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
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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
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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
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Portugal
TRANSPORTES E ENERGIA: Evolução
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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
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“COMPARAÇÃO DO HAMBURGUER”
1 Big Mac= 590 kCal OU 2.5 MJ
+ = 15.6 km
+ = 41.7 km
+ = 0.8 km
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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
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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
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H2 + O2 = calor + Energia eléctrica + H2O
Uma máquina de gerar energia eléctrica.....e calor
Funcionamento de uma Pilha de Combustível
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gás natural“steam reforming”
compressão
refinariapetróleo
transporteelectrolise
Fonte Renovável
Estação de enchimento
utilização
HIDROGÉNIO: GRANDES DESAFIOS
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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
• ....
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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)
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OPEL HYDROGEN 3
Necar 5 e Jeep Commander
Ford Focus
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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.
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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
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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
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PORTO: Estação de Abastecimento
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Projecto CUTE: Porto
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O Futuro : visão da General MotorsGM Hy-Wire
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