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Veículos Híbridos e Limpos

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Apresentação em tema: "Veículos Híbridos e Limpos"— Transcrição da apresentação:

1 Veículos Híbridos e Limpos
PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES (PET) MEIO AMBIENTE E SUSTENTABILIDADE Veículos Híbridos e Limpos TARDES DO SABER - TCE – RIO DE JANEIRO Márcio de Almeida D´Agosto – PET/COPPE/UFRJ

2 SUMÁRIO COPPE/PET/LTC Panorama do Transporte no Brasil
Gestão Sustentável do Transporte Redução da Atividade Redução da Intensidade de Uso Mudança para Modos Mais Eficientes Uso de Tecnologias e Combsutíveis Mais Limpos Transporte Público Urbano Transporte Urbano de Carga Gestão da Mobilidade - CMIF Considerações Finais

3 INSTITUTO ALBERTO LUIZ COIMBRA DE PÓS GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE)
Fundado em 1963, a COPPE tornou-se o maior centro de ensino e pesquisa em engenharia da América Latina. Com 12 programas de pós-graduação stricto sensu (mestrado e doutorado), a instituição já formou mais de 11,5 mil mestres e doutores e conta hoje com 320 professores doutores e 116 modernos laboratórios, que formam o maior complexo laboratorial do país na área de engenharia. Engenharia Biomédica Engenharia Civil Engenharia Elétrica Engenharia Mecânica Engenharia Metalúrgica e de Materiais Engenharia Nuclear Engenharia Oceânica Engenharia de Planejamento Energético Engenharia de Produção Engenharia Química Engenharia de Sistemas e Computação Engenharia de Transportes

4 PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES (PET)
O PET é um dos doze programas que compõem a COPPE/UFRJ. Avaliado pela CAPES como nível 5, o maior nível alcançado dentre as pós-graduações de engenharia de transportes do país, o programa tem assumido destacada posição na produção e propagação de conhecimento técnico e científico no Brasil. Áreas de Concentração: Engenharia de Tráfego Planejamento de Transportes Transporte Público Transporte de Carga e Logística Transporte, Energia e Meio Ambiente Engenharia Rodoviária

5 LABORATÓRIO DE TRANSPORTE DE CARGAS
O Laboratório de Transporte de Carga (LTC) tem como missão desenvolver pesquisa no âmbito público e privado na área de transportes de carga e apoiar/complementar a formação de recursos humanos, promovendo seu aperfeiçoamento contínuo. The LTC aims to develop research within public and private sectors in the freight transport area and to support and complement the training of human resources promoting their continuous improvement. LINHAS DE PESQUISA / RESEARCH LINES: Planejamento de Transportes de Cargas Freigh Transport Planning Jogos e Simulações Business Games and Simulation Transporte, Energia e Meio Ambiente Transport, Energy and Environment Centro de Estudo de Caminhões Truck Studies Center

6 PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL
Divisão Modal Transporte Urbano Nota: Percentual calculado com base em dados de pass.km e t.km. Fonte: Elaboração própria com base em FIPE (2011), ANTT (2009), ANTAQ (2009), ANTP (2009) and ANAC (2009).

7 5 Consumo de Energia no Setor de Transporte
PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL Consumo de Energia no Setor de Transporte 5 Setor de Transporte 145 MM t CO2 (2009) 28% do consumo de energia final (81% fossil – 48% óleo diesel) Rodoviário Outros modos diesel diesel 92% diesel 1,23% - Ferroviário 2,17% - Aquaviário 4,59% - Aereo Gasolina e alcool bunker diesel guerosene diesel diesel diesel 130 MM t CO2

8 Consumo de Energia no Setor de Transporte
PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL Consumo de Energia no Setor de Transporte 28,76% Etanol anidro 71,23% Etanol hidratado 0,01% Biodiesel (2009)

9 Emissão de Dióxido de Carbono e Poluentes Locais
PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL Emissão de Dióxido de Carbono e Poluentes Locais

10 GESTÃO SUSTENTÁVEL DO TRANSPORTE Crescimento econômico
Maximização do retorno de capital Gestão Operação Proteção ambiental Sustentabilidade Comunidade e equidade Ambiental Preservação dos recursos Eco-eficiência Energia renovável Social Cidadania Geração de Emprego Engajamento das partes interessadas

11 GESTÃO SUSTENTÁVEL DO TRANSPORTE
MÉTODO ASIF – IPCC ATIVIDADE ACTIVITY OIL ENERGIA FUEL INTENSIDADE INTENSITY INFRA ESTRUTURA STRUCTURE X

12 MUDANÇA PARA MODOS MAIS EFICIENTES
Planejamento de Transporte e Uso de Energia INDIVIDUAIS 80% 12 km/h 30 km/h MOTORIZADOS 10x COLETIVOS NÃO MOTORIZADOS

13 MUDANÇA PARA MODOS MAIS EFICIENTES
Planejamento de Transporte e Uso de Energia Ref.: D´Agosto (2004); D´Agosto e Ribeiro (2009); D´Agosto (2008) – Rio de Janeiro/São Paulo

14 MUDANÇA PARA MODOS MAIS EFICIENTES
Planejamento de Transporte, Uso de Energia e Impactos Ambientais Tipo de veículo Caminhão médio Comercial leve Capacidade [t] 10 t 1,5 t Rendimento energético [km/l] 2,03 km/l 7,5 km/l Combustível óleo diesel Fator de emissão CO (g/km) 1,057 0,354 HC (g/km) 0,204 0,068 NOx (g/km) 5,949 1,990 MP (g/km) 0,099 0,033 CO2 (g/l) 2710

15 MUDANÇA PARA MODOS MAIS EFICIENTES
Notas: A emissão dos poluentes locais foi agregada com base no fator de impacto ambiental (Schettino, 2010).`Os valores foram parametrizados em R$/t (custo operacional), l/t (consumo de energia), g/t (poluentes locais e emissão de CO2)

16 REDUÇÃO DA INTENSIDADE DE USO CONVENCIONAL (P2P) X (P2H_S) PADRON
l/km Curvas muito próximas Curvas mais afastadas 1,85 km/l 1,69 km/l 4,31 km/l 3,07 km/l km/h

17 USO DE TECNOLOGIAS E COMBUSTÍVEIS MAIS LIMPOS
PROCONVE L5 PROCONVE P5 Limites (g/km) CO HC NOx RCHO 2,0 0,05 0,12 0,02 Limtes (g/kW.h) CO HC NOx PM 2,1 0,66 5,00 0,10 35% 33% 29% 30% 60% 80% 2016 2012 PROCONVE L6 PROCONVE P7 Limites (g/km) CO HC NOx RCHO 1,3 0,05 0,08 0,02 Limites (g/kW.h) * CO HC NOx PM 1,5 0,46 2,00 0,02

18 USO DE TECNOLOGIAS E COMBUSTÍVEIS MAIS LIMPOS
Inventário de Emissões Atmosféricas por Veículos Automotores Rodoviários do Estado do Rio de Janeiro NOx MP

19 USO DE TECNOLOGIAS E COMBUSTÍVEIS MAIS LIMPOS
TRANSPORTE PÚBLICO URBANO TRANSPORTE URBANO DE CARGA Híbrido diesel-elétrico Diesel-gas (dual-fuel) Diesel de Cana de Açúcar Biodiesel Etanol Gás Natural Híbrido diesel-hidráulico Diesel-biodiesel (bi-fuel) Diesel de Cana de Açúcar Biodiesel

20 TRANSPORTE PÚBLICO URBANO
Sistema de Transporte Público Urbano do Rio de Janeiro Tipo I Motor dianteiro, 12 m, PBT* = 17t, 80 pass/veiculo Diesel: 95% diesel mineral + 5% biodiesel (éster metílico de óleo de soja) AMD10: 70% diesel + 30% diesel de cana de açúcar B20: diesel + biodiesel (éster metílico de óleo de soja) Tipo II Motor traseiro, 12 m, PBT = 17t, 80 pass/veículo Diesel-gas: diesel ou gás natural (GNC) GNC Dedicado: gás natural comprimido Motor traseiro, 13 m, PBT = 17,2t, 100 pass/veículo Etanol: Etanol hidratado aditivado Híbrido: diesel + eletricidade Padron *Total Gross Weight

21 TRANSPORTE PÚBLICO URBANO

22 TRANSPORTE PÚBLICO URBANO
Opção intermediária Enfoque financeiro Opção menos adequada Opção mais adequada Opção intermediária Enfoque ambiental AMD10

23 TRANSPORTE PÚBLICO URBANO
Opção intermediária Enfoque financeiro Opção menos adequada Padron Diesel Opção mais adequada Opção intermediária Enfoque ambiental AMD10

24 TRANSPORTE PÚBLICO URBANO Teste com ônibus diesel-gas (24 meses)
PARCEIROS: Governo do Estado (SEDEEIS/SETRANS) FAPERJ DETRAN INMETRO Fetranspor MAN Latin América Bosch CEG COPPE 0,63 TESTES: Rendimento [km/l] Índice de substituição (IS) Desempenho do veículo Índice de falhas do veículo 12,8%

25 TRANSPORTE PÚBLICO URBANO
Teste de 20 ônibus utilizando 30% de diesel de cana de açúcar (12 meses) PARCEIROS: Fetranspor Viação NS Graça Amyris Mercedes Benz Petrobras COPPE 30% menos emissão de CO2 TESTES: Rendimento [km/l] Consumo [l/pass.km] Desempenho do veículo Índice de falhas do veículo Qualidade do combustível

26 TRANSPORTE URBANO DE CARGA
Coleta de lixo, PBT = 26t, 19m3 Diesel-hdraulico, 10% de acréscimo nos custos de capital 15% a 30% de redução de consumo Ecodriving, pequeno aumento nos custos indiretos 5% a 25% de redução de consumo Distribuição de bebidas, PBT = 17t, 10 estrados Diesel-biodiesel (bi-fuel), IS = 87% Custos adicionais do biodiesel: 50% Distribuição de alimentos, PBT= 16t, baú de alumínio Diesel + biodiesel: de B20 a B100 Diesel + diesel de cana de açúcar: de AMD20 a AMD100

27 TRANSPORTE URBANO DE CARGA
Coleta de lixo Intervalo de intensidade de uso da COMLURB 1500 2600 Menor rendimento e maior redução de consumo Maior rendimento e menor redução de consumo Intensidade de uso [km/mês]

28 TRANSPORTE URBANO DE CARGA
Distribuição de bebidas 15% + 10% nos custos operacionais 37% 36% 54% 83% Diesel Biodiesel (dual fuel)

29 TRANSPORTE URBANO DE CARGA
Distribuição de alimentos Frete máximo 17% margem 7% margem Frete mínimo 7% margem 5% margem CO (-21%), PM (-8%), HC (-18%), NOx (-16%), CO2 (-100%) CO (-7%), PM (-2%), HC (-4%), NOx (-5%), CO2 (-16%)

30 CONSIDERAÇÕES FINAIS O Brasil é líder mundial no uso de biocombustíveis para transporte e tem feito disso um exemplo; O Brasil tem um conjunto amplo de oportunidades para desenvolver e aplicar tecnologias associadas a fontes de energia mais limpas; Em futuro próximo um conjunto ainda maior de práticas, tecnologias e fontes de energia mais limpas entrarão no mercado brasileiro; O Programa de Engenharia de Transportes da COPPE/UFRJ tem estado engajado na missão de apoiar estas práticas e vencer os desafios que ainda teremos que enfrentar.

31 Veículos Híbridos e Limpos
PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES (PET) MEIO AMBIENTE E SUSTENTABILIDADE Veículos Híbridos e Limpos TARDES DO SABER - TCE – RIO DE JANEIRO Márcio de Almeida D´Agosto PET/COPPE/UFRJ (21) /8139 – (21)

32 SISTEMA DE PROPULSÃO CONVENCIONAL
TANQUE DE COMBUSTÍVEL BATERIA MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA CAIXA DE MARCHAS DIFERENCIAL EIXO DE TRANSMISSÃO EMBREAGEM Ecomb Perdas Sistemas auxiliares Eeixo Etração

33 SISTEMA DE PROPULSÃO ELÉTRICO
ELÉTRICO COM BATERIAS Energia elétrica da rede SISTEMA DE TRANSMISSÃO Etração C BANCO DE BATERIAS Alimentação ELÉTRICO MOTOR Eelétrica CONTROLADOR D Consumo Sistemas auxiliares Perdas Perdas Perdas

34 SISTEMA DE PROPULSÃO ELÉTRICO
ELÉTRICO SEM BATERIAS Energia elétrica da rede SISTEMA DE TRANSMISSÃO Etração Alimentação ELÉTRICO MOTOR Eelétrica CONTROLADOR Consumo Sistemas auxiliares Perdas Perdas

35 SISTEMA DE PROPULSÃO ELÉTRICO ELÉTRICO COM PILHA A COMBUSTÍVEL
TANQUE DE HIDROGÊNIO H2 SISTEMA DE TRANSMISSÃO Etração ELÉTRICO MOTOR EE CONTROLADOR PILHA A COMBUSTÍVEL EE EComb REF TANQUE DE COMBUSTÍVEL H2 Combustível Ar Resíduos Sistemas auxiliares Vapor d’água Perdas Perdas Perdas

36 SISTEMA DE PROPULSÃO ELÉTRICO ELÉTRICO COM PILHA A COMBUSTÍVEL
TANQUE DE HIDROGÊNIO H2 SISTEMA DE TRANSMISSÃO Etração ELÉTRICO MOTOR EE CONTROLADOR PILHA A COMBUSTÍVEL EE EComb REF TANQUE DE COMBUSTÍVEL H2 Combustível Ar Resíduos Sistemas auxiliares Vapor d’água Perdas Perdas Perdas

37 SISTEMA DE PROPULSÃO ELÉTRICO
ELÉTRICO COM PILHA A COMBUSTÍVEL E BATERIAS ELÉTRICO MOTOR SISTEMA DE TRANSMISSÃO Perdas Sistemas auxiliares Etração REF TANQUE DE HIDROGÊNIO CONTROLADOR H2 BANCO DE BATERIAS COMBUSTÍVEL PILHA A Combustível Vapor d’água Ar EComb C D EE Resíduos

38 SISTEMA DE PROPULSÃO HÍBRIDO HÍBRIDO-ELÉTRICO EM SÉRIE
ME Baterias MCI G TANQUE DE COMBUSTÍVEL C UCE UEE UT A FR Legenda - T: Mecanismo de tração; ME: Motor elétrico; C: Controlador; G: Gerador; MCI: Motor de combustão interna; UT: Unidade de tração; UEE: Unidade de estocagem de energia; UCE: Unidade de conversão de energia; FR: Freio regenerativo; A: Carga dos acessórios

39 SISTEMA DE PROPULSÃO HÍBRIDO HÍBRIDO-ELÉTRICO EM PARALELO
MCI Tanque UEE UCE UT A FR Baterias C CAIXA DE MARCHAS AT ME Legenda - T: Mecanismo de tração; AT: Acoplador de torque; ME: Motor elétrico; C: Controlador; MCI: Motor de combustão interna; UT: Unidade de tração; UEE: Unidade de estocagem de energia; UCE: Unidade de conversão de energia; FR: Freio regenerativo; A: Carga dos acessórios

40 CLEANER TECHNOLOGIES - DIESEL-HYDRAULIC
Source: MAN Latin America, 2010

41 CLEANER TECHNOLOGIES – DIESEL-BIODIESEL
Source: MAN Latin America, 2010


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