O documento discute a economia do hidrogênio como um vetor de energia renovável e limpo. Apresenta como o hidrogênio pode ser produzido através da eletrólise da água ou reforma de hidrocarbonetos e como pode ser armazenado e distribuído. Também descreve como o hidrogênio pode ser utilizado em células a combustível para gerar eletricidade para aplicações estacionárias, portáteis e veiculares.

1. 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

2. 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, ...)

3. Como produzir HIDROGÊNIO?Como produzir HIDROGÊNIO?

4. Como distribuir HIDROGÊNIO?Como distribuir HIDROGÊNIO?
REBOQUE DE RESERVATÓRIOSCAMINHÃO DE
ENTREGA
GASODUTO DE HIDROGENIO
HIDROGENIO LIQUIDO BOMBA & VAPORIZADOR
HIDROCARBONETO
REFORMADOR
ÁGUA
ELETROLIZADOR
ELETRICIDADE ÁGUA
PRODUÇÃO
CENTRALIZADA
PRODUÇÃO
LOCAL

5. Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?
Conversão em eletricidade
Células a combustível
HH22 OO22 Energia Elétrica
H2O: Água
++

6. Utilização de HidrogênioUtilização de Hidrogênio
em Células a Combustívelem Células a Combustível

7. Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?
Conversão em eletricidade
Células a combustível
Portáteis Estacionárias
Propulsão
Veicular

8. Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?
Conversão em eletricidade
Células a combustível

9. Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?
Células a combustível
PROPULSÃO VEICULAR
Reservatório de Hidrogênio
embarcado
(uso para frotas de veículos)
Reformador de Hidrogênio
embarcado
(uso geral)

10. Como usar HIDROGÊNIO?Como usar HIDROGÊNIO?
Reformadores de METANOL

11. 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

12. FORD P200FORD P200

13. Sistema de PropulsãoSistema de Propulsão
FORD P2000FORD P2000

14. NEKARNEKAR

16. Sistema UTCSistema UTC
NOVABUS:NOVABUS:
• Sistema de
100KW com
reformador de
metanolmetanol
• DOE /
Georgetown
University

17. Sistemas BALLARDSistemas BALLARD

18. Sistemas BALLARDSistemas BALLARD

19. 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)?

20. Aspectos a serem resolvidosAspectos a serem resolvidos
• Células de combustível: Qual tipo?

21. Desenvolvimentos recentesDesenvolvimentos recentes
• Soluções tecnológicas ainda incompletas /
ineficientes
• Baixa difusão – alto custo de
equipamentos (reformadores, células)
• Ausência de padrões e normas
NECESSIDADE DE UMA POLÍTICANECESSIDADE DE UMA POLÍTICA
INDUSTRIAL E TECNOLÓGICAINDUSTRIAL E TECNOLÓGICA

22. Inserção dos EUA naInserção dos EUA na
Economia do HidrogênioEconomia do Hidrogênio

23. Inserção do Brasil naInserção 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

24. isso já há muito tempo ...

25. ~ 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

26. 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

27. Plataforma de Testes VEGAPlataforma de Testes VEGA
(UNICAMP – CENEH – LH2)(UNICAMP – CENEH – LH2)
Reformador de
EtanolEtanol

28. 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

29. Esquema de Veículo comEsquema de Veículo com
Reforma de Etanol On-BoardReforma de Etanol On-Board

30. Inserção do Brasil naInserção 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!!