Hydrogen highway Brazil ¿ Paraguay : technical, economic and environmental analysis

A utilização de hidrogênio em veículos com células a combustível apresenta-se como uma solução que pode causar baixos impactos ambientais, além de poder trazer maior segurança energética, uma vez que pode ser produzido através de recursos energéticos disponíveis em cada país. Neste contexto, e considerando que o transporte de passageiros configura-se como um serviço público fundamental para a integração entre as regiões e os países, nessa tese focou-se no estudo técnico, econômico e ambiental da implementação de uma rodovia preparada para atender a demanda de hidrogênio no setor de transporte coletivo de passageiros. O trajeto escolhido foi à rota que une a cidade de Assunção/Paraguai com a cidade de São Paulo/Brasil. Especial ênfase foi dada ao custo de instalação e operação das estações de hidrogênio produzido através da eletrólise da água. Na análise colocaram-se duas possibilidades, sendo elas, i) a introdução de apenas um ônibus movido a hidrogênio, situação denominada de substituição mínima; e ii) a substituição de toda a frota que atende a rota em estudo, denominando-a como substituição máxima. O custo de implementação da primeira situação é de aproximadamente US$ 5,0 milhões e o custo operacional anual é de cerca de US$ 1,0 milhão. Com a segunda situação, o custo de implementação aumenta para US$ 17 milhões e a operação anual fica em torno de US$ 5,0 milhões. No caso do Paraguai, o custo do hidrogênio varia entre 8,50 US$/kg e 18,66 US$/kg. No caso do Brasil, estimaram-se entre 17,07 US$/kg e 28,30 US$/kg. A análise ambiental considerou as emissões evitadas de carbono com a substituição de óleo Diesel por hidrogênio eletrolítico em toda a frota de veículos. Para tanto, foi utilizada uma metodologia aprovada pela UNFCCC no âmbito dos projetos de MDL e que poderia ser aplicada para empreendimentos como o proposto na tese, obtendo-se como estimativa uma redução de emissões de 2.098 tCO2/ano.The use of hydrogen in fuel cell vehicles is presented as a solution that may cause less environmental impact and as a mean of addressing energy security, considering it can be produced by energy resources available in each country. In this context, considering the passenger transport as a service in the public interest for integration between regions and countries, this thesis focused on technical, economic and environmental analysis by implementing a highway prepared to cover the hydrogen demand in the passenger transportation sector. They chose route is that one joins Asuncion/Paraguay and São Paulo/Brazil. Special emphasis on the installation and operation costs of hydrogen stations produced through the water electrolysis was given. Two possibilities were set, i) the introduction of only one hydrogenpowered bus, condition called minimal substitution, and ii) replacing the whole fleet that serves the route, called as maximal substitution. The implementation cost of the first one is roughly US$ 5.0 million and an annual operating cost of about US$ 1.0 million. In the second situation, the implementation cost amounts to US$ 17 million and annual operating around $ 5.0 million. In the case of Paraguay, hydrogen production cost varies between 8.50 US$/kg and 18.66 US$/kg. In the case of Brazil, the estimated costs vary between 17.07 US$/kg and 28.30 US$/kg. The environmental analysis performed verified the availability of an approved CDM methodology and its applicability for similar proposals, a reduction of emissions equal to 2098 tCO2/year, was estimated