Progetto Regione Lombardia Aspetti legati all utilizzo delle miscele metano-idrogeno su veicolo

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1 Progetto Regione Lombardia Aspetti legati all utilizzo delle miscele metano-idrogeno su veicolo Andrea GERINI Alternative Fuel Engines FPT - Research & Technology

2 Presentazione del progetto Sviluppo veicolo Iter di certificazione Risultati ottenuti Monitoraggio della flotta Quale strategia 2

3 Sviluppo veicolo Densità energetica Condizioni di efflusso all iniettore Strategie di controllo motore Rapporto stechiometrico Regolazione dell anticipo acc. Regolazione controllo titolo Sistema di alimentazione e stoccaggio gas Compatibilità metallurgica Tenute interne ed esterne Lay out / dispositivi di sicurezza 3

4 Sviluppo veicolo Tubazioni HP Bocchettone di carica Regolatore di pressione Tubazioni LP Bombole Gruppi valvolari Mantenimento lay-out origine senza impatto sui pesi del veicolo origine 4

5 Iter di certificazione Assenza di normativa specifica per le miscele Costituzione dossier tecnico Inserimento della voce miscele all interno della normativa 79/2009 relativa ai veicoli a idrogeno Condivisione programma di prove con CPA Torino Esecuzione programma prove Sviluppo standard per componenti in ambito ISO TC22 SC 25 Nullaosta all immatricolazione per singolo esemplare 5

6 Risultati ottenuti Prestazioni veicolo La tonalità termica della miscela aria-combustibile risulta equivalente tra metano e miscela (fino al 30% in volume di H2) Erogazione di coppia / potenza equivalente Mantenimento del livello di prestazioni massime / ripresa / accelerazioni del metano 6

7 Risultati ottenuti Emissioni veicoli Valori rilevati su ciclo NEDC 114 g/km Emissioni di CO 2-11% 100 g/km CH 4 H 2 +CNG Rapporto H/C L incremento del rapporto H/C della miscela consente una riduzione della CO2 allo scarico pari all 11% rispetto al solo metano 7

8 Risultati ottenuti Emissioni inquinanti Valori rilevati su ciclo NEDC 0,10 1,0 0,06 g/km THC CO NOx Euro 5 CH 4 H 2 +CNG L idrogeno contenuto all interno della miscela favorisce una combustione più rapida e completa. Il contenimento degli NOx è realizzata grazie all ottimizzazione della finestra di efficienza del catalizzatore 8

9 Verifiche funzionali Test di bonfire Apertura valvola fusibile su 1a bombola Apertura valvola fusibile su 2a bombola Test di bonfire effettuato su vettura completa, equipaggiata con bombole e valvole specifiche per miscela bombole caricate con miscela al 30% in volume di idrogeno. Esito positivo, bombole normalmente scaricate attraverso le valvole di sicurezza a pastiglia fusibile 9

10 Monitoraggio della flotta Sistema imbarcato di acquisizione dati veicolo Trasmissione automatica dei dati via GPRS su stazione di terra presso CRF Monitoraggio delle velocità medie, kilometraggi e consumi di combustibile Monitoraggio delle funzioni di diagnosi 10

11 Quale strategia (1/2) L utilizzo delle miscele metano-idrogeno nel settore trasporti rientra in una strategia di attuazione a breve termine di tecnologie economicamente sostenibili e caratterizzate da un minimo impatto ambientale Basato sulle tecnologie sviluppate in ambito metano, tale approccio offre un effetto leva importante, capace di assicurare una significativa richiesta di idrogeno grazie a un parco di vetture a metano in costante crescita Si tratta di una tecnologia trasversale, utilizzabile sulle diverse piattaforme motore, aspirate e sovralimentate, adatte sia per applicazioni su vettura sia su veicoli pesanti destinati, in ambito urbano, tipicamente al trasporto pubblico (autobus) e al servizio di raccolta rifiuti. 11

12 Quale strategia (2/2) L utilizzo delle miscele metano/idrogeno rientra in una strategia volta allo sviluppo dell utilizzo di fonti di energia alternative (metano) e rinnovabili (idrogeno) in conformità agli obiettivi della Direttiva Europea 30/2009. L impiego, oggi, di tale approccio è giustificato dalla presenza di quantitativi non trascurabili di idrogeno derivato da processi industriali e/o generato grazie ai surplus di energia elettrica (idroel.) Per quanto riguarda il metano, è da sottolineare il potenziale di produzione di biogas ( biometano) attraverso i processi di digestione anaerobica o di gassificazione delle biomasse che, oltre ad offrire una via di valorizzazione energetica di prodotti altrimenti considerati di scarto, sono oggi caratterizzati da un impatto ambientale ( carbon footprint ) e rendimenti tra i più favorevoli. 12

13 13

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