President Adriano Pinelli. Vice President Nelson Persello. Director Gianni Perini

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1 CARICHE SOCIETARIE Presidente Adriano Pinelli Vice Presidente Nelson Persello Direttore Gianni Perini Consiglio di Amministrazione Laura Cassì Luigi D Elia Giuseppe Molina Sauro Pasini Nelson Persello Adriano Pinelli Andrea Valcalda Collegio Sindacale Leonardo Quagliata Filippo Piazzon Paolo Zanatta Comitato Tecnico Coordinatore: Gianni Perini Raffaele Franco Gianluca Gigliucci Pasquale Relvini Stefano Tonini Comitato per la Comunicazione Coordinatore: Nicola Trevisan Laura Cassì Nelson Persello COMPANY OFFICERS President Adriano Pinelli Vice President Nelson Persello Director Gianni Perini Board of Directors Laura Cassì Luigi D Elia Giuseppe Molina Sauro Pasini Nelson Persello Adriano Pinelli Andrea Valcalda Board of Auditors Leonardo Quagliata Filippo Piazzon Paolo Zanatta Engineering Committee Coordinator: Gianni Perini Raffaele Franco Gianluca Gigliucci Pasquale Relvini Stefano Tonini Communication Committee Coordinator: Nicola Trevisan Laura Cassì Nelson Persello

2 PROGETTI REALIZZATI E RISULTATI OTTENUTI SISTEMI INNOVATIVI DI ACCUMULO DELL IDROGENO (ENEL) SVILUPPO DI TECNOLOGIE INNOVATIVE DI PRODU- ZIONE DI IDROGENO ED ELETTRICITÀ DA CARBONE E BIOMASSE (ENEL) SVILUPPO DI CICLI ZERO EMISSION A COMBUSTIONE DI IDROGENO (ENEL) ATTIVITÀ SPERIMENTALI PER L ALLESTIMENTO DI UN VA- PORETTO AD IDROGENO (VENEZIA TECNOLOGIE) SPERIMENTAZIONE ALL INTERNO DI STABILIMENTI PRO- DUTTIVI DI: TECNOLOGIE DI MICROCOGENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E CALORE CON CELLE A COMBU- STIBILE PEM DA 5KW E DI MINI IMPIANTI DI RIFORNIMEN- TO PER MEZZI ALIMENTATI AD IDROGENO (SAPIO) CENTRO IDROGENO (VENETO INNOVAZIONE) PROJECTS DEVELOPED AND RESULTS ACHIEVED INNOVATIVE SYSTEMS OF HYDROGEN ACCUMULATION (ENEL) DEVELOPMENT OF INNOVATIVE HYDROGEN PRODUCTION TECHNOLOGIES AND ELECTRICITY FROM COAL AND BIOMASS (ENEL) DEVELOPMENT OF ZERO EMISSIONS HYDROGEN COMBU- STION CYCLE (ENEL) EXPERIMENTAL ACTIVITY TO DEVELOP A FUEL CELL SYSTEM ON AN ELECTRIC BOAT FOR THE PUBLIC TRANSPORT IN VENICE (CALLED VAPORETTO ) (VENEZIA TECNOLOGIE) EXPERIMENTATION INTO OPERATION PLANTS OF: MICRO CO- GENERATION TECHNOLOGIES FOR BOTH POWER AND HEAT BY 5 KW FUEL CELL AND MINI REFUELLING STATIONS FOR HYDROGEN POWERED VEHICLES (SAPIO) HYDROGEN CENTRE (VENETO INNOVAZIONE) PROGETTI REALIZZATI PROJECTS DEVELOPED

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4 PROGETTI REALIZZATI PROJECTS DEVELOPED

5 ATTIVITÀ di HP SISTEMI INNOVATIVI DI ACCUMULO DELL IDROGENO SOGGETTO ATTUATORE Enel s.p.a. IN COLLABORAZIONE CON SOL, SGS, Venezia Tecnologie, ERSE, Università di Padova e Genova Costo del Progetto: ,00 Finanziamento concesso: ,00 SVILUPPO DEL PROGETTO L obiettivo del progetto era di sviluppare tecnologie innovative di accumulo dell idrogeno che consentissero un elevata capacità specifica di immagazzinamento ed un ridotto consumo energetico, utilizzabili su scala industriale e per il trasporto fluviale e lagunare di persone nella zona di Mestre/Venezia. ATTIVITÀ SVOLTE 1 Studio di Fattibilità Sono state individuati i seguenti sistemi di stoccaggio dell idrogeno più promettenti da studiare e sviluppare: idruri a base di magnesio boroidruro di sodio gas in pressione. 2 Sviluppo di Modelli Termodinamici, Chimici e Fluidodinamici per l Analisi di Base del Processo e dei Componenti Sono stati studiati i fenomeni di adsorbimento/desorbimento dell idrogeno entro idruri di magnesio con catalizzatori a base di zirconio e nichel. Nel campo degli idruri chimici è stato sviluppato un modello matematico per lo studio della produzione di idrogeno in un reattore catalitico. Per gli idruri LaNi5 è stato sviluppato un modello matematico che descrive il processo di desorbimento dell idrogeno in un piccolo serbatoio per l alimentazione di una cella a combustibile. Con la metodologia della Life Cycle Analysis è stato condotto uno studio ambientale della filiera idrogeno per i trasporti. Lo studio ha considerato tre possibili mezzi di trasporto alimentati ad idrogeno: autovettura a 6 posti, autobus a 30 posti e battello per trasporto passeggeri. 3 Sviluppo di Sistemi Innovativi di Accumulo dell Idrogeno È stato realizzato un serbatoio tubolare di accumulo dell idrogeno con idruri di magnesio a geometria orizzontale. Nel campo degli idruri La/Ni5 è stato realizzato un prototipo di serbatoio che è stato testato in una specifica stazione di prova in cicli di carica/scarica in condizione operative controllate. Per l accumulo dell idrogeno ad alta pressione è stato realizzato un elettrolizzatore a media pressione (30 bar) e un compressore innovativo ad alta pressione (400 bar) e ridotti consumi energetici. 4 Sperimentazione delle Tecnologie Sviluppate All interno delle centrale ENEL di Fusina è stata realizzata una stazione sperimentale per la prova dei sistemi innovativi di accumulo dell idrogeno in due moduli attrezzati, tipo container. Il primo modulo contiene i sistemi di accumulo dell idrogeno a idruri di magnesio e idruri chimici, il secondo è corredato dell elettrolizzatore in pressione. 5 Fattibilità Esecutiva Al termine delle attività è stato redatto uno specifico documento che prende in esame la mobilità sostenibile su acque interne, la mobilità sostenibile su strada e l accumulo stazionario di idrogeno da fonte rinnovabile e sono stati calcolati i costi per l industrializzazione dei principali prototipi. RISULTATI OTTENUTI Realizzazione di una stazione di prova per lo sviluppo di sistemi innovativi di accumulo dell idrogeno entro idruri metallici e chimici. Realizzazione di un prototipo per lo stoccaggio dell idrogeno in idruri di magnesio. Realizzazione di un reattore a letto catalitico impaccato per la generazione di idrogeno con sodio boroidruro. Realizzazione di un elettrolizzatore alcalino in pressione e con ridotti consumi energetici. Realizzazione di un compressore innovativo per l idrogeno a ridotti consumi energetici.

6 HP ACTIVITY INNOVATIVE SYSTEMS OF HYDROGEN ACCUMULATION PROJECT COORDINATOR Enel s.p.a. OTHER PARTNERS SOL, SGS, Venezia Tecnologie, ERSE, Università di Padova e Genova. Total Investment: ,00 Financing granted: ,00 DEVELOPMENT OF THE PROJECT The goal of the project was to develop new hydrogen storing technologies that would allow a specific high capacity of storage and reduced energy consumption, utilisable at industrial scale and for the river and lagoon transportation of people in the Mestre/Venezia area. ACTIVITIES CONDUCTED 1 Feasibility Study The most promising systems for storing the hydrogen to be studied and develop have been the following: magnesium based hydrides sodium borohydride pressured gas. 2 Development of Thermodynamic, Chemical and Fluiddynamic Models for the Base Analyses of the Process and Components. The phenomenon of absorption/desorption of hydrogen within the magnesium hydrides through zirconium and nickel based catalysers have been studied. in the field of chemical hydrides a mathematic model has been developed for studying the production of hydrogen in a catalytic reactor. For the LaNi5 hydrides a mathematic model has been developed describing the process of hydrogen desorption in a small container for powering a fuel cell. Through the Life Cycle Analysis method, an environmental study on the hydrogen production-line for transportation has been conducted. The study has taken under consideration three possible means of transportation fuelled by hydrogen: 6 seats motor vehicle, 30 seats bus and a boat for transporting passengers. 3 Development of New Hydrogen Storing Systems A geometric horizontal tubular tank for storing hydrogen in magnesium hydrides has been developed. In the field of La/ Ni5 hydrides, a prototype of tank has been developed, which has been tested in a specific test station in load/ unload cycles under controlled operating conditions. For high pressurized storage of hydrogen, a medium pressure 21 (30 bar) electrolyser and a new high pressure (400 bar) and reduced energy consumption compressor have been developed 4 Testing the Technologies Developed Inside the ENEL plant of Fusina, a test station for testing the new hydrogen storing systems in two container type equipped modules has been built. The first module contains the storage systems for the hydrogen in magnesium hydrides and chemical hydrides, and the second is fitted with the pressurised electrolyser. 5 Executive Feasibility At the completion of the activities, a specific document has been drafted, which examines the sustainable mobility of internal waterways, sustainable mobility on the road and stationary storage of hydrogen from renewable sources and the costs for the industrialization of the major prototypes have been calculated. RESULTS ACHIEVED Construction of a test station for the development of new storage systems for hydrogen within metal and chemical hydrides. Construction of a prototype for the storage of hydrogen in magnesium hydrides. Construction of a packed catalytic bed reactor for generating hydrogen with borohydride hydrogen. Construction of a pressurised and with reduced energy consumption alkaline electrolyser. Construction of a new hydrogen compressor with reduced energy consumption. PROGETTI REALIZZATI PROJECTS DEVELOPED

7 ATTIVITÀ di HP SVILUPPO DI TECNOLOGIE INNOVATIVE DI PRODUZIONE DI IDROGENO ED ELETTRICITÀ DA CARBONE E BIOMASSA SOGGETTO ATTUATORE Enel s.p.a. IN COLLABORAZIONE CON Università di Napoli, RJCSoft, Struttura Informatica Costo del Progetto: ,00 Finanziamento concesso: ,00 SVILUPPO DEL PROGETTO Il progetto ha affrontato il tema della produzione di idrogeno per co-gassificazione di carbone, biomassa e CDR. L obiettivo era quello valutare tecnologie innovative di produzione di idrogeno a partire da carbone e da fonti rinnovabili o assimilate, realizzando: uno studio di prefattibilità; un simulatore dinamico per l impianto di cogassificazione in grado produrre il 50% dell idrogeno necessario per alimentare il ciclo ad idrogeno recentemente installato presso Hydrogen Park. ATTIVITÀ SVOLTE Il primo obiettivo è stato raggiunto realizzando la progettazione di massima e il calcolo dei costi di investimento e di produzione di idrogeno per due configurazioni CGCU (Cold Gas Clean Up) e HGCU (Hot Gas Clean Up). I risultati mostrano un costo di investimento equivalente, ma un costo specifico (rispetto al potere calorifico dell idrogeno prodotto) più basso per la configurazione a bassa temperatura. Il secondo obiettivo è stato raggiunto con lo sviluppo di un simulatore dinamico dell impianto CGCU in grado di riprodurre transitori (riduzioni e salite di carico) che potrà essere un valido ausilio in fase di progettazione definitiva. Il simulatore è costituito da un insieme di modelli di simulazione che replicano la dinamica delle principali unità di processo dell impianto. Tra i modelli sviluppati è senza dubbio da menzionare il modello del gassificatore a letto trascinato con quench di acqua in grado di stimare le grandezze fondamentali per la verifica progettuale e operativa. Tale strumento risulta altresì importante per simulare l avviamento e lo spegnimento del gassificatore. Lo sviluppo del gassificatore 3D è in accordo con i risultati dello studio dei fenomeni di interazione slag-particella di combustibile che sono stati simulati e verificati in un modello semplificato 1,5D (modello 3D semplificato). Tale studio ha consentito di comprendere efficacemente i parametri chiave per l ottimizzazione del funzionamento di sistemi di combustione/gassificazione in ossigeno, ampliando la conoscenza scientifica in questo ambito. Le attività relative al simulatore hanno consentito la realizzazione di modelli di simulazione di tecnologie avanzate impiegate nella configurazione HGCU che possono essere impiegati in un futuro simulatore. Le principali criticità del progetto, dal punto di vista tecnico, sono state lo sviluppo del modello di simulazione del gassificatore water quench e l integrazione dei modelli di simulazione nel simulatore. RISULTATI OTTENUTI Le attività sviluppate nell ambito del progetto, hanno consentito il raggiungimento degli obiettivi prefissati, ampliando la conoscenza nel campo della produzione di idrogeno da gassificazione.

8 HP ACTIVITY DEVELOPMENT OF INNOVATIVE HYDROGEN PRODUCTION TECHNOLOGIES AND ELECTRICITY FROM COAL AND BIOMASS PROJECT COORDINATOR Enel s.p.a. OTHER PARTNERS Università di Napoli, RJCSoft, Struttura Informatica Total Investment: ,00 Financing granted: ,00 DEVELOPMENT OF THE PROJECT The project has dealt with the subject of producing hydrogen by co-gasification of coal, bio-mass and CDR. The objective was to assess the new technologies for the production of hydrogen starting with coal and from renewable or assimilated sources by developing: a pre-feasibility study; a dynamic simulator for the co-gasification plant capable of producing 50% of hydrogen needed for fuelling the hydrogen cycle recently installed at the Hydrogen Park. ACTIVITIES CONDUCTED The first objective has been accomplished by developing a general plan, calculation of investments and hydrogen production costs for two types of configurations, CGCU (Cold Gas Clean Up) and HGCU (Hot Gas Clean Up). The results show an equal cost of investment, but a specific lower cost for the low temperature configuration (with respect to the hydrogen heating power produced) The second objective has been achieved through the development of a dynamic simulator of the CGCU plant capable of reproducing transients (reductions and load climbs), which may become a valid aid during the final planning phase. The simulator consists of a whole of simulating models replicating the dynamics of the major processing units of the plant. Worth mentioning amongst the models developed is undoubtedly the bed driven with water quench gasifier capable of estimating the fundamental sizes for the planning and operating verifications. Such instrument appears to be likewise important for simulating the start-up and shut-off of the gasifier. The development of the 3D gasifier matches the results from the study of the fuel slag-particles phenomena of interaction, which have been simulated and checked inside a simplified 1.5D model (simplified 3D model). Such study has allowed to understand efficiently the key parameters for optimising the combustion/gasification systems in oxygen operation, thus expanding the scientific knowledge in this field. The activities connected to the simulator have allowed to develop models of advanced simulation of technologies utilised in the HGCU configuration that can be utilised in a future simulator. The major criticalities of the project from the technical standpoint have been the development of water quenched gasifier model in the simulator and integration of the simulated models in the simulator. 23 RESULTS ACHIEVED The activities developed as part of the project, have allowed for the achievement of the pre-set objectives, thus expanding the knowledge in the field of hydrogen production from gasification. PROGETTI REALIZZATI PROJECTS DEVELOPED

9 ATTIVITÀ di HP SVILUPPO DI CICLI ZERO EMISSION A COMBUSTIONE DI IDROGENO SOGGETTO ATTUATORE Enel s.p.a. IN COLLABORAZIONE CON Nuovo Pignone, Università di Padova, Trento, Genova, Firenze e Pisa, Istituto di Ricerca sulla Combustione del CNR Costo del Progetto: ,00 Finanziamento concesso: ,00 SVILUPPO DEL PROGETTO Obiettivo del progetto era lo sviluppo di un sistema di combustione a ridotto impatto ambientale, alimentabile con idrogeno (H2), gas naturale (GN) o loro miscele, da applicare sul turbogas GE10 della Nuovo Pignone, che Enel stava installando nella centrale termoelettrica di Fusina (VE). ATTIVITÀ SVOLTE 1. SVILUPPO CONCETTUALE ED ATTIVITÀ REALIZ- ZATIVE PER LA SPERIMENTAZIONE DEL COMBU- STORE Simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) e sperimentazione di diverse configurazioni di combustore, per ottimizzare l iniezione di vapore in camera di combustione, onde ridurre la temperatura di fiamma e quindi le emissioni di ossidi di azoto (NOx). Adeguamento del laboratorio ENEL di Sesta per lo svolgimento delle sperimentazioni in piena scala del combustore GE10. Sviluppo di un innovativo sistema di diagnostica della turbina. Sviluppo di una speciale sonda ottica UV per la ripresa della fiamma nell ultravioletto. 2. SIMULAZIONE FLUIDODINAMICA E SPERIMEN- TAZIONE A CALDO DI DIVERSE GEOMETRIE DEL BRUCIATORE Caratterizzazione CFD della combustione H2, per quanto riguarda la distribuzione della temperatura, il rilascio di calore e le concentrazioni delle specie chimiche fondamentali. Realizzazione di un banco di prova per lo studio aerodinamico in piena scala del combustore. Prima campagna di prove a Sesta per la caratterizzazione del funzionamento di varie configurazioni del combustore. Studio di diverse soluzioni di raffreddamento degli stadi di turbina. Studio teorico-sperimentale dell economizzatore per il recupero del calore dei fumi. Analisi delle instabilità di combustione e della loro prevedibilità. 3. STUDI DI INTEGRAZIONE DEL COMBUSTORE SUL TURBOGAS E REALIZZAZIONE DEL PROTO- TIPO Studio CFD dell impatto sugli NOx derivante da modifiche alla distribuzione di aria, combustibile e vapore. Modellizzazione dello scambio termico tra il flusso principale dei fumi e le pale di turbina e determinazione della portata necessaria alla loro refrigerazione. Definizione delle procedure e dei dispositivi di sicurezza in relazione all impiego di H2. 4. PROVE DIMOSTRATIVE SU IMPIANTO Realizzazione di un sistema diagnostico, compresa la visualizzazione della fiamma. Esercizio dimostrativo del turbogas, con verifica delle emissioni di NOx (<200 ppm ad H2). 5. SVILUPPO DI UNA VERSIONE MIGLIORATA DI COMBUSTORE H2 CON NOX < 100 PPM Studi CFD per valutare l effetto di modifiche della geometria e delle modalità di iniezione del combustibile sulle emissioni di NOx. Seconda campagna a Sesta delle versioni migliorate del GE STUDIO CONCETTUALE PER UN COMBUSTORE H2 CON NOX < 25 PPM Simulazioni CFD di bruciatori premiscelati, per ridurre fortemente gli NOx, preservando la stabilità di fiamma.. Campagna di prova del bruciatore premiscelato, alimentato a GN, H2 e loro miscele, sul banco prova TAO del laboratorio ENEL di Livorno. Sviluppo di un modello matematico di bruciatore catalitico (a bassissima emissione di NOx) e determinazione sperimentale su TAO dei campi operativi di vari catalizzatori per H2.

10 HP ACTIVITY DEVELOPMENT OF ZERO EMISSIONS HYDROGEN COMBUSTION CYCLE Adaptation of the Sesta ENEL laboratory for conducting full scale tests on the GE-10 combustor. Development of a new turbine diagnostic system. Development of a special UV optical probe for shooting the flame in the ultraviolet. 4. DEMO TESTS ON THE PLANT Development of a diagnostic system, including the visualization of the flame. Demo operating of the turbo gas, with verification of the NOx emissions (<200 ppm at H2). PROJECT COORDINATOR Enel s.p.a. OTHER PARTNERS Nuovo Pignone, Università di Padova, Trento, Genova, Firenze e Pisa, Istituto di Ricerca sulla Combustione del CNR Total Investment: ,00 Financing granted: ,00 DEVELOPMENT OF THE PROJECT The objective of the project was the development of a combustion system with reduced environmental impact that could be fuelled with hydrogen (H2), natural gas (GN) and their mixtures, to be applied on GE10 turbo-gas of the Nuovo Pignone, which Enel was installing in the thermoelectric plant of Fusina (VE). ACTIVITIES CONDUCTED 1. CONCEPTUAL DEVELOPMENT AND ACTIVITIES TO BE IMPLEMENTED FOR TESTING THE COMBUSTOR Computational fluid-dynamics simulation (CFD) and testing of the various configurations of combustor for optimising the injection of steam in the combustion chamber in order to reduce the flame temperature and thus emissions of nitrogen oxides (NOx). 2. FLUID-DYNAMIC SIMULATION AND HOT TESTING OF THE VARIOUS GEOMETRIES OF THE BURNER. CFD characterization of the H2 combustion regarding the temperature distribution, release of heat and concentration of fundamental chemical species. Development of a test bench for the full scale aerodynamic study of the combustor. First campaign of tests at Sesta for characterising the operating of the various combustor configurations. Study of the various cooling solution for the turbine stages. Theoretical-experimental study of the economiser for the recovery of fumes heat. Analysis of the combustion instability and their predictability. 3. STUDIES FOR THE INTEGRATION OF THE COMBU- STOR ON THE TURBO-GAS AND CONSTRUCTION OF THE PROTOTYPE CFD study of the impact on the NOx generated by the modifications to the air distribution, fuel and steam. Modelling the thermal exchange between the main flow of the fumes and the turbine blades and calculating the rate necessary to their refrigeration. Defining the procedures and safety devices for the use of H DEVELOPMENT OF AN IMPROVED VERSION OF THE H2 COMBUSTOR WITH NOX AT < 100 PPM CFD studies for assessing the effects on the NOx emissions brought about by the modifications of the geometry and methods of fuel injections. Second campaign of tests at Sesta of the GE 10 improved versions. 6. CONCEPTUAL STUDY FOR AN H2 COMBUSTOR WITH NOX AT < 25 PPM CFD simulations of pre-mixed burners in order to strongly reduce the NOx, preserving the flame stability. Test campaign of the pre-mixed burner, fuelled by GN, H2 and their mixtures on the TAO test bench of ENEL laboratory in Livorno. Development of a mathematic model of the catalytic burner (at very low NOx emission) and experiential calculation on the TAO of the operating range of the various catalysers for H2. PROGETTI REALIZZATI PROJECTS DEVELOPED

11 ATTIVITÀ di HP ATTIVITÀ SPERIMENTALI PER L ALLESTIMENTO DI UN VAPORETTO AD IDROGENO SOGGETTO ATTUATORE Venezia Tecnologie S.p.A. Costo del Progetto: ,00 Finanziamento concesso: ,00 SVILUPPO DEL PROGETTO Obiettivo: mettere a punto un sistema di generazione di energia da idrogeno HSES (Hydrogen Supply Energy System) per applicazioni marine ed acquisire conoscenze per una sua installazione su un imbarcazione elettrica destinata al trasporto pubblico a Venezia, con vantaggi d impatto ambientale. ATTIVITÀ SVOLTE 1. VALUTAZIONE SPERIMENTALE DELLE PRESTA- ZIONI DI SINGOLI COMPONENTI PER HSES a) reperimento sul mercato dei singoli componenti Sono stati selezionati sul mercato i seguenti componenti: tre moduli commerciali a Fuel Cell (FC) differenti accumulatori elettrici e supercapacitori due sistemi di stoccaggio dell idrogeno. b) approntamento di strumentazione da laboratorio in grado di testare i singoli componenti Sono stati allestiti due banchi di prova dotati di software di gestione e controllo: uno per le batterie e i sistemi a FC ed uno per i serbatoi di idrogeno a sorbenti solidi. c) valutazione comparativa a banco delle prestazioni dei singoli componenti La valutazione dei sistemi a FC ha permesso di determinare le curve caratteristiche, le massime potenze erogabili ed i consumi di idrogeno in differenti regimi di esercizio. Test di carica/scarica su accumulatori elettrici e supercapacitori hanno evidenziato che gli accumulatori Pb-acido presentano il miglior compromesso costo/prestazioni. I serbatoi con sorbenti solidi sono risultati potenzialmente applicabili. 2. OTTIMIZZAZIONE DI UN MODELLO DI HSES DA 5KW a) assemblaggio dei componenti e valutazione di HSES completi Sono stati approntati differenti HSES, sia a gestione passiva che a gestione attiva per potenze di picco fino a 24kW. b) valutazione del corretto funzionamento e dell efficienza dei sistemi mediante prove di simulazione di ciclo tipico d utilizzo Con l esecuzione di test a banco, simulando anche il ciclo di lavoro tipico di un vaporetto, è stato dimostrato che tali HSES sono in grado di soddisfare le esigenze di potenza stabilite nel progetto. c) valutazione del funzionamento e dell affidabilità dei sistemi HSES in ambiente marino Per poter valutare HSES in condizioni reali di esercizio, è stata allestita un imbarcazione laboratorio: Accadue. Essa è dotata di due motori elettrici DC 48V, di potenza di 12kW, due FC da 5kW, pacchi batterie Pb acido, un pacco bombole di idrogeno, sistemi di sicurezza. Un sistema di acquisizione dati ha consentito, durante la navigazione, di valutare in tempo reale tutti i parametri più significativi (tensioni, correnti, temperature, ecc.), e d immagazzinarli per successive elaborazioni. Accadue è stata collaudata con successo nella Laguna di Venezia e nel Canal Grande, simulando le fasi operative di un vaporetto tradizionale. d) problematiche relative alla sicurezza nella gestione di sistemi HSES. Criticità nell allestimento di Accadue hanno riguardato gli standard da adottare per assicurare adeguati livelli di sicurezza in presenza di idrogeno. Le soluzioni adottate, in base alle prescrizioni dell ente preposto RINA, hanno consentito una prima sperimentazione. L utilizzo regolare di tali sistemi di propulsione a idrogeno richiederà di colmare l attuale vuoto normativo. RISULTATI OTTENUTI Il progetto ha dimostrato la realizzabilità di un mezzo di trasporto acqueo ad emissioni zero alimentato a idrogeno, che risolve i problemi di ridotta autonomia e necessità di frequenti ricariche dei mezzi puramente elettrici.

12 ATTIVITÀ di HP EXPERIMENTAL ACTIVITY DEVELOP A FUEL CELL SYSTEM ON AN ELECTRIC BOAT FOR THE PUBLIC TRANSPORT IN VENICE (CALLED VAPORETTO ) PROJECT COORDINATOR Venezia Tecnologie S.p.A. Total Investment: ,00 Financing granted: ,00 DEVELOPMENT OF THE PROJECT Objective: fine tune a system for the generation of HSES hydrogen energy (Hydrogen Supply Energy System) for marine applications and acquire knowledge for its installation on electric boats assigned to public transportation in Venice, with advantages on the environmental impact. ACTIVITIES CONDUCTED 1. EXPERIMENTAL EVALUATION OF THE PERFORMAN- CES OF EACH HSES COMPONENT a) finding on the market each component The following components have been selected from the market: three commercial models of FUEL CELLS (FC) various electric batteries and super-capacitors two hydrogen storing systems. b) preparation of the laboratory instrumentation capable of testing each component Two test benches fitted with operating and controlling software have been set-up: one for the batteries and FC systems and one for the solid sorbents hydrogen. c) comparative evaluation on the test bench of the performances of each component. The evaluation of the FC systems has enabled to calculated the typical curves, maximum deliverable powers and hydrogen consumptions under various operating modes. Charge/discharge tests on electric batteries and supercapacitors have pointed out that the Pb-acid batteries show the best cost/performance trade-off. The solid sorbents tanks have proven to be potentially applicable. 2. OPTIMISATION OF A 5KW HSES MODEL a) assembling the components and assessing assembled HSES Various HSES were assembled, either as passive management as well as active management for peak powers of up to 24kW. b) assessment of the correct operating and efficiency of the systems through simulation tests of typical cycle of use. Through the conduction of bench tests, simulating also the typical work cycle of a water-bus, it has been proven that such HSES are capable of meeting the power needs established by the project. c) assessment of the operating performance and reliability of the HSES systems in marine environment. In order to assess HSES under actual operating conditions, a laboratory boat Accadue (H2) has been outfitted. The boat is fitted with two DC 48V motors with 12kW power, Pb-acid battery packs, a pack of hydrogen canisters, and safety systems. During navigation, a data acquisition system has allowed for the assessment in real time of the most significant parameters (tensions, currents, temperatures, etc.) and storing them for later processing. Accadue has been tested successfully in the Venice 27 Lagoon and Canal Grande, simulating the operating phases of a traditional water-bus. d) safety related problems in handling HSES systems. Criticalities in outfitting the Accadue pertained to the standards to be implemented in order to insure adequate levels of safety in the presence of hydrogen. Based on the requirements issued by the authorised agency RINA, the solution implemented have allowed for a first test. The regular use of such hydrogen propelling systems will require filling-in the gaps in the current legislation. RESULTS ACHIEVED The project ahs proven the feasibility of a zero emission hydrogen fuelled water-borne mean of transportation, which would solve the problems of reduced operating range and needs for frequent recharges of the purely electric devices. PROGETTI REALIZZATI PROJECTS DEVELOPED

13 ATTIVITÀ di HP SPERIMENTAZIONE, ALL INTERNO DI STABILIMENTI PRODUTTIVI, DI TECNOLOGIE DI MICRO GENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E CALORE CON CELLE A COMBUSTIBILE PEM DA 5KW E DI MINI IMPIANTI DI RIFORNIMENTO PER MEZZI ALIMENTATI AD IDROGENO SOGGETTO ATTUATORE SAPIO Produzione Idrogeno e Ossigeno s.r.l. IN COLLABORAZIONE CON Morphic Exergy s.r.l. Costo del Progetto: ,00 Finanziamento concesso: ,00 SVILUPPO DEL PROGETTO Obiettivo del progetto era quello di studiare le applicazioni sia stazionarie che automotive in ambito industriale, al fine di evidenziare i benefici e le problematiche connesse all utilizzo dell idrogeno come combustibile. ATTIVITÀ SVOLTE 1. REALIZZAZIONE DI UNA MINI STAZIONE DI RIFORNIMENTO, ALIMENTABILE CON IDROGENO PROVENIENTE DAL SITO DI MARGHERA. È stata progettata e realizzata una mini stazione di rifornimento di idrogeno per due mezzi di trasporto (un carrello elevatore a forche ed un furgone) Dopo aver ultimato l installazione del distributore, sono stati eseguiti test di rifornimento e funzionamento dei due mezzi. 2. INSTALLAZIONE DI UN MICRO CHP (COMBI- NED HEAT AND POWER) AD IDROGENO PER LA COGENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E CALORE È stato progettato un micro cogeneratore a cella a combustibile PEM da 5 kw, in grado di produrre ad alto rendimento energia elettrica e calore utilizzando l idrogeno. La macchina è stata assemblata presso Morphic Exergy e installata nell impianto SAPIO di Marghera. È stata realizzata anche una linea per il riutilizzo dell acqua calda in uscita dalla fuel cell. 3. REALIZZAZIONE FORK LIFT ELETTRICO CON CELLA A COMBUSTIONE È stato progettato e realizzato un fork lift a trazione elettrica con energia prodotta da una cella a combustione alimentata ad idrogeno, stoccato ad alta pressione in bombole da 2 litri. Inoltre, è stato realizzato e collaudato un software capace di controllare il funzionamento globale del veicolo, compresa la carica dinamica delle batterie, la gestione dell energia di frenatura e la strategia di intervento. Il fork lift è stato collaudato ed è ora in funzione. 4. FURGONE IBRIDO(FUEL CELL + BATTERIE) È stato progettato e realizzato un furgone per il trasporto di merci e persone con una trazione ibrida che avviene con delle batterie affiancate alla generazione di energia elettrica prodotta da una cella a combustibile. Il veicolo è stato realizzato dalle società Sapio ed Arcotronics Fuel Cell (oggi Morphic Exergy) ed ha le seguenti caratteristiche: Motore Elettrico/asincrono/trifase Potenza continua: 30 kw nominali, 60 kw di picco Energia a bordo Idrogeno gassoso 80 litri a 350 bar N 2 batterie da 34 KWh Velocità massima 70 km/h Pendenza massima superabile 25% Peso totale a terra 6.5 t Il furgone ibrido è stato collaudato ed è disponibile per le normali attività di stabilimento. 5. RACCOLTA ED ELABORAZIONE DATI; INDAGINE IMPATTO SULLE ATTIVITÀ Sono stati raccolti e analizzati i dati relativi alle operazioni di rifornimento, all energia prodotta e alla resa del CHP, al funzionamento del furgone e del fork lift. RISULTATI OTTENUTI Si sono potute verificare la buona sicurezza ed affidabilità dei prototipi realizzati.

14 HP ACTIVITY EXPERIMENTATION INTO OPERATION PLANTS OF: ENERGY MICRO COGENERATION TECHNOLOGIES FOR BOTH POWER AND HEAT BY 5 KW FUEL CELL AND MINI REFUELLING STATIONS FOR HYDROGEN POWERED VEICHLES PROJECT COORDINATOR SAPIO Produzione Idrogeno e Ossigeno s.r.l. OTHER PARTNERS Morphic Exergy s.r.l.. Total Investment: ,00 Financing granted: ,00 DEVELOPMENT OF THE PROJECT The objective of the project was to study the stationary as well as automotive applications in the industrial sector, in order to assess the benefits and problems connected to the use of hydrogen as fuel. ACTIVITIES CONDUCTED 1. CONSTRUCTION OF A MINIATURE REFUELLING STA- TION THAT CAN BE REPLENISHED WITH HYDROGEN FROM THE MARGHERA SITE. A miniature hydrogen refuelling station has been constructed for two means of transportation (a fork-lift and a van). After completing the installation of the distributor, tests for refuelling and operating of the two means have been conducted. 2. INSTALLATION OF A HYDROGEN MICRO-CHIP (COMBINED HEAT AND POWER) FOR THE CO-GENERATION OF ELECTRIC ENERGY AND HEAT A 5kW PEM fuel cell micro co-generator capable of producing high yield electric energy and heat by utilising hydrogen has been planned. The machine has been assembled at the Morphic Exergy and installed in the SAPIO plant of Marghera. A line for the reutilisation of hot water discharged by the fuel cell has been also constructed.. 3. CONSTRUCTION OF AN ELECTRIC FORK LIFT POWE- RED WITH FUEL CELL An electric fork-lift powered with energy produced by a fuel cell powered by hydrogen stored at high pressure in 2 litres canisters has been planned and constructed. In addition, a software capable of monitoring/controlling the overall operation of the vehicle, including the dynamic charge of the batteries, handling the energy from braking and strategy of intervention has been developed and tested. The fork lift has been tested and is currently operating. 4. HYBRID VAN (FUEL CELL + BATTERIES) A van for transporting goods and people with a hybrid 29 drive supplied by batteries coupled with the generation of electric energy from a fuel cell has been planned and constructed. The vehicle has been built by the Sapio and Arcotronics Fuel Cell (currently Morphic Exergy) Companies and has the following features: Engine Electric/Asynchronous/ three-phases Continuous power: 30kw nominal, 60 kw peak On board energy Gaseous hydrogen 80 litres at 350 bar Nr. 2 34KWh batteries Maximum speed 70 km/h Maximum climb angle 25% Total weight on the ground 6.5 t The hybrid van has been tested and available for the normal plant activities. 5. DATA COLLECTION AND PROCESSING; SURVEY OF IMPACT ON THE ACTIVITIES The data pertaining to the operation of refuelling, energy produced and CHP output, van and fork-lift operating have been collected and analysed. RESULTS ACHIEVED Good safety and reliability of the prototypes built have been verified. PROGETTI REALIZZATI PROJECTS DEVELOPED

15 ATTIVITÀ di HP CENTRO IDROGENO HYDROGENLAB SOGGETTO ATTUATORE Veneto Innovazione s.p.a. IN COLLABORAZIONE CON Venezia Tecnologie s.p.a. Costo del Progetto: ,00 Finanziamento concesso: ,00 SVILUPPO DEL PROGETTO Il progetto aveva per obiettivo la creazione di un laboratorio per rendere disponibili strutture ed apparecchiature al servizio di articolati progetti di ricerca industriale, condotti da aziende o consorzi pubblici/ privati, per provare componenti, ricercare soluzioni migliorative e materiali, training on the job. ATTIVITÀ SVOLTE Il laboratorio è stato attrezzato per condurre ricerche e sperimentazioni nei seguenti ambiti tecnologici relativi all impiego di idrogeno: Testing di sistemi a celle a combustibile ad idrogeno (principalmente di tipo PEM) con potenza fino a 12 kw DC o 3 kw AC, sia progettate per l ambito di una mobilità sostenibile sia per quello della produzione distribuita d energia, finalizzato alla valutazione dell affidabilità e dell efficienza energetica. Valutazione di sorbenti solidi di idrogeno, quali idruri metallici, e loro serbatoi, finalizzata alla misura delle prestazioni di accumulo, in termini di quantità assorbita e cinetica di assorbimento/desorbimento in relazione a differenti condizioni di temperatura e pressione di carico dell idrogeno. POTENZIALI AREE DI RICERCA Potenzialmente il centro potrà poi allocare ricerche condotte dai clienti in altri ambiti applicativi, disponendo di un supporto tecnico-scientifico ed integrando la strumentazione specialistica già presente con dispositivi ed apparecchiature mirate. A titolo d esempio: TECNOLOGIE DI PRODUZIONE DI IDROGENO Sistemi di produzione in abbinamento a fonti rinnovabili (elettrolisi sostenuta da eolico/fotovoltaico), o realizzati direttamente da fonti di energia rinnovabile (fotoproduzione, bioproduzione); Processi elettrolitici innovativi in termini di efficienza ed economicità. Ottimizzazione di processi di produzione da fonti fossili; TECNOLOGIE DI STOCCAGGIO Confronto di tecnologie di accumulo (gas com- presso, sorbenti solidi, idruri chimici) finalizzate a differenti contesti applicativi, quali, ad esempio lo stazionario e la mobilità, le mini-applicazioni. APPLICAZIONI Progettazione e realizzazione di power-system a celle a combustibile. Valutazione di Power System. Sviluppo di celle a combustibile innovative. Valutazione di celle a combustibile. Sviluppo di sistemi propulsivi basati sull impiego di celle a combustibile, mirati a differenti cicli di lavoro. Affidabilità ed efficienza dei sistemi. Valutazione e studio del degrado prestazionale della componentistica. Applicazioni dell idrogeno in processi chimici innovativi di interesse industriale. Il centro sarà inserito in un contesto di relazioni con soggetti pubblici e privati operanti nel settore dell idrogeno, al fine di permettere ai propri clienti di attivare tutte le possibili sinergie tecnico-progettuali. Per condurre la propria attività presso il Centro Idrogeno, sono disponibili: Postazioni attrezzate con utenze ed apparecchiature di impiego generale per lo svolgimento di attività di interesse dei singoli utenti, accessibili una volta definiti gli aspetti di sicurezza. Postazioni strumentate con apparecchiature specialistiche, focalizzate sulle aree tecnologiche indicate, che potranno essere impiegate una volta acquisita la necessaria capacità operativa. In un ambiente conforme ai più stringenti requisiti in tema di sicurezza, e potendo contare su una struttura tecnico scientifica di supporto, garantita da Venezia Tecnologie.

16 HP ACTIVITY HYDROGEN CENTER HYDROGENLAB PROJECT COORDINATOR Veneto Innovazione s.p.a. OTHER PARTNERS Venezia Tenologie s.p.a. Total Investment: ,00 Financing granted: ,00 DEVELOPMENT OF THE PROJECT The goal of the project was to create a laboratory for placing at disposal structures and equipments at the service of articulated industrial research projects, conducted by public/private companies or consortiums to test components, research improving solutions and materials, and training on the job. ACTIVITIES CONDUCTED The laboratory has been equipped for conducting researches and tests in the following technological fields connected to the use of hydrogen: Testing hydrogen fuel cells systems (mainly of the PEM type)with power up to 12 kw DC or 3 kw AC, either planned for the sector sustainable mobility as well as for the distributed production of energy, aimed at assessing energy reliability and efficiency. Assessment of the hydrogen solid sorbents, such as metal hydrides and their storages, aimed at measuring the storage performances in term of quantity absorbed and kinetics of absorption/desorption in relation to various conditions of temperatures and hydrogen loading pressures. POTENTIAL AREAS OF RESEARCH Potentially the centre may allow for researches conducted by clients in other fields of application, having at disposal a technical-scientific support, and integrating the already installed special instrumentation with targeted devices and equipments. A san example: HYDROGEN PRODUCTION TECHNOLOGIES Production systems combined with renewable sources (electrolysis supported by wind/photovoltaic), or developed directly from sources of renewable energy (photoproduction, bioproduction); New electrolytic processes in terms of efficiency and cost effectiveness. Optimisation of the production processes from fossil sources; STORING TECHNOLOGIES Comparing storing technologies (compressed gas, solid sorbents, and chemical hydrides) targeted for various applications contexts, such as, for example, the stationary and mobility, and mini-applications. APPLICATIONS Plan and develop fuel cells power-system. Assessment of the Power System. Development of new fuel cells. Assessing fuel cells. Development of propelling systems based on the use of fuel cells targeted for various work cycles. Reliability and efficiency of the systems. Evaluation and study of the components degrading performance. Applications of hydrogen in new industrial chemical processes. 31 The centre will become part of a context of relations with public and private subjects operating in the hydrogen sector, in order to allow its clients of activating all the possible technical-planning synergies To conduct one s own activity at the Hydrogen Centre, the fooling are available: Stations equipped with utilities and equipments for general use for conducting specific activities by each user, accessible after defining the safety aspects. Stations outfitted with special equipments focusing on the technological areas indicated that may be used after acquiring the necessary operating ability. In an environment complying with the strictest requirements of safety and being able to rely on a supporting technical-scientific organisation guaranteed by Venezia Tecnologie. PROGETTI REALIZZATI PROJECTS DEVELOPED

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19 HYDROGEN PARK Società consortile a responsabilità limitata c/o Confindustria Venezia Via delle Industrie, Venezia Marghera Tel Fax

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