Apesar de todos os aspetos positivos ou negativos, que existiram e continuam a existir, a verdade é que a aplicação das células de combustível tem tendência a crescer ao longo dos anos (Wang et al., 2011).
4.7.1. Aplicações nos transportes
As células de combustível são consideradas como a fonte de energia mais limpa e eficiente para veículos. Em particular, as PEMFC constituem a opção mais promissora para aplicações no setor dos transportes devido ao rápido arranque a baixas temperaturas, com elevada densidade de energia. Avanços significativos têm surgido, fruto de uma vasta e extensa pesquisa sobre esta tecnologia nas últimas décadas. Em 2014, veículos alimentados através de células de combustível foram introduzidos no mercado. No entanto, o elevado custo dos sistemas PEMFC era, e ainda continua a ser um dos principais obstáculos para a industrialização em larga escala desta tecnologia (Wang et al., 2016).
A aplicação desta tecnologia nos transportes tem sido testada ao longo dos anos tanto em veículos ligeiros como em veículos pesados de transporte público, ou autocarros, através da criação de projetos adotados, por várias marcas de automóveis internacionais, em vários países (Wang et al., 2011). Portugal fez parte de um projeto, conhecido como projeto CUTE, que se realizou entre os anos de 2002 e 2004 na cidade do Porto, nele foi estudada a viabilidade de utilizar hidrogénio como combustível em autocarros, em 10 cidades Europeias (Contestabile, 2003). Como podemos verificar na Figura 4.4, apesar de ser em porções muito pequenas, comparando com as outras aplicações, a aplicação de células de combustível no setor dos transportes também tem vindo a aumentar ao longo dos anos, principalmente na Asia.
Mais recentemente, quando se fala de setor dos transportes, não se associa apenas aos automóveis. Com o passar dos anos foram-se abrindo mentalidades surgindo os novos mercados (os conhecidos como early markets), que abrangem outros tipos de veículos, como bicicletas a motor, empilhadores, veículos de aeroportos, etc. Nos últimos anos tem-
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se apostado também no estudo da viabilidade económica e funcional, da aplicação de células de combustível nestes novos mercados (Mayyas et al., 2015; Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking – FCH JU, 2011).
4.7.2. Aplicações portáteis.
Cada vez mais as populações se tornam dependentes de dispositivos portáteis, seja para comunicação, entretenimento ou aprendizagem. No entanto, com o aumento das taxas de uso destes equipamentos, a bateria, que funciona como fonte de energia, não tem autonomia suficiente para satisfazer essas crescentes taxas de utilização. Esta baixa autonomia conjugada com o grande período de tempo necessário para recarregar totalmente leva a necessidade de procura de soluções que se adequem mais as nossas necessidades.
Estes dois pontos podem ser resolvidos utilizando células de combustível. Consequentemente, a produção global de células de combustível para aplicações portáteis tem crescido continuamente (Fuel cell today, 2012), como mostrado também na Figura 4.4, sendo a gama de potências requerida entre 5W e 50W (Wang et al., 2011). Ao analisar a Figura 4.4, percebemos que o número de expedições realizadas aumenta ao longo dos anos, podendo afirmar que as aplicações portáveis são as que apresentam maior crescimento na Europa.
Figura 4.4 – Expedições de células de combustível, por tipo de aplicação e por região (Fuel cell today,
63 4.7.3. Aplicações estacionárias.
As centrais elétricas ocupam o lugar de excelência no que diz respeito à produção centralizada de energia elétrica. Estas apresentam elevada eficiência na produção, no entanto apresentam algumas desvantagens, como a grande quantidade de perdas verificadas na transmissão da energia, assim como a baixa eficiência na utilização do calor gerado. Devido principalmente a estes dois fatores, a produção de energia descentralizada é vista como uma forma de evitar todas estas perdas. A utilização de células de combustível neste tipo de aplicação apresenta algumas vantagens em relação ao uso de combustíveis fosseis, como a evada eficiência de conversão, baixo nível de ruído, e emissão zero, podendo ser atingidos uma vasta gama de valores de potências. Mais uma vez o fator que inviabiliza a utilização de células de combustível é o custo, que é bastante mais elevado que as tecnologias convencionais. Para aplicações estacionárias ususalmente temos de garantir pelo menos 40 000h de funcionamento contínuo, sendo as potências requeridas superiores a 100 kW.
Consequentemente um dos mercados promissores para esta tecnologia é o da energia de backup, sendo os hospitais, bancos e empresas de telecomunicações indicados como potenciais clientes uma vez que necessitam de garantir o funcionamento mesmo que existam interrupções inesperadas do fornecimento de energia da forma convencional (Wang et al., 2011; Fuel cell today, 2012). O Quadro 4.4 resume os vários tipos de utilizações de células de combustível, assim como os vários tipos de células que eventualmente podem ser utilizados. Vale a pena frisar que as PEMFC sáo referenciadas em todos os tipos de aplicações.
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Quadro 4.4 - Tipos de aplicações das células de combustível (Fuel cell today, 2012).
Tipo de aplicação Portável Estacionária Tranporte
Definição
Dispositivos que são incorporadas ou que carregam outros dispositivos, projetados para serem movidos.
Dispositivos que fornecem
eletricidade (ou por vezes calor), mas não são projetados
para serem
movidos.
Dispositivos que servem como motor de propulsão para veículos. Gama de potências mais utilizadas 5 – 20 kW 0,5 – 400 kW 1 – 100 kW Tecnologia que pode ser utilizada
PEMFC DMFC MCFC PAFC PEMFC SOFC PEMFC DMFC Exemplos Dispositivos portáteis como carregadores de telefones, ou dispositivos electrónicos pequenos (mp3, mp4, cameras…) Produção contralizada de eletricidade ou calor. Veículos.
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