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leonam-guimaraes
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Economia do HidrogênioEconomia do Hidrogênio
Por que o HIDROGÊNIO?• Ambientalmente limpo
• Completamente renovável
• Presente em todo lugar (água …)
• Presente nas nossas fontes atuais de energia (todos os hidrocarbonetos)
• Armazenável
• Independência energética a nível local
Economia do HidrogênioEconomia do Hidrogênio
• não é uma FONTEFONTE de energia• é um VETORVETOR de energia
• É o elemento mais abundante do Universo
• Mas praticamente não é encontrado em estado livre na natureza
• Requer energia para ser extraído das moléculas das substâncias naturais que o contêm (água, hidrocarbonetos, ...)
Como produzir HIDROGÊNIO?Como produzir HIDROGÊNIO?
Como distribuir HIDROGÊNIO?Como distribuir HIDROGÊNIO?
REBOQUE DE RESERVATÓRIOSCAMINHÃO DE ENTREGA
GASODUTO DE HIDROGENIO
HIDROGENIO LIQUIDO BOMBA & VAPORIZADOR
HIDROCARBONETOREFORMADOR
ÁGUA
ELETROLIZADOR
ELETRICIDADE ÁGUA
PRODUÇÃOCENTRALIZADA
PRODUÇÃOLOCAL
Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?Conversão em eletricidade
Células a combustível HH22 OO22 Energia Elétrica
H2O: Água
++
Utilização de HidrogênioUtilização de Hidrogênioem Células a Combustívelem Células a Combustível
Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?Conversão em eletricidade
Células a combustível
Portáteis Estacionárias
PropulsãoVeicular
Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?Conversão em eletricidade
Células a combustível
Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?Células a combustívelPROPULSÃO VEICULAR
Reservatório de Hidrogênio embarcado(uso para frotas de veículos)
Reformador de Hidrogênio embarcado(uso geral)
Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?Reformadores de METANOL
Processo de ReformaProcesso de Reforma• Principais Processos de Reforma
– Reforma-vapor: combustível + vapor d’água + calor– Oxidação parcial: combustível + O2 (parcial)– Autotérmico: combustível + vapor d’água + O2 (parcial)
• Principais Combustíveis– Hidrocarbonetos : metano (GN), GLP, gasolina– Álcoois: metanol, etanol
• Procedimentos Complementares– Reação de Shift do metano– Reação do CO– Purificação do H2: remoção do CO e CO2
FORD P200FORD P200
Sistema de PropulsãoSistema de Propulsão
FORD P2000FORD P2000
NEKARNEKAR
Sistema UTCSistema UTC
NOVABUS:NOVABUS:• Sistema de
100KW com reformador de metanolmetanol
• DOE / Georgetown University
Sistemas BALLARDSistemas BALLARD
Sistemas BALLARDSistemas BALLARD
Aspectos a serem resolvidosAspectos a serem resolvidos
• Produção do hidrogênio– Hidrólise, reforma ou processos químicos inovadores?
– Reforma de hidrocarbonetos fósseis ou renováveis?
– Fonte de calor para reforma?
– Fonte de eletricidade para a hidrólise?
• Armazenamento e distribuição do hidrogênio– Comprimido ou líquido?
– Centralizado ou distribuído? – local (embarcado)?
Aspectos a serem resolvidosAspectos a serem resolvidos• Células de combustível: Qual tipo?
Desenvolvimentos recentesDesenvolvimentos recentes• Soluções tecnológicas ainda incompletas /
ineficientes
• Baixa difusão – alto custo de equipamentos (reformadores, células)
• Ausência de padrões e normas
NECESSIDADE DE UMA POLÍTICA NECESSIDADE DE UMA POLÍTICA
INDUSTRIAL E TECNOLÓGICAINDUSTRIAL E TECNOLÓGICA
Inserção dos EUA na Inserção dos EUA na Economia do HidrogênioEconomia do Hidrogênio
Inserção do Brasil na Inserção do Brasil na Economia do HidrogênioEconomia do Hidrogênio
• Ausência de uma política geral
• Iniciativas isoladas
– Principalmente pesquisa e
desenvolvimento
– Desvinculadas de processos de
industrialização / comercialização
mais amplos
• Carência de empreendimentos
isso já há muito tempo ...
~ 10% do total de terras cultivadas
~ 1% do total de terra agricultável
Cana-de-Açúcar
~ 5 milhões de ha
Capacidade de Produção
~ 16 milhões de m3 de etanol @ custo ½ dos EUA, 1/3 da UE
O ETANOL É NOSSO!O ETANOL É NOSSO!• Vantagens competitivas do Brasil
– Condições naturais e produtivas / empresariais extremamente favoráveis
– Amplo potencial de crescimento
• Rede de distribuição já implantada– Baixo custo de implantação e operação
Necessidade URGENTE de acelerar o desenvolvimento de reformadores
Plataforma de Testes VEGAPlataforma de Testes VEGA(UNICAMP – CENEH – LH2)(UNICAMP – CENEH – LH2)
Reformador de
EtanolEtanol
Reforma do EtanolReforma do Etanol• Principais Reações do Processo
– Reação Geral• C2H5OH + 3H2O ↔ 6H2 + 2CO2
– Reações parciais• C2H5OH + H2O ↔ 4H2 + 2CO
• CO + H2O ↔ H2+CO2
• Condições da Reação– Temperatura: 500 - 700°C– Pressão: 1 a 5 atm (pouca influência)– Catalisadores: Cu, Ni, Cr, Zr, Co
Esquema de Veículo comEsquema de Veículo comReforma de Etanol On-BoardReforma de Etanol On-Board
Inserção do Brasil na Inserção do Brasil na Economia do HidrogênioEconomia do Hidrogênio
• Evolução do petróleo e derivados
• Alto custo de energia no Brasil
• Inserção do Brasil na economia do
hidrogênio – EtanolEtanol (+ eletrólise + gás natural)(+ eletrólise + gás natural)
Oportunidade Histórica
O Etanol é nosso!!