Título: MODELAGEM E OTIMIZAÇÃO DA REDE DE PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DO HIDROGÊNIO VERDE NO ESTADO DE MINAS GERAIS

Título alternativo: MODELLING AND OPTIMIZATION OF A PRODUCTION AND DISTRIBUTION NETWORK OF GREEN HYDROGEN ON STATE OF MINAS GERAIS.

Autoria de: Willian Patrick da Silva Rodrigues

Orientação de: Adriano Viana Ensinas

Coorientação de: Victor Fernandes Garcia

Presidente da banca: Adriano Viana Ensinas

Primeiro membro da banca: Dimas José Rúa Orozco

Palavras-chaves: Eletrólise, recursos Renováveis, hidrogênio verde, MILP, Minas Gerais. Otimização.

Data da defesa: 06/12/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-2

Data da versão final: 14/12/2023

Data da publicação: 14/12/2023

Referência: Rodrigues, W. P. d. S. MODELAGEM E OTIMIZAÇÃO DA REDE DE PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DO HIDROGÊNIO VERDE NO ESTADO DE MINAS GERAIS. 2023. 48 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: É possível perceber o crescimento expressivo na pesquisa e desenvolvimento de fontes renováveis de energia nos últimos anos, com foco especial no hidrogênio verde, derivado de fontes renováveis, como uma alternativa importante para a transição para uma economia de baixo carbono. O objetivo desse estudo consiste em desenvolver um modelo de Programação Linear Inteira Mista (MILP) para minimizar o custo total de produção de uma rede de abastecimento de hidrogênio verde em Minas Gerais, visando abastecer a demanda energética de 100 dos veículos leves de 15 municípios do estado. A superestrutura proposta inclui unidades de produção solar, tecnologias de produção, além de considerar diferentes meios de transporte para o hidrogênio. Dessa forma, foram analisados diversos casos de otimização para compreender a influência de parâmetros como custos de transporte, perdas de energia, demanda de hidrogênio e a venda de créditos de carbono no sistema. Os resultados indicam que a produção descentralizada é mais viável, especialmente considerando os custos de transporte e as perdas de transmissão de energia. Além disso, a escolha do modal de transporte, bem como os fluxos de transporte, dependem dos custos e eficiência energética. Não obstante, a demanda de hidrogênio também desempenha um papel crucial na configuração da rede, com o crescimento da demanda favorecendo a produção local. Por fim, a análise da influência da venda de crédito carbono mostra que ela pode levar a uma descentralização da rede de produção, evidenciando a importância dessa variável nas configurações das redes. Esses resultados fornecem uma boa perspectiva para futuras pesquisas e decisões estratégicas relacionadas à produção e distribuição de hidrogênio verde no país, de modo a prover meios para modelagem e otimização da infraestrutura de produção e distribuição do combustível verde.

Abstract: Its possible to observe a notable growth in the research and development of renewable energy sources in recent years, with a special focus on green hydrogen derived from renewable sources as a significant alternative for the transition to a low-carbon economy. The aim of this study is to develop a Mixed-Integer Linear Programming (MILP) model to minimize the total cost of production for a green hydrogen supply network in Minas Gerais, with the goal of supplying the energy demand for 100 of light vehicles in 15 municipalities of the state. The proposed superstructure includes solar production units, production technologies, and considers different modes of hydrogen transportation. Thus, various optimization scenarios were analyzed to understand the influence of parameters such as transportation costs, energy losses, hydrogen demand, and carbon credit sales within the system. The results indicate that decentralized production is more viable, especially when considering transportation costs and energy transmission losses. Additionally, the choice of transportation mode and transport flows depends on costs and energy efficiency. Nevertheless, hydrogen demand also plays a crucial role in network configuration, with higher demand favoring local production. Finally, the analysis of the influence of carbon credit sales shows that it can lead to a decentralization of the production network, highlighting the importance of this variable in network configurations. These results provide a promising outlook for future research and strategic decisions related to the production and distribution of green hydrogen in the country, providing means for modeling and optimizing the infrastructure for the production and distribution of this green fuel.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_mecanica/20232201910539

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G032 - ENGENHARIA MECÂNICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Willian Patrick da Silva Rodrigues e Universidade Federal de Lavras

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