursos materiais para um conjunto de nove cadeias de valor. 
Ele estima, onde dados e modelos estão disponíveis,
Geradores eólicos
Drones (UAV) impressao 3D
Robótica
As matérias-primas são facilitadores essenciais para todos os setores da 
economia da UE. Algumas das matérias-primas, em particular as classificadas 
como matérias-primas críticas (CRMs) (Comissão Europeia, 2020), são pré-
requisitos essenciais para o desenvolvimento de setores estratégicos, como 
energias renováveis, mobilidade elétrica, defesa e aeroespacial e tecnologia 
digital. tecnologias.
TIC
e-mobilidade
Atualmente, a indústria da UE depende em grande medida das importações de 
muitas matérias-primas e, em alguns casos, está altamente exposta a 
vulnerabilidades ao longo da cadeia de abastecimento. Após a transição 
energética global, o consumo de matérias-primas metálicas necessárias para a 
fabricação de turbinas eólicas, painéis fotovoltaicos, baterias e produção e 
armazenamento de hidrogênioe outros sistemas aumentará drasticamente. A 
mudança para a mobilidade elétrica exigirá baterias, células de combustível e 
motores de tração leves não apenas para carros, mas também para e-bikes, 
scooters e transporte pesado. Defesa e aeroespacial sempre foram 
estrategicamente importantes e permanecem na vanguarda dos 
desenvolvimentos tecnológicos; eles implantam quase todas as tecnologias 
analisadas neste relatório.
usado por setor usado por outra tecnologia (ícone)
a demanda futura por matérias-primas necessárias em stras selecionadas
tecnologias tégicas, com base nos cenários de descarbonização de longo 
prazo. A mesma análise é realizada para os setores estratégicos que contam 
com essas tecnologias. Uma análise sistemática das dependências da cadeia 
de suprimentos foi realizada para baterias de íons de lítio, células de 
combustível (FC), turbinas eólicas, motores elétricos de tração, energia 
fotovoltaica (PV), robótica, drones (UAV), impressão 3D (3DP, manufatura 
aditiva ou AM ) e tecnologias digitais. Uma visão geral das tecnologias e setores 
abordados neste estudo é visualizada na Figura 4.
Células de CombustívelBaterias
Cada uma dessas nove tecnologias é analisada no Capítulo 2 em termos de (i) 
gargalos de fornecimento atuais ao longo da cadeia de valor, (ii) perspectivas 
de demanda futura por matérias-primas e (iii) principais observações e 
recomendações. O Capítulo 3 analisa a interdependência entre várias 
tecnologias e matérias-primas nos três setores de energia renovável, mobilidade 
elétrica e defesa e aeroespacial.
Motores de tração
15
Figura 4. Tecnologias e setores estratégicos para a economia da UE e suas interligações
Defesa e
Espaço
Contexto e objetivos1.1
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Introdução1
Aproximação
Um conjunto de parâmetros descritos no Anexo 1 são utilizados para 
qualificar os potenciais gargalos nas cadeias de abastecimento das 
tecnologias, que podem resultar em um risco de abastecimento muito baixo 
e muito alto (Figura 5).
Escopo e limitações
motores e solar (PV). Para robótica, drones (veículos aéreos não tripulados), 
impressão 3D (fabricação aditiva) e tecnologias digitais, bem como para o 
setor de defesa e aeroespacial, a avaliação quantitativa apresenta informações 
parciais sobre a aceitação do mercado, quando disponíveis.
Com base em vários cenários de descarbonização de longo prazo até 2050, 
as tendências de demanda de materiais podem ser avaliadas quantitativamente 
para baterias de íons de lítio, células de combustível, turbinas eólicas,
ÿ Embora o trabalho inclua um número considerável de tecnologias (9) e 
setores (3) , muitas outras relevantes (por exemplo, la sers, semicondutores, satélites) não foram 
levadas em consideração devido à limitada informação disponível sobre 
os tipos de materiais e seu uso especialmente nas aplicações espaciais.
Figura 5. Risco de fornecimento Indicação de risco de fornecimento
Este estudo é realizado em colaboração com a DG Mercado Interno, Indústria, 
Empreendedorismo e PME, tendo em conta as informações disponíveis de 
estudos existentes realizados pelo CCI e outras organizações. Integra novas 
análises sobre matérias-primas (críticas) para tecnologias e setores 
estratégicos. Este estudo segue relatórios anteriores do JRC, incluindo: 
avaliação de possíveis gargalos ao longo da cadeia de fornecimento de 
materiais para energia de baixo carbono, tecnologias de transporte (JRC, 
2016a) e setor de defesa (JRC, 2016b; JRC, 2019a) e CRMs e Economia 
Circular (JRC , 2017a) e a demanda futura de materiais para tecnologias 
eólicas e solares fotovoltaicas (JRC, 2020a).
ÿ Embora os cenários de demanda usados para os cálculos de quantidade 
material cubram uma ampla gama de futuros de mitigação de carbono 
relevantes para políticas, eles inevitavelmente mostram alguns 
desalinhamentos nas premissas de modelagem. Os efeitos recentes do 
COVID-19 na oferta e na demanda não são levados em consideração.
Os cálculos de demanda de materiais consideram quatro fatores
muito baixo
ÿ Existem várias opções de linha de base para comparação com a demanda 
atual de matérias-primas. Neste relatório, optamos por usar 22% da 
demanda global para cada material, refletindo a participação da UE no 
PIB global como a abordagem mais consistente para todos os materiais.
incluindo capacidade instalada, vida útil da planta, participação de mercado 
de subtecnologia e intensidade de materiais. Combinações de altas e baixas 
contribuições desses quatro fatores permitem o desenvolvimento
baixo
Este estudo prospectivo é baseado em dados disponíveis para as nove 
tecnologias estratégicas selecionadas e três setores. Ele destaca as lacunas 
de conhecimento e fornece recomendações sobre como desenvolver 
informações mais aprofundadas e quantitativas para o futuro. A seleção de 
tecnologias não é exaustiva e tem em conta as taxas de crescimento previstas 
que conduzem a um aumento notável do consumo de matérias-primas (por 
exemplo, tecnologias eólicas e solares fotovoltaicas), a sua relevância para 
setores estratégicos como a defesa ou aeroespacial (por exemplo, impressão 
3D e drones) ou importância em novos setores emergentes (por exemplo, 
FC, robótica, tecnologias digitais). O âmbito geográfico e temporal do estudo 
incide sobre o consumo atual e 2030 versus 2050 na UE. Este estudo 
enfrenta algumas limitações gerais:
opmento de uma avaliação quantitativa. Isso é baseado em três cenários de 
demanda, definidos como cenário de baixa demanda (LDS), cenário de 
demanda média (MDS) e cenário de alta demanda (HDS). O MDS é 
caracterizado por suposições médias sobre os fatores de sensibilidade e 
retrata o cenário mais provável à luz da tecnologia atual e das tendências do 
mercado. LDS e HDS são desenvolvidos através da combinação dos valores 
mais baixos e mais altos dos fatores de sensibilidade, respectivamente.
moderado
ÿ A análise dos gargalos para cada tecnologia e a determinação das 
participações dos países é baseada em relatórios chave de pesquisa de 
mercado e informações publicamente disponíveis. Na medida do possível, 
a sede da empresa é usada em vez de locais de produção. No entanto, 
essa distinção nem sempre é clara, pois a maioria dos relatórios de 
mercado não é projetada para refletir isso. Algumas tecnologias como o 
3DP estão passando por mudanças substanciais em um curto período, o 
que pode desatualizar as informações de forma relativamente rápida.
Por exemplo, a LDS considera alta eficiência de materiais e baixa ambição 
de redução de GEE, resultando em baixa implantação de tecnologias e, 
consequentemente, baixa demanda por matérias-primas. A HDS considera 
baixa eficiência de material e alta ambição de redução de GEE resultando 
em alta implantação de tecnologias e consequentemente alta demanda por 
matérias-primas.
Alto
Ver Anexo 1 – Notas metodológicas, para limitações e premissas mais 
elaboradas.
Mais informações sobre o cálculo de gargalosde oferta e cenários de 
demanda são apresentadas no Anexo 1 – Notas metodológicas.
muito alto
16
1.2
Para cada tecnologia, os atuais estrangulamentos de abastecimento são 
avaliados de acordo com a abordagem utilizada pelo CCI no seu estudo 
recente «Dependências de materiais para tecnologias de dupla utilização 
relevantes para o setor da defesa da Europa» (JRC, 2019a). Mais 
especificamente, são analisadas quatro etapas da cadeia de suprimentos: 
matérias-primas, materiais processados, componentes e montagens.
1.3
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• HREEs
• LREEs
• PGMs
• Estrôncio
• Grafite natural
• Cobalto
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• • •
• • •
•
• • •
•
• • •
• •
• • • •
•
•
•
• •
• • • •
• •
• •
• • • • • • • • •
• • •
• •
• • • •
• •
• • • •
•
• •
• •
•
• • •
•
• •
•
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• • •
• •
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• • •
• •
• • • • • •
• • • •
• •
•
• •
•
• • • •
• •
• • • • • • • •
• • • •
• • • •
• •
•
• Magnésio
• Boratos
• Nióbio
• Escândio
• Germânio
• Gálio
Manganês
• Índio
Cromo
Os materiais em vermelho são matérias-primas críticas. Elementos de terras raras leves (LREEs), elementos de terras raras pesadas 
(HREEs) e metais do grupo da platina (PGMs) são grupos de várias matérias-primas
Zircônio
• Silício metálico
Cobre
• Háfnio
• Vanádio
Níquel
• Lítio
• Tungstênio
Figura 6. Uso de matérias-primas críticas e não críticas em diferentes tecnologias (materiais selecionados do top 25)
Telúrio
Material de Risco de Fornecimento
• Titânio
17
Prata
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2 Matérias-primas críticas em tecnologias estratégicas
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ânodos (incluindo lítio metálico, silício metálico, titânio e nióbio), materiais de revestimento 
(incluindo nióbio e titânio), novos cátodos (incluindo nióbio (CBMM, 2018)) e 
empacotamento mais próximo (menos eletrólito, separadores mais finos e coletores de 
corrente mais finos). O principal objetivo é aumentar a energia específica para reduzir o 
peso e o volume, mantendo as capacidades de energia para reduzir os tempos de 
carregamento, dependendo das aplicações. Por razões de economia de custos, alterar a 
mistura química do cátodo diminui a proporção geral de cobalto em favor de outros 
materiais, como níquel e/ou alumínio. Como resultado, isso reduz potencialmente a 
segurança e a durabilidade, o que se torna cada vez mais importante. Assim, a pesquisa 
se concentra em aditivos eletrolíticos retardadores de fogo, eletrólitos líquidos iônicos, 
uso de separadores cerâmicos, revestimento cerâmico de eletrodos e baterias de estado 
sólido.
Lítio: como óxido de lítio-cobalto 
(cátodo) e como sal (eletrólito) em
Gargalos de fornecimento atuais ao longo da cadeia de valor
Várias tendências técnicas e econômicas afetam a composição das baterias de íons de 
lítio. Pesquisas recentes sobre baterias concentram-se em novos
Nióbio: no futuro material de ânodo 
e cátodo (revestimentos) para 
melhorar a estabilidade e a densidade de energia
Bateria de íon de lítio
De todos os materiais atualmente usados na fabricação de baterias, cobalto, grafite 
natural e lítio são críticos na lista de CRMs de 2020. A pesquisa está analisando o silício 
metálico, titânio e nióbio para melhorar a densidade de energia, durabilidade e segurança 
em futuros tipos de baterias de íons de lítio. A Figura 8 mostra os principais participantes 
da cadeia de suprimentos de células de íons de lítio.
Figura 7. Matérias-primas utilizadas em baterias. Consulte o Glossário para as siglas utilizadas.
instalações. Chile (32%) e Argentina (20%) dominam a capacidade de lítio refinado das 
operações de salmoura (EC, 2019). Apesar dos recentes temores de escassez e picos 
de preços, espera-se que o fornecimento de lítio não seja um grande problema para a 
cadeia de suprimentos de baterias no curto ou médio prazo. No entanto, de acordo com 
(Roskill, 2018) um aumento dos preços baixos atuais é considerado necessário para 
apoiar o desenvolvimento de nova capacidade de produção a longo prazo.
A UE produz apenas 1% de todas as matérias-primas para baterias em geral.
Titânio: no futuro, materiais anódicos e 
revestimentos, em LTO, para embalagens 
de baterias
Os materiais individuais também merecem um olhar mais atento: 54% da produção 
global de minas de cobalto originou-se da República Democrática do Congo, seguida 
pela China (8%), Canadá (6%), Nova Caledônia (5%) e Austrália (4% ). A produção de 
cobalto refinado vem da China (46%), Finlândia (13%), Canadá e Bélgica (ambos 6%).
Níquel: como hidróxido ou compostos 
intermetálicos em baterias NMC, NCA
Nem todo níquel na cadeia de suprimentos global é adequado para a produção de 
baterias de íons de lítio. Os produtos de níquel de alta qualidade dependem da produção 
de sulfato de níquel, que é o principal ingrediente das baterias NMC (Níquel Manganês 
Cobalto Óxido) e NCA (Níquel Cobalto Alumínio Óxido). Devido a quedas de preços 
anteriores, os investimentos em capacidade de refino de níquel foram baixos, ameaçando 
o fornecimento solicitado de níquel classe I (com pureza acima de 99,8%) em particular 
(EC, 2019).
Cobre: como folha coletora de corrente 
no lado do ânodo, em fios e outras partes 
condutoras
Cerca de 90% da produção global da mina de lítio é produzida no Chile (40%), Austrália 
(29%) e Argentina (16%), principalmente a partir de fontes de salmoura e espodumênio. 
A China (45%) hospeda a maioria do refino de minerais de rocha dura de lítio do mundo
A tecnologia de bateria de íon de lítio está se tornando uma tecnologia madura empregada 
em uma ampla gama de aplicações. Oferece potência e desempenho energético 
aprimorados em comparação com as baterias de chumbo-ácido usadas atualmente. 
Embora as baterias de íon-lítio sejam cruciais para aplicações de defesa, seu 
desenvolvimento e absorção futura são principalmente impulsionados pela demanda civil 
por dispositivos eletrônicos portáteis, armazenamento de energia estacionária e veículos 
elétricos (VEs). As baterias de óxido metálico de lítio usam vários metais diferentes, como 
níquel, cobalto, alumínio e manganês.
Grafite: pureza natural ou sintética 
de alto grau no eletrodo ânodo em todos os 
tipos de bateria Li-ion
19
Existem dezenas de materiais individuais possivelmente presentes nos ânodos, cátodos, 
eletrólitos e separadores das células. A Figura 7 lista as matérias-primas mais comuns 
usadas (e previstas) em baterias e suas funcionalidades.
2.1.1
Alumínio: para embalagem 
de bateria ou como folha coletora de 
corrente (catodo), em baterias NCA
Matéria-prima crítica
Baterias LCO, NCA e NMC
Cobalto: em materiais catódicos em
Silício: em (futuros) ânodos para 
aumentar a densidade de energia
Manganês: em materiais catódicos para 
baterias NMC e LMO
C
2.1 Tecnologia de bateria avançada (Li-ion)
Ni
Nb
Companhia
Si
Cu
Ti
Li
Al
Mn
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Cátodos
São considerados três cenários para a frota de VEs contendobaterias na UE (ver 
Figura 9). Esses cenários de frota são derivados dos cenários LDS, MDS e HDS, 
conforme definido na Seção 1.2 (consulte o Glossário para todas as abreviações). O 
cenário LDS considera uma aceitação razoavelmente rápida de EVs em geral, com 
veículos híbridos plug-in (PHEV) mantendo um
C (grafite), Nb, Ni, Ânodos
Processado
Figura 8. Baterias de íon de lítio: uma visão geral dos riscos de fornecimento, gargalos e principais participantes ao longo da cadeia de fornecimento. (Consulte o Glossário 
para as siglas utilizadas)
Al, P, Separadores
Para grafite natural existem requisitos relacionados à distribuição do tamanho dos 
flocos e teor de carbono. Estes são normalmente alcançados por meio de etapas 
adicionais de refino, onde a China detém a maior parte da capacidade (Roskill, 2018) 
para a produção de grafite esférica. Quanto da oferta global é adequado para a 
produção de grafite esférica requer uma análise mais aprofundada.
20
Componentes
Materiais catódicos,
Materiais anódicos 
(grafite natural e 
artificial processada)
Um aspecto crítico para a UE é que esses volumes não são suficientes para satisfazer 
a demanda europeia por baterias de íons de lítio.
Co, Li, Células de íons de lítio
A UE está totalmente dependente das importações de células de bateria, expondo a 
indústria a incertezas e potenciais custos elevados. A China é o principal player na 
fabricação de células de íons de lítio – 66% da produção global de células. A UE tem 
uma produção muito marginal (0,2% de células de iões de lítio). Outros fornecedores 
fornecem cerca de 8% da oferta global, portanto, a margem atual para diversificação 
de oferta é limitada. A UE, no entanto, está investindo significativamente na cadeia 
de valor das baterias. A capacidade da UE que deverá estar disponível em 2021-2023 
aumentará para 40 GWh, de 3 GWh atualmente em vigor. Várias dessas instalações 
de produção são investimentos asiáticos. Estas capacidades europeias comparam-se 
com uma capacidade global atual de 150 GWh identificada agora (JRC, 2018a). 
Simultaneamente, um grande aumento na capacidade de produção de células de íons 
de lítio será realizado por empresas chinesas, o que garantirá o domínio da China no 
mercado de baterias. Fabricantes de equipamentos originais, fabricantes de células e 
fornecedores provavelmente competirão globalmente entre si para proteger suas 
cadeias de suprimentos de baterias e garantir o acesso às cinco matérias-primas 
essenciais para baterias – lítio, cobalto, níquel, grafite e manganês.
Mn, Si, Cu, Ti, minério de ferro, Eletrólitos
Baterias para mobilidade elétrica
Matérias-primas
F (fluorita), Sn
A China é o principal fornecedor de materiais anódicos, bem como de materiais 
processados NMC (Níquel Manganês Cobalto Óxido) e LCO (Lítio Cobaltóxido), 
enquanto o Japão é o principal fornecedor de material catódico NCA. A UE é 
totalmente dependente do fornecimento de materiais anódicos e de materiais 
catódicos NCA e fornece cerca de 18% de materiais NMC e 15% de materiais LCO.
parte da frota. No cenário MDS, há uma absorção mais rápida de VEs completos e 
os PHEVs são considerados tecnologias de transição com uma parcela significativa 
da frota até 2030 e uma rápida diminuição depois. O cenário HDS é caracterizado por 
uma absorção extremamente rápida de EVs completos, com a absorção de PHEV 
começando seu declínio já a partir de 2024.
A Ásia, representada pela China, Japão e Coreia do Sul, fornece 86% dos materiais 
e componentes processados para baterias de íon de lítio globalmente. A UE27, com 
8%, tem uma parcela relativamente pequena da oferta. Outros países entregam 
apenas 8%, o que dá uma margem muito pequena para a diversificação da oferta.
materiais
(NCA, NMC, LCO),
2.1.2 Perspectivas 2030/2050 de demanda de matérias-primas
Montagens
32%
1%
1%
52%
13%
3%
31%
21%
8%
52%
1%
9%
31%
8%
13%
66%
7%
1%
21%
8%
3%
11%
1%
1%
2 Matérias-primas críticas para tecnologias estratégicas
Matéria-prima crítica
EUA
Outras
América latina
Rússia
Resto da Ásia
Japão
China
África
Resto da Europa
UE27
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200
MDS
HDS
20302010 2020
0
100
SUD
20502040
1x =
4000 nós
6 nós
1x =
1x = 1x =
30 nós
500 nós
1x =
250 nós
x vezes mais x vezes mais
Frota [milhões de veículos]
x vezes mais
x vezes mais
x vezes mais
Consumo de material adicional para baterias em mobilidade elétrica apenas em 2030/2050 
em comparação com o consumo atual da UE* do material em todas as aplicações
aumento da demanda de todo grafite em relação ao grafite natural
* Veja as notas metodológicas no Anexo 1 e todos os dados no Anexo 
2
Cenário de alta demanda
Cenário de Baixa Demanda
***
Cenário de demanda média
(Estágio I)
** de suprimento refinado (Estágio II) em vez de suprimento de minério
+
+
Manganês
Lítio** Cobalto
Níquel
Grafite***
notas metodológicas e pressupostos. Previsão da UE um
UE - Veículo Elétrico/Frota de Veículos Elétricos Híbridos Plug-in
Figura 10. Demanda de material anual da UE para baterias em VEs em 2030 e 2050
O consumo anual de materiais em baterias de VEs em 2030 e 
2050, juntamente com a demanda atual, é apresentado na 
Figura 10.
Figura 9. Frota da UE de veículos elétricos contendo baterias de acordo com os três cenários explorados
21
A partir dos números da frota, deriva-se o número de baterias 
que entram no mercado da UE e avalia-se a subsequente 
procura anual da UE de várias matérias-primas. Veja o Anexo 1 do
10
40
2030
30
10
2030
2030
10
6
2
2030
0,10
3
1
8
4
2030
0,08
8
4
2050
6
2050
0,04
0,06
2
2
0,02
50
20
2050
5
2050
4
2050
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***
Cenário de Baixa Demanda
** de oferta refinado (Estágio II) em vez de oferta de minério 
(Estágio I) aumento da demanda de todo grafite em relação ao 
grafite natural
Os valores de MDS são < LDS devido a mais células de combustível 
e menos baterias neste cenário.
Cenário de alta demanda
Cenário de demanda média
* Veja as notas metodológicas no Anexo 1 e todos os dados no 
Anexo 2
As baterias de íons de lítio já são tecnologias amplamente implantadas 
para o Sistema de Armazenamento de Energia (ESS) e continuarão a se 
desenvolver. A capacidade de armazenamento é derivada para os cenários 
LDS, MDS e HDS, conforme definido na Seção 1.2 (consulte o Glossário 
para obter todas as abreviações). Mais notas metodológicas estão disponíveis em
Figura 11. Capacidade de armazenamento da bateria da UE de acordo com os três cenários explorados
22
Baterias para sistemas de armazenamento de energia (ESS)
Anexo 1. Na Figura 11 para os cenários HDS e MDS serão implantadas 
importantes capacidades de armazenamento de hidrogênio, diferentemente 
do cenário LDS. Por esta razão, em 2050, a capacidade de armazenamento 
da bateria Li-ion no MDS é considerada menor do que a capacidade no 
LDS.
Figura 12. Demanda de material anual da UE para baterias ESS em 2030 e 2050
Grafite***
ManganêsCobaltoLítio**
Níquel
UE – Capacidade dos sistemas de armazenamento de energia (ESS)
2050
MDS
800
SUD
20402030
HDS
2020
400
0
2010
5
2030
0,04
8
15
4
0,8
2030
20
2030
10
10
2
2050
0,03
4
20502050
1,0
0,02
3
2
0,6
0,01
6
5
2030
0,4
0,2
2050
1
2030
0,05
2050
SUD
SUD
SUD
SUD
SUD
+
+
x vezes mais
x vezes mais
x vezes mais
x vezes mais
Capacidade de armazenamento da bateria [GWh]
x vezes mais
2 Matérias-primas críticas para tecnologias estratégicas
6 nós
1x =
1x =1x =
4000 nós
250 nós
1x =
1x =
500 nós
30 nós
Consumo de material adicional para baterias em energias renováveis apenas em 2030/2050 
em comparação com o consumo atual da UE* do material em todas as aplicações
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2.1.3
ÿ Diversificar o fornecimento de materiais: Assegurar acordos comerciais com 
países terceiros e empregar a diplomacia econômica para cobalto, lítio, 
grafite natural e níquel classe I para reduzir os riscos de fornecimento.
ÿ Promoção de investimentos em I&D, desenvolvimento de aptidões e 
competências: Recomenda-se uma análise mais aprofundada dos 
mecanismos (económicos) que permitem melhorar os padrões sociais e 
ambientais, sem causar desvantagens competitivas para as empresas 
europeias envolvidas em relação às suas homólogas não europeias. São 
recomendados investimentos específicos em P&D e, em particular, em 
ciências de materiais relacionados a baterias, geologia e estudos 
metalúrgicos.
Principais observações e recomendações
As baterias de íon de lítio oferecem melhor desempenho de energia e potência em comparação com as baterias de chumbo-ácido usadas atualmente.
ÿ Promover a colaboração internacional e atividades de padronização: os 
requisitos de ecodesign são essenciais para promover níveis mais altos de 
reutilização, remanufatura e reciclagem, incluindo o aumento do uso de 
conteúdo reciclado em novos produtos para reduzir as pegadas ambientais 
e de matéria-prima
Eles estão emergindo como uma tecnologia importante em uma ampla gama de aplicações civis e de defesa. Como resultado da crescente introdução 
de EVs (EV), eletrodomésticos elétricos móveis (3C) e sistemas estacionários de armazenamento descentralizado de energia (ESS), espera-se que a 
demanda por baterias de íons de lítio aumente rapidamente (> 30%) nos próximos 10 anos .
ÿ Melhorar as oportunidades de produção na UE: Aumentar a mineração, 
extração e refinação na UE de matérias-primas essenciais e materiais 
processados. É importante criar um clima de investimento atraente, bem 
como ecossistemas específicos para a fabricação de baterias, onde uma 
gama de empresas com diferentes conhecimentos na cadeia de valor se 
alinhem.
A última etapa da cadeia de abastecimento, a produção de células de iões de lítio, acarreta um risco de abastecimento muito elevado para a UE. 
Identifica-se um risco elevado para o fornecimento de matérias-primas e matérias-primas, enquanto se prevê um risco médio para o fornecimento de 
componentes.
Simultaneamente, atrair investimentos estrangeiros de empresas de 
fabricação de eletrônicos, automóveis e baterias pode apoiar diretamente 
padrões ambientais e sociais mais altos em comparação com atividades 
em outras partes do mundo.
Várias estimativas sugerem que a indústria civil na UE requer até 30% das células de bateria produzidas em todo o mundo.
ÿ Reciclagem e reutilização, substituição: O reforço das atividades de 
reciclagem na UE é uma solução infalível que permite que materiais 
essenciais como cobalto, lítio, manganês e níquel sejam recuperados e 
reutilizados na produção de novas baterias.
A Figura 12 apresenta a previsão do consumo anual da UE de materiais em 
baterias ESS em 2030 e 2050. Quantidades menores de matérias-primas 
para baterias são necessárias para o cenário MDS em comparação com LDS 
devido à grande participação de FCs no armazenamento de energia, conforme 
descrito acima .
Isso significa que a capacidade de produção de células precisa ser construída na UE para reduzir a dependência do mercado asiático.
23
A Seção 3.4 discute os resultados combinados para matéria-prima
A análise do mercado civil mostra que as quantidades necessárias na UE não podem ser atendidas nos próximos anos, mesmo combinando as 
capacidades dos fabricantes de células asiáticos e europeus.
als para baterias para e-mobilidade e armazenamento de energia juntos.
O Plano de Ação Estratégico para as Baterias estabelece uma estratégia abrangente para melhorar as etapas da cadeia de valor das baterias da UE. No 
entanto, a posição da UE pode ser reforçada por:
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2.2 Células de combustível
160-220°C
60-120°C
600-650°C
20-120°C
160-220°C
20-120°C
900-1000°C
ÿ Metanol Direto FC (DM FC)
FCs são dispositivos eletroquímicos que convertem combustível como 
hidrogênio diretamente em eletricidade sem combustão. O hidrogênio reage 
com o oxigênio nos FCs para formar água e libera elétrons produzindo uma 
corrente elétrica através de um circuito externo. A tecnologia Polymer 
Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEM FC) é o tipo mais popular de FC. Os 
FCs são altamente eficientes em termos de conversão de energia, reduzem a 
poluição do ar e são capazes de funcionar com combustíveis produzidos a 
partir de fontes renováveis
O PEM FC possui alta densidade de potência e opera em temperaturas 
relativamente baixas em comparação com outros tipos de FC, tornando-o ideal 
para o setor automotivo, telecomunicações, empilhadeiras, sistemas primários, 
data centers e sistemas de energia de backup.
Recursos.
Vários tipos de FC estão disponíveis hoje (Figura 13), capazes de operar em 
diferentes condições dependendo do tipo de combustível, temperatura de 
operação e tipo de eletrólito como
Figura 13. Visão geral de vários tipos de células de combustível e condições de operação.
geração (<1%). Espera-se que o mercado de FCs para a indústria automotiva 
cresça significativamente no futuro. Espera-se também uma demanda 
crescente por FCs em veículos de movimentação de materiais, veículos leves, 
ônibus e no setor aeroespacial.
Como:
Embora a tecnologia FC tenha percorrido um longo caminho na maturidade 
tecnológica, a implantação em larga escala nos segmentos doméstico e 
industrial ainda não ocorreu. Hoje, os FCs são usados em três áreas principais: 
geração de energia estacionária (cerca de 67% de participação de mercado), 
transporte (cerca de 32%) e energia portátil
Os FCs usam catalisadores, geralmente feitos de platina ou metais do grupo 
da platina (PGMs), para a conversão de combustível em energia.
ÿ Membrana de Eletrólito Polímero FC (PEM FC)
ÿ Ácido Fosfórico F (PA FC)
A pesquisa atual se concentra na redução ou eliminação desses metais caros 
dos catalisadores e no aumento da atividade e durabilidade. Conseguiu-se 
uma redução significativa em
ÿ Alcalina FC (A FC)
24
ÿ Carbonato Fundido FC (MC FC)
Fonte: adaptado de Ginley & Cahen, 2012
ÿ Óxido Sólido FC (SO FC)
A médio e longo prazo, as célulasde combustível (FCs) juntamente com o 
fornecimento de combustível de hidrogénio irão oferecer uma potencial 
solução atrativa de energia limpa. As CFs podem contribuir significativamente 
para sistemas de fornecimento de energia sustentáveis e seguros. A tecnologia 
conecta dois portadores básicos de energia do futuro: eletricidade e hidrogênio.
AFC
CO2
OH
Carga
CO
PAFC
Ânodo
CO2
CO
Cátodo
CO2
PEMFC
SOFC
MCFC
Eletrólito
H+
Figura: Visão geral de vários tipos de FC e condições de operação
Fonte: Ginley & Cahen, 2012
Nitrogênio, 
não convertido
oxigênio
Nitrogênio, 
não convertido
Combustível
oxigênio
Gases de combustão e reação 
não convertidos
2 Matérias-primas críticas para tecnologias estratégicas
CO2-
H2
O2
O2
O2
H2O
H+
H2O
H2
O2
H2O
3
H2
H2O
H2
H2O
O2
O2-
H2
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Cu
PT
Sr
Ti
Al
Companhia
NiPd
C
Matéria-prima crítica
A maioria dos FCs tem um design padrão no qual dois eletrodos são
Grafite: material líder para 
construção de placas bipolares
No que respeita ao próximo passo na cadeia de abastecimento, 12 materiais 
processados são identificados como os materiais processados mais relevantes para 
tecnologias de armazenamento/produção de FC e hidrogénio, nomeadamente 
carbono poroso, zircónia estabilizada com ítria, polímeros (por exemplo, ácido 
perfluorosulfónico - PFSA), carbono compostos de fibra (CFC), aço inoxidável, 
grafeno, sucata e mica em flocos, pó de nitreto de boro, nano materiais e nano tubos 
de carbono, tecido/papel de carbono, ultramid de poliamida e hidretos metálicos. 
Para os eletrodos, vários tipos de materiais à base de carbono ou à base de carbono 
foram desenvolvidos, incluindo carbono mesoporoso e nanomateriais de carbono. 
Cerca de 40% dos materiais processados e 25% dos componentes FC são fornecidos 
por empresas europeias.
Figura 14. Matérias-primas relevantes utilizadas em células de combustível (FCs)
Paládio: como catalisador substituindo 
parte do Pt (por exemplo, como liga Pt-Pd)
O alto preço da platina é um dos grandes desafios enfrentados pelos produtores de 
FC; platina representa cerca de 50% do custo de uma pilha FC. Assim, os 
pesquisadores estão continuamente tentando reduzir a necessidade de platina em 
FCs. A oferta de matérias-primas exigidas na tecnologia FC é diversificada, com mais 
da metade dos materiais provenientes de uma variedade de fornecedores, cada um 
com uma pequena parcela de fornecimento inferior a 7%.
A China, com mais de 20% de participação, é o principal fornecedor de matérias-
primas, seguida pela África do Sul e Rússia. A platina é produzida principalmente na 
África do Sul (71% da produção global
Platina: o eletrocatalisador mais 
eficaz tanto para o cátodo quanto para o 
ânodo
Papel de fibra de carbono e tecido de carbono (tecido) são comumente usados como 
camadas de difusão de gás (GDLs) que são componentes-chave em vários tipos de 
FC, incluindo pilhas PEM, DM FC e PA FC.
Cobre: em ligas com Ni para catalisador 
anódico (SOFC), em fios e peças 
condutoras
2.2.1
As placas bipolares são componentes multifuncionais dentro da pilha PEM FC. Os 
materiais usados para placas bipolares incluem grafite e aço inoxidável. No entanto, 
o aço inoxidável para bi-
Níquel: para revestimento das 
placas bipolares, na composição 
de aço inoxidável ou como ânodo
Gargalos de fornecimento atuais ao longo da cadeia de valor
25
os últimos anos. Devido aos esforços ativos de desmaterialização, as intensidades 
de PGM em PEM FCs caíram 80% desde 2005 (Líder, Gaustad e Babbitt, 2019). De 
acordo com a empresa comum FC e hidrogênio da Comissão Europeia (FCH JU), a 
quantidade de platina na próxima geração de veículos FC atingirá níveis semelhantes 
aos usados nos catalisadores de veículos a diesel, o que corresponde a 3-7 gramas 
( Reuters Business News, 2018). Isso poderia permitir significativamente a 
comercialização em larga escala de veículos movidos a FC.
São necessárias cerca de 30 matérias-primas para a produção de FCs e tecnologias 
de armazenamento de hidrogênio. Destes materiais, 13 materiais, nomeadamente 
cobalto, magnésio, REEs, platina, paládio, boratos, silício metálico, ródio, ruténio, 
grafite, lítio, titânio e vanádio são considerados críticos para a economia da UE de 
acordo com a lista CRM 2020. Materiais e componentes ao longo da cadeia de 
suprimentos são apresentados na Figura 15.
separados por um eletrólito condutor de íons. O coração de um PEM FC é o conjunto 
de eletrodos de membrana (MEA), que inclui cinco componentes básicos: membrana, 
camada de catalisador de ânodo, camada de catalisador de cátodo e duas camadas 
de difusão de gás (GDLs), uma para cada eletrodo.
Titânio: para placa bipolar metálica e 
como composição anódica de SOFC
As propriedades químicas e físicas únicas tornam os PGMs excelentes catalisadores 
para a indústria automotiva. Hoje, a demanda de platina por aplicativos FC é 
insignificante em comparação com outros aplicativos de uso final. No entanto, um 
veículo FC precisa de 10 vezes mais do que o carregamento PGM de um veículo 
médio a gasolina ou diesel (Hao et al., 2019).
A visão geral das matérias-primas adotadas nas CFs é apresentada na Figura 14. 
Os materiais e componentes relacionados à produção e armazenamento de 
hidrogênio também foram considerados nesta análise.
ção), seguido pela Rússia (16%) e Zimbábue (6%). Os outros PGMs, ou seja, 
paládio, ródio e rutênio também são fornecidos predominantemente por três 
fornecedores principais: Rússia, África do Sul e Zimbábue.
Cobalto: como catalisador substituindo 
a platina mais cara na célula de 
combustível PEM
Estrôncio: na composição do ânodo 
(junto com Ti) em SOFC
Alumínio: para térmico
gerenciamento da pilha e como 
material de placa de base
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5%
7%
8%
48%
17%
2%
6%
5%
1%
conjunto de eletrodos de brana (MEA). Os fabricantes devem alinhar com precisão os 
componentes repetitivos (por exemplo, MEAs, placas bipolares e vedações) e componentes 
não repetitivos (por exemplo, placas de extremidade, tirantes, sistema de carga de 
compressão e coletores externos) para manter a durabilidade e o desempenho da pilha.
Co, Cu, Cr, Fe, Li, Mg, Mn,
navio H2
Os principais atores envolvidos na cadeia de suprimentos do FC são exibidos na Figura 
15. As participações dos países levam em consideração também os materiais usados na 
produção de hidrogênio (Etapa 1) e armazenamento de hidrogênio (Etapas 1, 2 e 3). A 
avaliação do gargalo mostra um risco potencial de fornecimento muito alto para os FCs 
montados. O alto risco de problemas de fornecimento é estimado para a primeira etapa da 
cadeia de fornecimento - matérias-primas. Não são esperados problemas de fornecimento 
para as outras duas etapas da cadeia de fornecimento.
Mo, Ni, Pt, Pd, Ru, Rh, REEs,
Células de combustível
Figura 15. FCs e tecnologias de hidrogênio: uma visão geral dos riscos de fornecimento, gargalos e atores-chave aolongo da cadeia de fornecimento.
Si, Sr, Ti, V, Zr, calcário
Matérias-primas
(Ca), feldspato, caulim, carbonato 
de sódio (Na), potássio (K)
Processado
Carbono poroso, polímeros
materiais
(PFSA), zircônia estabilizada 
com ítria, tecido/papel de carbono, 
poliamida ultramid, compostos de 
fibras de carbono (CFC), grafeno, 
sucata e mica em flocos, aço 
inoxidável, pó de nitreto de boro, 
hidreto metálico, nano materiais 
e nanotubos de carbono
Montagens
Eletrodo de Membrana
placas polares devem ser revestidas para aumentar a funcionalidade e aumentar a vida 
útil. Exemplos típicos de materiais de revestimento com excelentes propriedades são o 
ouro e outros metais nobres. Devido ao alto custo dos metais nobres, deseja-se encontrar 
materiais de revestimento alternativos.
Componentes
Montagem (MEA), 
catalisador, membrana, 
camada de difusão de gás
26
Os maiores produtores de FCs são a Ásia (principalmente Japão e Coréia do Sul) e 
América do Norte (Canadá e EUA). A última etapa da cadeia de suprimentos do FC é a 
montagem dos componentes da célula em uma pilha e sua integração no sistema final. O 
projeto da pilha e a montagem das células são parâmetros muito importantes que podem 
influenciar o desempenho dos FCs e a distribuição dos reagentes na pilha de células. A 
montagem da célula também afetará o comportamento de contato das placas bipolares 
com o mem
Ag, Al, Au, B, C (grafite),
(GDL), placas bipolares,
UE27
Japão
América latina
Resto da Ásia
China
Resto da Europa
África
EUA
Outras
Rússia
28%
40%
51%
7%
31%
48%
10%
15%
1%
44%
25%
2 Matérias-primas críticas para tecnologias estratégicas
Matéria-prima crítica
8%
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UE - Frota de Veículos Elétricos de Célula de Combustível
1,0
1,5
0,5
2,0
2030 2050
20
20502020
HDS
40
SUD
0
2030
MDS
20402010
Frota [milhões de veículos]
x vezes mais
+
+
1x =
39t
apenas em 2030/2050 
em comparação com o consumo atual da UE* do material em todas as aplicações
Platina**
Consumo de material adicional para células de combustível em mobilidade elétrica e energias renováveis
FC também pode ser implantado para ESS estacionário. A Figura 17 
apresenta a demanda de platina da UE em 2030 e 2050 contida em 
FCEVs mais FC ESS, expressa em termos relativos em relação à oferta 
atual da UE. A demanda estimada de platina tanto para FCEVs quanto 
para FCs em ESSs é apresentada na Figura 17. A partir dos valores 
individuais fornecidos no Anexo 2 - Tabelas de dados, observa-se que a 
quantidade de platina para FC ESS é muito superior à demanda por 
FCEV. As tabelas de dados do Anexo 2 fornecem os montantes 
individuais em ambos os pedidos.
(2011). As previsões das frotas de veículos FC para os três cenários são 
apresentadas na Figura 16.
Os FC são utilizados tanto no setor automotivo quanto para 
armazenamento de energia, portanto, estima-se a demanda de matérias-
primas em ambas as tecnologias. Entre os CRMs embutidos em FCs, a 
análise atual foca apenas o conteúdo de platina, alinhado com a literatura 
disponível e as considerações acima, por exemplo, Månberger e Stenqvist 
(2018) e Sun et al.
Figura 17. Demanda de material anual da UE por platina em FCs em 2030 e 2050
Figura 16. Frota da UE de veículos elétricos a célula de combustível de acordo com os três cenários explorados
2.2.2 Perspectivas 2030/2050 de demanda de matérias-primas
27
Os cenários para a frota de veículos são os descritos acima, com os 
veículos FC tendo uma participação particularmente significativa na frota 
para o cenário HDS. Ver Anexo 1 – Notas metodológicas para mais 
explicações.
Cenário de alta demanda
Cenário de demanda média
(Estágio I)
Cenário de Baixa Demanda
* Veja as notas metodológicas no Anexo 1 e todos os dados no Anexo 
2
** de suprimento refinado (Estágio II) em vez de suprimento de minério
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2 Matérias-primas críticas para tecnologias estratégicas
28
ÿ Diversificação do fornecimento de materiais: Quanto às baterias de íons 
de lítio, mais da metade das matérias-primas para FCs são adquiridas por 
vários países fornecedores menores.
tividades: FCs e tecnologias de hidrogênio se beneficiam de uma 
abordagem internacional para o desenvolvimento da infraestrutura 
necessária, de um mercado global para grandes quantidades de hidrogênio 
e de regulamentações globais que permitem sua adoção segura em todas 
as partes do mundo. Os resultados da pesquisa pré-normativa também 
são compartilhados internacionalmente no âmbito de uma padronização 
global e esforço regulatório. A existência de normas e regulamentos 
técnicos de desempenho, segurança e licenciamento é considerada um 
dos facilitadores para o desenvolvimento e implantação bem-sucedidos 
de novas tecnologias. O desenvolvimento de padrões industriais que 
permitem a compatibilidade e a interoperabilidade dos componentes pode 
contribuir para reduzir custos e aumentar a disponibilidade dos 
componentes.
em andamento, espera-se que o conceito de parceria público-privada 
permaneça basicamente o mesmo. A FCH JU também está desenvolvendo 
treinamento e ferramentas educacionais para aumentar a confiança 
técnica nas tecnologias e desenvolver uma força de trabalho européia 
qualificada capaz de operar sistemas FC.
ÿ Reciclagem e reutilização, substituição: Embora a reciclagem de FCs e 
tecnologias de hidrogênio possam ser regulamentadas por legislação que 
aborda aspectos como design, seleção de materiais e fim de vida, a 
reciclagem de FCs é um novo negócio para os recicladores e um tópico 
potencial para pesquisa. Encontrar uma alternativa para a platina evitará 
o problema imediato de preço e disponibilidade. Apesar de muitos esforços 
para substituir a platina por catalisadores de metais não preciosos, houve 
pouco sucesso em encontrar alternativas eficazes com nível de atividade 
semelhante. Uma solução alternativa é substituir a platina por outros 
metais preciosos, como paládio ou rutênio, mas sua abundância também 
é finita.
ÿ Melhorar as oportunidades de fabricação na UE: a reforma a vapor do 
gás natural é a opção atualmente preferida para a produção de hidrogênio 
e pode ocorrer em grande escala na fonte ou mesmo localmente no ponto 
de uso por pequenos reformadores integrados ao FC .
2.2.3 Principais observações e recomendações
ÿ Promover a I&D, desenvolver aptidões e competências: A promoção da 
investigação no desenvolvimento da CF é viável e pode oferecer 
oportunidades atraentes para a UE. Para tal, o parceiro mais importante 
seria a FCH JU. Embora a concepção do próximo programa-quadro 
europeu de investigação ainda
ÿ Promover a colaboração internacional e ações de padronização
Várias oportunidades importantes para ações políticas são identificadas:
Embora o desenvolvimento e a implantação do FC tenham crescido nos últimos 10 anos, ainda é incerto quando isso atingirá a comercialização em 
massa total. Os fabricantes de FCs permanecem amplamente dependentesde financiamento público para apoiar atividades de implantação de FCs 
estacionários em grande escala, seja por meio de medidas de impulso tecnológico ou de atração de mercado. As principais barreiras nesta fase são 
a confiabilidade (disponibilidade e vida útil) e o custo das CFs.
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Alumínio: como material 
leve em equipamentos de 
nacele, lâminas, etc.
Considerando a natureza flutuante do vento, é vantajoso operar os 
geradores em velocidade variável para reduzir o estresse mecânico nas 
pás da turbina e no trem de força.
ÿ Redutor DFIG (gerador de indução de dupla alimentação);
Geradores de ímã permanente (PM) foram introduzidos nas últimas 
décadas em aplicações de turbinas eólicas devido à sua alta densidade de 
potência e baixa massa. Em particular, o Direct Drive PMSG oferece certas 
vantagens em termos de eficiência, peso, dimensão e manutenção. No 
entanto, esse tipo de turbina está associado a uma alta demanda por REEs.
ÿ Caixa de engrenagens SCIG (gerador de indução gaiola de esquilo).
Hoje, uma combinação de tipos de turbinas eólicas é usada para atender 
às várias condições específicas do local onshore e offshore, por exemplo:
Todas essas tecnologias são adequadas para aplicações onshore e 
offshore, exceto para SCIGs que são aplicados apenas para energia eólica 
offshore. Os DFIGs dominam o mercado onshore hoje em dia, enquanto os 
SCIGs dominam o mercado offshore. Direct drive HTS (supercondutores 
de alta temperatura) é uma tecnologia promissora atualmente em um 
estágio inicial de pesquisa.
ÿ Direct drive EESG (gerador síncrono eletricamente excitado);
As turbinas eólicas são projetadas especificamente para melhorar seu 
desempenho em termos de produção de energia, confiabilidade, operação, 
manutenção, custo de capital e transporte. As turbinas eólicas modernas 
integram uma série de componentes altamente otimizados, como gerador, 
trem de força, rotor e lâmina para produzir os menores custos de energia 
possíveis.
ÿ Direct drive PMSG (gerador síncrono de ímã permanente);
Figura 18. Matérias-primas utilizadas em turbinas eólicas
ÿ Caixa de engrenagens PMSG (gerador síncrono de ímã 
permanente);
A lâmina é outro componente chave de uma turbina eólica. Permite cargas 
para suportar as velocidades do vento continuamente variáveis.
29
A energia eólica é uma das tecnologias mais rentáveis para a mitigação 
das alterações climáticas e é um setor em crescimento na base industrial 
da UE. Uma maior penetração da tecnologia eólica na UE e nos mercados 
globais depende das suas características técnico-económicas, juntamente 
com os quadros regulamentares e a eficácia das políticas energéticas. 
Também será influenciado pela estabilidade da oferta de materiais e 
evolução dos preços dos materiais.
Essas condições de carga, em combinação com as baixas forças 
gravitacionais exigidas, levam a uma seleção de materiais que combinam 
alta resistência ao peso com alta rigidez e resistência à fadiga. Os layups 
compostos de fibra de vidro são comumente usados para a fabricação de 
pás, embora a fibra de carbono possa representar o próximo padrão no 
reforço de turbinas eólicas.
Um componente chave de uma turbina eólica é o gerador, que converte a 
energia mecânica em energia elétrica. Existem três tipos principais de 
geradores de turbinas eólicas: corrente contínua, corrente alternativa 
síncrona e assíncrona.
Os REEs, ou seja, neodímio, praseodímio e disprósio, são ingredientes-
chave no material magnético mais poderoso, ou seja, neodímio-ferro-boro 
(NdFeB). Este ímã é usado para fabricar geradores síncronos de ímã 
permanente (PMSG), que são usados nas principais configurações de 
turbinas eólicas. Os materiais mais relevantes necessários na geração de 
energia eólica e os principais componentes de uma turbina eólica estão 
listados na Figura 18.
Molibdênio: em composição de aço 
inoxidável para muitos componentes da 
turbina
Neodímio: em ímãs permanentes de NdFeB 
para geração de eletricidade
Níquel: em ligas e aço inoxidável para 
diferentes componentes da turbina
Praseodímio: junto com neodímio em 
ímãs permanentes
Cobre: amplamente utilizado em enrolamentos 
de geradores, cabos, inversores, sistemas de 
controle
Boro: na composição de ímãs 
de neodímio-ferro-boro (NdFeB) ou como 
lubrificante
Chumbo: para soldagem ou 
revestimento de cabos na transmissão de 
eletricidade (offshore)
Disprósio: importante aditivo de ímãs 
permanentes de neodímio-ferro-boro (NdFeB)
Matéria-prima crítica
2.3 Geradores de turbinas eólicas
Nióbio: um elemento microligante em aço 
estrutural de alta resistência para torres de 
uma turbina
Cromo: essencial para aço inoxidável e 
outras ligas em rotor e pás
composição para torre, nacele, rotor e 
fundação; em ímãs permanentes de 
NdFeB
Ferro: como ferro fundido ou em aço
Manganês: essencial para a produção de 
aço usado em muitas partes de uma turbina
Pr
B
Mo
Pb
Fe
Cu
Nd
Dy
Ni
Mn
Nb
Cr
Al
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Naceles
O custo das turbinas eólicas é influenciado pelos preços dos metais, em particular no 
caso das turbinas que utilizam geradores contendo REEs. Preocupações de que o 
fornecimento de REEs pode não ser suficiente para atender à crescente demanda pela 
transição global para um futuro de energia sustentável cresceram consideravelmente 
desde a “crise” de REEs em 2011, quando a China quase monopolista impôs restrições 
à exportação.
Figura 19. Uma visão geral dos riscos de fornecimento, gargalos e atores-chave ao longo da cadeia de fornecimento de turbinas eólicas.
Lâminas
Componentes
Turbinas eólicas
Matérias-primas Materiais 
processados
Montagens
Al, B, Cr, Cu, Dy, minério 
de ferro, Pb, Mn, Mo, Nd,
2.3.1 Gargalos de fornecimento atuais ao longo da cadeia de valor
Ni, Nb, Pr
Ímãs NdFeB, fio de 
cobre, alumínio, 
aço, fibras de 
carbono, fibras de vidro
A avaliação de gargalos realizada para os aerogeradores mostra que o risco para o 
fornecimento de matéria-prima é o mais alto ao longo da cadeia de suprimentos. Este 
risco diminui a jusante através de um risco médio para o fornecimento de materiais e 
componentes processados, até um risco indetectável para montagens. De fato, a 
participação européia aumenta de 1% para as matérias-primas, para 12% para materiais 
processados, 18% para componentes, até 58% para montagens (Figura 19).
30
6%
2%
6%
29%
1%
3%
56%
2%
58%
23%
32%
12%
54%
9%
11%
20%
41%
11%
19%
3%
1%
2 Matérias-primas críticas para tecnologias estratégicas
Matéria-prima crítica
UE27
China
Outras
Japão
Rússia
EUA
África
Resto da Ásia
Resto da Europa
América latina
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UE - Capacidade Eólica Offshore
UE - Capacidade Instalada Anual de Energia Eólica OffshoreUE - Capacidade Instalada Anual de Energia Eólica Onshore
UE - Capacidade Eólica Onshore
HDS MDS LDS
Os resultados são apresentados de forma agregada para eólica 
onshore e eólica offshore. A Figura 22 (no verso) mostra a 
demanda