Progetto CoMETHy. Compact Multifuel-Energy To Hydrogen converter

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1 Energia e idrogeno: L esperienza italiana nel programma europeo Idrogeno e celle a combustibile Milano, Centro Congressi Fast, 13 Dicembre 2012 Progetto CoMETHy Compact Multifuel-Energy To Hydrogen converter Alberto Giaconia, Angelo Moreno ENEA

2 Introduzione al progetto CoMETHy CoMETHy = Compact Multifuel-Energy To Hydrogen converter a EC-7FP Collaborative Project co-funded by the Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) Application Area & Topic: Hydrogen production & distribution - Development of fuel processing catalyst, modules and systems Durata (3 anni): Dic Nov Il consorzio è costituito da 12 partners (coordinatore: ENEA) da 5 paesi(d, GR, I, IL, NL) comprendente 3 Industrie, 4 Istituzioni di Ricerca, e 5 Università

3 background Priorità FCH JU sulla produzione di idrogeno Ridurre l incidenza dei costi di trasporto e distribuzione di H 2 Produzione decentralizzata (es. per stazioni di rifornimento di veicoli FC) Occorrono sistemi compatti e flessibili che ottimizzano le risorse disponibili localmente e secondo stagione per soddisfare sempre la domanda di H 2 Occorre affrontare la transizione da una produzione di H 2 basata sui combustibili fossili verso una produzione esclusivamente da fonti rinnovabili (100% green hydrogen ) Le soluzioni di CoMETHy Un processo compatto che si adatta facilmente allo scenario energetico disponibile in termini di: 1. materia prima da reformare: gas naturale, fossili in generale, biogas, bioetanolo, ecc. 2. fonte termica da utilizzare come calore di processo: (energia solare, calore di processo da recuperi termici, ecc) Il processo permette di utilizzare fonti fossili, rinnovabili, oppure una loro combinazione

4 La tecnologia proposta CSP plant Biomass/RDF combustor MS-HTR & storage flue gas air off-gas combustor Un sistema di accumulo termico mediante calore sensibile di sali fusi (miscela NaNO 3 /KNO 3 60/40 w/w) alla temperatura max di 550 C permette di alimentare un processo chimico in condizioni stazionarie (24 h/24 h) anche se basato su calore di origine solare * off-gas Il calore recuperato da diverse fonti termiche attraverso I sali fusi (< 550 C) viene trasferito al processo chimico MS at T min = C MS at 550 C steam reformer a bassa temperatura (< 550 C) H 2 estrazione e recupero di idrogeno attraverso membrane selettive CH 4 * Steam-Gn Pr-Htr SMR + WGS Membrane CO x Removal CO 2 GL-Sep Heat recovery * Tali componenti sono attualmente sviluppati a livello dimostrativo in altri progetti 7FP in cui l ENEA è attivamente coinvolta.

5 Vantaggi e innovazioni Conventional vs. solar steam reforming route CH 4 + CO + 3H 2 CO + CO 2 + H 2 (SMR) (WGS) CO C Gas Naturale CH 4 Biogas Sulfur removal SMR ( C) WGS ( C) CH 4 CO/CO 2 /CH 4 /..., CO 2 removal CO 2 Reattori di steam reforming a membrana sono necessari per spingere la conversione del metano in processi di steam reforming a basse temperature (< 550 C) PSA H 2 (> 99.9%)

6 Maggiori sfide tecnologiche Sviluppo di sistemi catalitici idonei per lo steam reforming a bassa temeratura (NG, biogas, bioetanolo) Sviluppo di membrane selettive per la separazione/purificazione dell H 2 prodotto Principali tematiche R&D: steam reforming a bassa temperatura (< 550 C) reattori a membrana con elevata capacità di trasferimento termico utilizzo di sali fusi come vettore termico proof-of-concept mediante prototipo da 2 Nm 3 /h di produzione di H 2 accoppiamento con impianti CSP Reaction mixture Sviluppo del reattore a membrana alimentato a sali fusi heat exchanger shell catalyst bed molten salts membrane Proof-of-concept & CSP plant coupling Reaction mixture H2 molten salts catalyst bed heat exchanger shell membrane

7 Grazie per l attenzione! The European Commission is acknowledged for its support This work is co-funded by the European Commission through the FCH JU Project CoMETHy - Compact Multifuel-Energy To Hydrogen converter (GA No )