Análise técnica e econômica do armazenamento de hidrogênio por processo de compressão
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Data
2016-09-02
Autores
Araujo, Fernando Henrique Mayworm de [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
The rapid increase in world population and increasing technological development in recent decades are generating a deficit between world energy production and consumption. The weather effects related to the use of fossil fuels traditionally used (worldwide) in energy production, and the possibility of exhaustion accelerate research and development of new forms of clean and renewable energy production. An important alternative energy source is hydrogen. Its production from renewable energy sources reduces the environmental impact caused by greenhouse gas emissions from the use of fossil fuels. This work carried out technical and economic studies hydrogen storage obtained by electrolysis, compression process using electricity from renewable sources (wind and photovoltaic). Initially are some considerations and a literature review is made of hydrogen storage. Then, the energy analysis of the hydrogen compression is performed to determine the fraction of the stored energy is expended in the process, depending on the type produced renewable hydrogen (Solar Hydrogen or Hydrogen Wind. Following is made exergy analysis Compression and hydrogen storage, determining the exergetic efficiency of the storage process for renewable sources considered. Subsequently, makes up economic analysis process to determine the costs in US$/kWh storage for pressures of 20 and 70 MPa (commercially available compressors) considering the electricity tariff produced by photovoltaic and solar wind source. In the final phase are woven the conclusions on the energy point of view, exergetic and economic.
O aumento acelerado da população mundial e o crescente desenvolvimento tecnológico ocorrido nas últimas décadas estão gerando um déficit entre a produção mundial de energia e o consumo. Os efeitos climáticos relacionados ao uso de combustíveis fósseis, tradicionalmente utilizados (em nível mundial) na produção de energia, e a possibilidade de seu esgotamento aceleram as pesquisas e o desenvolvimento de novas formas de produção de energia limpas e renováveis. Uma importante alternativa energética é o hidrogênio. Sua produção por fontes renováveis de energia reduz os impactos ambientais causados pelas emissões de gases provenientes da utilização dos combustíveis de origem fóssil. Neste trabalho são realizados estudos técnicos e econômicos do armazenamento de hidrogênio obtido por eletrólise, por processo de compressão, utilizando a eletricidade proveniente de fontes renováveis (eólica e fotovoltaica). Inicialmente são apresentadas algumas considerações e é feita uma revisão bibliográfica do armazenamento de hidrogênio. Em seguida, é realizada a análise energética da compressão do hidrogênio para a determinação da fração da energia armazenada e gasta no processo, em função do tipo de hidrogênio renovável produzido (Hidrogênio Solar ou Hidrogênio Eólico). Na sequência, é feita a análise exergética da compressão e do armazenamento de hidrogênio, determinando a eficiência exergética do processo de armazenamento para as fontes renováveis consideradas. Posteriormente, efetua-se análise econômica processo para a determinação dos custos, em US$/kWh de armazenamento para as pressões de 20 e 70 MPa (compressores comercialmente disponíveis) considerando a tarifa de eletricidade produzida pela fonte solar fotovoltaica e eólica. Em fase final são tecidas as conclusões sobre o ponto vista energético, exergético e econômico.
O aumento acelerado da população mundial e o crescente desenvolvimento tecnológico ocorrido nas últimas décadas estão gerando um déficit entre a produção mundial de energia e o consumo. Os efeitos climáticos relacionados ao uso de combustíveis fósseis, tradicionalmente utilizados (em nível mundial) na produção de energia, e a possibilidade de seu esgotamento aceleram as pesquisas e o desenvolvimento de novas formas de produção de energia limpas e renováveis. Uma importante alternativa energética é o hidrogênio. Sua produção por fontes renováveis de energia reduz os impactos ambientais causados pelas emissões de gases provenientes da utilização dos combustíveis de origem fóssil. Neste trabalho são realizados estudos técnicos e econômicos do armazenamento de hidrogênio obtido por eletrólise, por processo de compressão, utilizando a eletricidade proveniente de fontes renováveis (eólica e fotovoltaica). Inicialmente são apresentadas algumas considerações e é feita uma revisão bibliográfica do armazenamento de hidrogênio. Em seguida, é realizada a análise energética da compressão do hidrogênio para a determinação da fração da energia armazenada e gasta no processo, em função do tipo de hidrogênio renovável produzido (Hidrogênio Solar ou Hidrogênio Eólico). Na sequência, é feita a análise exergética da compressão e do armazenamento de hidrogênio, determinando a eficiência exergética do processo de armazenamento para as fontes renováveis consideradas. Posteriormente, efetua-se análise econômica processo para a determinação dos custos, em US$/kWh de armazenamento para as pressões de 20 e 70 MPa (compressores comercialmente disponíveis) considerando a tarifa de eletricidade produzida pela fonte solar fotovoltaica e eólica. Em fase final são tecidas as conclusões sobre o ponto vista energético, exergético e econômico.
Descrição
Palavras-chave
Hydrogen storage, Compression storage, Energetic analysis, Exergetic analysis, Renewable energy, Economic analysis, Economic analysis, Armazenamento de hidrogênio, Armazenamento por compressão, Análise energética, Análise exergética, Análise econômica, Custo do hidrogênio, Energia renovável