1) O documento discute os impactos econômicos e tecnológicos da introdução do hidrogênio em Portugal, analisando diferentes cadeias de produção e distribuição. 2) Foram selecionadas 18 cadeias possíveis para análise, variando os métodos de produção, armazenamento, transporte e uso final do hidrogênio. 3) Os resultados preliminares indicam que as cadeias baseadas em eletrólise e gás natural podem ser mais baratas, porém a visão pode ser alterada para incentivar outras tecnologias

1. Impactos económicos e
tecnológicos da introdução do
Hidrogénio
Hugo Seymour e Francisco
Borges (IST)

2. Apanhado geral
• Introdução
• Grupo final de cadeias seleccionado durante o
1º workshop (Porto)
• Cenários de análise
• Estimativa dos impactos relativos às cadeias
de hidrogénio em 2030 – resultados
provenientes da base de dados E3
• Distribuição das diferentes cadeias de
hidrogénio no sistema (TIMES)
• Discussão

3. Introdução
• Foco nos impactos económicos e tecnológicos da
introdução das tecnologias de hidrogénio.
– Custos relativos das cadeias de hidrogénio (E3)
– Solução mais “barata” para suprimir as necessidades de
hidrogénio em cada cenário (TIMES)
• Referência adicional a impactos ambientais (CO2)
• O objectivo da sessão é discutir os resultados
preliminares:
– São estes resultados os desejados para Portugal?
– Deverá a visão ser alterada a fim de encorajar umas
tecnologias e desencorajar outras?

4. Cadeias seleccionadas
para análise – I
1st
Feedstock H2 production CCS H2 Distribution End use
conversion transport
Wind Onsite electrolysis GH2 filling station / FC transport /
1 distribution centre stationary
Wind Central electrolysis GH2 truck GH2 filling station / FC transport /
2 distribution centre stationary
Wave power Central electrolysis Liquefaction LH2 truck LH2 filling station FC transport
3
Solar PV Onsite electrolysis GH2 filling station / FC transport /
4 distribution centre stationary
Solar heat Thermal conversion Dedicated GH2 filling station / FC transport /
5 pipeline distribution centre stationary
Biomass Gasification Liquefaction LH2 truck LH2 filling station FC transport
6
Biological Chemical Reaction Hydride Truck Hydride Capsules Portable
7 Production
Natural gas Onsite SMR GH2 filling station / FC transport /
8 distribution centre stationary
Natural gas Central SMR CCS Dedicated GH2 filling station / FC transport /
9 pipeline distribution centre stationary

5. Cadeias seleccionadas
para análise – II
1st
Feedstock H2 CCS H2 Distribution End use
production conversion transport
Natural Gas Central SMR CCS GH2 Truck GH2 filling station / FC transport /
10 distribution centre stationary
Coal Gasification CCS Dedicated GH2 filling station / FC transport /
11 pipeline distribution centre stationary
Coal Gasification CCS GH2 Truck GH2 filling station / FC transport /
12 distribution centre stationary
By-product GH2 truck GH2 filling station FC transport
13
Nuclear Central Dedicated GH2 filling station / FC transport /
14 electrolysis pipeline distribution centre stationary
El Grid Central Dedicated GH2 filling station / FC transport /
15 electrolysis pipeline distribution centre stationary
El Grid Onsite electrolysis GH2 filling station / FC transport /
16 distribution centre stationary
Import H2 Ship GH2 filling station / FC transport /
17 distribution centre stationary

6. Cenários de Hidrogénio
Transportes
Percentagem de 2020 2030 2040 2050
frota automóvel
a hidrogénio
3.3% 23.7% 54.4% 74.5%
Cenário de
alta
penetração
0.7% 7.6% 22.6% 40.0%
Cenário de
Penetração
moderada

7. Cenários de Hidrogénio
aplicações estacionárias
Residencial
Percentagem da procura 2020 2030 2040 2050
de calor para aquecimento
de espaços proveniente de
CHPs a Hidrogénio
1% 4% 8% 10%
Cenário de alta
penetração
0.1% 0.5% 2% 5%
Cenário de
Penetração moderada

8. Cenários de Hidrogénio
aplicações estacionárias
Comercial
Percentagem da 2020 2030 2040 2050
procura de calor para
aquecimento de
espaços proveniente
de CHPs a Hidrogénio
Cenário de alta 0.3% 1.3% 2.7% 3.3%
penetração
Cenário de Penetração >0% 0.2% 0.7% 1.7%
moderada

9. Base de dados E3
informação
• Uma ferramenta para analisar o hidrogénio
“from well to wheel”
• Calculo do uso energético, emissões de Gases
de efeito Estufa, outras emissões de poluentes e
custos.
• Usada previamente noutros estudos entre os
quais, HyWays (2003-2007),
CONCAWE/EUCAR/JRC (2003-2004), GM
European Well-to-Wheel Study (2002)

10. Resultados da base de
dados E3
• Horizonte temporal 2030
• Procura de hidrogénio baseada nos Cenários de alta
penetração.
• Informação tecnológica proveniente do projecto Europeu
HyWays, excepto:
• Energia das Ondas – baseado em estimativas do plano
de construção da planta de Póvoa do Varzim
• Solar fotovoltaica – baseado em estimativas da planta
em Serpa, Alentejo
• Nuclear – Custos provenientes de estimativas da
Comissão Europeia

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64

17. TIMES
Introdução
• Cenário Base
– Cenário gerado em condições normais “Business as usual”
• Cenário 1- Alta penetração das tecnologias de Hidrogénio
– Cenário gerado obrigando o modelo a usar tecnologias de
hidrogénio de acordo com as taxas de alta penetração
• Cenário 2 - Penetração moderada das tecnologias de
hidrogénio
– Cenário gerado obrigando o modelo a usar tecnologias de
hidrogénio de acordo com as taxas de alta penetração

18. Resultados do TIMES
Custos totais do sistema
• Cenário 1- Alta penetração das tecnologias
de Hidrogénio
+ 5.86% em relação ao cenário base
• Cenário 2 - Penetração moderada das
tecnologias de hidrogénio
+ 3.75% em relação ao cenário base

19. Resultados do TIMES
Produção de hidrogénio
Produção total de hidrogénio (PJ)
70 61.48
Alta penetração
60 Baixa penetração
46.43
50
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0
2020 2030 2040 2050

20. Resultados do TIMES
Cadeias seleccionadas
pelo modelo
Cenário alta penetração - Biomassa (6) Cenário de penetração moderada - Biomassa (6)
Produção de hidrogénio Produção de Hidrogénio
SMR Central. (9) (10) SMR Central. (9) (10)
SMR Onsite (8) SMR Onsite (8)
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2020 2030 2040 2050 2020 2030 2040 2050

21. Resultados E3 – sumário
• Maiores emissões:
– Electricidade da rede Nacional
– SMR descentralizada
– Produto secundário (assumindo o gás natural como fonte)
– Carvão (mesmo com sequestro de carbono)
• Maiores Custos:
– Solar (mas existe uma grande incerteza em relação a custos)
– Carvão com sequestro de carbono
– Nuclear
• Menores Custos:
– Produto secundário
– SMR
– Electricidade da Rede
– Vento

22. Sumário de resultados
TIMES
• A produção de hidrogénio é dominada por
tecnologias dependentes de gás natural
• A biomassa revela-se importante suprimindo
entre 5% a 8% das necessidades de hidrogénio

23. Perguntas em aberto
• É um sistema energético baseado maioritariamente em
gás natural e em menor escala biomassa um futuro
desejável para Portugal?
• Um sistema desta natureza vai de encontro às
necessidades nacionais de segurança de
abastecimento?
• Deveriam ser aplicadas medidas de mitigação de
emissões mais fortes?
• Deveriam mais renováveis ser “forçadas” a entrar neste
sistema?