Dimensionamento energético de uma planta de hidrogênio verde para suprimento da produção de ureia no Polo Industrial de Camaçari

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Data

2023-06-30

Tipo de documento

Artigo Científico

Título da Revista

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Área do conhecimento

Engenharias

Modalidade de acesso

Acesso aberto

Editora

Autores

Lima, Vítor Santos
Vaz, Samuel Fernando Moreira Santos

Orientador

Caldas, Thiago

Coorientador

Resumo

O Polo Petroquímico de Camaçari é responsável por boa parte da produção de ureia do nordeste brasileiro, um fertilizante de grande importância para a agricultura nacional. Tal produção se baseia na reforma do metano a vapor, um processo que produz o gás hidrogênio (H2) necessário à síntese da ureia. Contudo, tal processo lança gás carbônico na atmosfera, motivando pesquisas para a produção de H2 através de eletrolisadores alimentados por fontes renováveis. O estudo dimensiona uma planta de produção de hidrogênio verde – composta por um parque solar fotovoltaico e eletrolisadores modelo Proton Exchange Membrane – cujo objetivo é suprir a demanda diária de H2 requerida pela planta de ureia do Polo. Foram coletados dados sobre os reatores da planta através de informações oficiais do Comitê de Fomento Industrial de Camaçari e entrevistas com trabalhadores do Polo, permitindo calcular a demanda de H2. Ainda, escolheuse um modelo de eletrolisador cujas características operacionais permitam o suprimento de H2 em larga escala. Assim, calculou-se que a demanda de H2 vale 136 t/dia, a qual pode ser suprida por 16 eletrolisadores. Outrossim, foi analisada a variação da irradiação solar horária em Simões Filho ao longo do ano, para dimensionar um parque solar fotovoltaico que assegure suprimento suficiente e estável dos eletrolisadores durante um período satisfatório do dia. Portanto, foram calculados o número de módulos total (1.505.152), módulos por string (34) e inversores (3.690), resultando num parque com potência de 1,016 GWp. Finalmente, são descritas perspectivas de expansão da tecnologia do hidrogênio verde nos próximos anos.

Palavras-chave

Hidrogênio verde, Dimensionamento Energético, Energia renováveis, Usina fotovoltaica

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