I Poli di LazioRinnovabile

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1 IL POLO PER LA RICERCA E LO SVILUPPO DELLE TECNOLOGIE DELL'IDROGENO NELLA REGIONE LAZIO: OBIETTIVI, STRATEGIE, ATTIVITÀ Fabrizio Zuccari Seminario divulgativo Verso l Idrogeno Cagliari, 26/03/2009

2 I Poli di LazioRinnovabile

3 Come nasce il PoloIdrogeno Convenzione tra Regione Lazio/CIRPS Sapienza Durata della convenzione 3 anni

4 Il CIRPS Centro Interuniversitario di Ricerca Per lo Sviluppo Sostenibile Sapienza Università di Roma Università di Viterbo La Tuscia Università di Cassino Università di Perugia Università di Torino Politecnico di Torino Università di Macerata Università di Sassari Università di Palermo Università di Lecce Università dell Aquila

5 Obiettivi Il PoloIdrogeno Creare un Polo di eccellenza per le imprese laziali ad alta vocazione tecnologica su fonti rinnovabili ed idrogeno Azioni strategiche Budget Sito Ricerca Trasferimento tecnologico Formazione, informazione e divulgazione 3M all anno anno per tre anni, finanziati dalla Regione Lazio Città e Porto di Civitavecchia

6 La prima Sede

7 Attività di ricerca e trasferimento tecnologico Ricerca di base Progetti dimostrativi Collaborazioni con le imprese

8 Stazionario Settori di ricerca Gassificazione e cella ad alta temperatura Elettrolisi con alimentazione da rinnovabili e celle a bassa temperatura Stoccaggio Mobilità Solido: idruri metallici Liquido non criogenico: ammoniaca HOST Bus H2

9 Vantaggi Gassificazione Sistema a doppio letto fluidizzato Syngas ad alto PCI: L N 2 dell aria non diluisce il syngas Applicabile anche taglie medio - piccole (1-8 MWth) Svantaggi Basso contenuto d idrogeno (45 % sul secco) Elevate quantità di tar (5-100 g/nm 3 ) Elevate quantità di materiale solido da ricircondare (10 kg per kg di biomassa) Miglioramenti Sorption Enhanced Steam Reformer, con cattura della CO 2 nel processo stesso di gassificazione

10 Gassificazione con sequestro di CO 2 Possibili vantaggi Shift degli equilibri chimici: contenuto di H 2 90% (dry) Possibili riduzioni di tar Riduzione del materiale da ricircolare fino ad 1/5 dell attuale (reazione esotermica di carbonatazione) Minori Temperature di processo e gradienti termici Attività sperimentali in corso Simulazioni CFD Euleriani-Euleriani del processo Caratterizzazione di sorbenti CaO Test in reattori da banco

11 Gassificazione celle ad alta temperatura Simulazioni impiantistiche Sviluppo di codici per MCFC, mgt e FICFB verificati con le aziende (MTU, Turbec e TUV) Simulazioni d impianto con Chemcad Biomass 1 MW (2000 tons/year) H 2 % % Electricity Production 340 kwe (250 k W MCFC- 90 kw mgt) Thermal Power Coogeneration 335 kwt Pure H2 42 Nm 3 /h (127 kw) Electrical Efficiency 43 % Polygeneration Efficiency 80 %

12 Gassificazione celle ad alta temperatura Simulazioni impiantistiche

13 Elettrolisi da FER Simulazione radiazione Simulazione Simulazione impianto FV Simulazione elettrolizzatore alcalino Analisi sperimentale

14 Elettrolisi a bassa temperatura Fotovoltaico-Alcalino

15 Elettrolisi a bassa temperatura Fotovoltaico-Alcalino 2,5 20 C lab-electrolyzer 55 C lab-electrolyzer 55 C commercial electrolyzer Fitting Volt 2,0 1,5 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 A/cm 2

16 Elettrolisi a bassa temperatura Fotovoltaico-Alcalino

17 ELETTROLIZZATORE Dati reali HARI Project, Loughborough University,, UK. (Hydrogenics( Hydrogenics).

18 Stoccaggio in idruri metallici

19 Stoccaggio in idruri metallici

20 Stoccaggio liquido in NH 3 Dissociazione termica catalizzata T = C P = bar

21 Mobilità sostenibile Minibus Ibrido con Celle a Combustibile Modulo primario Sistema di trazione Stoccaggio idrogeno Velocità massima Potenza massima Batterie Motore elettrico FC Hydrogenics HyPM10 Ibrido FC Batterie Nickel-Cadmio Compresso a 200 bar 33 km/h 27 kw Nickel-Cadmio, 72 V, 125 A 72 V, 25 kw, 235 Nm

22 La Strumentazione di Bordo per Acquisizione Dati Strumentazione di Bordo OBD: interfaccia di acquisizione dati compatibile con tutti i veicoli ad accensione comandata europei immatricolati dal 2001 e tutti i veicoli diesel europei immatricolati dal 2004 software di acquisizione messo a punto in collaborazione con il CTL-SAPIENZA Strumentazione di Bordo GPS acquisizione posizione geografica del veicolo interfacciamento dati con un GIS (individuazione precisa dei tratti stradali) Acquisizione dati con stesso programma OBD e scrittura su file di testo (.gps)

23 La campagna di acquisizione dati

24 Dispenser H2

25 Progetto ATAC Produzione di elettricità da FV integrato su depositi ATAC Produzione di idrogeno via elettrolisi, per 4 minibus FC ibridi Gulliver U520ESP Linea urbana Attualmente servita con minibus Gulliver U520ESP (elettrici) Obiettivo Acquisizione di know how Produzione stoccaggio e distribuzione di idrogeno Gestione di una miniflotta di bus FC a idrogeno

26 Mobilità sostenibile HOST concept: 24 ore al lavoro

27 HOST concept: 24 ore al lavoro

28 HOST

29 HOST FC Motore ruota Motore ruota STOCCAGGIO BATTERIE SUPER CONDENSATORE POWER CONTROLLER GENERATORE Serbatoio MCI Motore ruota Motore ruota Motore ruota Motore ruota STOCCAGGIO BATTERIE SUPER CONDENSATORE POWER CONTROLLER Fuel Cell GENERATORE Serbatoio H2 MCI Motore ruota Motore ruota

30 Altre attività del PoloIdrogeno Collaborazione con imprese ed altri Enti Comune di Roma ATAC Airliquide Tecnobus Hydrogenics Sapio HOGEN (Elettrolizzatore PEM) Avvio di programmi di ricerca nel campo della mobilità e degli altri impieghi finali dell idrogeno Dal 17 marzo 2008 il CIRPS è Membro fondatore del Research and Development Association for Hydrogen and fuel Cell Joint and Technology Initiative (N.ERGHY)

31 Divulgazione Sito

32 Divulgazione PoloIdrogeno ad H2Roma 2008

33 Progetto Scuole Programma della visita al Polo: Lezione in aula presentazioni e filmati Percorso informativo approccio touch and feel Visita ai Laboratori Giro e dimostrazione del funzionamento del bus a idrogeno

34 Formazione Master Universitario Internazionale EFER (Efficienza energia e Fonti Energetiche Rinnovabili) MAE (Management dell Energia e dell Ambiente) Corsi pre universitari professionali Corsi IFTS Formazione in azienda PoloIdrogeno SE.PORT: Uso energetico e produzione di Idrogeno da rifiuti Dottorato di ricerca Accensione di due borse in: Tecnologie Energetiche e Ambientali per lo Sviluppo Sostenibile (CIRPS) Tecnologie innovative per una mobilità sostenibile (Tor Vergata) Stage per studenti Master

35 OBIETTIVO: Il PowerLab

36 Il PowerLab Idrogeno Biomassa Syngas Elettricità Calore MWh 201 MWh Caldaie CS Nm 3 WGS MWh 873 MWh Utenza PW MWh t MWh Gassificatore MCFC+mTG MWh MWh Eolico FV 80 MWh 271 MWh MWh MWh In rete