Análise econômica da produção e armazenamento de biohidrogênio para uso em células a combustível no transporte coletivo de passageiros

Abstract

For many generations the human being has been degrading the environment, causing irreversible damage to the planet and its inhabitants. One of the greatest factors of the environment deterioration and the decrease of human's quality of life is the gas emitted by the burning of fossil fuels. These problems, together with the fact that fossil fuels are a limited resource in nature, makes the use of renewable sources of energy a subject of extreme importance in the actual scenario in which we live in. The implementation of electric bus fleets for urban collective transport using fuel cells powered by biohydrogen is an interesting option for the mitigation of pollutant emissions in the transportation sector. There are several processes for hydrogen production, among which can be cited the electrolytic, photolytic and thermochemical. In this work the production of hydrogen by ethanol steam reforming and the storage by compression at high pressure are studied. The main objective is to perform an economic analysis of the use of urban bus fleets for the collective transportation of passengers, driven by electricity generated by fuel cells supplied with biohydrogen from the steam reforming of ethanol. A comparative analysis was also carried out between the proposed system and the current fleet, that use internal combustion engines. Unfortunately it is verified that the implementation of the proposed fleet is not economically practicable

Há muitas gerações o ser humano vem degradando o meio ambiente, causando danos irreversíveis ao planeta e seus habitantes. Um dos grandes causadores dessa deterioração do meio e diminuição da qualidade de vida das pessoas são os gases emitidos na queima de combustíveis fósseis. Esses problemas, juntamente com o fato dos combustíveis fósseis serem encontrados de forma limitada na natureza, fazem com que a utilização de novas fontes energéticas seja de extrema importância no cenário em que vivemos. A implementação de frotas de ônibus para o transporte coletivo urbano operando com biohidrogênio, utilizando energia elétrica proveniente de células a combustível se torna uma opção viável para a mitigação das emissões de poluentes nesse setor. Existem diversos processos possíveis para a produção de hidrogênio, entre os quais podem ser citados os eletrolíticos, fotolíticos e termoquímicos. Nesse trabalho são estudados o processo de produção de hidrogênio pela reforma a vapor do etanol e o processo de armazenamento de hidrogênio por compressão, a altas pressões. O objetivo principal é realizar uma análise econômica do uso de frotas de ônibus urbanos para o transporte coletivo de passageiros, movidos com eletricidade gerada por células a combustível operando com biohidrogênio proveniente da reforma a vapor do etanol, comparando sua implementação com a implementação de uma frota similar, porém dentro dos padrões atuais, que utilizam motores de combustão interna. Verifica-se ao final do trabalho que, infelizmente, a implementação da frota proposta ainda não é uma opção economicamente viável