Itaipu hidroelectric power plant turbinable energy use in hydrogen buses : case study in Foz do Iguaçu city

Diante do atual panorama energético e ambiental, a sociedade busca reduzir os impactos ambientais decorrentes principalmente do uso de combustíveis fósseis. Para o setor de transportes, uma das soluções alternativas é o estímulo ao transporte coletivo baseado em tecnologias limpas, como por exemplo o uso de células a combustível. Neste trabalho optou-se por analisar uma alternativa de aproveitamento da denominada Energia Vertida Turbinável da Usina Hidrelétrica Itaipu, através da produção de hidrogênio e utilização no setor de transportes. Para tanto, foi realizado um estudo de caso da substituição da atual frota de ônibus a Diesel do setor de transporte coletivo urbano da cidade de Foz do Iguaçu, por ônibus com células a combustível alimentada com hidrogênio eletrolítico. Foram propostos e analisados quatro modelos de produção e abastecimento para o hidrogênio: um modelo descentralizado e três variantes do modelo centralizado e, com base em considerações econômicas, logísticas e ambientais, considerou-se o modelo de produção e abastecimento centralizado como o mais adequado. Este modelo foi tomado como referência para estimar o custo e o preço final do hidrogênio produzido e vendido pela Usina Hidrelétrica Itaipu para o setor de transportes da cidade de Foz do Iguaçu, indicando um novo mercado para as empresas geradoras de energia elétrica. Como resultado, obteve-se um custo de produção do hidrogênio de US$ 2,86/kg e verificou-se, através da análise de sensibilidade do preço do hidrogênio, que o custo do sistema de eletrólise é o fator que exerce maior influência no preço final, enquanto que a comercialização de créditos de carbono é o fator de menor influência, nas condições específicas deste estudoFacing today's energy crisis and the resulting environmental situation, society is searching to reduce those environmental impacts resulting principally from intensive use of fossil fuels. For the transport sector, one of these alternative solutions is to encourage collective transport based on clean technology, like fuel cell use. In this work an alternative use is being analyzed for the so-called Spilled Turbinable Energy of the ITAIPU Hydroelectric Power Plant, in order to hydrogen production for transport sector. The substitution of the current urban collective Diesel bus fleet with fuel cell buses in Foz do Iguaçu city was used as a case study. Four hydrogen production and supply models were proposed and analyzed: a decentralized model and three centralized models. Economical, logistical and environmental considerations showed the centralized production-supply plant as the most appropriated and this one has been used to estimate the cost and price of hydrogen produced and sold by ITAIPU Hydroelectric Power Plant for the transport sector of Foz do Iguaçu city, exploring new market possibilities for electricity generators. The hydrogen production cost obtained was US$ 2,86/kg and the price analysis of the hydrogen showed that the electrolyzer system cost has the most impact and the carbon credits represents the least impact on these study condition