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!!