O Hidrogénio e as Pilhas de Combustível: Perspectivas de ...seminarios.ist.utl.pt/04-05/des/material/tfarias_mob.pdf · Protocolo de Quioto:-Acordo global: 2008 – 2012 redução

Seminários sobre Desenvolvimento Sustentável, IST, Outubro de 2004

Tiago Lopes FariasTiago Lopes FariasInstituto Superior TécnicoInstituto Superior Técnico

PORTUGALPORTUGAL

O Hidrogénio e as Pilhas de Combustível:

Perspectivas de Aplicação ao Sector dos Transportes


OS TRANSPORTES RODOVIÁRIOS E O AMBIENTE

- 1990…2003: aumento + 30%- Soluções apenas tecnológicas?- Reduzir CO2…é reduzir o consumo!

Emissões de Poluentes (CO, HC, NOx e Partículas)Emissões de Poluentes (CO, HC, NOx e Partículas)

--Normas Euro cada vez mais exigentesNormas Euro cada vez mais exigentes

--Tecnologia tem de responder a esse desafioTecnologia tem de responder a esse desafio

Protocolo de Quioto:Protocolo de Quioto:-- Acordo global: 2008 Acordo global: 2008 –– 2012 redução de 5% GEE (face a 1990)2012 redução de 5% GEE (face a 1990)-- Portugal: permitido aumento de 27% GEEPortugal: permitido aumento de 27% GEE


1 – Acordo da ACEA (140 a 120 g CO2/km)

2 – Impostos sobre os combustíveis

3 – Renovação do parque automóvel

MEDIDAS PROPOSTAS PELO PNAC - TRANSPORTES

4 – Formação de condutores em “Ecodriving”

5 – “Ridesharing”……..(dar boleia)

6 – “Road pricing” em zonas urbanas e suburbanas

7 – Introdução de “HOV e HOT lanes”

8 – Telemática para controlo de tráfego urbano


Portugal

TRANSPORTES E ENERGIA: Evolução


Taxa de ocupação (valor típico)

Consumo de Energia (Mj –passageiro- Km)

Relação Consumos (Base Metro = 100%)

Carro (gasolina) 25% 2.98 931%Carro (diesel) 25% 2.76 862%Comboio suburbano 50% 0.59 184%Autocarro 50% 0.58 181%Eléctrico 30% 0.52 162%Metro 50% 0.32 100%Bicicleta 100% 0.06 18%A pé 100% 0.16 50%

Qual a quantidade de energia necessária para transportar um passageiro num quilómetro?

Comparação dos consumos de energia de diversos meios de transporte em zona urbana


“COMPARAÇÃO DO HAMBURGUER”

1 Big Mac= 590 kCal OU 2.5 MJ

+ = 15.6 km

+ = 41.7 km

+ = 0.8 km


Soluções Tecnológicas

Apostando nos conceitos actuaisApostando nos conceitos actuais

-- motores de combustão internamotores de combustão interna

-- combustíveis fósseiscombustíveis fósseis

-- ….….

Inovando recorrendo a tecnologias alternativasInovando recorrendo a tecnologias alternativas

-- novos sistemas de propulsãonovos sistemas de propulsão

-- novos combustíveisnovos combustíveis

-- ….….

-- novo conceito de automóvelnovo conceito de automóvel


Apostando em novas tecnologias e num novo conceito de automóvel

• Combustíveis alternativos

• Etanol

• BioDiesel...

• Hidrogénio?

• Sistemas de propulsão alternativos

• Híbridos, eléctricos...Pilhas de combustível?

SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS


H2 + O2 = calor + Energia eléctrica + H2O

Uma máquina de gerar energia eléctrica.....e calor

Funcionamento de uma Pilha de Combustível


gás natural“steam reforming”

compressão

refinariapetróleo

transporteelectrolise

Fonte Renovável

Estação de enchimento

utilização

HIDROGÉNIO: GRANDES DESAFIOS


Pilhas de combustível: principais desafiosPilhas de combustível: principais desafios

• Combustível ideal: hidrogénio

• Produção

• Armazenamento

• Abastecimento

• Custo

• …

• Custo da pilha:- 500 USD por kW (10 x preço de motor c. Int.)

• Custo de componentes

• Fiabilidade

• Aceitação social

• Arranque a frio

• ....


A família NECAR da A família NECAR da DaimlerDaimler ChryslerChrysler

Necar 5 e Jeep Commander(2000; CH3OH)Necar 4 (1999)

Necar 1 (1994)

Necar 2 (1996)

Necar 3 (1997; CH3OH)


OPEL HYDROGEN 3

Necar 5 e Jeep Commander

Ford Focus


ProjectoProjecto “CUTE “CUTE -- CCleanlean UUrbanrban TTransportransport forfor EEuropeurope”

ObjectivoObjectivo::- Construção e implementação de uma frotas de autocarros urbanos a pilha de

combustível assim como da infra-estrutura de produção e abastecimento de H2.


ProjectoProjecto “CUTE “CUTE -- CCleanlean UUrbanrban TTransportransport forfor EEurope”urope”

10 10 CidadesCidades EuropeiasEuropeiasPorto (STCP + BP + IST)Porto (STCP + BP + IST),,Barcelona, Barcelona, Madrid, Madrid, London, London, Hamburg, Hamburg, Luxemburg,Luxemburg,Stockholm,Stockholm,Amsterdam, Amsterdam, Stuttgart, Stuttgart, ReykjavikReykjavik

3 3 autocarrosautocarros EvobusEvobus porpor cidadecidade

DiferentesDiferentes métodosmétodos de de produçãoprodução de H2de H2

-- energiasenergias renováveisrenováveis; ; -- gásgás natural,natural,

-- refinaria/petróleorefinaria/petróleo

-- electróliseelectrólise dada águaágua


Ar condicionado

Controlo de gasesTanques de hidrogénioDynetek 350 Bar (42 kg)

Componentes auxiliaresActuados mecanicamente

Motor Central Electric Ruland200 kW potência de tracção

Transmissão automática ZF

Pilhas de combustível (2 Ballard Mk 902, 150 kW(*) cada)

(*) potência bruta

• 3 portas• piso rebaixado

Base: Autocarro MB Citaro 12 m

Mercedes-Benz CitaroComponentes

Arrefecimento


PORTO: Estação de Abastecimento


Projecto CUTE: Porto


O Futuro : visão da General MotorsGM Hy-Wire


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