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PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES (PET)

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. SUMÁRIO. COPPE/PET/LTC Panorama do Transporte no Brasil Gestão Sustentável do Transporte

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PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES (PET)

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  1. 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 Transporteno Brasil • GestãoSustentável do Transporte • Redução da Atividade • Reduçãoda Intensidade de Uso • MudançaparaModosMaisEficientes • Uso de Tecnologias e CombsutíveisMaisLimpos • TransportePúblicoUrbano • TransporteUrbano de Carga • Gestão da Mobilidade - CMIF • ConsideraçõesFinais

  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 programasde pós-graduação strictosensu(mestrado e doutorado), a instituição já formou mais de 11,5 mil mestres e doutorese conta hoje com 320 professores doutorese 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 FreighTransportPlanning Jogos e Simulações Business Games andSimulation Transporte, Energia e Meio Ambiente Transport, EnergyandEnvironment Centro de Estudo de Caminhões TruckStudiesCenter

  6. PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL Divisão Modal TransporteUrbano Nota: Percentualcalculado com base em dados de pass.km e t.km. Fonte: Elaboraçãoprópria com base em FIPE (2011), ANTT (2009), ANTAQ (2009), ANTP (2009) and ANAC (2009).

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

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

  9. PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL Emissão de Dióxido de Carbono e PoluentesLocais

  10. GESTÃO SUSTENTÁVEL DO TRANSPORTE Crescimento econômico • Econômico • Maximização do retorno de capital Gestão Operação Comunidade e equidade Proteção ambiental Sustentabilidade • 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 X

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

  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 1,69 km/l 3,07 km/l 1,85 km/l 4,31 km/l km/h

  17. USO DE TECNOLOGIAS E COMBUSTÍVEIS MAIS LIMPOS PROCONVE L5 PROCONVE P5 35% 33% 29% 30% 60% 80% 2016 2012 PROCONVE L6 PROCONVE P7

  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 URBANO DE CARGA TRANSPORTE PÚBLICO URBANO 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 TransportePúblicoUrbano 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 menos adequada Opção intermediária Enfoque financeiro Opção mais adequada Opção intermediária Enfoque ambiental AMD10

  23. TRANSPORTE PÚBLICO URBANO Opção menos adequada Opção intermediária Enfoque financeiro 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 ônibusutilizando 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 acréscimonoscustos de capital 15% a 30% de redução de consumo Ecodriving, pequenoaumentonoscustosindiretos 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 usoda COMLURB Menor rendimento e maior redução de consumo Maior rendimento e menor redução de consumo 1500 2600 Intensidade de uso [km/mês]

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

  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. 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 dagosto@pet.coppe.ufrj.br (21) 2562-8129/8139 – (21) 99367-4494

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

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

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

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

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

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

  38. UCE TANQUE DE COMBUSTÍVEL UCE MCI UT ME Baterias T UEE G C FR A SISTEMA DE PROPULSÃO HÍBRIDO HÍBRIDO-ELÉTRICO EM SÉRIE 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. Tanque MCI CAIXA DE MARCHAS UCE AT T UEE ME C Baterias UT A FR SISTEMA DE PROPULSÃO HÍBRIDO HÍBRIDO-ELÉTRICO EM PARALELO 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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