17 Nov08 Nelson Pereira

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  • 17 Nov08 Nelson Pereira

    1. 1. 25 de Novembro de 2008 Agroenergia - Carlos Pinho Logística e Produção de Hidrogénio
    2. 2. Figura 1 – Sistema energético de hidrogénio (Jensen e Ross, 2000) Fontes de Energia Termólise e ciclos termoquímicos Solar Biomassa Combustíveis fósseis Eólica Geração de electricidade Electrólise Reformação Gasodutos Veículos Gasoso Líquido Indústria Transportes Residencial / Comercial Electricidade Produção de Hidrogénio Distribuição de hidrogénio Armazenamento de hidrogénio Logística e Produção Hidrogénio
    3. 3. <ul><li>Aumento do conhecimento e desenvolvimento das tecnologias de suporte (produção de hidrogénio em especial utilizando fontes de energia renovável, armazenamento e logística do hidrogénio) para a utilização do hidrogénio como vector energético. </li></ul><ul><li>Levantamento do “ Estado da Arte ” das tecnologias de suporte </li></ul><ul><ul><li>Identificação das vantagens de cada tecnologia em estudo; </li></ul></ul><ul><ul><li>Identificação das barreiras à utilização da tecnologia; </li></ul></ul><ul><ul><li>Perspectivas de utilização em massa ; </li></ul></ul><ul><ul><li>Concepção e desenvolvimento de unidades experimentais de produção de hidrogénio (nomeadamente por reformação e electrólise ), contemplando os desenvolvimentos internacionais recentes nestas tecnologias; </li></ul></ul><ul><ul><li>Desenvolvimento de modelos laboratoriais e experimentais de reservatórios para armazenamento de hidrogénio utilizando aços e materiais compósitos ; </li></ul></ul><ul><ul><li>Identificação de condições de operação e promoção da definição de normas de boas práticas relacionadas com as questões de segurança no manuseamento e armazenamento do hidrogénio. </li></ul></ul>Objectivos do projecto EDEN – PPS 5 Logística e Produção Hidrogénio
    4. 4. Electrólise Reformação a vapor (instalação de modelo à escala laboratorial) Gasificação e pirólise de biomassa Fotobiológica (algas verdes e cianobactérias) Termólise e ciclos termoquímicos Reservatórios a alta pressão Hidretos metálicos Hidretos químicos Legislação e normas Laboratórios Instalações industriais Serviços Purificação (PSA e membranas de Pd) Logística e Produção Hidrogénio Trabalho efectuado no projecto EDEN – PPS 5 Levantamento do estado da arte PPS 5 Desenvolvimento das tecnologias de suporte Produção de H 2 Logística de H 2 Armazenamento de H 2
    5. 5. <ul><li>O novo paradigma energético pressupõe a penetração com grande significado das energias renováveis em todas as suas formas. </li></ul><ul><li>O Hidrogénio será o vector ideal para armazenamento e distribuição de energia produzida por fontes renováveis. Torna-se importante desenvolver a vertente da produção de H2 através de energia de fontes renováveis através criando-se competências nacionais numa área que, julga-se, terá importância futura. </li></ul>Produção Hidrogénio Sugestões para projectos futuros, baseadas nos resultados do PPS 5
    6. 6. <ul><li>Desenvolvimento de sistemas autónomos de pequena dimensão para produção de H 2 por electrolisadores , alimentados pela energia eléctrica produzida em aerogeradores ou com eventual associação a unidade hidroeléctrica ou, em alternativa, sistemas geotérmicos de baixa entalpia; </li></ul><ul><li>Criação de instalações piloto para testar a possibilidade de gerar hidrogénio via ciclo de Westinghouse , alimentado eléctrica e termicamente através da combinação de painéis fotovoltaicos com concentradores solares (temperaturas pretendidas da ordem dos 800ºC); </li></ul>Produção Hidrogénio Sugestões para projectos futuros, baseadas nos resultados do PPS 5
    7. 7. <ul><li>Utilização de combustíveis fósseis para produção de hidrogénio </li></ul><ul><li>Na reformação de metanol poderá ser produzido um catalisador com elementos activos para oxidação parcial e realizando-se testes de modo a obter um reactor auto-térmico; </li></ul><ul><li>Na instalação laboratorial já existente (IST) poderão ser realizados testes para a reformação de etanol com vapor de água , onde a amostragem de gases será efectuada em contínuo, tal como o foi para os ensaios de reformação de metanol; </li></ul><ul><li>Desenvolvimento de sistemas de captura de CO 2 . </li></ul>Produção Hidrogénio Sugestões para projectos futuros, baseadas nos resultados do PPS 5
    8. 8. <ul><li>Membranas de paládio : </li></ul><ul><ul><li>construção de membranas compósitas que façam uso dos metais refractários (como nióbio, vanádio, tântalo ou zircónio) </li></ul></ul><ul><ul><li>avaliação da relação entre espessura da membrana e estabilidade </li></ul></ul><ul><ul><li>validar a possibilidade de substituição das membranas de paládio puro por estas que fazem uso deste elemento apenas em pequenas quantidades, diminuindo , consideravelmente, o seu custo de produção . </li></ul></ul>Purificação de Hidrogénio Sugestões para projectos futuros, baseadas nos resultados do PPS 5
    9. 9. <ul><li>A avaliação de sistemas de armazenamento teve em consideração factores como a densidade energética, o custo, a segurança, entre outros. Até agora, nenhum sistema disponível satisfaz os requisitos necessários para uma ampla aceitação, o que tem promovido um grande esforço de investigação nesta área. </li></ul><ul><li>Foi construída uma unidade experimental que permite a avaliação das propriedades de hidretos metálicos . Com base nos resultados dever-se-á aprofundar os estudos relativos ao armazenamento de hidrogénio utilizando esses hidretos e a sua incorporação em pequenos reactores. </li></ul>Distribuição e Armazenamento Sugestões para projectos futuros, baseadas nos resultados do PPS 5
    10. 10. <ul><li>Os estudos desenvolvidos demonstraram o interesse na aplicação do conceito Produção/contentorização de Hidrogénio a partir da hidrólise catalítica de soluções alcalinas de borohidreto de sódio com a utilização do combustível sob demanda. Estão já em desenvolvimento novos processos capazes de aumentar a solubilidade do hidrogénio na fase líquida e assim incrementar a capacidade de armazenamento do sistema; </li></ul><ul><li>Encontra-se em fase de instalação e testes um sistema de ensaios de muito alta pressão (2100 bar) que permitirá atingir novas capacidades de validação: projecto Modefil </li></ul><ul><ul><li>base para o fortalecimento do know-how interno nos domínios dos reservatórios de muito alta pressão </li></ul></ul><ul><ul><li>construção de reservatórios de pequena dimensão para uma aplicação da SRE; </li></ul></ul><ul><li>Está em fase de apreciação interna a preparação de um projecto que visa o estudo da questão da permeabilidade dos polímeros ao hidrogénio com vista ao desenvolvimento de soluções baseadas em liners plásticos. </li></ul>Distribuição e Armazenamento Sugestões para projectos futuros, baseadas nos resultados do PPS 5
    11. 11. <ul><li>Actualização contínua da normalização vigente para todos os processos que envolvam o uso do hidrogénio; </li></ul><ul><li>Criação de entidades responsáveis pela fiscalização do ciclo de vida destes sistemas, havendo por isso necessidade de fornecer formação contínua aos agentes dessas entidades. </li></ul><ul><li>Como o transporte de hidrogénio em veículos é sempre problemático deve-se estudar em alternativa a via do metanol , quer por recurso a células de combustível a metanol directo, quer pela via da reforma do metanol nos próprios veículos, tanto em reformadores dedicados como no seio das próprias células de alta temperatura. </li></ul><ul><ul><li>Criação e desenvolvimento de sinergias entre o sector energético e o sector químico. O metanol é uma das mais importantes matérias-primas da indústria química e num futuro onde as fontes de energia de origem fóssil venham a escassear, o caminho do metanol produzido a partir de fontes renováveis poderá ser uma opção interessante em termos de adequabilidade prática, para estes dois sectores. </li></ul></ul>Logística do Hidrogénio Sugestões para projectos futuros, baseadas nos resultados do PPS 5

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