apresentação natal
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Palestra HidrogenioTRANSCRIPT
13/04/23 INT/DINT 1
DINTDINT
13/04/23
Centro de pesquisas,
desenvolvimento e
serviços tecnológicos
ligado ao Ministério da
Ciência e Tecnologia - MCT.
Atua em todo o Brasil
desenvolvendo projetos
diversos nas áreas de
engenharia, materiais e
química.
13/04/23 INT/DINT 3
A CONTRIBUIÇÃO DO INT PARA O DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO DO PAÍS
• Estação Experimental de Combustíveis e Minérios
• Uso dos carvões nacionais na siderurgia
• Uso do álcool como combustível
Década de 1920
13/04/23 INT/DINT 4
1925 – 1°Motor Ford movido a álc ool
13/04/23 INT/DINT 5
1930a
1950
• Análise de Petróleo de Lobato-Bahia, confirmando a existência de petróleo no Brasil
• Produção de álcool anidro• Criação da ABNT• Substituição da Gasolina
por gasogênios
13/04/23 INT/DINT 6
1960a
1970
• Primeiro centro de informação tecnológica da América Latina
• Criação do Grupo de Estudos e Projetos sobre Poluição Industrial
• Estudos sobre o uso do etanol como fonte alternativa de energia
• Utilização de óleos vegetais para substituição do óleo diesel.
• Estudos sobre Corrosão na produção e utilização do Álcool
13/04/23 INT/DINT 7
1990a
2010
• Estudos sobre tecnologias para uso do gás natural na indústria
• Informação e Assistência Tecnológica para MPE
• Programa de educação continuada - formação em Inteligência Competitiva e engenharia da produção
• Fortalecimento do grupo de pesquisa de Catálise
• Incubadora de empresas
• Pesquisa sobe a produção de hidrogênio energético
• Mapeamento de atores para subsidiar a economia do hidrogênio
13/04/23 INT/DINT 8
COMPETÊNCIAS NO 2° MILÊNIO
INTINT
Química TecnológicaQuímica AnalíticaMetrologia em QuímicaCátalise
Química TecnológicaQuímica AnalíticaMetrologia em QuímicaCátalise
Energia Meio AmbienteEnergia Meio Ambiente
Desenho Industrial Corrosão e DegradaçãoCorrosão e Degradação
Caracterização de MateriaisEnsaios de Materiais e Produtos
Caracterização de MateriaisEnsaios de Materiais e Produtos
Transferência de TecnologiaTransferência de Tecnologia Certificação de Produtos
Projetos sociais Projetos sociais
Gestão da Produção
Gestão Tecnológica Informação e Prospecção TecnológicasAvaliação Tecnológica
Gestão da Produção
Gestão Tecnológica Informação e Prospecção TecnológicasAvaliação Tecnológica
Projeto Mapeamento De Informação para
Subsidiar a Estruturação da Rede de Utilização para Economia do Hidrogênio
- UTILH2
VERA L. M. LELLIS VERA L. M. LELLIS Instituto Nacional de Tecnologia Instituto Nacional de Tecnologia Divisão de Inovação e Prospecção Divisão de Inovação e Prospecção
Tecnológica Tecnológica
ANTECEDENTES - AÇÕES DO MCT
• Contratação, em 2001, de consultoria internacional para a realização de mapeamento e diagnóstico das competências e ações em andamento envolvendo a pesquisa e desenvolvimento tecnológico para a economia do hidrogênio no país.•Com base no diagnóstico e com a participação de universidades, centros de pesquisas e empresas, foi formatado e submetido a consulta pública o Procac - Programa Brasileiro de Sistemas de Células a combustível, em 2002.
ESTRUTURA DA REDE PROCAC1. Rede de células a combustível tipo PEM2. Rede de células a combustível tipo Óxido Sólido3 - Rede de combustíveis e hidrogênio4. Rede de sistemas, integração e uso5. Redes de Utilização
ESTRUTURAÇÃO DA ECONOMIA DO HIDROGÊNIO
•Foi elaborado um documento em 2005, sob a coordenação do Ministério das Minas e Energia, tendo como objetivo definir as ações necessárias para a introdução do hidrogênio na matriz energética, com horizonte para 2020.•O MCT coordenou a elaboração do capítulo 6 “Desenvolvimento tecnológico e formação de recursos humanos”.
OBJETIVOS DO PROJETO UTILH2
•Levantamento de informações para mapeamento dos atores e produção científica (especialistas, pesquisadores)•Levantamento de serviços tecnológicos (infra-estrutura laboratorial existente)•Criação de arcabouço normativo para a estruturação e implementação da Rede de Utilização para a Economia do Hidrogênio.
UTILH2
FACC
PARCERIAS
METAS 1 A 3 – ABNTMETAS 1 A 3 – ABNT
•Constituir o Comitê Técnico Brasileiro de Hidrogênio• Elaborar e disseminar as normas brasileiras relativas a hidrogênio harmonizadas com a ISO e IEC• Incrementar a participação brasileira, representada pela ABNT, junto a foros regionais e internacionais de normalização
METAS 4, 5, 8 E 9 - INTMETAS 4, 5, 8 E 9 - INT
• Mapear, vocações e instalações disponíveis para aplicações do H2
• Mapear recursos humanos nas áreas de aplicações do H2
• Disponibilizar para os usuários de H2 seis cursos sobre segurança em laboratório de P&D, armazenamento e transporte do H2.
• Divulgar os resultados do projeto.
16
METAS 6 E 7 METAS 6 E 7 • Mapear as necessidades em TIB para a área
de H2.
• Mapear a infra-estrutura existente e a ser suprida em padronização, ensaios, calibração, metrologia legal e avaliação da conformidade.
17
Fontes de Informações Pesquisadas:
• Plataforma Lattes – Levantamento dos grupos de pesquisas sobre hidrogênio energético nos últimos cinco anos.
• Base de Dados da SCOPUS – Levantamento da produção científica de pesquisadores e especialistas brasileiros.
• Base de Dados de Teses e Dissertações/BDTD – Levantamento das teses e dissertações defendidas em Universidades brasileiras ou estrangeiras sobre hidrogênio energético.
• Base de dados de Patentes/Espacenet ; INPI• Banco de dados da FINEP• Sites das Fundações de Pesquisa, Petrobras, CNPq e Capes.
Apresenta uma visão atual do setor de hidrogênio no Brasil e no mundo a partir do mapeamento dos atores envolvidos com a economia do hidrogênio nos últimos 20 anos
1° Parte- Panorama da Pesquisa no Brasil e no Mundo2° Parte - Panorama do Depósito de Patentes no Brasil e no Mundo
RESULTADOS
Parte 1Panorama da Pesquisa sobre
Hidrogênio no Brasil
21
MAPA DA PESQUISA SOBRE HIDROGENIO NO BRASIL
Fonte: Plataforma Lattes
PRODUÇÃO CIENTÍFICA NACIONAL SOBRE PRODUÇÃO DE H2
1 1 2 1 25
95
97 8
1613
17 19 19
31
4146
67 6670
65
0
10
20
30
40
50
60
70
Fonte: Base de dados SCOPUS TOTAL = 520 ARTIGOS 23
PRODUÇÃO CIENTÍFICA NACIONAL SOBRE H2, POR AUTOR, 1982-2008
12
12
12
12
13
13
13
13
14
15
15
16
16
21
22
26
27
32
33
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
LIMA, F.H.B.
OLIVI, P.
PEREZ, J.
SPINACE, E.V.
ASSAF, E.M.
MATTOS, L.V.
SILVA, A.M.
TREMILIOSI, G.
GIZ, M.J.
COLMATI, F.
SALGADO, J.R.C.
NETO, A.O.
PAGANIN, V.A.
NORONHA, F.B.
LINARDI, M.
ANTOLINI, E.
MACHADO, S.A.S.
AVACA, L.A.
SCHMAL, M.
TICIANELLI, E.A.
GONZALEZ, E.R.
24
PRODUTIVIDADE CIENTÍFICA A PARTIR DE TESES E DISSERTAÇÕES/UNIVERSIDADES
25
UFBAUFCG UFF UFPE UNIFEI UFMA UFPA UFRN UFRGS USF
= 1
PRODUTIVIDADE CIENTÍFICA POR ÁREA DO CONHECIMENTO
20%
15%
14%12%
12%
7%
5%
3%2% 2% 1% 1%1%1%1% 1%1%1% 1% 1%
Físico-Química Engenharia Elétrica
Engenharia Mecânica Engenharia Química
Química Tecnologia Nuclear
Ciência e Engenharia de Materiais Planejamento Energético
Ciências Metrologia
Engenharia de Produção Engenharia Ambiental
Engenharia Ciência Ambiental
Saúde Ambiental Ciência dos Materiais e Metalurgia
Energia Hidráulica e Saneamento
Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos Química Inorgânica
26
FISICO-QUIMICA
ENGENHARIA MECÂNICA
ENGENHARIAQUIMICA
TEC PROC QUIMICO
PRINCIPAIS INSTITUIÇÕES ENVOLVIDAS COM A PESQUISA SOBRE H2 ENERGÉTICO
27
5 5 5 5 7 7 8 8 8 10 10 13 19 21 24 25 2941
70
246
0
50
100
150
200
250
Fonte: Web of Science - http://isiknowledge.com/ (via portal capes)
PANORAMA DO DEPOSITO DE PATENTES NO BRASIL
28
PRODUÇÃO DE HIDROGENIO A PARTIR DOS PROCESSOS DE
REFORMABIOLÓGICOELETRÓLISE
GASEIFICAÇÃO29
EVOLUÇÃO DO DEPOSITO DE PATENTES SOBRE PROCESSOS DE PRODUÇÃO NO BRASIL
30
Pedido de depósito de patente no Brasil sobre Produção de H2, por País
OUTROS14,1%
CA3,1%
IT3,1%
KR3,1%
DE6,1%
FR6,7%GB
8,6%US
25,8%
BR29,4%
31
PRINCIPAIS EMPRESAS DEPOSITANTES DE PATENTES SOBRE PRODUÇÃO DE H2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
4
4
5
10
0 2 4 6 8 10 12
RAETCH - SISTEMAS DE CONVERSãO DE ENERGIA LTDA
NUVERA FUEL CELLS EUROPE S.R.L.
AIR LIQUIDE
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
KELLOGG BROWN & ROOT, INC.
UHDENORA S.P.A.
HALDOR TOPSOE A/S
CELSO SAVELLI GOMES
NORSK HYDRO A.S.
LINDE AG
BRASIL OXIGENIO [BR]
STUART ENERGY SYSTEMS CORPORATION
INSTITUT FRANçAIS DU PETROLE
OVONIC BATTERY COMPANY, INC.
ENGELHARD CORPORATION
EXXON MOBIL CORPORATION
CHUNGGU CO LTD.
COMPACTGTL PLC
KOREA RESEARCH INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY
TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION
32
DEPÓSITO DE PATENTES SOBRE ARMAZENAMENTO NO BRASIL
33
EVOLUÇÃO D0 DEPÓSITO DE PATENTES SOBRE ARMAZENAMENTO DE H2, POR ANO NO BRASIL
1 1
2
3 3
1 1
5
4
2
3
1
2
6
2 2
0
1
2
3
4
5
6
7
34
EVOLUÇÃO DO DEPOSITO DE PATENTES POR TIPO DE MATERIAL
35
RANK DE PAÍSES DEPOSITANTES DE PATENTES NO BRASIL, SOBRE ARMAZENAMENTO DE H2
OUTROS10,5% DE
7,9%
BR18,4%US
63,2%
36
EMPRESAS DEPOSITANTES DE PATENTES SOBRE ARMAZENAMENTO DE H2 NO BRASIL
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
3
4
7
10
0 2 4 6 8 10 12
Coppe/UFRJ
IPC Internacional Power Consulting Limited
Kvaerner Technology And Research Limited
Lactec
LG Electronics INC.
Mitsubishi Corporation
Onildo de Souza Monteiro
Queen'S University At Kingston
Seung-Shik Cha
The University Of Queensland
Universidade de São Paulo - USP
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
UTC Power Corporation
Voith Siemens Hydro Power Generation, INC.
Texaco Ovonic Hydrogen Systems LLC
Hera, Hydrogen Storage Systems Inc.
Mannesmann Aktiengesellschaft
Energy Conversion Devices, Inc.
Ovonic Battery Company
37
DEPÓSITO DE PATENTES SOBRE CÉLULA A COMBUSTÍVEL NO
BRASIL
38
EVOLUÇÃO DO PATENTEAMENTO SOBRE CÉLULA A COMBUSTÍVEL NO BRASIL
2 2 1 2 38 6
17
1 1 1 16 4 6
15
2419 20
25
60
49
33
149
0
10
20
30
40
50
60
70
39
PRINCIPAIS DEPOSITANTES DE PATENTES SOBRE CÉLULA A COMBUSTÍVEL NO BRASIL
5
5
5
5
6
6
6
7
7
7
8
9
12
16
19
19
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
RELION, INC.
BASF AKTIENGESELLSCHAFT
MOTOROLA INC
MORE ENERGY LTD
TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION
EXXONMOBIL RESEARCH AND ENGINNERING COMPANY
TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA
NUVERA FUEL CELLS EUROPE S.R.L.
UNITED TECHNOLOGIES CORP
INTERNATIONAL FUEL CELLS CORPORATION
INTELLIGENT ENERGY LIMITED
MODINE MANUFACTURING COMPANY
SOCIéTé BIC
UTC POWER CORPORATION
THE GILLETTE COMPANY
ENERGY RESEARCH CORPORATION
40
PEDIDOS DE DEPÓSITOS DE PATENTES SOBRE CÉLULA A COMBUSTÍVEL NO BRASIL
IT3,8%
FR3,8%
JP4,2% BR
5,8%GB6,1%
DE9,0%
OUTROS9,6%
US57,7%
41
EVOLUÇÃO COMPARATIVA DOS DEPÓSITOS DE PATENTES SOBRE CaC, NO MUNDO
42
PANORAMA INTERNACIONAL DA PESQUISA SOBRE PRODUÇÃO,
ARMAZENAMENTO E CaC
43
EVOLUÇÃO DA PESQUISA SOBRE PRODUÇÃO DE H2 NO MUNDO, DE 1989 A 2008
41 35 36 45 27 3110
42 45 52 4879 68
90110
191 202
332
508
590
44
PRODUÇÃO CIENTIFICA SOBRE PRODUÇÃO DE H2 NO MUNDO, POR AUTOR
12
12
12
12
12
13
13
13
13
13
13
13
14
14
15
16
Lee, J.S.
Liu, J.
Lu, Y.
Park, S.
Wang, J.
Amao, Y.
Chang, J.-S.
Chen, J.
Lázaro, M.J.
Moliner, R.
Nishihara, T.
Veziroglu, T.N.
Mirodatos, C.
Wang, S.
Li, J.
Chen, Y.
FONTE: SCOPUS45
DEPÓSITO DE PATENTES SOBRE PRODUÇÃO DE H2, NO MUNDO
RESULTADO DO LEVANTAMENTO DO DEPÓSITO DE PATENTES SOBRE H2, NO MUNDO
• Foram identificadas 10.000 patentes sobre produção de hidrogênio, das quais: • 3.346 patentes sobre o processo de reforma, • 2.298 sobre processo de eletrólise, • 597 sobre gaseificação, • 473 sobre pirólise e, • 216 utilizando o processo biológico.
47
EVOLUÇÃO DO DEPOSITO DE PATENTES NO MUNDO
48
0100200300400500600700800900
100011001200
Produção
Armazenamento
Célula a Combustível
EVOLUÇÃO DO DEPÓSITOS DE PATENTES POR TIPO DE PROCESSO, NO MUNDO
49
0
10
20
30
40
50
60
Biológica
Reforma
Gaseificação
Eletrólise
DEPÓSITOS DE PATENTES SOBRE PRODUÇÃO DE H2, NO MUNDO, POR PAÍS
US20,5%
SU1,2%
RU2,2%
OUTROS4,3%
KR2,8%JP
46,7%
GB0,8%
FR1,1%
DE3,4%
CN16,9%
BR0,1%
FONTE: ESPACENET50
RANK DE EMPRESAS DEPOSITANTES DE PATENTES SOBRE PRODUÇÃO DE H2 , NO MUNDO
8
8
8
9
10
11
11
11
12
13
13
15
17
18
18
19
20
22
27
30
36
40
0 5 10 15 20 25 30 35 40
YAMAMOTO YOSHIHIRO
SHARP KK
NISSAN MOTOR
RES INST INNOVATIVE TECH EARTH
SANYO ELECTRIC CO
TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO
NAT INST OF ADV IND and TECHNOL
MITSUBISHI KAKOKI KK
JFE ENG CORP
EBARA CORP
JAPAN ATOMIC ENERGY RES INST
IDEMITSU KOSAN CO
DALIAN CHEMICAL PHYSICS INST
TOYOTA MOTOR CORP
HONDA MOTOR CO LTD
HITACHI LTD
BABCOCK HITACHI KK
TOSHIBA CORP
TOKYO GAS CO LTD
MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD
NIPPON OIL CORP
MITSUBISHI HEAVY IND LTD
FONTE: ESPACENET 51
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
H01M8/06
C01B3/38
C01B3/02
H01M8/04
H01M8/06 – Combinação de células combustível com meios para a produção de reagentes ou para o tratamento de resíduos.C01B3/38 – Produção de hidrogênio ou de misturas gasosas que o contenham por reação de hidrocarboneto com agentes gaseificantes usando catalisadores.C01B3/02 – Produção de hidrogênio ou de misturas gasosas que o contenham.H01M8/04 – Disposições ou processos auxiliares, por ex., para o controle da pressão, para a circulação de fluidos. 52
EVOLUÇÃO COMPARATIVA DOS DEPOSITOS DE PATENTES SOBRE PROCESSO DE REFORMA, UTILIZANDO A CLASSIFICAÇÃO INTERNACIONAL DE PATENTES - IPC
FONTE: SPACENET
53
PRODUÇÃO - IPCs MAIS FREQUENTES
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
H01M8/06
C01B3/38
C01B3/02
H01M8/04
H01M8/06 – Combinação de células combustível com meios para a produção de reagentes ou para o tratamento de resíduos.C01B3/38 – Produção de hidrogênio ou de misturas gasosas que o contenham por reação de hidrocarboneto com agentes gaseificantes usando catalisadores.C01B3/02 – Produção de hidrogênio ou de misturas gasosas que o contenham.H01M8/04 – Disposições ou processos auxiliares, por ex., para o controle da pressão, para a circulação de fluidos.
54
PROCESSO DE REFORMA - IPCs MAIS FREQUENTES
0
5
10
15
20
25
30
35
C01B3/38
H01M8/06
C01B3/32
C01B3/48
C01B3/38 – Produção de hidrogênio ou de misturas gasosas que o contenham por reação de hidrocarboneto com agentes gaseificantes usando catalisadores.H01M8/06 – Células combustível bioquímicos, i.e., células em que os micro-organismos atuam como catalisadores.C01B3/32 – Produção de hidrogênio ou de misturas gasosas que o contenham por reação de compostos orgânicos líquidos ou gasosos com agentes gaseificantes, por ex., água, dióxido de carbono, ar.C01B3/48 – Produção de hidrogênio ou de misturas gasosas que o contenham por reação de compostos orgânicos líquidos ou gasosos com agentes gaseificantes, seguida por
FORMAÇÃO DE CAPITAL HUMANO ATRAVÉS DA REALIZAÇÃO DE SEIS FORMAÇÃO DE CAPITAL HUMANO ATRAVÉS DA REALIZAÇÃO DE SEIS CURSOS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE HIDROGÊNIOCURSOS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE HIDROGÊNIO
EMENTAEMENTA- Mercado para tecnologias de geração de energia limpa;- Mercado para tecnologias de geração de energia limpa;- Economia do hidrogênio; Produção do hidrogênio;- Economia do hidrogênio; Produção do hidrogênio;- Transporte e Armazenamento de hidrogênio;- Transporte e Armazenamento de hidrogênio;- Células a Combustível;- Células a Combustível;- Definições e Sistema Internacional de Unidades;- Definições e Sistema Internacional de Unidades;- Definições: Gás Ideal x Gás Real; Segurança de Gases; - Definições: Gás Ideal x Gás Real; Segurança de Gases; - Segurança de H2; Cilindros, Conexões e válvulas para gases e - Segurança de H2; Cilindros, Conexões e válvulas para gases e
H2; Purgas Gasosas; Infra-estrutura para gases e H2; H2; Purgas Gasosas; Infra-estrutura para gases e H2; - Estudo de casos de acidentes com H2; Estudo de aspectos - Estudo de casos de acidentes com H2; Estudo de aspectos
normativos e legais.normativos e legais.
55
INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIAAV. VENEZUELA, 82 – BAIRRO SAÚDE
RIO DE JANEIRO55 21 2123-1134 – 55 21 2123-1132
EQUIPE PROJETO UTILH2VERA LELLIS – Coordenadora INT
AMANDA MOURA LEILA SANTOS
CARLA RANGELEUGENIO TOLSTOY – Coordenador ABNT
VITOR JARDIM LUIZ BLANK
SERGIO OLIVEIRA – Coordenador INMETROJORGE TROTA FILHO
BIANCA NOVALANA PAULA NASCIMENTO