Rendere Commerciabili le Tecnologie dell Idrogeno

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1 Rendere Commerciabili le Tecnologie dell Idrogeno Giuseppe Rovera CENTRO RICERCHE FIAT Convegno ATI-UIT L Idrogeno vettore energetico del futuro Torino, 7 Luglio 2006 page 1 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

2 5 - L' Idrogeno e la Fuel Cell nei Trasporti L'idrogeno entrerà inevitabilmente in lizza come combustibile alternativo agli idrocarburi. Può essere prodotto da svariate fonti energetiche alternative ed il suo utilizzo non produce emissioni nocive. Ma per il suo impiego di massa nell autotrazione sono necessari enormi investimenti per raggiungere i requisiti di commercializzazione: processi puliti e sostenibili per la produzione di idrogeno. rete capillare per la distribuzione dell idrogeno a basso costo (<3 /kg) sistemi di stoccaggio a bordo veicolo compatti, sicuri ed a basso costo con capacità adeguata all autonomia del veicolo (> 600 km). propulsori Fuel Cell (PEM) compatti, ad elevata efficienza (> 55%) e costi ridotti (<100$/kW) con MEA ad elevata temperatura,bassa umidificazione e ridotto impiego di metalli nobili. condizioni operative ambientali uguali o migliori a quelle dei veicoli attuali (freezing, alte temperature e vita > 5000 ore). Il superamento delle barriere tecnologiche, economiche ed organizzative richiede lo sforzo coordinato di tutti gli attori coinvolti (pubblici e privati) per accelerare il processo di industrializzazione dei propulsori ad idrogeno ed arrivare ad una loro progressiva introduzione nei grandi agglomerati urbani a partire dal page 2 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

3 The Fiat Fuel Cell Road Map FC Cityclass Torino FC Cityclass Madrid Hybrid FC Europolis FUEL CELL SYSTEM APU FC system II generation FC with Load-follower powertrain Full power FC system III generation FC system CITY CARS BUS Seicento FC APU Seicento Hydrogen Panda Cell Full Power Panda fleet Doblò FC Years page 3 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

4 Hydrogen Vehicles User Expectations for Hydrogen Vehicles : No additional tasks or responsibility during vehicle lifecycle, e.g. refuelling, special maintenance No additional costs, including fuel, maintenance and repair Safety and reliability levels equal or better than current vehicles page 4 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

5 PROPULSORE DELLA PANDA HYDROGEN serbatoio H2 sistema recupero H20 demi controllo iniettori H20 demi pompa ricircolo H2 flauto per iniezione valvole di sicurezza pompa H20 resistore DC DC avviamento batteria di servizio serbatoio H20 demi separatore idrogeno/acqua Stack Filtro aria SISTEMA FC: circa 50 sottogruppi scambiatore H20 glicole/h20 demi controller VCM compressore serbatoio H20 glicole motore elettrico e servizi radiatori raffreddamento stack, motore elettrico e ausiliari page 5 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

6 NEXT STEP: Improving FC Vehicles ( ) CRF Research Activities are addressing the following priorities: Fuel Cell technologies for improved efficiency (>50%), extended performances (-30 C--+50 C ambient, 5000 hrs duration) and lower Cost: - High temperature membrane (>90 C) - Simplified humidification techniques - New hydrogen recirculation circuits - Cooling circuit and materials for low temperature operation (-30 C) - On board diagnosis for enhanced Safety - New generation, high-voltage low-cost Stacks with simplified design, low cost catalytic materials and automated assembly Standardisation of Components and subsystems for applications to vehicle families, from Cars to Buses. page 6 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

7 HYDROGEN VEHICLES SAFETY Priority Investigation Areas H2 Leakage Detection and Recovery during Vehicle Refuelling, (Stationary and Dynamic Operation). High pressure H2 Storage: monitoring of integrity status & performance. Crash impact on hydrogen components Automatic Emergency interventions in case of crash, fire, H2 leakage, to minimize fire-explosion risks.. Passive mitigation engineering measures to protect occupants and surroundings from disruptive events involving the H2 storage and FC systems (explosion, fire) Electrical shock prevention. Other Issues The Approach includes the development of comprehensive sensing,diagnostics and control technologies, the adoption of engineering best practices, based on extensive experimental data bases, exhaustive test and analysis procedures. SOLUTIONS MUST BE RELIABLE, SIMPLE AND COST EFFECTIVE Public confidence on Hydrogen safety and reliability should be better than current vehicles page 7 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

8 7 Programma Quadro e JTI IL 7 Programma Quadro della Ricerca Europea ( ) prevede una iniziativa Pubblico-Privata con le Industrie, Stati Membri e Regioni per accelerare i tempi di sviluppo ed introduzione sul mercato delle tecnologie dell Idrogeno sin dal Alla proposta di Partnership Pubblica-Privata della EC (JTI Joint Technology Initiative) hanno risposto oltre 100 Industrie. Il Budget per la Ricerca sull Energia del 7 PQ è di 2265 milioni (taglio del 23% dalla proposta originale di 2951 ); in discussione un leggero aumento. I 2/3 del budget saranno dedicati alle Energie Rinnovabili (da confermare ). JTI per l Idrogeno La fase di preparazione del JTI è già iniziata, anche se permangono incertezze sul suo finanziamento e sui ruoli di Regioni, Stati Membri e Centri Nazionali di Ricerca che la Commissione si è impegnata a risolvere entro Settembre. Le attività della JTI ( ) mirano allo sviluppo delle tecnologie dell Idrogeno e delle Fuel Cell verso obiettivi ambiziosi (snapshot 2020 del Deployment Strategy) che consentano l avvio della fase di commercializzazione a partire dal Il Budget operativo della JTI non è ancora definito; i costi di funzionamento della Società Pubblico-Privata saranno ripartiti al 50% tra Industria ed EC (stimati in ca.1,6% del budget annuale medio di ricerca). Regioni e Stati Membri potranno far leva sui finanziamenti della JTI con propri stanziamenti su iniziative locali, coerenti con gli obiettivi della JTI (modalità da definire). La BEI è disponibile a finanziare prestiti a copertura dei costi non coperti dal finanziamento della EC (max. 50%).. page 8 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

9 The EU- Zero Regio Program FC Vehicles fleet demonstration Project Goal Set up and test the Hydrogen chain for Transportation, from production to distribution FRANKFURT MANTOVA Verify User Acceptance of Fuel Cell Vehicles, and functionality of related infrastructure and services Assess safety, cost issues, socio-economic and environmental impact CONSORTIUM Regione Lombardia Centro Recerche Fiat Eni Technology City of Mantova Sapio JRC, Ispra IEFE, Bocconi University Lund University Roskilde University Rhein Main Daimler Chrysler Fraport AG Agip Deutschland GmbH Infraserv GmbH & Co. Hoechst KG Linde AG Saviko Consultants TÜV Hessen GmbH page 9 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

10 Final Remarks on Fiat Fuel Cell Vehicles Fuel Cell Technology has achieved development levels (power density and performances) adequate to start vehicle evaluations in real operating conditions. Extensive road demonstration programs foreseen in the FP7-JTI will enable the validation of improved technical solutions, the assessment of user acceptance and the start of early markets. In particular Fleet Tests will provide background to overcome barriers such as: Durability Extend Operating Temperature (cold start-up and extreme temperatures) On board H 2 storage, including safety aspects Cost reduction page 10 Idrogeno: Situazioni e Prospettive

11 CONCLUSIONE page 11 Idrogeno: Situazioni e Prospettive