Setembro 2025 vol. 12 num. 1 - XXXII Simpósio Internacional de Engenharia

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Análise do Hidrogênio como Combustível Alternativo para Veículos de Passeio no Brasil

Analysis of Hydrogen as Alternative Fuel for Passenger Cars in Brazil

GOMES, Luísa Clemente Magalhães ; GUILHERME, Roger Tadeu Gondim ; ROVAI, Fernando Fusco ;

Trabalho completo:

A pressão pela descarbonização da mobilidade tem motivado discussões no Brasil sobre novas rotas tecnológicas e fontes de energia viáveis ??para carros de passeio. Publicações e apresentações foram feitas para advogar em favor de algumas delas. O hidrogênio foi citado diversas vezes, devido ao seu potencial de quase zero poluentes e zero emissão de CO2 de acordo com o conceito tanque à roda. Na forma gasosa, é um vetor de energia com alto poder calorífico que pode ser produzido a partir de fontes renováveis ??e usado eficientemente em motores de combustão especialmente projetados ou com diferentes tecnologias e topologias de células de combustível. Essas vantagens vêm acompanhadas de desafios, como a infraestrutura para produção e distribuição, o armazenamento e o custo. Este artigo tem como objetivo revisar e discutir esses conflitos, resumindo os principais processos de produção e estimando sua pegada de carbono. Também é apresentada uma análise de energia e CO2e poço à roda em comparação com a tecnologia de veículos elétricos a bateria e juntamente com a necessidade de hidrogênio para outros usos industriais. Os resultados não demonstram claramente as vantagens de considerar esse combustível na estratégia para a neutralidade de carbono dos carros de passeio no mercado brasileiro.

Trabalho completo:

The pressure for mobility decarbonization has motivated discussions in Brazil about new technology routes and viable energy sources for passenger cars. Publications and presentations were made to advocate in favor of some of them. Hydrogen was cited several times, since its potential for almost zero pollutant and zero CO2 emission according to tank to wheels concept. In gaseous form, it is an energy vector with a high heat value that can be produced from renewable sources and used efficiently in specially designed combustion engines or with different fuel cell technologies and topologies. These advantages come together with challenges, as the infrastructure for production and distribution, the storage and the cost. This article aims to review and discuss these conflicts, summarizing the main production processes and estimating its carbon footprint. Also, an energy and well to wheels CO2e analysis, in comparison with Battery Electric Vehicle technology, together with the necessity of hydrogen for other industrial uses are showed. The results do not clearly demonstrate the advantages of considering this fuel in the passenger car way to zero road map for the Brazilian market.

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DOI: 10.5151/simea2025-PAP62

Referências bibliográficas
  • [1] R. T. G. Guilherme, F. G. Cifoni, R. I. Sambiase, L. C. M. Gomes and S. Uehara, "Decarbonization Index as a Compass for the Way to Zero CO2e Emission of Light Vehicles in Brazil," in XXXI Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva, São Paulo, 2024.
  • [2] Brasil, "LEI Nº 13.755, DE 10 DE DEZEMBRO DE 2018," 10 12 2018. [Online]. Available: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2015-2018/2018/Lei/L13755.htm. [Accessed 23 05 2025].
  • [3] International Energy Agency (IEA), "The Future of Hydrogen: Seizing today’s opportunities," International Energy Agency (IEA), Paris, 2019.
  • [4] K. Mazloomi and C. Gomes, "Hydrogen as an energy carrier: Prospects and challenges," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 16, no. 5, pp. 3024-3033, 06 2012.
  • [5] F. Brunetti, Motores de combustão interna:: volume 1, 2 ed., São Paulo: Blucher, 2018.
  • [6] Confederação Nacional da Indústria (CNI), "Hidrogênio sustentável: perspectivas para o desenvolvimento e potencial para a indústria brasileira," 08 2024.
  • [7] International Energy Agency (IEA), "Global Hydrogen Review 2024," 10 2024.
  • [8] U.S. Department of Energy (DOE), "Hydrogen Production: Electrolysis," 2025. [Online]. Available: https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-electrolysis. [Accessed 23 05 2025].
  • [9] International Energy Agency (IEA), "Electrolysers," 2025. [Online]. Available: https://www.iea.org/energy-system/low-emission-fuels/electrolysers. [Accessed 23 05 2025].
  • [10] International Energy Agency (IEA), "Towards hydrogen definitions based on their emissions intensity," 04 2023.
  • [11] Brasil, "LEI Nº 14.948, DE 2 DE AGOSTO DE 2024," 2 08 2024. [Online]. Available: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2023-2026/2024/Lei/L14948.htm. [Accessed 23 05 2025].
  • [12] International Energy Agency (IEA), "Hydrogen," 2025. [Online]. Available: https://www.iea.org/energy-system/low-emission-fuels/hydrogen. [Accessed 23 05 2025].
  • [13] M. W. Melaina, O. Antonia and M. Penev, "Blending Hydrogen into Natural Gas Pipeline Networks: A Review of Key Issues," Golden, 20
  • [14] M. Sand, R. B. Skeie, M. Sandstad, S. Krishnan and G. Myhre, "A multi-model assessment of the Global Warming Potential of hydrogen," Communications Earth & Environment, vol. 4, no. 203, 2023.
  • [15] H. T. Madsen, "Water treatment for green hydrogen: what you need to know," 27 10 2022. [Online]. Available: https://hydrogentechworld.com/water-treatment-for-green-hydrogen-what-you-need-to-know. [Accessed 23 05 2025].
  • [16] California Hydrogen Business Council (CHBC), "Hydrogen Handbook," Sacramento, 2022.
  • [17] S. Orlova, N. Mezeckis and V. P. K. Vasudev, "Compression of Hydrogen Gas for Energy Storage: A Review," Latvian Journal of Physics and Technical Sciences, vol. 60, no. 2, 14 03 2023.
  • [18] Minnuo, "Types and applications of hydrogen compressors," 2022. [Online]. Available: https://mncompressor.com/gas_compressor/hydrogen-compressor/. [Accessed 23 05 2025].
  • [19] U.S. Department of Energy (DOE), "Energy requirements for hydrogen gas compression and," DOE Hydrogen and Fuel Cells Program Record, 2009.[20]Minnuo, "How To Calculate The Power Of The Compressor?," 2022. [Online]. Available: https://mncompressor.com/how-to-calculate-the-power-of-the-compressor/. [Accessed 23 05 2025].
  • [20] R. Pereira, V. Monteiro, J. L. Afonso and J. Teixeira, "Hydrogen Refueling Stations: A Review of the Technology Involved from Key Energy Consumption Processes to Related Energy Management Strategies," Energies, vol. 17, no. 19, 30 09 2024.
  • [21] M. Genovese, D. Blekhman, M. Dray and P. Fragiacomo, "Hydrogen losses in fueling station operation," Journal of Cleaner Production, vol. 248, no. 119266, 1 03 2020.
  • [22] S. R. Schill, "Harvesting Hydrogen," 8 11 2023. [Online]. Available: https://ethanolproducer.com/articles/harvesting-hydrogen. [Accessed 23 05 2025].
  • [23] G. Riveros-Godoy, M. Chávez-Rodriguez and C. Cavaliero, "Comparative thermoeconomic analysis of hydrogenproduction by water electrolysis and by ethanol steam reforming," in 5th International Workshop on Hydrogen and Fuel Cells, Campinas, 2010.
  • [24] H2Gen Innovations, "Low-Cost Hydrogen-from-Ethanol: A Distributed Production System," in Bio-AEA – Brazilian Society of Automotive Engineering - SIMEA 20258 Derived Liquids to Hydrogen Distributed Reforming WorkingGroup Meeting, Laurel, 2007.
  • [25] M. Veneroso, D. Lopes and D. V. P. Cambra, "Hytron: Solutions for Hydrogen Production & Purification," 2022. [Online]. Available: https://static.portaldaindustria.com.br/media/filer_public/36/03/36038220-04fd-4af2-9029-829a308d289b/6_1320pm_-_hytron_-_copia_de_hytron_nea_2023.pdf. [Accessed 23 05 2025].
  • [26] G. N. e. B. (. Agência Nacional do Petróleo, "Painel Dinâmico de Produtores de Etanol," 20 02 2025. [Online]. Available: https://www.gov.br/anp/pt-br/centrais-de-conteudo/paineis-dinamicos-da-anp/paineis-e-mapa-dinamicos-de-produtores-de-combustiveis-e-derivados/painel-dinamico-de-produtores-de-etanol. [Accessed 23 05 2025].
  • [27] Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), "Ranking da Tarifa Residencial," [Online]. Available: https://portalrelatorios.aneel.gov.br/luznatarifa/rankingtarifas#!. [Accessed 23 05 2025].
  • [28] EG&G Technical Services, "Fuel Cell Handbook (Seventh Edition)," U.S. Department of Energy (DOE), Virginia, 2004.
  • [29] J. Martins, Motores de Combustao Interna - 4a edição Revista e Aumentada, 4 ed., Publindustria, 2006.
  • [30] U.S. Department of Energy (DOE), "Hydrogen Fuel Cells Fact Sheet," 10 2006. [Online]. Available: https://www.californiahydrogen.org/wp-content/uploads/files/doe_fuelcell_factsheet.pdf. [Accessed 23 05 2025].
  • [31] B. August, "Is your EV battery getting all the energy you pay for?," 08 02 2023. [Online]. Available: https://www.recurrentauto.com/research/why-doesnt-your-battery-get-all-the-energy-you-pay for#:~:text=A%20report%20from%202014%20indicated,of%20the%20whole%20charging%20system.. [Accessed 23 05 2025].
  • [32] J. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, 1 ed., McGraw-Hill Education, 1988, p. 930.
  • [33] Empresa de Pesquisa Energética (EPE), "Nota Técnica “Descarbonização do Setor de Transporte Rodoviário - Intensidade de carbono das fontes de energia”," 09 2022.
  • [34] E. Wood, B. Borlaug, M. Moniot, D.-Y. Lee, Y. Ge, F. Yang and Z. Liu, "The 2030 National Charging Network: Estimating U.S. Light-Duty Demand for Electric Vehicle Charging Infrastructure," National Renewable Energy Laboratory (NREL), 2025.[36]Toyota, "Outline of the Mirai".
Como citar:

GOMES, Luísa Clemente Magalhães; GUILHERME, Roger Tadeu Gondim; ROVAI, Fernando Fusco; "Análise do Hidrogênio como Combustível Alternativo para Veículos de Passeio no Brasil", p. 309-316 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP62

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