Precisa de electricidade e água quente? res-fc market

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1 Precisa de e água quente? res-fc market

2 O Projecto Este projecto Europeu RES-FC Market, visa acelerar a introdução no mercado de sistemas de células de combustível para uso residencial, que utilizem como combustível hidrogénio proveniente de fontes de energia renováveis, uma vez que a contribuição para o aquecimento global destas fontes de energia é muito reduzida. Para que o mercado das células de combustível se desenvolva, é necessário que o custo dos sistemas de células de combustível diminua e que sejam identificados potenciais utilizadores. O sucesso do recente desenvolvimento tecnológico e do mercado das turbinas eólicas é uma boa lição que deve ser aplicada no sector das células de combustível. Parceiros do projecto: Este projecto dirige-se a 10 mercados regionais cujo potencial se pode traduzir num mercado agregado de 3000 sistemas de células de combustível num futuro próximo. Baltic Baltic Industries and Consulting (BIC) ΙΙ National Renewable Energy Centre (CENER) ΙΙ Dantherm Power ΙΙ A cooperação entre os diferentes mercados regionais servirá de alavanca para o aparecimento de sistemas de células de combustível a custos mais reduzidos, devido ao efeito de escala e acelerar o desenvolvimento tecnológico dos sistemas. DONG Energy ΙΙ Energy Research Centre of the Netherlands (ECN) ΙΙ Hydrogen Innovation & Research Centre (HIRC) ΙΙ International Biogas and Bioenergy Centre of Competence (IBBK) ΙΙ IRD Fuel Cell Technology (IRD) ΙΙ The Institute of Systems and Robotics ΙΙ Das Kompetenz- und Innovationszentrum Brennstoffzelle der Region Stuttgart (KIBZ) ΙΙ University of Iceland ΙΙ Aalborg University ΙΙ Hidrogénio O hidrogénio pode ser produzido a partir de um leque variado de recursos. Em particular podem ser utilizados combustíveis fósseis, tais como gás natural e carvão, assim como recursos renováveis tais como biomassa, ou com recurso à electrólise da água com base em energia solar, eólica ou hídrica. Podem ser utilizados diversos processos tecnológicos para produzir o hidrogénio, nomeadamente processos químicos, biológicos, electrolíticos, fotolíticos e termo-químicos. Cada uma destas tecnologias encontra-se em estágios de desenvolvimento diferentes e oferece oportunidades, benefícios e desafios únicos. A disponibilidade de recursos endógenos, a maturidade da tecnologia, as políticas de incentivo e os custos são factores determinantes que influenciam a produção de hidrogénio.

3 O que é uma célula de combustível? Uma célula de combustível é um dispositivo para produção de energia eléctrica, de forma limpa, silenciosa e eficiente, com um reduzido número de partes móveis. As células de combustível produzem através de um processo electroquímico, no qual a energia armazenada no hidrogénio é directamente convertida em e calor, enquanto for fornecido hidrogénio quer sob forma pura, ou pode ser hidrogénio contido em vários combustíveis (hidrocarbonetos tais como gás natural, metanol, etanol e biogás, etc. ). Principais aplicações das células de combustível As células de combustível são uma das tecnologias mais promissoras para aplicação em produção distribuída. No entanto, o custo inicial muito elevado dos sistemas de células de combustível constitui o principal entrave à penetração em larga escala destes sistemas. As empresas de e os seus consumidores poderão potencialmente poupar um montante significativo anualmente, se auto-produzirem nas horas de ponta. Actualmente, as células de combustível só são competitivas para certos nichos de mercado tais como sistemas de emergência para serviços de telecomunicações, aplicação em propulsão de submarinos e em certos veículos pequenos para espaços limitados (veículos aero-portuários e carrinhos de golfe). no sector residencial As células de combustível podem ser utilizadas em residências, e ser ligadas à rede eléctrica. Com uma célula de combustível para produção, é possível utilizar o calor produzido pela célula de combustível para aquecimento ambiente e produção de água quente sanitária. De forma a maximizar o rendimento de um sistema baseado em células de combustível, a célula de combustível deve ser dimensionada em função das necessidades de calor / capacidade de armazenamento de calor. Estes sistemas residenciais permitirão trocas de energia (compra/venda) entre a célula de combustível e a rede, que se forem implementados em larga escala, podem constituir um meio importante para equilibrar a rede pública de distribuição de, cada vez mais dependente de fontes intermitentes devido à crescente ligação de fontes de energia renováveis à rede pública. Perspectivas de Mercado A penetração da tecnologia das células de combustível no mercado ainda está numa fase muito inicial. Esta tecnologia precisa de ser demonstrada através de projectos piloto bem sucedidos, por forma a promover a sua maior utilização. As principais barreiras para a aplicação em larga escala das células de combustível são os seus custos iniciais e a sua fiabilidade. Incentivos adequados constituem a forma mais eficaz para promover a aplicação das células de combustível.

4 Três opções de tecnologias O hidrogénio é apenas um transportador de energia, que precisa de ser produzido a partir de fontes de energia primária. Neste projecto, as fontes de energia primária consideradas são: Biogás Biomassa em geral Energia eólica em excesso, normalmente produzida durante a noite quando os consumos são mais reduzidos A. Biogás O biogás pode ser proveniente de uma central de biogás que converte matéria orgânica em biogás. Este é depois limpo/melhorado, para se transformar num produto semalhante ao gás natural, e pode então ser injectado na rede de gás natural. O gás é então transportado através da rede de gás natural existente, a um conjunto de casas equipadas com sistemas de células de combustível com capacidade para produzir calor e. O gás natural/biogás é então convertido em hidrogénio puro numa estação central de processamento de combustível, utilizando um reformador, localizada perto das casas. O hidrogénio é transportado através de uma rede local de hidrogénio. Este é depois convertido em calor e na casa, usando células de combustível. Biomassa e Vento para produção Biomassa (palha, lenha) Central de de Etanol Gasificador O 2 Central de de Metanol H2 Electrolisador Reformador e Armazenagem de Metanol/Etanol O Biogás para produção Mateéria orgânica: (Estrume) Central de de Biogás Reformador de gás natural C. Eólica - O hidrogénio é produzido a partir da electrólise da água, usando da rede. O electrolisador é situado junto dos consumidores, e o hidrogénio é distribuído pelas casas equipadas com uma célula de combustível para produção de e calor, através de uma rede local de hidrogénio. O electrolisador só funcionará nas horas de vazio, onde o preço da é mais baixo, ou quando há excesso de produção eólica. O electrolisador servirá assim como regulador da rede eléctrica, e permitirá uma maior segurança de abastecimento que a intermitência das energias renováveis não permite. O hidrogénio produzido é armazenado em tanque próprio perto do electrolizador. B. Biomassa e eólica O metanol e o etanol são produzidos numa central a partir da biomassa e. O etanol é obtido a partir da fermentação da biomassa. O hidrogénio, obtido a partir da electrólise da água, é depois misturado com o gás vindo do gasificador, numa central de produção de metanol. A mistura de gás é usada para produzir metanol, sendo depois armazenado na sua forma líquida em condições normais. O metanol é transportado para o local onde é armazenado e reformado em hidrogénio puro, localizado perto dos consumidores equipados com células de combustível para produção. O hidrogénio é transportado desde a central de processamento do combustível para as casas através de uma rede local de hidrogénio, e é convertido em calor e dentro das casas equipadas com uma célula de combustível. Energia Eólica para produção Armazenamento de H2 O 2 Electrolisador e compressão de H2 O

5 Criar um Mercado para Microgeração O principal desafio para trazer esta tecnologia promissora para o mercado, reside na diminuição dos custos da tecnologia que permitam o desenvolvimento de projectos de demonstração e por outro lado identificar as possíveis medidas políticas, necessárias para a criação de um novo mercado para estas tecnologias. O projecto RES-FC, tem vindo a procurar caminhos que abram as portas ao sucesso e implementação destas tecnologias no mercado. Em termos económicos, é possível obter reduções significativas nos custos do equipamento, se estes forem produzidos em larga escala. Os sistemas disponíveis actualmente servem principalmente para projectos de investigação e demonstração. No entanto se forem produzidos sistemas standard, capazes de ser utilizados nas diversas formas de obtenção de hidrogénio, nas tecnologias já apresentadas, assegura-se que os mesmos sistemas de células de combustível podem ser utilizados em diferentes climas e diferentes regiões. Só assim podemos pensar numa economia em larga escala a nível Europeu. Em relação aos incentivos politícos e legislação necessária para criar um novo mercado de consumidores de células de combustível, o projecto RES-FC investigou sobre o preço necessário que a energia vendida à rede (feed in tariff) deve ter para ser um negócio atractivo, assim como da necessidade de um enquadramento legal e normativo a nível Europeu. Esta brochura foi publicada pelos 12 parceiros do projecto, e destina-se a todos os interessados em Energias Renováveis. Para mais informação consultar: O projecto foi co-financiado pela Comissão Europeia, pela Agência Executiva para a Competitividade e Inovação (EACI), no âmbito do Programa Energia Inteligente para a Europa. O conteúdo desta brochura é da inteira responsabilidade dos seus autores e não reflecte necessariamente as opiniões da Comissão Europeia nesta matéria. A CE não é responsável pela informação contida nesta brochura.