(1(5,$ '2 +,'52Ç1,2

UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA

ALEXANDRE JOSEacute LOBATO WANGHON

ENERGIA DO HIDROGEcircNIO

Palhoccedila

2018



Trabalho de Conclusatildeo de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial agrave obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Engenheiro Civil

Orientador Prof Djan de Almeida do Rosaacuterio Esp

Palhoccedila

2018

Dedico este trabalho aos meus familiares

pelo total incentivo ao longo desses anos

de graduaccedilatildeo E tambeacutem agraves pessoas

queridas que de alguma forma

contribuiacuteram para o ecircxito dessa

caminhada

AGRADECIMENTOS

Agradeccedilo inicialmente aos meus pais Alexandre e Zuila que natildeo mediram

esforccedilos para me incentivar e apoiar ao longo desses 7 anos de graduaccedilatildeo Poder ser

o segundo filho a entregar um diploma de graduaccedilatildeo a eles eacute motivo de orgulho e

satisfaccedilatildeo

Agrave minha irmatilde Zuila companheira de todas as horas e responsaacutevel direta

pelo sucesso dessa caminhada Obrigado pela oportunidade de compartilhar

momentos especiais da tua vida

Ao meu irmatildeo Zeacute e minha cunhada Caroline pelo sentido extra que deram

a minha vida minha afilhada Juju As dores de cabeccedila da faculdade eram resolvidas

a cada viacutedeo da princesa

Ao meu Orientador Djan e aos professores Romson e Oscar por toda a

disposiccedilatildeo e compreensatildeo dos problemas enfrentados ao longo desse ano Fica

minha gratidatildeo eterna por nunca negarem apoio

Por fim um agradecimento especial a todos os amigos que fizeram parte

dessa jornada Foram 7 anos 3 universidades e 3 cidades percorridas para que esse

momento chegasse Independentemente do rumo que a vida tome foi uma etapa que

valeu a pena e que guardarei com muito carinho e boas recordaccedilotildees

ldquoNatildeo existe conquista indolor Vocecirc escolhe os desafios e renuacutencias que te

conduzem agrave prosperidade ou os prazeres mediacuteocres e fugazes que te levaratildeo ao

fracassordquo (Abel Ribeiro)

RESUMO

O aumento dos impactos ambientais resultantes da queima de combustiacuteveis foacutesseis

pressionou a comunidade internacional a buscar fontes energeacuteticas renovaacuteveis e

limpas A consolidaccedilatildeo de alternativas como as energias eoacutelica e solar esbarraram

nos obstaacuteculos de baixa eficiecircncia e incapacidade de armazenamento Nesse

contexto ascendeu a cadeia energeacutetica comandada pelas ceacutelulas a combustiacutevel e

pelo hidrogecircnio o elemento mais abundante do planeta Com eficiecircncia semelhante

aos combustiacuteveis derivados de petroacuteleo miacutenimo impacto ambiental e vasta gama de

aplicaccedilotildees foram fortalecidos os esforccedilos pela ldquoEra do Hidrogecircniordquo na qual o

hidrogecircnio substituiria o petroacuteleo como principal vetor energeacutetico do planeta Por meio

de uma minuciosa revisatildeo bibliograacutefica esse trabalho busca apresentar essa

tecnologia com o objetivo de incentivar novos esforccedilos acadecircmicos futuros tendo em

vista que o conteuacutedo eacute pouco aprofundado na literatura brasileira Seratildeo apresentados

os principais conceitos para o entendimento da cadeia energeacutetica do hidrogecircnio bem

como o seu atual estaacutegio e as perspectivas para os proacuteximos anos comprovando que

a energia do hidrogecircnio jaacute eacute uma realidade e que a sua popularizaccedilatildeo eacute apenas uma

questatildeo de tempo

Palavras-chave Energia Renovaacutevel Hidrogecircnio Ceacutelula a Combustiacutevel

ABSTRACT

The increased environmental impacts resulting from the burning of fossil fuels have

pressed the international community to seek clean and renewable energy sources The

consolidation of alternatives such as wind and solar energy have hampered the

obstacles of low efficiency and inability to store In this context it ascended the energy

chain commanded by hydrogen the most abundant element of the planet With similar

efficiency to petroleum-based fuels minimal environmental impact and a wide range

of applications efforts were strengthened for the Hydrogen Age in which hydrogen

would replace petroleum as the planets main energy vector Through a thorough

bibliographical review this work seeks to present this technology with the aim of

encouraging future academic efforts considering that the content is not deepened in

Brazilian literature It will present the main concepts for the understanding of the

hydrogen energy chain as well as its current stage and perspectives for the coming

years proving that hydrogen energy is already a reality and that its popularization is

only a matter of time

Keywords Renewable Energy Hydrogen Fuel Cell

UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA - UNISUL

ALEXANDRE WANGHON


TRABALHO DE CONCLUSAtildeO DE CURSO

Palhoccedila2018

ALEXANDRE WANGHON


Trabalho de Conclusatildeo de Curso apresen-tado ao Curso de Engenharia Civil da Uni-versidade do Sul de Santa Catarina comorequisito parcial agrave obtenccedilatildeo do tiacutetulo de En-genheiro Civil

Orientador Djan de Almeida do Rosaacuterio

Palhoccedila2018



Este Trabalho de Conclusatildeo de Curso foi julgado adequado agrave obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Engenheiro Civil e aprovado em sua forma final pelo Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina

Palhoccedila 07 de Novembro de 2018

______________________________________________________

Professor e orientador Djan de Almeida do Rosaacuterio Esp Universidade do Sul de Santa Catarina

______________________________________________________

Prof Fernanda Soares de Souza Oliveira MSc Universidade do Sul de Santa Catarina

______________________________________________________

Eng Marcelo Oliveira Barcaro Eng Civil SETEP Construccedilotildees SA

Dedico este trabalho aos meus familiares pelototal incentivo ao longo desses anos de gradu-accedilatildeo E tambeacutem agraves pessoas queridas que dealguma forma contribuiacuteram para o ecircxito dessacaminhada

AGRADECIMENTOS

Agradeccedilo inicialmente aos meus pais Alexandre e Zuila que natildeo mediramesforccedilos para me incentivar e apoiar ao longo desses 7 anos de graduaccedilatildeo Poderser o segundo filho a entregar um diploma de graduaccedilatildeo a eles eacute motivo de orgulho esatisfaccedilatildeo

Agrave minha irmatilde Zuila companheira de todas as horas e responsaacutevel diretapelo sucesso dessa caminhada Obrigado pela oportunidade de compartilhar momentosespeciais (e alguns nem tanto hahaha) da tua vida

Ao meu irmatildeo Zeacute e minha cunhada Caroline pelo sentido extra que derama minha vida minha afilhada Juju As dores de cabeccedila da faculdade eram saradas acada viacutedeo da princesa

Ao meu Orientador Djan e aos professores Romson e Oscar por toda adisposiccedilatildeo e compreensatildeo dos problemas enfrentados ao longo dessa caminhadaFica minha gratidatildeo eterna por nunca negarem apoio

Por fim um agradecimento especial a todos os amigos que fizeram partedessa jornada Foram 7 anos 3 universidades e 3 cidades percorridas para que essemomento chegasse Independente de qualquer rumo que a vida tome foi uma etapaque valeu a pena e que guardarei com muito carinho e boas recordaccedilotildees

ldquoNatildeo existe conquista indolor Vocecirc escolhe osdesafios e renuacutencias que te conduzem agrave pros-peridade ou os prazeres mediacuteocres e fugazesque te levaratildeo ao fracassordquo (Abel Ribeiro)

RESUMO

O aumento dos impactos ambientais resultantes da queima de combustiacuteveisfoacutesseis pressionou a comunidade internacional a buscar fontes energeacuteticas renovaacuteveise limpas A consolidaccedilatildeo de alternativas como as energias eoacutelica e solar esbarraramnos obstaacuteculos de baixa eficiecircncia e incapacidade de armazenamento Nesse contextoascendeu a cadeia energeacutetica comandada pelas ceacutelulas a combustiacutevel e pelo hidrogecircnioo elemento mais abundante do planeta Com eficiecircncia semelhante aos combustiacuteveisderivados de petroacuteleo miacutenimo impacto ambiental e vasta gama de aplicaccedilotildees foramfortalecidos os esforccedilos pela ldquoEra do Hidrogecircniordquo na qual o hidrogecircnio substituiriao petroacuteleo como principal vetor energeacutetico do planeta Por meio de uma minuciosarevisatildeo bibliograacutefica esse trabalho busca apresentar essa tecnologia com o objetivode incentivar novos esforccedilos acadecircmicos futuros tendo em vista que o conteuacutedo eacutepouco aprofundado na literatura brasileira Seratildeo apresentados os principais conceitosbaacutesicos para o entendimento da cadeia energeacutetica do hidrogecircnio bem como o seuatual estaacutegio e as perspectivas para os proacuteximos anos comprovando que a energia dohidrogecircnio jaacute eacute uma realidade e que a sua popularizaccedilatildeo eacute apenas uma questatildeo detempo


ABSTRACT

The increased environmental impacts resulting from the burning of fossil fuelshave pressed the international community to seek clean and renewable energy sourcesThe consolidation of alternatives such as wind and solar energy have hampered theobstacles of low efficiency and inability to store In this context it ascended the energychain commanded by hydrogen the most abundant element of the planet With similarefficiency to petroleum-based fuels minimal environmental impact and a wide range ofapplications efforts were strengthened for the ldquoHydrogen Agerdquo in which hydrogen wouldreplace petroleum as the planetrsquos main energy vector Through a thorough bibliographicalreview this work seeks to present this technology with the aim of encouraging futureacademic efforts considering that the content is not deepened in Brazilian literature Itwill present the main concepts for the understanding of the hydrogen energy chain aswell as its current stage and perspectives for the coming years proving that hydrogenenergy is already a reality and that its popularization is only a matter of time


LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 ndash Reparticcedilatildeo da oferta interna nacional de energia 19Figura 2 ndash Comparaccedilatildeo da participaccedilatildeo das fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica 20Figura 3 ndash Combustiacuteveis usados pela nossa sociedade desde a Revoluccedilatildeo In-

dustrial mostrando sua progressiva descarbonizaccedilatildeo e aumento noteor de hidrogecircnio e na densidade energeacutetica com indicaccedilotildees eprojeccedilotildees de periacuteodos correspondentes ao pico de utilizaccedilatildeo 21

Figura 4 ndash Comparaccedilatildeo de capacidades entre meacutetodos de armazenamento deenergia sem emissotildees de carbono 22

Figura 5 ndash Representaccedilatildeo do processo de hidroacutelise 23Figura 6 ndash Cilindros contendo hidrogecircnio gasoso 26Figura 7 ndash Nuacutemero de estaccedilotildees de abastecimento de hidrogecircnio nos Estados

Unidos Europa e Aacutesia 29Figura 8 ndash Esquema da montagem de uma ceacutelula a combustiacutevel 30Figura 9 ndash Esquema de funcionamento de uma ceacutelula a combustiacutevel 31Figura 10 ndash Bombeamento do gaacutes hidrogecircnio 32Figura 11 ndash Separaccedilatildeo do gaacutes hidrogecircnio 32Figura 12 ndash Bombeamento do gaacutes oxigecircnio 33Figura 13 ndash Produto final do processo 33Figura 14 ndash Representaccedilatildeo de uma Pilha a Combustiacutevel 38Figura 15 ndash Membros da Parceria Internacional para a Economia do Hidrogecircnio 39Figura 16 ndash Membros do Conselho do Hidrogecircnio 40Figura 17 ndash Etapas de funcionamento de um carro a hidrogecircnio 45Figura 18 ndash Toyota Mirai sendo abastecido em um posto de hidrogecircnio 47Figura 19 ndash Interior de um Toyota Mirai 47Figura 20 ndash Principais componentes do Toyota Mirai 48Figura 21 ndash Audi H-tron Quattro SUV movido a hidrogecircnio 48Figura 22 ndash Nissan e-Bio movido a ceacutelula a combustiacutevel que rodaraacute no Brasil 49Figura 23 ndash Veiacuteculo da Nissan movido a ceacutelula a combustiacutevel sendo apresentado

ao Presidente Michel Temer 49Figura 24 ndash Ocircnibus movido a hidrogecircnio que circula em Satildeo Paulo 50Figura 25 ndash Trem movido a ceacutelula de hidrogecircnio que iniciou operaccedilatildeo na Alemanha 51Figura 26 ndash Esquema do sistema de produccedilatildeo de ldquohidrogecircnio solarrdquo 53Figura 27 ndash Aviatildeo Helios protoacutetipo da NASA 54Figura 28 ndash Da extraccedilatildeo ao uso do hidrogecircnio como fonte energeacutetica 57

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 ndash Comparaccedilatildeo entre tipos de ceacutelulas a combustiacutevel 37Tabela 2 ndash Recomendaccedilotildees para o Inventivo agrave Economia do Hidrogecircnio se-

gundo o CGEE 42Tabela 3 ndash Diferenccedilas entre os motores eleacutetrico e a combustatildeo 58Tabela 4 ndash Semelhanccedilas e diferenccedilas entre as ceacutelulas a combustiacutevel e as baterias 59Tabela 5 ndash Oportunidades e ameaccedilas da opccedilatildeo pelo hidrogecircnio como principal

fonte energeacutetica 60

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABH2 Associaccedilatildeo Brasileira do Hidrogecircnio

ABNT Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas

AFC Ceacutelula a Combustiacutevel Alcalina

CEO Chefe Executivo de Ofiacutecio

CGEE Centro de Gestatildeo e Estudos Estrateacutegicos

CH4 Metano

CO2 Dioacutexido de Carbono

DBD Descarga de Barreira Dieleacutetrica

DEFC Ceacutelula a Combustiacutevel de Etanol Direto

DMFC Ceacutelula a Combustiacutevel de Metanol Direto

EMTU Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de Satildeo Paulo

H2 Hidrogecircnio

H2O Agua

IPHE International Partnership for the Hydrogen Economy

LTP Laboratoacuterio de Tecnologias a Plasma

MCFC Ceacutelula a Combustiacutevel de Carbonato Fundido

MCT Ministeacuterio da Ciecircncia Tecnologia e Inovaccedilatildeo

NASA National Aeronautics and Space Administration

NUPHI Nuacutecleo de Pesquisa de Hidrogecircnio

O2 Oxigecircnio

PAFC Ceacutelula a Combustiacutevel de Aacutecido Fosfoacuterico

PEMFC Ceacutelula a Combustiacutevel de Membrana de Troca de Proacutetons

PIB Produto Interno Bruto

PNUD Programa das Naccedilotildees Unidas para o Desenvolvimento

ProH2 Programa de Ciecircncia Tecnologia e Inovaccedilatildeo para a Economia do Hidro-gecircnio

SOFC Ceacutelula a Combustiacutevel de Oacutexido Soacutelido

TCC Trabalho de Conclusatildeo de Curso

UFSC Universidade Federal de Santa Catarina

UNISUL Universidade do Sul de Santa Catarina

WHEC Conferecircncia Mundial de Energia do Hidrogecircnio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 1411 JUSTIFICATIVA 1512 OBJETIVOS 16121 Objetivos gerais 16122 Objetivos especiacuteficos 1613 PROBLEMA DE PESQUISA 1614 LIMITACcedilOtildeES DE PESQUISA 1715 METODOLOGIA DE PESQUISA 1716 ESTRUTURA DE TRABALHO 172 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 1921 FONTES RENOVAacuteVEIS DE ENERGIA 1922 A ERA DO HIDROGEcircNIO 20221 Extraccedilatildeo do Hidrogecircnio 222211 Eletroacutelise 232212 Reforma a vapor 242213 Lixo Urbano 242214 Biomassa 242215 Piroacutelise a plasma 242216 Meacutetodos inovadores 252217 Armazenamento de hidrogecircnio 2522171 Hidrogecircnio gasoso 2522172 Hidrogecircnio liacutequido 2622173 Hidretos metaacutelicos 27222 Vantagens da Economia do Hidrogecircnio 27223 Infraestrutura do Hidrogecircnio 2823 CEacuteLULA A COMBUSTIacuteVEL 29231 Componentes de uma Ceacutelula a Combustiacutevel 30232 Funcionamento de uma Ceacutelula a Combustiacutevel 31233 Caracteriacutesticas de uma ceacutelula a combustiacutevel 34234 Tipos de ceacutelula a combustiacutevel 342341 PEMFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Membrana de Troca de Proacutetons) 342342 DMFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Metanol Direto) 352343 PAFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Aacutecido Fosfoacuterico) 352344 SOFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Oacutexido Soacutelido) 352345 MCFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Carbonato Fundido) 362346 AFC (Ceacutelula a Combustiacutevel Alcalina) 362347 DEFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Etanol Direto) 36

235 Pilha de Ceacutelulas a Combustiacutevel 373 ESFORCcedilOS PARA A CONSOLIDACcedilAtildeO DA ECONOMIA DO HIDRO-

GEcircNIO 3931 PARCERIA INTERNACIONAL PARA A ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO 3932 OUTROS ESFORCcedilOS INTERNACIONAIS 4033 ESFORCcedilOS NACIONAIS 404 A ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO NA PRAacuteTICA 4441 APLICACcedilOtildeES PARA AS CEacuteLULAS A COMBUSTIacuteVEL 44411 Veiacuteculos movidos a hidrogecircnio 444111 Automoacuteveis 444112 Ocircnibus 504113 Aviotildees 514114 Suporte industrial 514115 Trens 51412 Equipamentos portaacuteteis 52413 Geraccedilatildeo de energia estacionaacuteria 52414 Aplicaccedilatildeo espacial 5342 PARCERIA ENTRE CEacuteLULA A COMBUSTIacuteVEL E CEacuteLULA FOTO-

VOLTAICA 5343 OBSTAacuteCULOS PARA A ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO 555 CONCLUSOtildeES 5751 RESUMO DO PROCESSO 5752 HIDROGEcircNIO VERSUS COMBUSTIacuteVEIS FOacuteSSEIS 5853 CEacuteLULA A COMBUSTIacuteVEL VERSUS BATERIA 5854 OPORTUNIDADES E AMEACcedilAS 5955 PERSPECTIVAS PARA A ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO 6056 MELHORIAS PARA O PROCESSO 6257 PROPOSTA DE TRABALHO PRAacuteTICO 63

REFEREcircNCIAS 64

14

1 INTRODUCcedilAtildeO

O desenvolvimento de um paiacutes seja ele econocircmico ou social estaacute direta-mente relacionado ao seu potencial energeacutetico Historicamente as naccedilotildees que sou-beram utilizar suas fontes de energia tornaram-se grandes potecircncias mundiais Comum desenvolvimento baseado no carvatildeo por exemplo a Inglaterra liderou a PrimeiraRevoluccedilatildeo Industrial Posteriormente com o surgimento dos motores agrave explosatildeo osEstados Unidos a partir do aproveitamento energeacutetico do petroacuteleo no seacuteculo XXtornaram-se a maior potecircncia do planeta (GOMES NETO 2005)

Os avanccedilos tecnoloacutegicos ao longo dos anos possibilitaram a utilizaccedilatildeo dopetroacuteleo como fonte energeacutetica nas mais diversas atividades o que resultou em umaverdadeira corrida ao ldquoouro negrordquo que tornou-se o principal recurso energeacutetico domundo Em 2015 cerca de 87 da energia consumida no mundo era resultado daqueima de combustiacuteveis foacutesseis derivados do petroacuteleo (VIANA TAVARES LIMA 2015)No Brasil em 2017 esses derivados representavam 365 da oferta interna de energiao dobro da segunda maior fonte que eacute a biomassa de cana com 175 (BRASILEmpresa de Pesquisa Energeacutetica (Ministeacuterio de Minas e Energias) 2017)

No entanto o aproveitamento energeacutetico a partir do petroacuteleo sempre esteveno centro de polecircmicas e incertezas Primeiramente por ser um recurso natural elenatildeo estaacute distribuiacutedo de maneira homogecircnea entre os paiacuteses Assim a seguranccedilaenergeacutetica global depende de um nuacutemero reduzido de atores que na maioria da vezessobrepotildeem interesses proacuteprios sobre os globais resultando em instabilidades poliacuteticasreligiosas e econocircmicas Aleacutem disso por ser um recurso natural natildeo-renovaacutevel aexploraccedilatildeo excessiva resultou em uma draacutestica reduccedilatildeo das reservas de petroacuteleoe o risco de esgotamento nas proacuteximas deacutecadas ligou o sinal de alerta (CAcircMARADOS DEPUTADOS 2012) Se natildeo bastassem os riscos em termos de oferta o usodo petroacuteleo tem encarado cada vez mais pressotildees por seu impacto ambiental naatmosfera como a potencializaccedilatildeo do efeito estufa Como bem afirma Miranda (2017)ldquo( ) a era do petroacuteleo natildeo terminaraacute por falta dele mas por causa dos efeitos deleteacuteriosdo uso de combustiacuteveis foacutesseisrdquo Por exemplo de 1992 a 2017 ocorreu um aumentode 1676 na temperatura global com um acreacutescimo anual das emissotildees de CO2 de621 (RIPPLE et al 2017)

O constante aumento na demanda energeacutetica global aliado aos problemasresultantes da exploraccedilatildeo do petroacuteleo fez surgir a necessidade da busca por fontesalternativas de energia em especial fontes renovaacuteveis a um custo viaacutevel e baixo impactoambiental (VARGAS 2017) Como bem afirma o Programa das Naccedilotildees Unidas para oDesenvolvimento na sua Avaliaccedilatildeo Mundial de Energia

A energia eacute essencial para que se atinjam os objetivos econocircmicos sociaise ambientais inter-relacionados do desenvolvimento sustentaacutevel Mas paraalcanccedilar essa importante meta os tipos de energia que produzimos e as

Capiacutetulo 1 Introduccedilatildeo 15

formas como os utilizamos teratildeo de mudar Do contraacuterio danos ao meio ambi-ente ocorreratildeo mais rapidamente a desigualdade aumentaraacute e o crescimentoeconocircmico global seraacute prejudicado (PNUD 2000 apud TOLMASQUIM 2003)

O Brasil eacute liacuteder mundial no uso de fontes renovaacuteveis de energia Enquanto ameacutedia global eacute de 135 a participaccedilatildeo de renovaacuteveis na oferta energeacutetica brasileira eacutede 435 (BRASIL Empresa de Pesquisa Energeacutetica (Ministeacuterio de Minas e Energias)2017) Inclusive o protagonismo brasileiro em energias limpas continua aumentandoEm 2016 por exemplo houve um aumento de 55 na geraccedilatildeo de energia eoacutelica doBrasil No entanto ainda assim a inseguranccedila energeacutetica nacional eacute pauta constantede debates e a busca pela diversificaccedilatildeo de fontes continua sendo um imperativo

Esse trabalho abordaraacute uma importante fonte renovaacutevel e limpa que temganhado protagonismo cientiacutefico nos uacuteltimos anos o aproveitamento energeacutetico dohidrogecircnio a partir de ceacutelulas a combustiacutevel A chamada ldquoEnergia do Hidrogecircniordquo eacuteconhecida haacute muitos seacuteculos mas a sua aplicaccedilatildeo tanto acadecircmica quanto comercialainda encontra-se em fase de consolidaccedilatildeo Assim esse trabalho buscaraacute apresentaros principais conceitos que envolvem essa tecnologia bem como o atual estaacutegio dedesenvolvimento em que ela se encontra

11 JUSTIFICATIVA

Os impactos ambientais sociais e econocircmicos gerados pela exploraccedilatildeo doscombustiacuteveis foacutesseis pressionou a comunidade mundial a buscar fontes energeacuteticaslimpas capazes de substituir o modelo energeacutetico vigente Essa busca por alternativasenergeacuteticas sustentaacuteveis exige uma participaccedilatildeo acadecircmica ativa Inclusive o Trabalhode Conclusatildeo de Curso (TCC) eacute o primeiro passo para a integraccedilatildeo cientiacutefica do alunono caminho das pesquisas necessaacuterias para a consolidaccedilatildeo de novas tecnologiasNesse sentido buscou-se o aproveitamento desse TCC em um assunto que pudesseproporcionar um resultado efetivo uma real contribuiccedilatildeo para a sociedade e para omeio acadecircmico

A partir desse pressuposto buscaram-se alternativas energeacuteticas natildeo con-vencionais e pouco aprofundadas que pudessem colocar a Universidade do Sul deSanta Catarina (UNISUL) como uma referecircncia no estado visto que fontes energeacuteticasustentaacuteveis tradicionais como a solar e a eoacutelica jaacute estatildeo consolidadas na estruturadas demais universidades em especial na Universidade Federal de Santa Catarina(UFSC) Dessa forma foi identificado o potencial do hidrogecircnio encarado como o futuroenergeacutetico do mundo mas pouco estudado no Brasil

A estrutura da UNISUL principalmente com o Laboratoacuterio de Tecnologiasa Plasma (LTP) permite um consideraacutevel aprofundamento nesse assunto Assim aproposta desse trabalho era aproveitar essa estrutura da universidade e fazer umaabordagem praacutetica da teoria a ser abordada nas proacuteximas paacuteginas No entanto em


virtude de impedimentos pessoais adaptou-se esse trabalho para uma abordagembibliograacutefica objetivando servir de base e inspiraccedilatildeo para pesquisas futuras

Sendo assim esse trabalho busca apresentar a cadeia energeacutetica do hidro-gecircnio explicando o porquecirc de ele ser considerado o substituto do petroacuteleo no futuro eapresentando o status atual dessa tecnologia nos planos internacional e nacional

12 OBJETIVOS

Os objetivos estatildeo descritos de forma dividida entre os objetivos gerais e osobjetivos especiacuteficos

121 Objetivos gerais

Apresentar o estaacutegio atual do aproveitamento do hidrogecircnio a partir deceacutelulas a combustiacutevel descrevendo seus tipos e suas caracteriacutesticas com base naliteratura relacionada

122 Objetivos especiacuteficos

bull Identificar os motivos da ascensatildeo da energia do hidrogecircnio

bull Descrever a cadeia do hidrogecircnio e os seus benefiacutecios

bull Identificar as formas de extraccedilatildeo do hidrogecircnio

bull Descrever o funcionamento de uma ceacutelula a combustiacutevel

bull Comparar o modelo energeacutetico a partir de ceacutelula a combustiacutevel e hidrogecircniocom o modelo vigente a partir de combustiacuteveis foacutesseis

bull Apresentar o estaacutegio atual da tecnologia do hidrogecircnio no Brasil e os esforccedilosnacionais para o seu desenvolvimento

bull Apresentar o estaacutegio atual da tecnologia do hidrogecircnio no plano internacionale os esforccedilos internacionais para o seu desenvolvimento

bull Buscar possiacuteveis melhorias para a Era do Hidrogecircnio

13 PROBLEMA DE PESQUISA

bull O atual estaacutegio do uso do hidrogecircnio como fonte energeacutetica limpa estaacute cum-prindo as expectativas criadas sobre a tecnologia de ser o futuro energeacuteticosustentaacutevel do mundo


14 LIMITACcedilOtildeES DE PESQUISA

O conhecimento do hidrogecircnio como potencial fonte energeacutetica eacute antigoporeacutem o efetivo interesse dos estudiosos e das empresas envolvidas com energia eacuterecente Assim a quantidade de obras literaacuterias sobre o assunto eacute escassa especial-mente em liacutengua portuguesa

Os resultados das pesquisas satildeo tatildeo recentes que haacute poucos estudosrealmente detalhados na maioria dos casos os dados foram divulgados de maneirabruta Assim a maior parte do conteuacutedo coletado para esse trabalho eacute parte depublicaccedilotildees governamentais e de publicaccedilotildees cientiacuteficas sobre as descobertas

15 METODOLOGIA DE PESQUISA

A pesquisa bibliograacutefica presente neste trabalho aborda temas relacionadosagrave Energia do Hidrogecircnio que buscam compreender os princiacutepios da tecnologia e enten-der a sua evoluccedilatildeo e foi realizada atraveacutes de pesquisas em artigos cientiacuteficos livrospublicaccedilotildees governamentais e materiais disponiacuteveis online A pesquisa bibliograacutefica ldquoeacutedesenvolvida com base em material jaacute elaborado constituiacutedo principalmente de livros eartigos cientiacuteficosrdquo (GIL 2010)

Assim a pesquisa realizada neste trabalho pode ser identificada como dotipo exploratoacuteria ainda que tambeacutem apresente caracteriacutesticas descritivas e explicativasIsto porque segundo Boente e Braga (2004) a pesquisa exploratoacuterio pode ser caracteri-zada como aquela que busca propiciar uma maior compreensatildeo de um problema sobreo qual haacute poucas informaccedilotildees assumindo geralmente a forma de pesquisas bibliograacute-ficas ou estudos de caso No caso deste trabalho a teacutecnica utilizada eacute essencialmentede revisatildeo bibliograacutefica

16 ESTRUTURA DE TRABALHO

O trabalho seraacute apresentado em cinco capiacutetulos O primeiro abordaraacute osprinciacutepios introdutoacuterios como os objetivos gerais e especiacuteficos o problema a sersolucionado as limitaccedilotildees da pesquisa a metodologia adotada e a estrutura

O segundo capiacutetulo apresentaraacute os conceitos necessaacuterios para o entendi-mento do funcionamento da Era do Hidrogecircnio a partir de uma minuciosa revisatildeobibliograacutefica Nele seraacute abordada a importacircncia da ascensatildeo do hidrogecircnio como fonteenergeacutetica as formas de extraccedilatildeo do hidrogecircnio os meacutetodos de armazenamento ospressupostos de funcionamento das ceacutelulas a combustiacutevel e as diferentes tecnologiasexistentes

O terceiro capiacutetulo trataraacute dos esforccedilos das comunidades internacional enacional para a efetivaccedilatildeo do hidrogecircnio como protagonista energeacutetico tanto do ponto


de vista governamental como do civilO quarto capiacutetulo traraacute as principais aplicaccedilotildees das ceacutelulas a combustiacutevel

exemplificando como elas tecircm alterado o atual modelo energeacutetico Aleacutem disso seraacuteapresentada a importante parceria entre as ceacutelulas a combustiacutevel e fotovoltaacuteica

O uacuteltimo capiacutetulo abordaraacute as conclusotildees das propostas apresentadas pormeio de comparaccedilotildees entre as tecnologias e de perspectivas para o futuro do temapesquisado

19

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

21 FONTES RENOVAacuteVEIS DE ENERGIA

Denomina-se fonte renovaacutevel aquela capaz de produzir energia de maneirainesgotaacutevel ou seja que possui uma taxa de utilizaccedilatildeo menor que a sua taxa derenovaccedilatildeo Os principais exemplos de fontes renovaacuteveis satildeo as energias da biomassahidraacuteulica geoteacutermica solar e eoacutelica (TOLMASQUIM 2003)

A matriz energeacutetica brasileira ainda eacute composta majoritariamente por fontesnatildeo renovaacuteveis de energia principalmente a partir de petroacuteleo e seus derivados Noentanto quando realizada uma comparaccedilatildeo com a realidade internacional observa-seque o Paiacutes possui um grande destaque com o uso de fontes energeacuteticas renovaacuteveisem relaccedilatildeo agraves demais naccedilotildees como observado nas figuras 1 e 2 (BRASIL Em-presa de Pesquisa Energeacutetica (Ministeacuterio de Minas e Energias) 2017)

Figura 1 ndash Reparticcedilatildeo da oferta interna nacional de energia

Fonte Adaptada de Balanccedilo Energeacutetico Nacional (2017)

Capiacutetulo 2 Revisatildeo Bibliograacutefica 20

Figura 2 ndash Comparaccedilatildeo da participaccedilatildeo das fontes renovaacuteveis na matriz energeacutetica


Na constante busca por alternativas renovaacuteveis e sustentaacuteveis de energiaum recurso natural em especial tem chamado a atenccedilatildeo de pesquisadores empresaacuteriose governos o hidrogecircnio Os avanccedilos tecnoloacutegicas das uacuteltimas deacutecadas possibilitaramque o hidrogecircnio o elemento mais simples e abundante do universo fosse utilizadocomo fonte energeacutetica inaugurando a chamada ldquoEra do Hidrogecircniordquo ou ldquoEconomia doHidrogecircniordquo (KENSKI 2016) Neste paradigma econocircmico o hidrogecircnio substituiria opetroacuteleo como principal vetor energeacutetico do planeta

22 A ERA DO HIDROGEcircNIO

Seja por comodidade seja por preocupaccedilatildeo ambiental a evoluccedilatildeo da huma-nidade tem passado pelo Processo de Descarbonizaccedilatildeo (figura 3) que eacute o aumentoda quantidade de moleacuteculas de hidrogecircnio em relaccedilatildeo ao carbono nas alternativasenergeacuteticas Na lenha por exemplo a relaccedilatildeo eacute de 10 aacutetomos de carbono para 1de hidrogecircnio No carvatildeo eacute de 2 de carbono para 1 de hidrogecircnio Jaacute no petroacuteleo aproporccedilatildeo de hidrogecircnio jaacute eacute o dobro da de carbono o que lhe confere uma consistecircncialiacutequida A etapa seguinte da descarbonizaccedilatildeo foi o gaacutes natural tambeacutem conhecidocomo metano (CH4) com a relaccedilatildeo de 4 aacutetomos de hidrogecircnio para 1 de carbono(MIRANDA 2013) Assim a etapa atual consiste na utilizaccedilatildeo de hidrogecircnio puro paraproduccedilatildeo de energia Isso significa que cada fonte sucessiva de energia emite menosCO2 que sua predecessora


Figura 3 ndash Combustiacuteveis usados pela nossa sociedade desde a Revoluccedilatildeo Industrialmostrando sua progressiva descarbonizaccedilatildeo e aumento no teor de hidro-gecircnio e na densidade energeacutetica com indicaccedilotildees e projeccedilotildees de periacuteodoscorrespondentes ao pico de utilizaccedilatildeo

Fonte Miranda (2013)

Segundo afirma Rifkin (2003) o hidrogecircnio eacute encarado como a grande solu-ccedilatildeo sustentaacutevel para o avanccedilo continuado da humanidade na Terra pois pode substituiro petroacuteleo sem decreacutescimo de capacidade energeacutetica ou grandes modificaccedilotildees detecnologias existentes na geraccedilatildeo de energia ldquoEle eacute a mais leve e mais imaterial detodas as formas de energia e a mais eficiente quando queimadardquo Em discurso para oComitecirc de Ciecircncias da Casa de Representantes dos Estados Unidos o executivo dapetroliacutefera Texaco Frank Ingriselli (2001 apud RIFKIN 2003 p 182) afirmou que

[ ] o verde a inovaccedilatildeo e as forccedilas do mercado estatildeo moldando o futurode nossa induacutestria propulsionando-nos inexoravelmente rumo agrave energia dohidrogecircnio [ ] arrependimento daquele que natildeo a acompanharem

Aleacutem disso o hidrogecircnio pode ser interpretado como a soluccedilatildeo para um dosgrandes problemas enfrentados pelas fontes de energia renovaacutevel que eacute o armazena-mento de energia Isso ocorre pois a energia gerada atualmente deve ser consumidaimediatamente visto que decorre de um processo momentacircneo como o sol brilhando ovento soprando ou a aacutegua fluindo Assim o hidrogecircnio torna-se um meio muito atrativoe interessante de armazenamento desse potencial energeacutetico (NASTARI EDITORES2018)


O hidrogecircnio eacute um vetor energeacutetico Trata-se de um portador de energia versaacutetillimpo e seguro que pode ser usado para produzir eletricidade calor potecircnciae ainda encontra aplicaccedilatildeo como mateacuteria prima na induacutestria O hidrogecircniopode ser armazenado e transportado com alta densidade energeacutetica nosestados liacutequido ou gasoso ( ) (MIRANDA 2017)

Dentre todas as opccedilotildees de armazenamento de energia sem emissotildees decarbono o hidrogecircnio representa a de maior viabilidade comercial tendo em vista queconsegue aliar alta potecircncia e durabilidade prolongada de uso como mostra a figura 4abaixo (HYDROGEN COUNCIL 2017a)

Figura 4 ndash Comparaccedilatildeo de capacidades entre meacutetodos de armazenamento de energiasem emissotildees de carbono

Fonte Hydrogen Council (2017)

Segundo afirma Hoffmann (2012) autor de uma das obras referecircnciassobre o uso do hidrogecircnio o livro Tomorrowrsquos Energy eacute inevitaacutevel o futuro energeacuteticobaseado no hidrogecircnio ldquoA natildeo ser que apareccedila uma enorme revoluccedilatildeo tecnoloacutegica nosproacuteximos anos o hidrogecircnio eacute o uacutenico combustiacutevel capaz de resolver esses problemas[ambientais sociais e econocircmicos]rdquo

221 Extraccedilatildeo do Hidrogecircnio

Ainda que componha 75 da massa do universo e 90 de suas moleacuteculasraramente o hidrogecircnio eacute encontrado sozinho na natureza Geralmente ele estaacute nacomposiccedilatildeo quiacutemica dos elementos como na aacutegua nos combustiacuteveis foacutesseis no lixoorgacircnico e nos produtos plaacutesticos Dessa forma eacute necessaacuterio que ele seja extraiacutedo


e separado dos demais elementos para que seja usado na geraccedilatildeo de eletricidade apartir de ceacutelulas a combustiacutevel (RIFKIN 2003) A seguir estatildeo os principais meacutetodosde extraccedilatildeo do hidrogecircnio

2211 Eletroacutelise

Produzir hidrogecircnio a partir de eletroacutelise consiste na separaccedilatildeo da moacuteleculade aacutegua em seus constituintes (hidrogecircnio e oxigecircnio) a partir da aplicaccedilatildeo de energiaeleacutetrica geralmente em valor maior que 123 volts (GOMES NETO 2005) ConformeRifkin explica o processo (2003)

Dois eletrodos um positivo e outro negativo satildeo submergidos em aacutegua puraagrave qual se deu maior condutibilidade pela adiccedilatildeo de um eletroacutelito Quandoa eletricidade ndash a corrente contiacutenua ndash eacute aplicada o hidrogecircnio borbulha emdireccedilatildeo ao eletrodo de carga negativa (o caacutetodo) e o oxigecircnio rumo ao eletrodode carga positiva (o acircnodo) (Rifkin 2003)

Ainda que seja uma da maneiras mais simples e limpas de extraccedilatildeo dehidrogecircnio apenas 4 do hidrogecircnio mundial eacute produzido dessa forma (HYDROGENCOUNCIL 2017a) Isto porque o custo da eletricidade necessaacuteria encarece o processondash a eletricidade pode custar de trecircs a quatro vezes mais que o gaacutes natural reformado avapor No entanto nos uacuteltimos anos os desenvolvimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos temcaminhado para a utilizaccedilatildeo da eletroacutelise conjuntamente com outras fontes renovaacuteveisde produccedilatildeo de energia como a eoacutelica fotovoltaica e hidreleacutetica Assim o barateamentoda produccedilatildeo de hidrogecircnio a partir da eletroacutelise (figura 5) jaacute eacute uma realidade e tende aaumentar o uso desse processo (SANTOS JUNIOR 2004)

Figura 5 ndash Representaccedilatildeo do processo de hidroacuteliseFonte Santos Junior (2004)


2212 Reforma a vapor

Segundo Miranda (2017) a maior parte das 60 milhotildees de toneladas dehidrogecircnio consumidas a cada ano no mundo eacute produzida a partir da reforma a vapordo metano sendo assim a forma de extraccedilatildeo mais usada e mais econocircmica atualmenteConsiste no processo que submete o gaacutes natural a grandes temperaturas reagindocom o vapor em um transformador cataliacutetico extraindo o hidrogecircnio e produzindodioacutexido de carbono (CO2) como subproduto Dessa forma ainda que seja a maneiramais barata e mais comum de produccedilatildeo de hidrogecircnio essa natildeo eacute uma maneira limpacontribuindo para grandes impactos ambientais Inclusive esse sempre foi o grandedesafio e objetivo da Era do Hidrogecircnio a produccedilatildeo da moleacutecula do hidrogecircnio a partirde processos limpos que natildeo agridam o meio ambiente (TOLMASQUIM 2003)

No entanto a utilizaccedilatildeo de gaacutes natural continuaraacute sendo uma realidadedurante as proacuteximas deacutecadas e os cientistas vecircm pesquisando formas de limpar seusimpactos ambientais (BRASIL Ministeacuterio das Relaccedilotildees Exteriores 2011) Assimexistem os defensores da utilizaccedilatildeo da reforma a vapor a partir de um processo querecolheria o dioacutexido de carbono e o depositaria em depoacutesitos subterracircneos comoem campos esgotados de petroacuteleo (SILVA 2017a) O fortalecimento dessa tecnologiamanteria a reforma a vapor como a maneira mais eficiente e viaacutevel de produccedilatildeo dehidrogecircnio

2213 Lixo Urbano

A decomposiccedilatildeo do lixo urbano em aterros sanitaacuterios resulta na produccedilatildeo dedentre outros gases gaacutes metano (CH4) rico em hidrogecircnio A reforma a vapor dessegaacutes aleacutem de resultar na produccedilatildeo de hidrogecircnio impede que ele cause problemas deordem ambiental como o efeito estufa

2214 Biomassa

Sendo o Brasil um dos principais paiacuteses que utilizam a biomassa (bagaccedilo decana-de-accediluacutecar por exemplo) como fonte energeacutetica renovaacutevel ela torna-se tambeacutemum importante exemplo de extraccedilatildeo de hidrogecircnio (GUERRA YOUSSEF 2012)

Para a produccedilatildeo de hidrogecircnio essa biomassa deve ser transformada embiogaacutes que posteriormente seraacute filtrado

2215 Piroacutelise a plasma

Eacute uma das formas mais limpas de produccedilatildeo de hidrogecircnio visto que natildeohaacute emissatildeo de gases como o dioacutexido de carbono Nesse processo haacute a aplicaccedilatildeo de


um arco eleacutetrico em um hidrocarboneto gasoso como o gaacutes natural resultando naseparaccedilatildeo de hidrogecircnio e carbono puros

2216 Meacutetodos inovadores

Aleacutem do uso de tecnologias jaacute consolidadas para a extraccedilatildeo do hidrogecircniocomo as citadas anteriormente haacute de se destacar propostas inovadoras que cada vezmais satildeo aprofundadas por pesquisadores e cientistas Por exemplo existem estudoscom algas e bacteacuterias com capacidade de fotossiacutentese tendo o hidrogecircnio comosubproduto do processo A partir dessa habilidade os pesquisadores trabalham paraconseguir manipular esses seres para que produzam hidrogecircnio de forma controlada eem escala industrial

2217 Armazenamento de hidrogecircnio

Como o hidrogecircnio eacute um dos elementos com menor densidade na naturezaapresentando uma moleacutecula muito pequena que pode escapar dos tanques de arma-zenamento mais facilmente a sua estocagem sempre esteve no cerne das pesquisasOutrossim por ser um elemento altamente inflamaacutevel houve a necessidade de umcuidado maior na busca de meios de armazenaacute-lo de maneira segura e efetiva (DUNN2001)

Se natildeo bastassem as questotildees de seguranccedila outra preocupaccedilatildeo eacute a capa-cidade de armazenamento Isso porque eacute necessaacuteria uma autonomia consideraacutevel paraque a tecnologia seja comercialmente viaacutevel para uso em veiacuteculos e em aplicaccedilotildeesportaacuteteis estacionaacuterias e espaciais (PADROacute LAU 2002)

Assim as maneiras mais utilizadas para estocar hidrogecircnio satildeo nas formasgasosa e liacutequida Quando em forma de gaacutes faz-se mister um sistema de armazena-mento de grande pressatildeo Jaacute em forma liacutequida em virtude do seu baixiacutessimo ponto deebuliccedilatildeo (-2528ordm C) eacute necessaacuterio um sistema criogecircnico (com baixiacutessima temperatura-253ordm C) (VIOLA 2017) Poreacutem devido agraves particularidades jaacute mencionadas sobre ohidrogecircnio os estudos vecircm buscando maneiras alternativas e complementares dearmazenamento como os hidretos metaacutelicos

22171 Hidrogecircnio gasoso

Os sistemas de armazenamento de hidrogecircnio comprimido agrave alta pressatildeosatildeo os mais comuns e aprimorados Grande parte dos veiacuteculos movidos por ceacutelula acombustiacutevel utiliza cilindros (figura 6) para armazenar este combustiacutevel (GOMES NETO2005)


O desafio atual eacute diminuir o volume e o peso dos cilindros e paralela-mente aumentar a capacidade de armazenamento o que exige um aumento consi-deraacutevel da pressatildeo interna do sistema Assim as pesquisas buscam materiais maisresistentes e adequados para a composiccedilatildeo dos tanques de armazenamento O desta-que fica por conta das fibras de carbono ultra-resistentes que chegam a ser 5 vezesmais leves e resistentes que os cilindros de metal (MOREIRA et al 2013)

Os riscos de seguranccedila relacionados agrave alta pressatildeo envolvida outroraexistentes natildeo mais representam uma ameaccedila ao desenvolvimento da tecnologia poisos cilindros de alta pressatildeo tecircm uma estatiacutestica de seguranccedila excelente

No entanto o ponto negativo relacionado agrave compressatildeo do hidrogecircnio eacuteo grande consumo de energia utilizado no processo Em um momento em que asociedade busca maneiras cada vez mais sustentaacuteveis e limpas para a utilizaccedilatildeo dosrecursos o uso excessivo de energia para o iniacutecio do processo de compressatildeo reforccedilaa busca de novas alternativas para o armazenamento de hidrogecircnio

Figura 6 ndash Cilindros contendo hidrogecircnio gasoso

Fonte Rosa (2017)

22172 Hidrogecircnio liacutequido

Para evitar a necessidade de altas pressotildees no armazenamento de gaacutescomprimido haacute a possibilidade de armazenar o hidrogecircnio sob a forma liacutequida Inclusiveessa alternativa apresenta maior capacidade de armazenamento que a opccedilatildeo gasosao que resulta em maior autonomia energeacutetica e maior economia no transporte

O grande problema dessa forma de armazenamento eacute a necessidade demanutenccedilatildeo em baixiacutessima temperatura (-253ordm C) o que exige um grande gasto


energeacutetico e um elaborado sistema de isolamento que impeccedila a troca de calor entre otanque e o meio ambiente

22173 Hidretos metaacutelicos

Diversas ligas metaacutelicas possuem a capacidade de absorver o gaacutes hidro-gecircnio semelhante ao caso de uma esponja absorvendo aacutegua Sob alta pressatildeo ohidrogecircnio se mistura ao metal formando uma estrutura soacutelida conhecida como hidretometaacutelico (BUSTAMANTE 2005)

Esse eacute um processo altamente seguro visto que a incidecircncia de alta pressatildeoocorre apenas no processo de mistura dos elementos podendo a estrutura com hidro-gecircnio ser mantida sob pressatildeo ambiente posteriormente A liberaccedilatildeo do hidrogecircniocomo fonte energeacutetica ocorre a partir do aquecimento do hidreto metaacutelico

O principal desafio dessa tecnologia era o grande peso e volume do com-posto metaacutelico o que interferia na sua capacidade de armazenamento (CABRAL et al2014) No entanto estudos recentes destacam o hidreto a base de magneacutesio como aforma mais eficiente de armazenamento de hidrogecircnio visto que possui alta capaci-dade de armazenamento elevada resistecircncia agrave contaminaccedilatildeo do ar aleacutem de peso ecusto mais baixos que outros hidretos (CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DOHIDROGEcircNIO 2018a)

222 Vantagens da Economia do Hidrogecircnio

A utilizaccedilatildeo do hidrogecircnio como fonte energeacutetica a partir das ceacutelulas acombustiacutevel resulta em benefiacutecios de ordens ambiental social e econocircmico Tendoa aacutegua como resiacuteduo descartaacutevel final suplanta-se os riscos de contaminaccedilatildeo derios mares e lenccediloacuteis freaacuteticos com derramamento de combustiacuteveis poluidores Doescapamento dos veiacuteculos sairia apenas vapor de aacutegua reduzindo a poluiccedilatildeo do arOutro benefiacutecio eacute a seguranccedila em caso de vazamento pois o hidrogecircnio natildeo entra emcombustatildeo ao ar livre visto que eacute mais leve que o ar e por isso dispersa facilmente

Aleacutem dos ganhos ambientais haacute que se identificar os ganhos em eficiecircncia eeconomia e a reduccedilatildeo da dependecircncia energeacutetica da importaccedilatildeo de petroacuteleo Ademaisa adoccedilatildeo dessa tecnologia abre um novo horizonte para o desenvolvimento industrial depaiacuteses em desenvolvimento uma verdadeira oportunidade de mercado para fabricantesde componentes integradores de sistemas fornecedores comerciantes e empresasde manutenccedilatildeo

Dessa forma pode-se listar como os principais benefiacutecios da Economia doHidrogecircnio

bull Reduccedilatildeo da emissatildeo de poluentes na atmosfera


bull Reduccedilatildeo do lixo toacutexico causado pelas pilhas e baterias

bull Reduccedilatildeo da contaminaccedilatildeo dos lenccediloacuteis freaacuteticos

bull Reduccedilatildeo da poluiccedilatildeo sonora visto que a operaccedilatildeo das ceacutelulas a combustiacutevelocorre silenciosamente

bull Crescimento econocircmico e criaccedilatildeo de empregos em diversas aacutereas de-vido agrave abrangecircncia multidisciplinar (Engenharias Eleacutetrica Quiacutemica CivilMecacircnica e Ambiental Fiacutesica Biologia Informaacutetica)

bull Melhor eficiecircncia

bull Seguranccedila energeacutetica visto que a existecircncia de hidrogecircnio em grande partedas mateacuterias permite que cada regiatildeo faccedila uso de suas fontes locais

bull Aproveitamento do excedente energeacutetico produzido por fontes renovaacuteveiscomo eoacutelica solar e hidreleacutetrica

bull Possibilidade de distribuir energia limpa entre diferentes regiotildees Por exem-plo o Japatildeo possui poder econocircmico mas sua posiccedilatildeo geograacutefica impede ageraccedilatildeo de energia eoacutelica e solar em grande escala Assim importar essepotencial energeacutetico de paiacuteses melhores posicionados geograficamente apartir do hidrogecircnio gerado seria mais viaacutevel

bull Centrais de produccedilatildeo de hidrogecircnio podem ser implementadas junto aospontos de fornecimento reduzindo os custos e as perdas energeacuteticas dotranporte

bull Recurso ilimitado

223 Infraestrutura do Hidrogecircnio

O jaacute conhecido potencial energeacutetico do hidrogecircnio principalmente comocombustiacutevel automobiliacutestico encontra barreiras na falta de infraestrutura que possaatender a demanda A baixa incidecircncia de estruturas de abastecimento com hidro-gecircnio por exemplo impede uma produccedilatildeo em massa de automoacuteveis dotados dessatecnologia Entretanto essa realidade vem sendo alterada especialmente na EuropaJapatildeo e Estados Unidos onde governos montadoras de automoacuteveis e empresas deenergia estatildeo investindo bilhotildees de doacutelares na busca de soluccedilotildees que possibilitem aconsolidaccedilatildeo dessa infraestrutura

Na figura 7 abaixo produzida a partir de relatoacuterio apresentado pelo HydrogenCouncil em 2017 aparecem as quantidades de postos de abastecimento de hidrogecircnioexistentes em 2016 e as perspectivas para 2020 e 2025


Figura 7 ndash Nuacutemero de estaccedilotildees de abastecimento de hidrogecircnio nos Estados UnidosEuropa e Aacutesia


23 CEacuteLULA A COMBUSTIacuteVEL

A busca por alternativas energeacuteticas natildeo resume-se apenas agrave descobertade novas fontes mas abrange tambeacutem avanccedilos tecnoloacutegicos que resultem em equi-pamentos mais eficientes que utilizem menos combustiacutevel e com menores impactosambientais Nesse contexto inserem-se as ceacutelulas a combustiacutevel o equipamento capazde utilizar o hidrogecircnio como fonte energeacutetica limpa convertendo energia quiacutemica emenergia eleacutetrica Como destaca Gomes Neto (2005 p 51) ldquoa ceacutelula a combustiacuteveleacute capaz de produzir energia com alta eficiecircncia silenciosamente [ ] emitindo naatmosfera apenas vapor drsquoaacutegua quando utiliza o hidrogecircnio purordquo

Desenvolvida em 1839 pelo fiacutesico inglecircs William Grove a ceacutelula a combustiacute-vel eacute uma tecnologia que aplica o princiacutepio inverso da hidroacutelise utilizando a combinaccedilatildeoquiacutemica entre um combustiacutevel (geralmente o hidrogecircnio) e o oxidante (o gaacutes oxigecircnio)para gerar energia eleacutetrica calor e aacutegua (LINARDI 2010)

Assim pode-se perceber que a tecnologia das ceacutelulas a combustiacutevel eacuteconhecida haacute muito tempo poreacutem com o apogeu da economia do petroacuteleo ela foirelegada a segundo plano Com os impactos ambientais que passaram a acometera sociedade e com o fortalecimento da preocupaccedilatildeo com a preservaccedilatildeo do meioambiente as pesquisas com as ceacutelulas foram reativadas (HYDROGEN COUNCIL2017a)


Estudos do Departamento de Energia dos Estados Unidos mostram queo custo das ceacutelulas a combustiacutevel no paiacutes reduziu de 275 doacutelares por quilowatt em2002 para 52 doacutelares por quilowatt em 2016 enquanto a durabilidade das mesmasquadruplicou nesse mesmo periacuteodo Essa reduccedilatildeo de valor foi possiacutevel principalmentepela diminuiccedilatildeo da quantidade de platina (metal nobre e raro) utilizada no sistema(ESTADOS UNIDOS Departamento de Energia 2016)

231 Componentes de uma Ceacutelula a Combustiacutevel

Didaticamente eacute possiacutevel detalhar a ceacutelula a combustiacutevel como um san-duiacuteche como mostra a figura 8 abaixo Ela eacute formada por fatias cada qual com umafunccedilatildeo especiacutefica no funcionamento da ceacutelula

Figura 8 ndash Esquema da montagem de uma ceacutelula a combustiacutevelFonte Stefanelli (2017)

As partes de uma ceacutelula a combustiacutevel (figura 9) satildeo

1) Eletrodo do Hidrogecircnio (Acircnodo) placa porosa pela qual ocorre a entradae a passagem do gaacutes hidrogecircnio para dentro do sistema Ele eacute o terminalnegativo chamado de acircnodo

2) Eletrodo do Oxigecircnio (Caacutetodo) placa porosa pela qual ocorre a entrada e apassagem do gaacutes oxigecircnio para dentro do sistema Ele eacute o terminal positivochamado de caacutetodo

3) Eletroacutelito parte responsaacutevel por forccedilar a passagem dos eleacutetrons por umcircuito eleacutetrico externo Isso porque o eletroacutelito que pode ser liacutequido ougasoso tem a propriedade de permitir movimento aos proacutetons (H+) masimpedir a passagem dos eleacutetrons por meio dele


4) Catalisador parte do sistema que cobre o eletroacutelito e que tem a funccedilatildeo deacelerar as reaccedilotildees e quebrar as moleacuteculas de hidrogecircnio (H2) em iacuteons H+e eleacutetrons O principal exemplo de catalisador eacute a platina

Figura 9 ndash Esquema de funcionamento de uma ceacutelula a combustiacutevel

Fonte Caram (2015)

232 Funcionamento de uma Ceacutelula a Combustiacutevel

Para o correto aproveitamento do hidrogecircnio como fonte energeacutetica a ceacutelulaa combustiacutevel necessita que de um lado entre o hidrogecircnio e do outro entre o oxigecircnioNo meio entre os eletrodos existem o eletroacutelito e o catalisador que satildeo a loacutegica detodo o funcionamento da estrutura (RODRIGUES 2010) A seguir estaacute um passo apasso do processo

1) Inicialmente a ceacutelula a combustiacutevel recebe de um lado o hidrogecircniocomprimido em direccedilatildeo ao terminal negativo do eletrodo conhecido como acircnodo comomostra a figura 10 abaixo Sendo essa uma regiatildeo porosa o gaacutes hidrogecircnio eacute induzidoa percorrer os canais desses poros ateacute chegar ao catalisador


Figura 10 ndash Bombeamento do gaacutes hidrogecircnio

Fonte Gomes Neto (2005)

2) Ao entrar em contato com o catalisador a partiacutecula de hidrogecircnio eacutedividida em dois iacuteons de hidrogecircnio (H+) e dois eleacutetrons (e-) (figura 11)

3) Esses eleacutetrons produzidos natildeo conseguem penetrar no eletroacutelito sendoinduzidos pelo sistema a chegar ao circuito eleacutetrico ocorrendo o fluxo de eleacutetrons - acorrente eleacutetrica - em direccedilatildeo ao eletrodo positivo A corrente eleacutetrica produzida eacute afonte responsaacutevel pelo funcionamento de um motor eleacutetrico por exemplo

Figura 11 ndash Separaccedilatildeo do gaacutes hidrogecircnio



4) Na entrada oposta da ceacutelula a combustiacutevel ocorre o bombeamento degaacutes oxigecircnio (O2) em direccedilatildeo ao terminal positivo do eletrodo o caacutetodo Semelhanteao que ocorre com o hidrogecircnio as moleacuteculas de oxigecircnio satildeo induzidas a percorreros canais dos poros ateacute chegar ao catalisador onde ocorre a separaccedilatildeo da moleacuteculaoxigecircnio (O2) em dois aacutetomos de oxigecircnio (O-) que vatildeo atrair os iacuteons de hidrogecircnio(figura 12)

Figura 12 ndash Bombeamento do gaacutes oxigecircnioFonte Gomes Neto (2005)

5) No catalisador do lado positivo ocorre a combinaccedilatildeo dos aacutetomos deoxigecircnio com os iacuteons H+ que penetraram pelo eletroacutelito e com os eleacutetrons provenientesdo circuito eleacutetrico Dessa combinaccedilatildeo haacute a formaccedilatildeo da moleacutecula de aacutegua e liberaccedilatildeode calor (vapor de aacutegua) como mostra a figura 13 abaixo

Figura 13 ndash Produto final do processoFonte Gomes Neto (2005)


233 Caracteriacutesticas de uma ceacutelula a combustiacutevel

bull Alta eficiecircncia

bull Ausecircncia de emissatildeo de gases poluentes quando abastecida com hidrogecirc-nio puro

bull Segundo Hydrogen Council (2017) ainda que o hidrogecircnio seja obtidoa partir de fontes natildeo renovaacuteveis como o petroacuteleo a emissatildeo de gasespoluentes cai de 25 a 50 e a fumaccedila gerada quando comparada comequipamentos tradicionais reduz em ateacute 98

bull O subproduto do processo o vapor de aacutegua (calor + aacutegua) pode ser utilizadopara aquecimento ou ainda para produzir mais eletricidade ao alimentar umamicroturbina a vapor (cogeraccedilatildeo)

bull Em meacutedia 25 mais eficiente que motores agrave combustatildeo

234 Tipos de ceacutelula a combustiacutevel

Ainda que exista um modelo baacutesico de funcionamento das ceacutelulas a com-bustiacutevel com eletrodos eletroacutelitos e catalisadores haacute diferentes tecnologias capazesde replicar o processo A diferenccedila entre elas diz respeito aos materiais utilizadoscomo eletroacutelito (membrana) agrave possibilidade de utilizar um combustiacutevel diferente dohidrogecircnio puro e agrave diferenccedila de temperatura em que cada uma consegue operaridentificando assim as mais indicadas para cada tipo de aplicaccedilatildeo como mostra atabela 1 Essas tecnologias no geral se assemelham ao funcionamento do principaltipo que eacute a PEMFC (ALDABOacute 2004)

2341 PEMFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Membrana de Troca de Proacutetons)

Eacute a tecnologia mais consolidada principalmente em automoacuteveis aparelhosportaacuteteis e para geraccedilatildeo de energia em residecircncias No cerne do sistema no eletroacutelito aceacutelula conta com uma membrana plaacutestica soacutelida que tem a capacidade de transportaras cargas positivas quando estaacute uacutemida (VILLULLAS TICIANELLI GONZAacuteLEZ 2002)

A PEMFC opera em baixas temperaturas entre 60 e 140ordmC o que a tornaviaacutevel para uso em veiacuteculos jaacute que o iniacutecio de funcionamento da ceacutelula a combustiacutevel eacutemais raacutepido que em outras tecnologias

O grande obstaacuteculo para a consolidaccedilatildeo e disseminaccedilatildeo desse tipo eacute anecessidade do uso da platina como catalisador pois em baixas temperaturas asreaccedilotildees satildeo mais lentas sendo necessaacuterio um excelente catalisador para acelerar o


processo Assim ocorre o encarecimento da tecnologia visto que a platina eacute um metalnobre raro e caro

2342 DMFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Metanol Direto)

Bastante similar agrave Ceacutelula a Combustiacutevel de Membrana de Troca de Proacutetonsessa tecnologia se diferencia principalmente pelo uso do metanol (CH3OH) diluiacutedo emaacutegua como combustiacutevel ao inveacutes de hidrogecircnio puro Aleacutem disso sua temperatura defuncionamento fica entre 50 e 200ordmC

Esta tecnologia natildeo eacute viaacutevel para uso em veiacuteculos pois no final do processoocorre a formaccedilatildeo de dioacutexido de carbono (CO2) responsaacutevel por inuacutemeros problemasambientais Ela eacute a preferida para uso em equipamentos portaacuteteis como celulareslaptops e cacircmeras digitais visto que o subproduto em menor quantidade pode sercoletado na proacutepria estrutura O metanol utilizado fica armazenado em cartuchos quepodem ser trocados ou reabastecidos com este combustiacutevel diluiacutedo em aacutegua

2343 PAFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Aacutecido Fosfoacuterico)

Como o proacuteprio nome diz a substacircncia utilizada como eletroacutelito da ceacutelulaeacute o aacutecido fosfoacuterico liacutequido Essa eacute a tecnologia mais disseminada para a geraccedilatildeode energia estacionaacuteria sendo aplicada em hospitais escolas aeroportos centroscomerciais e estaccedilotildees de tratamento esgoto Inclusive os estudos praacuteticos realizadospelas universidades brasileiras como a Universidade Federal do Paranaacute fazem uso deexemplares da PAFC

Ela possui em sua estrutura um reformador capaz de extrair hidrogecircnio dediferentes combustiacuteveis e um purificador capaz de eliminar excessos de impurezasDessa forma essa ceacutelula a combustiacutevel pode ser abastecida por diferentes combustiacute-veis como o gaacutes natural

2344 SOFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Oacutexido Soacutelido)

Essa tecnologia apresenta funcionamento diferente das citadas anterior-mente pois seu funcionamento ocorre a altas temperaturas entre 600 e 1000ordmC Avantagem em operar em altiacutessima temperatura eacute a possibilidade de empregar materiaismais baratos como o niacutequel na estrutura dos catalisadores Isso porque a temperaturaelevada jaacute acelera as reaccedilotildees quiacutemicas sendo desnecessaacuterio um catalisador nobrecomo a platina Aleacutem disso as altas temperaturas tambeacutem funcionam como reformado-res dos combustiacuteveis abrindo a possibilidade de alimentar a ceacutelula com gaacutes natural eetanol


A ceacutelula recebe esse nome pois seu eletroacutelito eacute formado por um materialceracircmico e soacutelido feito geralmente de oacutexido de zircocircnio e de iacutetrio

2345 MCFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Carbonato Fundido)

Semelhante ao tipo anterior essa tecnologia funciona a altas temperaturas(entre 600 e 800ordmC) descartando a necessidade de uso de um catalisador caro ede reformadores O eletroacutelito eacute formado por carbonato fundido que satildeo sais como ocarbonato de soacutedio liacutetio ou potaacutessio que se fundem (ficam no estado liacutequido) em altastemperaturas

Devido agraves altas temperaturas envolvidas a MCFC eacute flexiacutevel quanto aoscombustiacuteveis suportando por exemplo gaacutes natural biogaacutes e etanol Outro benefiacuteciodo seu funcionamento em temperaturas elevadas diz respeito agrave eficiecircncia do sistemapodendo alcanccedilar 85 de eficiecircncia total

2346 AFC (Ceacutelula a Combustiacutevel Alcalina)

Utilizando uma soluccedilatildeo alcalina e aquosa de hidroacutexido de potaacutessio essaeacute a tecnologia mais utilizada pela NASA em aplicaccedilotildees espaciais Uma de suas prin-cipais vantagens eacute a utilizaccedilatildeo de materiais de baixo custo No entanto apresentacomo grande ponto negativo a necessidade de utilizaccedilatildeo de hidrogecircnio e oxigecircnioextremamente puros Pois caso o hidroacutexido de potaacutessio reaja com impurezas comoo monoacutexido de carbono (CO) haveraacute a formaccedilatildeo de carbonatos (sais insoluacuteveis emaacutegua) dificultando a locomoccedilatildeo dos iacuteons pelo eletroacutelito

2347 DEFC (Ceacutelula a Combustiacutevel de Etanol Direto)

Diferentemente de todos os casos anteriores essa tecnologia eacute abastecidaexclusiva e diretamente por etanol (que possui hidrogecircnio na sua composiccedilatildeo) natildeosendo necessaacuterio que o combustiacutevel seja reformado previamente O grande problemaeacute a baixa eficiecircncia desse processo representando metade da eficiecircncia de uma ceacutelulaalimentada por hidrogecircnio puro No entanto os avanccedilos dos estudos que possibilitemo aumento dessa eficiecircncia possibilitaratildeo que essa seja a principal opccedilatildeo de ceacutelulaa combustiacutevel visto que poderaacute ser aproveitada a infraestrutura jaacute existente paraproduccedilatildeo transporte e fornecimento de etanol nos postos de combustiacuteveis

Inclusive essa deve ser a principal tecnologia a se consolidar no Brasil emvirtude da importacircncia que o etanol representa no cenaacuterio energeacutetico nacional A redu-zida disponibilidade desse combustiacutevel em outros paiacuteses incentiva o desenvolvimentonacional dessa tecnologia


Tipo de CeacutelulaEficiecircncia

Eleacutetrica

Densidade

de Potecircncia

Reforma de

CombustiacutevelCombustiacutevel

Membrana de TrocaDe Proacutetons (PEMFC)

35 - 5538 - 35kWm2

Externo Hidrogecircnio

Alcalina (AFC) 45 - 6507 - 81kWm2

Externo Hidrogecircnio puro

Aacutecido Fosfoacuterico(PAFC)

40 - 5008 - 19kWm2

Externo Gaacutes Natural biogaacutes

Oacutexido Soacutelido(SOFC)

50 - 65 15 - 5 kWm2Externo ou

internoGaacutes Natural biogaacutes

etanol etc

Carbonato Fundido(MCFC)

50 - 8501 - 15kWm2

Externo ouinterno

Gaacutes Natural biogaacutesetanol etc

Metanol Direto(DMFC)

40 - 50 1 - 6 kWm2 Natildeo Requer Metanol diluiacutedo em aacutegua

Tabela 1 ndash Comparaccedilatildeo entre tipos de ceacutelulas a combustiacutevel

Fonte Brasil H2 Fuel Cells (2010)

235 Pilha de Ceacutelulas a Combustiacutevel

Uma uacutenica ceacutelula a combustiacutevel eacute capaz de produzir uma tensatildeo de 116volts o que natildeo eacute suficiente para colocar em funcionamento equipamentos potentescomo o motor eleacutetrico de um carro que funciona em tensotildees de aproximadamente300 volts Assim a soluccedilatildeo eacute conectar vaacuterias ceacutelulas a combustiacutevel em sequecircncia(figura 14) formando a chamada pilha ou bateria a combustiacutevel A conexatildeo das ceacutelulaseacute realizada por um tipo de placa especial a ldquoplaca bipolarrdquo pois serve tanto paratransportar hidrogecircnio como o oxigecircnio (BOCCHI FERRACIN BIAGGIO 2000)


Figura 14 ndash Representaccedilatildeo de uma Pilha a Combustiacutevel

Fonte Bocchi Ferracin amp Biaggio (2000)

39

3 ESFORCcedilOS PARA A CONSOLIDACcedilAtildeO DA ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO

31 PARCERIA INTERNACIONAL PARA A ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO

Para que seja efetivamente instalada uma Economia do Hidrogecircnio eacute neces-saacuterio um verdadeiro esforccedilo internacional de cooperaccedilatildeo entre os paiacuteses com vistasa acelerar o processo de desenvolvimento da tecnologia Nesse sentido desde 200318 paiacuteses (figura 15) incluindo o Brasil e a Comissatildeo Europeia formam a ParceriaInternacional para a Economia do Hidrogecircnio (IPHE) do inglecircs International Partnershipfor the Hydrogen Economy (IPHE WEBSITE 2017)

Figura 15 ndash Membros da Parceria Internacional para a Economia do HidrogecircnioFonte IPHE website

O objetivo desses paiacuteses eacute acelerar o desenvolvimento das tecnologias dohidrogecircnio e de ceacutelulas a combustiacutevel em busca de um melhor aproveitamento da ener-gia menores impactos ambientais e maior seguranccedila econocircmica para cada paiacutes Coma integraccedilatildeo tecnoloacutegica desses paiacuteses e o incentivo para a criaccedilatildeo de poliacuteticas puacuteblicasnacionais e regionais sobre energia do hidrogecircnio busca-se a viabilidade necessaacuteriade uma infraestrutura internacional capaz de produzir armazenar exportar distribuir eutilizar o hidrogecircnio como fonte energeacutetica limpa (INTERNATIONAL ENERGY AGENCY2015)

A relevacircncia dessa parceria estaacute no fato de os paiacuteses membros serem osprincipais consumidores energeacuteticos e poluidores do mundo

bull Mais de 34 do consumo mundial de energia eleacutetrica

bull Mais de 23 do consumo global de energia

bull Mais de 23 da emissatildeo de CO2

Capiacutetulo 3 Esforccedilos para a consolidaccedilatildeo da Economia do Hidrogecircnio 40

32 OUTROS ESFORCcedilOS INTERNACIONAIS

Em 2017 durante o Foacuterum Econocircmico Mundial de Davos foi formado oConselho do Hidrogecircnio (Hydrogen Council) um grupo formado por 39 empresas dosramos de energia transporte e induacutestria (figura 16) dispostas a promover cooperativa-mente o desenvolvimento do hidrogecircnio como a fonte chave para um fortalecimentoenergeacutetico mundial limpo (HYDROGEN COUNCIL 2018) Um exemplo dos esforccedilosde cooperaccedilatildeo eacute o caso de a Toyota ter liberado para o Conselho em 2018 cerca de5680 patentes relacionadas agrave energia do hidrogecircnio

Nesse curto periacuteodo de existecircncia o grupo preparou importantes relatoacuteriosna identificaccedilatildeo dos potenciais da energia do hidrogecircnio e da situaccedilatildeo atual da tec-nologia Aleacutem disso o grupo investiraacute mais de dois bilhotildees de euros nos proacuteximoscinco anos para intensificar a consolidaccedilatildeo da Economia do Hidrogecircnio no mundo(HYDROGEN COUNCIL 2017b) A expectativa do Conselho eacute que em 2050 18da demanda energeacutetica mundial seja contemplada pela energia do hidrogecircnio o quecontribuiria com 20 da reduccedilatildeo necessaacuteria para limitar o aquecimento global em doisgraus Celsius (ROSA 2017)

Figura 16 ndash Membros do Conselho do Hidrogecircnio


33 ESFORCcedilOS NACIONAIS

O Brasil eacute duplamente beneficiaacuterio com a consolidaccedilatildeo da Economia doHidrogecircnio Primeiramente o Paiacutes eacute detentor de uma vasta variedade de recursos na-turais renovaacuteveis abundantes Aleacutem disso a matriz energeacutetica brasileira jaacute eacute compostapor uma elevada participaccedilatildeo de fontes energeacuteticas renovaacuteveis podendo ser melhores


aproveitadas com a complementaridade do hidrogecircnio (VERAS 2015) Desta formaldquoo engajamento do paiacutes na corrida para a implantaccedilatildeo da economia do hidrogecircnio eacutealtamente estrateacutegico dos pontos de vista econocircmico tecnoloacutegico e ambientalrdquo

Em funccedilatildeo das competecircncias jaacute existentes no Brasil a tendecircncia eacute queos estudos sejam concentrados nas PEMFC SOFC e principalmente nos sistemasreformadores de etanol Primeiramente em virtude da infraestrutura jaacute existente paraatender esse combustiacutevel Aleacutem disso o Paiacutes estaacute entre os maiores produtores deetanol do mundo com tendecircncia de crescimento nos proacuteximos anos Assim as princi-pais pesquisas nacionais para aproveitamento do potencial energeacutetico do hidrogecircnioenvolvem o desenvolvimento de ceacutelulas a combustiacutevel com reformadores a seremabastecidas com etanol Ainda que o subproduto do etanol no processo seja o dioacutexidode carbono (CO2) essa natildeo eacute uma fonte de poluiccedilatildeo primaacuteria visto que a quantidadegerada eacute a mesma que havia sido retirado da atmosfera pela cana de accediluacutecar (LORENZI2012)

Visando uma accedilatildeo coordenada dos tomadores de decisatildeo do Paiacutes a equipeteacutecnica do Centro de Gestatildeo e Estudos Estrateacutegicos (CGEE) Organizaccedilatildeo Socialsupervisionada pelo Ministeacuterio da Ciecircncia e Tecnologia elaborou em 2010 proposiccedilotildeesa serem adotadas para posicionar o Brasil entre as principais naccedilotildees envolvidas coma Era do Hidrogecircnio entre os anos de 2010 e 2025 como mostra a tabela 2 abaixoO estudo oferece aos formuladores de poliacuteticas puacuteblicas ldquoelementos e instrumentosque podem balizar as accedilotildees governamentais que estatildeo em fase de estruturaccedilatildeo eque tem o foco nas tecnologias do hidrogecircniordquo (CENTRO DE GESTAtildeO E ESTUDOSESTRATEacuteGICOS 2010)

O objetivo dessas proposiccedilotildees eacute propiciar os seguintes benefiacutecios ao Paiacutes

bull Diminuiccedilatildeo de impactos ambientais na geraccedilatildeo e utilizaccedilatildeo de energia

bull Aumento da seguranccedila energeacutetica

bull Melhoria do aproveitamento dos recursos naturais

bull Desenvolvimento regional

bull Desenvolvimento de parque industrial competitivo

bull Geraccedilatildeo de empregos


Recomendaccedilotildees Prioridade

CurtoPrazo(0 a 5anos)

MeacutedioPrazo(5 a 10anos)

LongoPrazo

(10 a 15anos)

Incentivar o desenvolvimento tecnoloacutegico emceacutelulas a combustiacutevel visando a reduccedilatildeo de custosde membranas separadoras e catalisadores maisresistentes

MuitoAlta X X

Incentivar o desenvolvimento tecnoloacutegico emeletroacutelise da aacutegua reforma de hidrocarbonetos egaseificaccedilatildeo de biomassa

MuitoAlta X X

Promover educaccedilatildeo e treinamento apropriado emNCP (normas coacutedigos e padrotildees) e seguranccedila paraautoridade reguladores estudantes usuaacuterios epuacuteblico em geral

MuitoAlta X

Dar continuidade agrave formaccedilatildeo de Recursos Humanospor meio de bolsas de estudos em todos os niacuteveis

MuitoAlta X X X

Consolidar a infraestrutura de laboratoacuterios dehidrogecircnio Alta X

Aumentar a carga tributaacuteria sobre a importaccedilatildeo desistemas completos de produccedilatildeo de hidrogecircnio eceacutelulas a combustiacutevel

Alta X

Abertura de editais de subvenccedilatildeo econocircmica paraempresas localizadas em todo o territoacuterio nacionalcom a indicaccedilatildeo de temas relacionados agrave tecnologiado hidrogecircnio como aacuterea de interesse

MuitoAlta X X

Adicionar 1 a 10 msup3msup3 de hidrogecircnio produzidoa partir de energias renovaacuteveis ao gaacutes naturalutilizado no paiacutes

MuitoAlta X

Fomento agrave pesquisa para desenvolvimento demateriais e meacutetodos para fabricaccedilatildeo de cilindrospara armazenamento de hidrogecircnio gasoso a altaspressotildees

Meacutedia X X X

Tabela 2 ndash Recomendaccedilotildees para o Inventivo agrave Economia do Hidrogecircnio segundo oCGEE

Fonte Adaptado de Centro de Gestatildeo e Estudos Estrateacutegicos (2010)


Dentre os esforccedilos oficiais do governo brasileiro destacam-se os projetosRoteiro para a Estruturaccedilatildeo da Economia no Brasil (2005) do Ministeacuterio de Minas eEnergia e Programa de Ciecircncia Tecnologia e Inovaccedilatildeo para a Economia do Hidrogecircnio(ProH2 2002) do Ministeacuterio da Ciecircncia e Tecnologia (MCT) As principais diretrizesconstantes nesses documentos satildeo

bull Criaccedilatildeo e operaccedilatildeo de redes cooperativas abrangendo universidades insti-tutos de pesquisa centros de pesquisa incubadoras e empresas

bull Apoio para a revitalizaccedilatildeo e melhoria da infraestrutura de pesquisa dasinstituiccedilotildees envolvidas no ProH2

bull Fomento agrave formaccedilatildeo e treinamento de recursos humanos com ecircnfase agravepoacutes-graduaccedilatildeo no Brasil e aperfeiccediloamento em centros de excelecircncia noBrasil e no exterior

bull Implementaccedilatildeo de projetos de demonstraccedilatildeo integrados que privilegiem ouso de combustiacuteveis renovaacuteveis nacionais com ecircnfase especial agrave reformado etanol

bull Fomentar o estabelecimento de normas e padrotildees para certificaccedilatildeo dosprodutos processos e serviccedilos relativos agraves tecnologias de hidrogecircnio eceacutelulas a combustiacutevel

Nos uacuteltimos anos depois de um longo periacuteodo de estagnaccedilatildeo o Brasilintensificou os esforccedilos pelo desenvolvimento dessa tecnologia Recentemente foicriada a Associaccedilatildeo Brasileira do Hidrogecircnio (ABH2) e em junho de 2018 o Paiacutes sedioua Conferecircncia Mundial de Energia do Hidrogecircnio (WHEC 2018) a mais importante doramo (BRASIL Secretaria de Energia e Mineraccedilatildeo do Estado de Satildeo Paulo 2018) AWHEC acontece a cada dois anos desde 1976 e teve como tema a ldquoTransformaccedilatildeode biomassas e de energia eleacutetrica em hidrogecircniordquo (WHEC 2018)

Outro esforccedilo brasileiro pode ser identificado na hidreleacutetrica de Itaipu pormeio do Nuacutecleo de Pesquisa de Hidrogecircnio (NUPHI) O superintendente de energiasrenovaacuteveis da Itaipu Binacional Paulo Afonso Schmidt afirma que a ldquoNUPHI jaacute dominaa produccedilatildeo de Hidrogecircnio que perpassa todo o ciclo de obtenccedilatildeo do gaacutes ateacute seuarmazenamento para posterior uso em pilhas de combustiacutevelrdquo Sendo Itaipu a segundamaior hidreleacutetrica do mundo observa-se a relevacircncia da produccedilatildeo de hidrogecircnio apartir da matriz hidreleacutetrica brasileira (CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DOHIDROGEcircNIO 2018e)

44

4 A ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO NA PRAacuteTICA

41 APLICACcedilOtildeES PARA AS CEacuteLULAS A COMBUSTIacuteVEL

Cada vez mais as ceacutelulas a combustiacutevel fazem parte do dia a dia daspessoas e a tendecircncia eacute que a popularizaccedilatildeo do seu uso se expanda para as maisdiversas aplicaccedilotildees possiacuteveis Em uma macro visatildeo pode-se classificar as aplicaccedilotildeesem transportes equipamentos portaacuteteis geraccedilatildeo de energia estacionaacuteria e utilizaccedilatildeoespacial

411 Veiacuteculos movidos a hidrogecircnio

Sendo o transporte um dos principais consumidores de combustiacuteveis foacutesseise consequentemente poluidores do meio ambiente ele eacute tambeacutem um dos principaisnichos onde busca-se a aplicaccedilatildeo de ceacutelulas a combustiacutevel

Segundo Gomes Neto (2005) para que haja viabilidade comercial paraceacutelulas a combustiacutevel em veiacuteculos eacute necessaacuterio que se atenda especificaccedilotildees baacutesicas

1) Ter baixo custo e peso

2) Ter boa confiabilidade e eficiecircncia

3) Fornecer alta densidade e potecircncia

4) Serem seguras e flexiacuteveis para diferentes combustiacuteveis

5) Serem faacuteceis de usar e de manter

6) Serem compactas

7) Devem entrar em funcionamento logo que for dada a partida

4111 Automoacuteveis

Com a pressatildeo ambiental existente no mundo nas uacuteltimas deacutecadas asmontadoras de automoacuteveis passaram a buscar soluccedilotildees que combatessem a emissatildeode gases poluentes Assim consolidou-se a produccedilatildeo de carros eleacutetricos em busca dadita sustentabilidade No entanto natildeo pode-se relacionar o uso de baterias eleacutetricascom uma plena sustentabilidade visto que carros eleacutetricos ainda que silenciosos elimpos dependem de baterias carregadas com energia suja e que geralmente satildeodespejadas sem tratamento em aterros sanitaacuterios (KOIFMAN 2017)

A partir da confirmaccedilatildeo dos benefiacutecios e da eficiecircncia das ceacutelulas a combus-tiacutevel e da certeza que poderiam ser utilizadas como fonte energeacutetica no transporte

Capiacutetulo 4 A Economia do Hidrogecircnio na Praacutetica 45

iniciou-se uma verdadeira ldquocorrida verderdquo na qual as empresas automobiliacutesticas investi-ram bilhotildees de doacutelares no desenvolvimento de carros a hidrogecircnio

Esses veiacuteculos contam com um motor eleacutetrico para funcionar mas diferentede um carro eleacutetrico natildeo eacute necessaacuterio ser recarregado em tomadas e sim abastecidocom hidrogecircnio para alimentaccedilatildeo da pilha a combustiacutevel Ao pisar no aceleradora energia eleacutetrica resultante das ceacutelulas a combustiacutevel eacute enviada ao motor queproduz energia mecacircnica para o movimento do carro como mostra a figura 17 abaixo(SILVA FILHO et al 2016)

Figura 17 ndash Etapas de funcionamento de um carro a hidrogecircnioFonte Adaptado de Kenski (2016)


Atualmente todas as montadoras de carros do mundo jaacute possuem modelosmovidos a ceacutelula a combustiacutevel Aleacutem disso jaacute existem no mundo mais de 300 estaccedilotildeesde abastecimento de hidrogecircnio devendo ultrapassar a marca de 1000 unidades em2020 Isso explica as audaciosas estimativas dos governos japonecircs e chinecircs para osproacuteximos anos A China planeja ter 50000 veiacuteculos movidos a ceacutelula a combustiacutevelem 2025 e 1 milhatildeo em 2030 Jaacute o Japatildeo estima 200000 veiacuteculos ateacute 2025 e 800000unidades em 2030 (HYDROGEN COUNCIL 2017a) O territoacuterio japonecircs eacute o com maiorinfraestrutura de suporte com mais de 100 postos de abastecimento de hidrogecircnio emfuncionamento (CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO 2018f)

Outro destaque no setor de carros eleacutetricos movidos a hidrogecircnio eacute o estadoda Califoacuternia nos Estados Unidos onde estatildeo os maiores entusiastas americanossobre tecnologias limpas e ecologicamente corretas O governo local concede umaseacuterie de benefiacutecios para os usuaacuterios aleacutem de proporcionar uma das mais completasinfraestruturas da tecnologia no mundo Eacute possiacutevel percorrer todo o estado da Califoacuterniasem problemas de abastecimento visto que laacute estatildeo 32 dos 35 postos de abastecimentoexistentes no paiacutes (KOIFMAN 2017) A expectativa eacute que ateacute 2020 o estado contecom 200 estaccedilotildees de abastecimento de hidrogecircnio (CONFEREcircNCIA MUNDIAL DEENERGIA DO HIDROGEcircNIO 2018d)

O primeiro automoacutevel movido a ceacutelula a combustiacutevel comercializado emlarga escala foi o Toyota Mirai (figuras 18 19 e 20) Lanccedilado em 2014 o veiacuteculo jaacute estaacutepresente no Japatildeo Estados Unidos e paiacuteses europeus pois satildeo as naccedilotildees que saiacuteramna frente na consolidaccedilatildeo da infraestrutura O modelo vai de 0 a 100 Kmh em cercade 9 segundos leva cinco minutos para um total abastecimento e pode rodar cerca de550 km com um tanque cheio Segundo Edson Orikassa gerente da Toyota Brasil ldquoameta da empresa eacute chegar a 30 mil unidades anuais ateacute 2020 dez vezes mais do queas trecircs mil produzidas ano passadordquo (CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DOHIDROGEcircNIO 2018b)


Figura 18 ndash Toyota Mirai sendo abastecido em um posto de hidrogecircnio

Fonte Toyota website (2018)

Figura 19 ndash Interior de um Toyota Mirai



Figura 20 ndash Principais componentes do Toyota MiraiFonte Toyota (2015)

Em 2016 a Audi apresentou o H-tron Quattro (figura 21) seu veiacuteculo comple-tamente movido a hidrogecircnio Segundo o website da montadora (2017 traduccedilatildeo nossa)ldquoo modelo eacute capaz de rodar quase 600 quilocircmetros com um rdquotanqueldquo cheio e vai de 0 a100 kmh em menos de 7 segundosrdquo Aleacutem disso o modelo se destaca pela velocidadede recarga do combustiacutevel alcanccedilando apenas trecircs minutos tempo semelhante paraum abastecimento tradicional em um posto de gasolina (AUDI WEBSITE 2016)

Figura 21 ndash Audi H-tron Quattro SUV movido a hidrogecircnioFonte Audi website (2018)


Tambeacutem em 2016 a Nissan apresentou ao governo brasileiro durante olanccedilamento do programa ldquoRenova Bio 2030rdquo o ldquoprimeiro protoacutetipo de veiacuteculo em todoo mundo a ser movido por uma Ceacutelula de Combustiacutevel de Oacutexido Soacutelido (SOFC)rdquoalimentada por bioetanol (figura 22) A montadora japonesa que jaacute possui o carroeleacutetrico mais vendido do mundo o LEAF planeja usar o Brasil como referecircncia napopularizaccedilatildeo de veiacuteculos movidos a ceacutelula a combustiacutevel aproveitando a infraestruturajaacute existente do etanol A tecnologia batizada como ldquoCeacutelula de Combustiacutevel e-Biordquo e queproporciona autonomia superior a 600 km foi apresentada ao Presidente da RepuacuteblicaMichel Temer (figura 23) e seraacute testada nas vias puacuteblicas brasileiras (REDACcedilAtildeOAUTOESPORTE 2017)

Figura 22 ndash Nissan e-Bio movido a ceacutelula a combustiacutevel que rodaraacute no BrasilFonte Redaccedilatildeo Autoesporte (2017)

Figura 23 ndash Veiacuteculo da Nissan movido a ceacutelula a combustiacutevel sendo apresentado aoPresidente Michel Temer

Fonte Campo Grande News (2017)


4112 Ocircnibus

Todos os benefiacutecios de uma ceacutelula a combustiacutevel (ser eficiente silenciosa esustentaacutevel por exemplo) satildeo otimizados nos transportes de massa principalmentenos ocircnibus em virtude da simplificaccedilatildeo da infraestrutura necessaacuteria Havendo a estru-turaccedilatildeo de uma garagem com abastecimento centralizado torna-se viaacutevel comercial eeconomicamente a utilizaccedilatildeo de ocircnibus movidos a hidrogecircnio (NADALETI 2017)

ldquoA Uniatildeo Europeia lanccedilou edital de compra de mais de 600 a China buscaadquirir 2000 e o Brasil desenvolveu a sua proacutepria tecnologiardquo (MIRANDA 2017) Odiferencial brasileiro eacute o fato de ser um grande fabricante e usuaacuterio de ocircnibus tornandoo hidrogecircnio um grande aliado no combate agrave poluiccedilatildeo nos grandes centros do Paiacutes

O Brasil inclusive vai de encontro agraves tendecircncias internacionais de foco emaplicaccedilotildees de ceacutelulas a combustiacutevel em veiacuteculos de passeio Os esforccedilos nacionaisprivilegiam o uso no transporte coletivo rodoviaacuterio de passageiros (NACcedilOtildeES UNIDASNO BRASIL 2017) ldquoEssa tendecircncia vem ao encontro do grande potencial industrialbrasileiro na produccedilatildeo de ocircnibus urbanos e agrave necessidade de melhoria do tracircnsitoe a reduccedilatildeo de emissotildees poluentes em grandes cidadesrdquo (CENTRO DE GESTAtildeO EESTUDOS ESTRATEacuteGICOS 2010)

Em Satildeo Paulo a Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de SatildeoPaulo (EMTU) em parceria com o Programa das Naccedilotildees Unidas para o Desenvolvi-mento (PNUD) desenvolve o projeto Estrateacutegia Energeacutetico-Ambiental que consistena aquisiccedilatildeo operaccedilatildeo e manutenccedilatildeo de ocircnibus (figura 24) com ceacutelulas a combus-tiacutevel alimentadas por hidrogecircnio aleacutem da construccedilatildeo de estaccedilotildees de produccedilatildeo eabastecimento de hidrogecircnio (NACcedilOtildeES UNIDAS NO BRASIL 2016)

Figura 24 ndash Ocircnibus movido a hidrogecircnio que circula em Satildeo PauloFonte Vargas (2017)


4113 Aviotildees

De acordo com estudos realizados pela Boeing as ceacutelulas a combustiacutevelpodem diminuir o consumo de combustiacutevel em ateacute 75 em aviotildees aleacutem de diminuiacuterema poluiccedilatildeo nos aeroportos A tecnologia utilizada eacute a Ceacutelula a Combustiacutevel de OacutexidoSoacutelido (SOFC) que por operar em altiacutessimas temperaturas eacute alimentada por querosene(combustiacutevel de aviatildeo) havendo extraccedilatildeo de hidrogecircnio internamente Aleacutem disso asceacutelulas a combustiacutevel tambeacutem podem substituir as tradicionais e pesadas baterias dosaviotildees

4114 Suporte industrial

Uma das grandes aplicaccedilotildees atuais das ceacutelulas a combustiacutevel jaacute produzidaem escala comercial eacute para o funcionamento de equipamentos para fins industriais Emsolo americano grandes empresas como Apple Microsoft e Walmart fazem uso dessatecnologia para produzir energia a partir do biogaacutes para as empilhadeiras eleacutetricas(BENELLI 2016)

4115 Trens

No uacuteltimo dia 17 de setembro de 2018 entraram em operaccedilatildeo na Alemanhaldquoos primeiros dois trens do mundo equipados com ceacutelulas de combustiacutevel que convertemhidrogecircnio e oxigecircnio em eletricidaderdquo (figura 25) Os silenciosos trens tecircm emissatildeozero de gases poluentes e possuem autonomia total de 1000 quilocircmetros A empresaresponsaacutevel pelo seu desenvolvimento a Alstom afirmou que o modelo estaacute prontopara ser produzido em seacuterie (TOLEDO 2018)

Figura 25 ndash Trem movido a ceacutelula de hidrogecircnio que iniciou operaccedilatildeo na AlemanhaFonte Toledo (2018)


412 Equipamentos portaacuteteis

As aplicaccedilotildees portaacuteteis das ceacutelulas a combustiacutevel podem ser a de substituiras tradicionais pilhas e baterias usadas em equipamentos eletrocircnicos como telefonescelulares e laptops e a de gerar energia de forma remota como em um acampamento

413 Geraccedilatildeo de energia estacionaacuteria

Refere-se agrave capacidade das ceacutelulas de produzir hidrogecircnio que pode serusado para abastecer eletricamente estruturas fixas como induacutestrias hospitais escolase residecircncias ou ainda como combustiacutevel para o veiacuteculo familiar

O Japatildeo eacute o paiacutes mais avanccedilado em relaccedilatildeo agrave tecnologia aplicada nasresidecircncias A partir de uma parceria puacuteblico-privada e aproveitando a jaacute existente dis-tribuiccedilatildeo de gaacutes natural mais de 250000 residecircncias satildeo abastecidas com eletricidadegerada por ceacutelulas a combustiacutevel de baixa potecircncia (HYDROGEN COUNCIL 2017b)Aproveitando o apelo internacional dos Jogos Oliacutempicos de 2020 a serem realizadosno Japatildeo o governo japonecircs espera expandir a rede para 14 milhatildeo de residecircnciasformalizando ldquoas primeiras Olimpiacuteadas da Era do Hidrogecircniordquo (MIRANDA 2017)

O princiacutepio adotado nessas residecircncias japonesas eacute uma verdadeira revolu-ccedilatildeo a ser disseminada pelo mundo Todo o processo ocorre no proacuteprio estabelecimentoinclusive em vaacuterios hoteacuteis do paiacutes Inicialmente o hidrogecircnio canalizado por umaestatal japonesa pelos antigos dutos de gaacutes natural abastece a pilha a combustiacutevelresponsaacutevel pela eletricidade do estabelecimento O subproduto dessa reaccedilatildeo eacute aacuteguaaquecida (aacutegua + calor liberado) que eacute reaproveitada para o banho reduzindo ouem muitos casos eliminando a necessidade de chuveiros eleacutetricos e de piscinas comsistemas de aquecimento Toda a aacutegua despejada pelos usuaacuterios eacute captada pela Cen-tral de Abastecimento do Japatildeo onde ela iraacute ser tratada e resultaraacute em hidrogecircniopuro reiniciando o processo (JAPAtildeO JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY2016)

Outro caso que demonstra a importacircncia da Era do Hidrogecircnio para asociedade eacute do Primeiro Banco Nacional de Omaha nos Estados Unidos Um estudorealizado pelo banco constatou que uma falta de fornecimento eleacutetrico por uma horaresultaria em um prejuiacutezo de seis milhotildees de doacutelares Visando conceder seguranccedilaenergeacutetica para o seu funcionamento foi instalado um sistema de ceacutelulas a combustiacutevelSemelhante a esse caso vaacuterias instalaccedilotildees criacuteticas como bases militares hospitais ecentros de pesquisa tecircm investido em sistemas alternativos alimentados por hidrogecircnio(STEEVES 2014)


414 Aplicaccedilatildeo espacial

Atualmente uma das principais aplicaccedilotildees do hidrogecircnio eacute como combustiacute-vel dos foguetes espaciais Isso ocorre pois ele apresenta um maior potencial energeacuteticoque a gasolina ou diesel 1 litro de hidrogecircnio equivale a 275 litros de gasolina oudiesel Todos os lanccedilamentos realizados pela NASA nas uacuteltimas deacutecadas tiveramhidrogecircnio e oxigecircnio como combustiacuteveis propulsores (TECMUNDO 2017)

42 PARCERIA ENTRE CEacuteLULA A COMBUSTIacuteVEL E CEacuteLULA FOTOVOLTAICA

Como visto anteriormente eacute necessaacuteria uma fonte primaacuteria para a produccedilatildeode hidrogecircnio tendo em vista que a sua disponibilidade bruta eacute escassa Sendo ahidroacutelise uma das mais simples e limpa o desafio eacute encontrar formas sustentaacuteveisde se fornecer a energia necessaacuteria para a ocorrecircncia do processo Nesse propoacutesitodestaca-se a ceacutelula fotovoltaica

Os paineacuteis fotovoltaicos satildeo a principal forma de conversatildeo da energiaemitida pelo sol (os foacutetons) em eletricidade Dessa forma a parceria entre as ceacutelulasfotovoltaica e a combustiacutevel resulta em um sistema completamente sustentaacutevel (figura26) no qual a energia necessaacuteria para a separaccedilatildeo de aacutegua em hidrogecircnio batizadode ldquohidrogecircnio solarrdquo eacute proveniente dos raios solares (SILVA 2017b)

Figura 26 ndash Esquema do sistema de produccedilatildeo de ldquohidrogecircnio solarrdquo

Fonte Adaptado de Silva (2017)


O HyperSolar H2 Generator foi um dos primeiros modelos a aliar os benefiacute-cios dessas ceacutelulas permitindo que em um uacutenico sistema houvesse o aproveitamentoda luz solar pelas nanopartiacuteculas responsaacuteveis pela hidroacutelise e a consequente extraccedilatildeode hidrogecircnio Segundo o website da empresa o equipamento eacute capaz de aproveitarqualquer fonte de aacutegua no processo de quebra para obtenccedilatildeo de hidrogecircnio inclusiveas proveniente de oceanos ou aquelas descartadas pela induacutestria (HYPERSOLAR2012)

Em 2001 a NASA lanccedilou um aviatildeo protoacutetipo o Helios (figura 27) queexemplifica perfeitamente os benefiacutecios da uniatildeo dessas tecnologias O aviatildeo eraequipado com paineacuteis solares e com ceacutelulas a combustiacutevel Durante o dia os paineacuteisfotovoltaicos forneciam a energia eleacutetrica necessaacuteria para o funcionamento das heacutelicesbem como para a produccedilatildeo de hidrogecircnio e oxigecircnio atraveacutes da eletroacutelise da aacutegua quepodia ser captada das chuvas e armazenada em pequenos tanques Durante a noitesem as emissotildees solares a eletricidade era produzida a partir das ceacutelulas a combustiacutevelalimentadas pelos hidrogecircnio e oxigecircnio previamente captados Inclusive sendo aacutegua osubproduto das ceacutelulas a combustiacutevel esta era reaproveitada no processo resultandoem um sistema autocircnomo (ESTADOS UNIDOS NASA 2010)

Figura 27 ndash Aviatildeo Helios protoacutetipo da NASA

Fonte Vinholes (2016)

Em 2017 cientistas da Universidade da Floacuterida nos Estados Unidos afir-maram que o melhor caminho para a Era do Hidrogecircnio envolve produzir hidrogecircnio apartir da aacutegua do mar usando energia solar Eles desenvolveram um catalisador duploque gera hidrogecircnio de um lado e oxigecircnio do outro formado por titacircnio e molibdecircniometais mais baratos que os nobres como a platina Assim observa-se que os contiacutenuos


e promissores estudos mostram que a consolidaccedilatildeo da tecnologia a hidrogecircnio comauxiacutelio da energia solar eacute uma questatildeo de tempo (INOVACcedilAtildeO TECNOLOacuteGICA 2017)

As grandes dificuldades para a consolidaccedilatildeo da parceria dessas tecnologiassatildeo o custo e a eficiecircncia energeacutetica do sistema Entretanto se realizada uma anaacutelisemais minimalista eacute possiacutevel identificar as viabilidades ambiental social e econocircmicaPrimeiramente os custos relacionados a paineacuteis solares estatildeo cada vez menores Aleacutemdisso a possibilidade de produccedilatildeo em locais pontuais como no proacuteprio veiacuteculo ou naproacutepria residecircncia elimina a energia que seria perdida no transporte

43 OBSTAacuteCULOS PARA A ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO

Sendo o hidrogecircnio um elemento conhecido haacute tanto tempo assim como osseus benefiacutecios para a humanidade por que entatildeo o seu uso natildeo estaacute popularizadoSegundo Kenski (2016) ldquoas principais tecnologias necessaacuterias para que essa revo-luccedilatildeo aconteccedila jaacute existem mas ainda haacute um longo caminho ateacute que elas se tornemcomercialmente viaacuteveisrdquo

Inicialmente eacute preciso considerar que ainda que o hidrogecircnio seja encon-trado em grade parte dos elementos e mateacuterias existentes eacute rara a sua disponibilidadecomo uma fonte primaacuteria necessitando um processo adicional de extraccedilatildeo Aleacutem dissoa falta de recursos humanos qualificados e preparados para lidar com a cadeia dohidrogecircnio eacute outra barreira para o desenvolvimento da tecnologia Nesse sentido ogrande problema principalmente quando observada a realidade brasileira eacute que grandeparte dos trabalhos relacionados eacute realizada por alunos de mestrado e doutorado quegeralmente deixam suas instituiccedilotildees apoacutes a conclusatildeo de sua poacutes-graduaccedilatildeo

Outro obstaacuteculo agrave popularizaccedilatildeo do hidrogecircnio eacute o custo elevado paraexecuccedilatildeo do processo Esse eacute inclusive o grande desafio atual para a consolidaccedilatildeoda tecnologia Os cientistas e pesquisadores envolvidos buscam exatamente formasde baratear a produccedilatildeo e distribuiccedilatildeo do hidrogecircnio pois eacute necessaacuterio por exemplouma infraestrutura especiacutefica para o abastecimento de veiacuteculos movidos a ceacutelula decombustiacutevel Atualmente o custo de um sistema de Ceacutelula a Combustiacutevel de Membranade Troca de Proacutetons o mais comum eacute de 52 doacutelares por quilowatt enquanto queestudos apresentados pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos apontam ovalor de 30 doacutelares por quilowatt para que a tecnologia torne-se viaacutevel comercialmente(WALLIS 2018)

Outrossim a falta da confianccedila da sociedade na necessidade dessa transi-ccedilatildeo energeacutetica eacute outro empecilho O consumidor jaacute estaacute propenso a adotar tecnologiassustentaacuteveis no seu dia a dia Por exemplo em pesquisa divulgada em 2018 pelamontadora de automoacuteveis Nissan oito em cada dez pessoas na Ameacuterica do Sul co-nhecem e estatildeo dispostas a comprar carros eleacutetricos alegando motivos econocircmicos e


ambientais (FAUSTINO 2018) Eacute necessaacuteria uma conscientizaccedilatildeo coletiva para que osagentes puacuteblicos e privados entendam que os altos investimentos de agora resultaratildeoem benefiacutecios duradouros no futuro Assim eacute preciso uma accedilatildeo coordenada entreos paiacuteses para uma atuaccedilatildeo de complementaridade e com padrotildees internacionaisunitaacuterios

57

5 CONCLUSOtildeES

51 RESUMO DO PROCESSO

Figura 28 ndash Da extraccedilatildeo ao uso do hidrogecircnio como fonte energeacutetica

Fonte Centro Nacional de Referecircncia em Energia do Hidrogecircnio (2016)

Capiacutetulo 5 Conclusotildees 58

52 HIDROGEcircNIO VERSUS COMBUSTIacuteVEIS FOacuteSSEIS

Uma das principais necessidades energeacuteticas do mundo eacute o funcionamentode veiacuteculos automotores Tradicionalmente estes satildeo alimentados por combustiacuteveisderivados do petroacuteleo com alto impacto ambiental No entanto a Revoluccedilatildeo Verdeocorrida nas uacuteltimas deacutecadas impulsionou a busca por fontes renovaacuteveis e limpascomo o hidrogecircnio sempre buscando conciliar o quesito ambiental com eficiecircncia

Na comparaccedilatildeo do uso do hidrogecircnio com o dos combustiacuteveis foacutesseis eacutepossiacutevel estabelecer algumas diferenccedilas como mostra a tabela 3 abaixo A primeiradiz respeito aos motores utilizados em cada processo Enquanto o primeiro alimentamotores eleacutetricos o segundo eacute fonte de energia para motores a combustatildeo De maneirageral o motor eleacutetrico apresenta claras vantagens sobre o motor a combustatildeo comopode ser observado no quadro comparativo abaixo

Motor Eleacutetrico Motor a Combustatildeo

Silencioso Barulhento

Praticamente natildeo usa oacuteleo lubrificanteNecessita de oacuteleo lubrificante um grande

agente poluidor

Manutenccedilatildeo simples Manutenccedilatildeo cara e complexa

Freio regenerativo capaz de transformarenergia mecacircnica em eleacutetrica

Sem possibilidade de freio regenerativo

Economia de espaccedilo em virtude dasimplicidade dos processos

Motor de grandes proporccedilotildees necessitando deespaccedilo consideraacutevel

A partir do hidrogecircnio tem aacutegua comosubproduto

A partir dos combustiacuteveis foacutesseis tem gasespoluentes como subproduto

Eficiecircncia de ateacute 95 Eficiecircncia maacutexima de 40

Tabela 3 ndash Diferenccedilas entre os motores eleacutetrico e a combustatildeoFonte Adaptado de Centro de Gestatildeo e Estudos Estrateacutegicos (2010)

53 CEacuteLULA A COMBUSTIacuteVEL VERSUS BATERIA

Um motor eleacutetrico tambeacutem pode ser alimentado por uma bateria No entantoesta tambeacutem apresenta pontos negativos em relaccedilatildeo agrave ceacutelula a combustiacutevel O principaldiz respeito ao custo ambiental das baterias pois quando a energia interna eacute utilizadaela deve ser descartada o que geralmente ocorre de maneira inadequando resultandoem boa parte do lixo toacutexico jogado nos aterros sanitaacuterios Por outro lado as ceacutelulas acombustiacutevel necessitam apenas que a quantidade de hidrogecircnio seja recarregada semprecisar trocar todo o sistema (ALEMANHA Instituto de Engenharia Eleacutetrica 2018)


Aleacutem da questatildeo ambiental pode-se destacar outras caracteriacutesticas vanta-josas dos carros movidos a ceacutelula a combustiacutevel em detrimento dos carros eleacutetricosalimentados por bateria quais sejam maior autonomia (mais tempo antes de necessitarde um novo abastecimento) reabastecimento mais raacutepido e custo inicial mais baixo(INOVACcedilAtildeO TECNOLOacuteGICA 2016)

A tabela 4 abaixo identifica as semelhanccedilas e diferenccedilas entre as ceacutelulas acombustiacutevel e as baterias

Semelhanccedilas Diferenccedilas

Se conectarmos vaacuterias ceacutelulas acombustiacutevel umas agraves outras noacutes

aumentamos a potecircncia Da mesma formacomo ocorre nas baterias

Na ceacutelula a combustiacutevel o acircnodo e o caacutetodo satildeofeitos basicamente de carbono e platina e natildeo

satildeo consumidos Apenas os combustiacuteveishidrogecircnio e oxigecircnioar o satildeo logo enquanto

existir hidrogecircnio e oxigecircnio a ceacutelula acombustiacutevel iraacute funcionar Quando terminar o

combustiacutevel basta recarregar e imediatamente aceacutelula recomeccedila a funcionar

Ambas as tecnologias consistem deeletrodos - um acircnodo e um caacutetodo - emcontato com um eletroacutelito e produzem

energia eleacutetrica atraveacutes de uma reaccedilatildeoeletroquiacutemica

Jaacute durante as reaccedilotildees quiacutemicas na bateria oacircnodo e o caacutetodo satildeo consumidos ateacute acabaremDepois devem ser substituiacutedos ou recarregados

As reaccedilotildees quiacutemicas ocorrem no acircnodo eno caacutetodo com a transferecircncia de eleacutetronssendo feita por um circuito eleacutetrico externo

para que ocorra a reaccedilatildeo completa

Se compararmos a quantidade de energia porpeso veremos que as ceacutelulas a combustiacutevel

apresentam vantagens ou seja satildeo mais leves

Tabela 4 ndash Semelhanccedilas e diferenccedilas entre as ceacutelulas a combustiacutevel e as baterias


54 OPORTUNIDADES E AMEACcedilAS

A tabela 5 abaixo apresenta as principais oportunidades e ameaccedilas daadoccedilatildeo do hidrogecircnio como fonte energeacutetica em detrimento das fontes tradicionaisutilizadas atualmente


Oportunidades Ameaccedilas

- Disponiacutevel em qualquer parte do mundo- Rendimento elevado de energia (275 vezesmaior do que os combustiacuteveis dehidrocarbonetos- Geraccedilatildeo distribuiacuteda de energia- Ruptura do atual regime energeacutetico- Uso em horaacuterios de pico do consumo eleacutetrico- Produccedilatildeo atraveacutes de vaacuterios insumos(flexibilidade de obtenccedilatildeo)- Independecircncia externa de combustiacuteveisfoacutesseis- Reduccedilatildeo na emissatildeo de gases causadoresde efeito estufa- Diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica- Reduccedilatildeo da demanda de combustiacuteveisfoacutesseis diminuindo o impacto ao meioambiente- Uso veicular com maior eficiecircncia parageraccedilatildeo de energia que motores a combustatildeoconvencionais

- Alto custo operacional- Ausecircncia de Mercado Consumidor- Ausecircncia de infraestrutura noarmazenamento e distribuiccedilatildeo- Insuficiecircncia de normas de seguranccedilaespeciacuteficas- Ausecircncia de recursos humanos qualificados- Ausecircncia de empresas de serviccedilo e produccedilatildeode equipamentos- Ausecircncia de produccedilatildeo de hidrogecircniodirecionada para fins energeacuteticos- O mercado mundial de ceacutelulas a combustiacuteveloferece poucos produtos comerciais

Tabela 5 ndash Oportunidades e ameaccedilas da opccedilatildeo pelo hidrogecircnio como principal fonteenergeacutetica

Fonte Veras (2015)

55 PERSPECTIVAS PARA A ECONOMIA DO HIDROGEcircNIO

Pesquisas apresentadas pela Universidade de Birmingham no Reino Unidodemonstram que se avaliado o ldquocusto total de propriedaderdquo o hidrogecircnio eacute mais baratoque o diesel Nesse custo estaacute embutido o custo total da vida uacutetil de um dispositivo e oscustos adicionais com hospitais doenccedilas em geral e poluiccedilatildeo ambiental causados pelaqueima de combustiacutevel foacutessil Dessa forma o professor Robert Steinberger-Wilckensresponsaacutevel pelo estudo britacircnico afirma que a atual barreira da Economia do Hidrogecirc-nio diz respeito aos elevados custos iniciais das ceacutelulas a combustiacutevel e da infraestruturanecessaacuteria pois o funcionamento da estrutura com maior eficiecircncia energeacutetica menorcusto do combustiacutevel de hidrogecircnio e menores custos de manutenccedilatildeo jaacute apresentaviabilidade econocircmica (CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO2018g)

Devido agraves suas proporccedilotildees continentais em populaccedilatildeo e PIB as estrateacutegiasadotadas pela China apresentam relevante impacto no cenaacuterio internacional Por issoeacute possiacutevel vislumbrar uma raacutepida adaptaccedilatildeo do mundo agrave Economia do HidrogecircnioDurante a WHEC 2018 o CEO da Companhia Chinesa de Investimento EnergeacuteticoWen Ling afirmou que o governo chinecircs estaacute ciente e comprometido com o potencial


transformador do hidrogecircnio no panorama energeacutetico global almejando alcanccedilar 1milhatildeo de carros movidos a ceacutelula a combustiacutevel ateacute 2030

A induacutestria do Hidrogecircnio e ceacutelulas de combustiacutevel da China entrou em umanova era de padronizaccedilatildeo e desenvolvimento acelerado O processo de cons-truccedilatildeo de uma sociedade de energia do Hidrogecircnio chinesa aumentaraacute emqualidade e velocidade (Ling 2018 apud WHEC 2018)

As iniciativas europeias tambeacutem servem para impulsionar as perpectivas emrelaccedilatildeo agrave Era do Hidrogecircnio Bart Biebuyck diretor executivo da JTI parceria puacuteblico-privada entre a Comissatildeo Europeia a induacutestria europeia de ceacutelulas de combustiacutevele Hidrogecircnio e organizaccedilotildees de investigaccedilatildeo destacou que o foco do grupo estaacute emtrecircs pilares competitividade sustentabilidade e seguranccedila energeacutetica A expectativado diretor eacute que ateacute 2025 a Europa tenha produccedilatildeo em grande escala de veiacuteculos ahidrogecircnio

No Japatildeo a consolidaccedilatildeo da energia a hidrogecircnio eacute vista como uma grandeoportunidade Isso porque o paiacutes importa 94 dos combustiacuteveis foacutesseis que consomecom uma baixiacutessima autossuficiecircncia energeacutetica de 6 Aleacutem do apelo ambiental a Erado Hidrogecircnio eacute encarada como uma questatildeo social e econocircmica pelos japoneses Aperspectiva de se tornar um paiacutes autossuficiente pode ser a explicaccedilatildeo para o Japatildeo sero paiacutes com a tecnologia de pilhas de combustiacutevel mais avanccedilada do mundo com casosde sucesso e modelos a serem seguidos pelos demais paiacuteses Assim a estrateacutegiajaponesa eacute que ateacute 2050 o transporte japonecircs seja completamente alimentado porhidrogecircnio (CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO 2018b)

O professor Mauriacutecio Tolmasquim um dos maiores especialistas brasileirosem energia renovaacutevel durante palestra proferida na WHEC 2018 afirmou que o Brasilpossui alto potencial de se tornar importante produtor mundial de hidrogecircnio Issoporque a posiccedilatildeo geograacutefica privilegiada do Brasil permite um grande aproveitamentoenergeacutetico de fontes renovaacuteveis Quando observada a energia solar por exemplopesquisas recentes da Agecircncia Internacional de Energias Renovaacuteveis apontaram queo Brasil possui o dobro de radiaccedilatildeo solar que a Alemanha paiacutes europeu liacuteder mundialem energia solar ou seja um mesmo painel solar produziria o dobro de energia selocalizado em solo brasileiro (INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY AGENCY2018)

Semelhante ao potencial solar o professor aponta o potencial do Paiacutes paraas energias eoacutelica e hidreleacutetrica a uacuteltima jaacute amplamente consolidada na matriz energeacute-tica nacional Na opiniatildeo de Tolmasquim ldquoo Brasil precisa investir nas hidroeleacutetricaspois seus reservatoacuterios podem produzir Hidrogecircnio atraveacutes da eletroacutelise e estocaacute-lopara diversos finsrdquo (WHEC 2018)

Aleacutem disso investigaccedilotildees geoloacutegicas recentes realizadas pelas empresasGEO4U e Engie Brasil apresentaram um novo horizonte para o hidrogecircnio brasileiro


Foram descobertas reservas de hidrogecircnio natural em quatro estados Cearaacute RoraimaTocantins e Minas Gerais O geoacutelogo Alain Prinzhofer responsaacutevel pelo estudo des-tacou a importacircncia da descoberta pois o hidrogecircnio natural eacute mais barato que oindustrializado e soacute haacute um uacutenico caso de produccedilatildeo industrial de hidrogecircnio natural nomundo em Mali o que coloca o Brasil em um elevado patamar de competitividadeAleacutem disso esse caso de Mali eacute um exemplo de sucesso visto que essa experiecircnciaeacute responsaacutevel por criar 100 da energia limpa em um vilarejo pobre que natildeo tinhaacesso agrave eletricidade (CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO2018c)

Assim semelhante agrave tendecircncia mundial avalia-se uma perspectiva muitopositiva para o futuro do hidrogecircnio na cadeia energeacutetica brasileira seja passando pelauniatildeo das ceacutelulas a combustiacutevel com outras fontes energeacuteticas como energia eoacutelicasolar hidreleacutetrica e reforma do etanol seja pela exploraccedilatildeo comercial do hidrogecircnionatural (FONSECA SERUDO SANTOS 2018)

Respondendo ao problema de pesquisa identificado no iniacutecio desse trabalhoeacute possiacutevel afirmar que sim o atual estaacutegio do uso do hidrogecircnio como fonte energeacuteticalimpa estaacute cumprindo as expectativas criadas sobre a tecnologia de ser o futuroenergeacutetico sustentaacutevel do mundo e deveraacute consolidar o seu papel de protagonista nasproacuteximas deacutecadas

56 MELHORIAS PARA O PROCESSO

Para o hidrogecircnio assumir o papel de protagonista no desenvolvimentoenergeacutetico do planeta eacute necessaacuteria a viabilidade comercial e econocircmica da uniatildeoentre ceacutelulas a combustiacutevel e produccedilatildeo de eletricidade a partir de fontes inteiramentelimpas como o vento luz solar as mareacutes e os rios Estudos divulgados pelo HydrogenCouncil em 2017 mostram que muito se avanccedilou no barateamento da produccedilatildeo deenergia renovaacutevel mas ainda satildeo necessaacuterios novos avanccedilos para tornar o sistemarenovaacutevel Por exemplo o kwh de energia eoacutelica reduziu de 40 centavos de doacutelar noiniacutecio dos anos 80 para 5 centavos atualmente Caso se alcance o valor de 15 centavode doacutelar o hidrogecircnio gerado a partir do sistema energia eoacutelica-ceacutelula a combustiacutevelseraacute competitivo com a gasolina (PINHO 2017)

Assim os desafios a serem superados para que haja a consolidaccedilatildeo daEconomia do Hidrogecircnio satildeo

bull Descoberta de novos materiais capazes de baratear o sistema

bull Descoberta de novas formas de extraccedilatildeo que possam ser adaptadas agravesparticularidades regionais visando a reduccedilatildeo dos custos


bull Qualificaccedilatildeo acadecircmica e profissional de matildeo de obra capaz de manuseara cadeia do hidrogecircnio

bull Incentivos governamentais capazes de direcionar os paiacuteses em uma novadireccedilatildeo energeacutetica

bull Conscientizaccedilatildeo da sociedade sobre os benefiacutecios da transiccedilatildeo energeacutetica

bull Desenvolvimento da infraestrutura necessaacuteria

bull Parceria entre os paiacuteses para uma interaccedilatildeo tecnoloacutegica capaz de potencia-lizar as descobertas

bull Adoccedilatildeo universal de normas internacionais

57 PROPOSTA DE TRABALHO PRAacuteTICO

Uma das formas mais inovadoras e com potencial sustentaacutevel de extraccedilatildeo dohidrogecircnio eacute pela piroacutelise a plasma A Universidade do Sul de Santa Catarina (UNISUL)possui um Laboratoacuterio de Tecnologias a Plasma (LTP) que desenvolve pesquisasde separaccedilatildeo do gaacutes metano (CH4) em hidrogecircnio e carbono utilizando processo aplasma gerado por descarga de barreira dieleacutetrica (DBD)

A proposta eacute de um futuro Trabalho de Conclusatildeo de Curso que auxilie aequipe do LTP nesse processo de extraccedilatildeo do hidrogecircnio e aproveite esse gaacutes extraiacutedopara o funcionamento de uma ceacutelula a combustiacutevel visando a comprovaccedilatildeo praacutetica detoda a teoria proposta ao longo desse trabalho

64

REFEREcircNCIAS

ALDABOacute R Ceacutelula Combustiacutevel a Hidrogecircnio Satildeo Paulo Artliber 2004

ALEMANHA Instituto de Engenharia Eleacutetrica Comparative Analysis of InfrastructuresHydrogen Fueling and Electric Charging of Vehicles Juumllich 2018 Disponiacutevel emlthttpswwwieafuelcellcomdocumentsComparativeAnalysisofInfrastructures-HydrogenFuelingandElectricChargingofVehiclespdfgt Acesso em 25082018

AUDI WEBSITE Audi h-tron quattro concept 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwaudicomeninnovationfuturedriveh-tron_quattrohtmlgt Acesso em03092018

BENELLI A C ldquoNovo petroacuteleordquo hidrogecircnio funciona como um coringadas fontes renovaacuteveis Gazeta do Povo p 32 ndash 32 2016 Disponiacutevel emlthttpswwwgazetadopovocombreconomiaenergia-e-sustentabilidadenovo-petroleo-hidrogenio-funciona-como-um-coringa-das-fontes-renovaveis-1tzp2da3n1u7ildhq6ogdbfxjgt Acesso em 22082018

BOCCHI N FERRACIN L C BIAGGIO S R Pilhas e Baterias Funcionamento eimpacto ambiental [Sl] Quiacutemica Nova Escola 2000

BOENTE A BRAGA G P Manual para Elaboraccedilatildeo do Trabalho de Conclusatildeo deCurso Rio de Janeiro FAETEC 2004

BRASIL Empresa de Pesquisa Energeacutetica (Ministeacuterio de Minas e Energias) BalanccediloEnergeacutetico Nacional 2017 Ano base 2016 Empresa de Pesquisa Energeacutetica Riode Janeiro 2017 Disponiacutevel em lthttpsbenepegovbrdownloadsRelatorio_Final_BEN_2017pdfgt Acesso em 03092018

BRASIL Ministeacuterio das Relaccedilotildees Exteriores Relaccedilotildees Brasil-Estados Unidos no setorde energia do mecanismo de consultas sobre cooperaccedilatildeo energeacutetica do memorandode entendimento sobre biocombustiacuteveis (2003-2007) Fundaccedilatildeo Alexandre de GusmatildeoBrasiacutelia 2011 Disponiacutevel em lthttpfunaggovbrlojadownload823-Relacoes_Brasil-Estados_Unidos_no_Setor_de_Energiapdfgt Acesso em 25082018

BRASIL Secretaria de Energia e Mineraccedilatildeo do Estado de Satildeo PauloHidrogecircnio em busca do seu espaccedilo no Brasil Junho 2018 Disponiacutevel em lthttpwwwenergiaspgovbr201806hidrogenio-em-busca-do-seu-espaco-no-brasilgtAcesso em 01092018

BUSTAMANTE L A da C Produccedilatildeo de Ligas de Magneacutesio para ArmazenamentoEmbarcado de Hidrogecircnio 2005 237 p Tese (Ciecircncias em EngenhariaMetaluacutergica e de Materiais) mdash Universidade Federal do Rio de JaneiroDisponiacutevel em lthttpwwwmetalmatufrjbrindexphpbrpesquisaproducao-academicateses200569--60filegt Acesso em 15092018

CABRAL A C et al Hidrogecircnio Uma Fonte de Energia para o Futuro RevistaBrasileira de Energias Renovaacuteveis v 3 p 128 ndash 135 2014 Disponiacutevel em lthttpswebcachegoogleusercontentcomsearchq=cache8fDDOBTc3IgJhttpsrevistasufprbrrberarticledownload38240pdf_18+ampcd=1amphl=pt-BRampct=clnkampgl=brgt Acessoem 25082018

Referecircncias 65

CAcircMARA DOS DEPUTADOS Energias Renovaacuteveis e o Brasil +20 Brasiacutelia EdiccedilotildeesCacircmara 2012

CENTRO DE GESTAtildeO E ESTUDOS ESTRATEacuteGICOS Hidrogecircnio energeacuteticono Brasil subsiacutedios para poliacuteticas de competitividade 2010-2025 In SeacuterieDocumentos Teacutecnicos Brasiacutelia Centro de Gestatildeo e Estudos Estrateacutegicos2010 Disponiacutevel em lthttpswwwcgeeorgbrdocuments10195734063Hidrogenio_energetico_completo_22102010_9561pdf367532ec-43ca-4b4f-8162-acf8e5ad25dcversion=15gt Acesso em 03092018

CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO Estudo aponta aforma de armazenamento de Hidrogecircnio mais eficiente Rio de Janeiro 2018Disponiacutevel em lthttpwhec2018riocom20180619pesquisa-aponta-a-forma-de-armazenamento-de-hidrogenio-mais-eficientegt Acesso em 25082018

CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO Gigantes deautomoacuteveis se juntam em parceria para construir postos de hidrogecircnio no JapatildeoRio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpwhec2018riocom20180621gigantes-de-automoveis-se-juntam-em-parceria-para-construir-postos-de-hidrogenio-no-japaogtAcesso em 25082018

CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO Hidrogecircnio natural eacutedescoberto em quatro estados brasileiros Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpwhec2018riocom20180618hidrogenio-natural-e-descoberto-em-quatro-estados-brasileirosgt Acesso em 25082018

CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO Interesse pelaenergia do Hidrogecircnio cresce nos EUA Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpwhec2018riocom20180620interesse-pela-energia-do-hidrogenio-cresce-nos-euagt Acesso em 25082018

CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO Itaipu Binacionalmostra suas iniciativas de energia renovaacutevel Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevelem lthttpwhec2018riocom20180618itaipu-binacional-mostra-suas-iniciativas-de-energia-renovavelgt Acesso em 25082018

CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO Japatildeo jaacute utilizaenergia do Hidrogecircnio em larga escala Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpwhec2018riocom20180620japao-ja-utiliza-energia-do-hidrogenio-em-larga-escalagt Acesso em 25082018

CONFEREcircNCIA MUNDIAL DE ENERGIA DO HIDROGEcircNIO Pesquisa revela realdiferenccedila de preccedilo entre diesel e Hidrogecircnio Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel emlthttpwhec2018riocom20180619pesquisa-revela-real-diferenca-de-preco-entre-diesel-e-hidrogeniogt Acesso em 25082018

DUNN S Hydrogen Futures Toward a sustainable energy system Washington DCWorldwatch Institute 2001 Disponiacutevel em lthttpwwwworldwatchorgsystemfilesEWP157pdfgt Acesso em 22082018

ESTADOS UNIDOS Departamento de Energia Progress and Accomplishments inHydrogen and Fuel Cells Abril 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwenergygovsites

Referecircncias 66

prodfiles201701f34fcto-progress-accomplishments-april-2016pdfgt Acesso em01092018

ESTADOS UNIDOS NASA Helios Prototype NASA website 2010 Disponiacutevel emlthttpswwwnasagovcentersdrydennewsResearchUpdateHeliosgt Acesso em02102018

FAUSTINO R 80 dos Sul-Americanos testariam carros eleacutetricos diz pesquisa2018 Disponiacutevel em lthttpgoinggreencombr2018032880-dos-sul-americanos-testariam-carros-eletricos-diz-pesquisagt Acesso em 22082018

FONSECA J S da SERUDO R L SANTOS M C dos Matriz Energeacutetica BrasileiraTecnologias Complementares Revista Scientia Amazonia v 7 n 1 p 74 ndash 88 2018Disponiacutevel em lthttpscientia-amazoniaorgwp-contentuploads201708v7-n1-74-88-2018pdfgt Acesso em 25082018

GIL A C Como elaborar Projetos de Pesquisa 5ordf ed [Sl] Atlas 2010

GOMES NETO E H Hidrogecircnio Evoluir Sem Poluir a era do hidrogecircnio dasenergias renovaacuteveis e das ceacutelulas a combustiacutevel Curitiba Brasil H2 Fuel Cell Energy2005

GUERRA J B S O de A YOUSSEF Y A As energias renovaacuteveis no Brasil entreo mercado e a universidade Palhoccedila Unisul 2012

HOFFMANN P Tomorrowrsquos Energy Hydrogen fuel cells and the prospects for acleaner planet 2 ed Londres MIT Press 2012

HYDROGEN COUNCIL How hydrogen empowers the energy transition Janeiro 2017Disponiacutevel em lthttphydrogencouncilcomwp-contentuploads201706Hydrogen-Council-Vision-Documentpdfgt Acesso em 22082018

HYDROGEN COUNCIL Hydrogen scaling up A sustainable pathway for the globalenergy transition Novembro 2017 Disponiacutevel em lthttphydrogencouncilcomwp-contentuploads201711Hydrogen-scaling-up-Hydrogen-Councilpdfgt Acesso em25082018

HYDROGEN COUNCIL The Hydrogen Council - An Introduction 2018 Disponiacutevel emlthttphydrogencouncilcomgt Acesso em 03092018

HYPERSOLAR Using Sunlight to Make Renewable Hydrogen 2012 Disponiacutevel emlthttpwwwhypersolarcomsolutionsphpgt Acesso em 01092018

INOVACcedilAtildeO TECNOLOacuteGICA Carros eleacutetricos a bateria ou a ceacutelula decombustiacutevel 2016 Disponiacutevel em lthttpswwwinovacaotecnologicacombrnoticiasnoticiaphpartigo=carros-eletricos-bateria-ou-celula-combustivelampid=010170161216gt Acesso em 22082018

INOVACcedilAtildeO TECNOLOacuteGICA Catalisadores baratos produzem hidrogecircnio solarda aacutegua do mar 2017 Disponiacutevel em lthttpswwwinstitutodeengenhariaorgbrsite20171023catalisadores-baratos-produzem-hidrogenio-solar-da-agua-do-margtAcesso em 03092018

Referecircncias 67

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY Technology Roadmap Hydrogen and FuelCells Paris 2015 Disponiacutevel em lthttpswwwieaorgpublicationsfreepublicationspublicationTechnologyRoadmapHydrogenandFuelCellspdfgt Acesso em 02102018

INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY AGENCY Global Energy Transformation Aroadmap to 2050 IRENA Abu Dhabi 2018 Disponiacutevel em lthttpswwwirenaorg-mediaFilesIRENAAgencyPublication2018AprIRENA_Report_GET_2018pdfgtAcesso em 03092018

IPHE WEBSITE Parceria Internacional para a Economia do HidrogecircnioAn International Vision for Hydrogen and Fuel Cells 2017 Disponiacutevel emlthttpswwwiphenetgt Acesso em 25082018

JAPAtildeO JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY Cross-ministerialStrategic Innovation Promotion Program Energy Carriers 2016 Disponiacutevel emlthttpwwwjstgojpsippdfSIP_energycarriers2015_enpdfgt

KENSKI R O futuro comeccedila com H 2016 Revista Superinteressante Disponiacutevel emlthttpssuperabrilcombrcienciao-futuro-comeca-com-hgt Acesso em 03092018

KOIFMAN H Carros movidos a hidrogecircnio deixam de ser ficccedilatildeo e viramrealidade 2017 Disponiacutevel em lthttpsprojetocolaboracombrmobilidade-urbanaacelerando-limpogt Acesso em 25082018

LINARDI M Introduccedilatildeo agrave Ciecircncia e Tecnologia de Ceacutelulas a Combustiacutevel SatildeoPaulo Artliber 2010

LORENZI B R Em busca de alternativas energeacuteticas estudo sobre as pesquisasem ceacutelulas combustiacuteveis no brasil 2012 101 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado em CiecircnciaTecnologia e Sociedade) mdash Universidade Federal de Satildeo Carlos Satildeo Carlos Disponiacutevelem lthttpsrepositorioufscarbrbitstreamhandleufscar10904319pdfsequence=1gtAcesso em 01092018

MIRANDA P E V de Combustiacuteveis ndash materiais essenciais para proverenergia agrave nossa sociedade Revista Mateacuteria v 18 n 03 2013 Disponiacutevel emlthttpwwwscielobrpdfrmatv18n300pdfgt Acesso em 05102018

MIRANDA P E V de O Alvorecer da Energia do Hidrogecircnio Boletim deConjuntura do Setor Energeacutetico FGV Energia Dezembro 2017 Disponiacutevel emlthttpsfgvenergiafgvbrsitesfgvenergiafgvbrfilescoluna_opiniao_dezembro_-_energia_do_hidrogeniopdfgt Acesso em 25082018

MOREIRA R et al Patentes Depositadas em Acircmbito Nacional como Indicadorde Desenvolvimento das Tecnologias de Produccedilatildeo de Hidrogecircnio Quiacutemica NovaInstituto de Pesquisas Energeacuteticas e Nucleares Satildeo Paulo v 36 n 5 p 748 ndash 7512013 Disponiacutevel em lthttpquimicanovasbqorgbrimagebankpdf22-AG12482pdfgtAcesso em 03092018

NACcedilOtildeES UNIDAS NO BRASIL Com apoio do PNUD ocircnibus movidosa hidrogecircnio entram em circulaccedilatildeo em Satildeo Paulo 2016 Disponiacutevel emlthttpsnacoesunidasorgcom-apoio-do-pnud-onibus-movidos-a-hidrogenio-entram-em-circulacao-em-sao-paulogt Acesso em 03092018

Referecircncias 68

NACcedilOtildeES UNIDAS NO BRASIL Ocircnibus movido a hidrogecircnio eacute soluccedilatildeo sustentaacutevelpara problemas de mobilidade urbana do Brasil diz PNUD 2017 Disponiacutevel emlthttpsnacoesunidasorgonibus-movido-a-hidrogenio-solucao-sustentavel-para-problemas-de-mobilidade-urbana-do-brasil-diz-pnudgt Acesso em 03092018

NADALETI W C Aproveitamento de Biogaacutes Hidrogecircnio e Gaacutes de Siacutentese noSetor de Transporte Puacuteblico e Agroindustrial de Arroz Estudo de PotencialEnergeacutetico de Resiacuteduos e Emissotildees de Poluentes 2017 235 p Tese (Doutoradoem Engenharia Ambiental) mdash Universidade Federal de Santa Catarina FlorianoacutepolisDisponiacutevel em lthttpsrepositorioufscbrbitstreamhandle123456789188088PGEA0589-Tpdfsequence=-1ampisAllowed=ygt Acesso em 01092018

NASTARI EDITORES Abastecendo com hidrogecircnio O desafio de armazenarhidrogecircnio em veiacuteculos com ceacutelula a combustiacutevel numa quantidade que permitaviagens longas Scientific American Brasil Setembro 2018 Disponiacutevel emlthttpwww2uolcombrsciamreportagensabastecendo_com_hidrogeniohtmlgtAcesso em 02102018

PADROacute C E G LAU F Advances in Hydrogen Energy Nova Iorque BostonDordrecht Londres Moscou Kluwer Academic 2002

PINHO L L R de Avaliaccedilatildeo da Produccedilatildeo de Hidrogecircnio a partir de Excedentesde Energia Eoacutelica Utilizando Algoritmos Evolucionaacuterios Multiobjetivo 2017234 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias em Planejamento Energeacutetico)mdash Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro Disponiacutevel emlthttpwwwppeufrjbrppeproductiontesislucaspinhopdfgt Acesso em 25082018

REDACcedilAtildeO AUTOESPORTE Nissan testa ceacutelula de combustiacutevel de bioetanol noBrasil Auto Esporte maio 2017 Disponiacutevel em lthttpsrevistaautoesporteglobocomNoticiasnoticia201705nissan-testa-celula-de-combustivel-de-bioetanol-no-brasilhtmlgt Acesso em 02102018

RIFKIN J A Economia do Hidrogecircnio Satildeo Paulo M Books 2003

RIPPLE W J et al World Scientists Warning to Humanity A Second NoticeBioScience v 67 n 12 p 1026 ndash 1028 novembro 2017 Disponiacutevel emlthttpswwwresearchgatenetpublication321159576_World_Scientistsrsquo_Warning_to_Humanity_A_Second_Noticegt Acesso em 05102018

RODRIGUES R A Ceacutelula de Hidrogecircnio Construccedilatildeo Aplicaccedilotildees e BenefiacuteciosRevista Brasileira de Gestatildeo e Engenharia Centro de Ensino Superior de SatildeoGotardo p 47 ndash 62 2010 Disponiacutevel em lthttpperiodicoscesgedubrindexphpgestaoeengenhariaarticleviewFile2519gt Acesso em 15082018

ROSA M Hidrogecircnio pode contribuir com 20 da meta de reduccedilatildeo dasemissotildees de CO2 ateacute 2050 2017 Disponiacutevel em lthttpciclovivocombrplanetaenergiahidrogenio-pode-contribuir-com-20-da-meta-de-reducao-das-emissoes-de-co2-ate-2050gt Acesso em 01092018

SANTOS JUNIOR A C F Anaacutelise da Viabilidade Econocircmica da Produccedilatildeo deHidrogecircnio em Usinas Hidreleacutetricas Estudo de caso em itaipu 2004 144 pDissertaccedilatildeo (Mestrado em Engenharia de Produccedilatildeo) mdash Universidade Federal de

Referecircncias 69

Santa Catarina (UFSC) Florianoacutepolis Disponiacutevel em lthttpsrepositorioufscbrbitstreamhandle12345678987403224378pdfsequence=1ampisAllowed=ygt Acessoem 03092018

SILVA FILHO J A R D et al Automoacuteveis Movidos a Base de Aacutegua atraveacutes daCeacutelula Produtora de Combustiacutevel Hidrogecircnio Cadernos de Graduaccedilatildeo - Ciecircnciasexatas e tecnoloacutegicas v 3 n 3 p 65 ndash 72 Novemnro 2016 Disponiacutevel emlthttpsperiodicossetedubrindexphpfitsexatasarticleview36142038gt Acesso em22082018

SILVA G N da Produccedilatildeo de Hidrogecircnio Renovaacutevel via Power to Gas paraMitigaccedilatildeo de Emissotildees de CO2 do Refino do Petroacuteleo e Maior Aproveitamentoda Energia Eoacutelica 2017 189 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado em PlanejamentoEnergeacutetico) mdash Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro Disponiacutevel emlthttpwwwppeufrjbrppeproductiontesisgnsilvapdfgt Acesso em 03092018

SILVA M G P L M da Produccedilatildeo de H2 a partir de aacutegua em pequena escalautilizando eleacutetrodos de Ni foam e com recurso a energia fotovoltaica 2017 82 pDissertaccedilatildeo (Mestrado em Engenharia da Energia e do Ambiente) mdash Universidadede Lisboa Lisboa Disponiacutevel em lthttprepositorioulptbitstream10451282801ulfc121699_tm_Maria_Gabriela_Silvapdfgt Acesso em 25082018

STEEVES B A Competiccedilatildeo em Seguranccedila Energeacutetica na Transiccedilatildeo Hegemocircnicaa china os estados unidos e a divergecircncia na energia renovaacutevel 2014 84 pDissertaccedilatildeo (Mestrado em Relaccedilotildees Internacionais) mdash Universidade Federal de SantaCatarina (UFSC) Florianoacutepolis Disponiacutevel em lthttpsrepositorioufscbrxmluibitstreamhandle123456789128819331435pdfsequence=1ampisAllowed=ygt Acessoem 25082018

TECMUNDO Tecnologias Espaciais da NASA [sn] 2017 Disponiacutevel emlthttpswwwtecmundocombrnasa8120-tecnologias-espaciais-da-nasa-para-o-futurohtmgt Acesso em 05102018

TOLEDO M Alemanha estreia trem movido a ceacutelula de hidrogecircnio saiba comoele funciona Folha de Satildeo Paulo Satildeo Paulo Setembro 2018 Disponiacutevel emlthttpssobretrilhosblogfolhauolcombr20180919alemanha-estreia-trem-movido-a-celula-de-hidrogenio-saiba-como-ele-funcionagt Acesso em 02102018

TOLMASQUIM M T Fontes Renovaacuteveis de Energia no Brasil 1 ed Rio de JaneiroInterciecircncia 2003

VARGAS R A Tecnologia Do Hidrogecircnio E A Geraccedilatildeo De Energia Eleacutetrica DeForma Sustentaacutevel 2017 Disponiacutevel em lthttpuniversonerdnetportalensinotecnologiahidrogenio-energia-sustentavelgt Acesso em 03092018

VERAS T da S Anaacutelise da Competitividade da Cadeia Produtiva do Hidrogecircniono Brasil e a Proposiccedilatildeo de uma Agenda de Trabalho Setorial 2015 200 pDissertaccedilatildeo (Mestrado em Tecnologia Ambiental) mdash Universidade Federal FluminenseVolta Redonda Disponiacutevel em lthttpwwwpgtauffbrimagesstoriesdissertacoesPGTA006TatianedaSilvaVeraspdfgt Acesso em 15082018

Referecircncias 70

VIANA M B TAVARES W M LIMA P C R Sustentabilidade e as PrincipaisFontes de Energia Consultoria Legislativa da Cacircmara dos Deputados Brasiacutelia 2015Disponiacutevel em lthttpwww2camaralegbratividade-legislativaestudos-e-notas-tecnicasareas-da-conletema14sustentabilidade-e-as-fontes-de-energia_varios-autores_politicas-setoriaisgt Acesso em 02102018

VILLULLAS H M TICIANELLI E A GONZAacuteLEZ E R Ceacutelulas a CombustiacutevelEnergia Limpa a Partir de Fontes Renovaacuteveis Atualidades em Quiacutemica QuiacutemicaNova Escola v 15 p 28 ndash 34 2002 Disponiacutevel em lthttpqnescsbqorgbronlineqnesc15v15a06pdfgt Acesso em 25082018

VIOLA L Planejamento de curto prazo da operaccedilatildeo de baterias e arma-zenamento de hidrogecircnio em sistemas de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica2017 109 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Engenharia Eleacutetrica e de Compu-taccedilatildeo) mdash Universidade Estadual de Campinas Campinas Disponiacutevel emlthttprepositoriounicampbrbitstreamREPOSIP3309731Viola_Luigi_MpdfgtAcesso em 25082018

WALLIS O F Itrsquos a no-brainer are hydrogen cars the future The Guardian Janeiro2018 Disponiacutevel em lthttpswwwtheguardiancomtechnology2018jan20hydrogen-cars-hugo-spowers-futuregt Acesso em 25082018

WHEC Notiacutecias sobre a 22ordf Conferecircncia Mundial de Energia do Hidrogecircnio(WHEC) Rio de Janeiro 2018 Disponiacutevel em lthttpswwwwhec2018comMedia2clipping-whec-2018pdfgt Acesso em 25082018



Trabalho de Conclusatildeo de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial agrave obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Engenheiro Civil

Orientador Prof Djan de Almeida do Rosaacuterio Esp

Palhoccedila

2018






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AGRADECIMENTOS





















RESUMO


















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CH4 Metano






H2 Hidrogecircnio

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SUMAacuteRIO





REFEREcircNCIAS 64

14











11 JUSTIFICATIVA







12 OBJETIVOS






























19






































2213 Lixo Urbano


2214 Biomassa




















Fonte Rosa (2017)
















































Fonte Caram (2015)



















































Eleacutetrica

Densidade

de Potecircncia

Reforma de



35 - 5538 - 35kWm2





40 - 5008 - 19kWm2





etanol etc


50 - 8501 - 15kWm2

Externo ouinterno











39

































LongoPrazo

(10 a 15anos)


MuitoAlta X X


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MuitoAlta X


MuitoAlta X X X



Alta X


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6) Serem compactas




























4112 Ocircnibus







4113 Aviotildees




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5 CONCLUSOtildeES











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CH4 Metano






H2 Hidrogecircnio

H2O Agua







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SUMAacuteRIO





REFEREcircNCIAS 64

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11 JUSTIFICATIVA







12 OBJETIVOS






























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2213 Lixo Urbano


2214 Biomassa




















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35 - 5538 - 35kWm2





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2213 Lixo Urbano


2214 Biomassa




















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35 - 5538 - 35kWm2





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2213 Lixo Urbano


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11 JUSTIFICATIVA







12 OBJETIVOS






























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2213 Lixo Urbano


2214 Biomassa




















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2214 Biomassa




















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35 - 5538 - 35kWm2





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12 OBJETIVOS






























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Fonte Rosa (2017)
















































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Eleacutetrica

Densidade

de Potecircncia

Reforma de



35 - 5538 - 35kWm2





40 - 5008 - 19kWm2





etanol etc


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Referecircncias 66















Referecircncias 67













Referecircncias 68












Referecircncias 69











Referecircncias 70






ABSTRACT










LISTA DE TABELAS










CH4 Metano






H2 Hidrogecircnio

H2O Agua







O2 Oxigecircnio











SUMAacuteRIO





REFEREcircNCIAS 64

14











11 JUSTIFICATIVA







12 OBJETIVOS






























19






































2213 Lixo Urbano


2214 Biomassa




















Fonte Rosa (2017)
















































Fonte Caram (2015)



















































Eleacutetrica

Densidade

de Potecircncia

Reforma de



35 - 5538 - 35kWm2





40 - 5008 - 19kWm2





etanol etc


50 - 8501 - 15kWm2

Externo ouinterno











39

































LongoPrazo

(10 a 15anos)


MuitoAlta X X


MuitoAlta X X


MuitoAlta X


MuitoAlta X X X



Alta X


MuitoAlta X X


MuitoAlta X


Meacutedia X X X












44












6) Serem compactas




























4112 Ocircnibus







4113 Aviotildees




4115 Trens



































57

5 CONCLUSOtildeES











agente poluidor






































Fonte Veras (2015)































64

REFEREcircNCIAS












Referecircncias 65












Referecircncias 66















Referecircncias 67













Referecircncias 68












Referecircncias 69











Referecircncias 70






(1(5*,$ '2 +,'52*Ç1,2

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