Premio Sapio per la Ricerca Italiana 2008

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1 Premio Sapio per la Ricerca Italiana 2008 Protocollo di Kyoto: quali tecnologie innovative? Ing. Stefano Tonini Torino, 7 Ottobre 2008

2 1922: nasce la SAPIO

3 Il Gruppo SAPIO oggi

4 Trend di vendite

5 PRODUZIONE PRIMARIA

6 Impianti produzione idrogeno Brindisi mc/day Ferrandina mc/day Mantova (2 impianti) mc/day Porto Marghera mc/day Pieve Vergonte mc/day Ferrara mc/day Piombino mc/day Castelmassa mc/day TOTALE mc/day

7 IDROGENO

8 PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELL IDROGENO Gas a condizioni ambientali Privo di colore, odore e sapore Infiammabile Non tossico Asfissiante semplice In forma liquida è trasparente, senza odore e non corrosivo

9 PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELL IDROGENO E l elemento più abbondante e più leggero in natura Bolle a C. Ad esclusione dell elio, tutti i gas sono solidi alla temperatura dell idrogeno liquido 1 volume di idrogeno liquido è pari a circa 840 volumi di idrogeno gassoso, nelle condizioni ambiente Liquido è 93 volte più leggero dell acqua

10 PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELL IDROGENO Circa 14 volte più leggero dell aria Ha capacità di conduzione del calore circa 7 volte maggiore di quella dell aria Diffonde almeno 5 volte più velocemente dell azoto Ad alta pressione ed in alcune condizioni di temperatura può causare infragilimento di alcuni materiali,

11 IDROGENO: CARATTERISTICHE DELLA FIAMMA Quasi invisibile alla luce del giorno Temperatura di circa C Il calore rilasciato dalla fiamma è 10 volte inferiore a quella di altri combustibili, a causa dell assenza di carbonio Si può individuare osservando le onde di calore sviluppate

12 IDROGENO: CONTENUTO ENERGETICO Combustibile MJ/Kg MJ/m 3 Idrogeno a pressione ambiente Idrogeno compresso a 350 bar Idrogeno liquido Gas Naturale compresso a 160 bar 50,4 36,1 Gasolio 41, Benzina 42,

13 Idrogeno Primo produttore italiano di idrogeno per uso industriale

14 Idrogeno Fornitura di idrogeno compresso e di idrogeno liquido

15 Idrogeno Applicazioni per: industria metallurgica industria del vetro industria alimentare industria elettronica industria chimica industria petrolifera produzione di energia elettrica

16 I PRINCIPALI PROGETTI DI RICERCA OPERATIVI IN ITALIA

17 OBIETTIVO GENERALE Sviluppo del sistema di trasporto a basse emissioni, da utilizzare nelle le città europee, in grado di contribuire al raggiungimento dell obiettivo (posto dall Unione Europea) di avere, entro il 2020, il 5 % degli automezzi in funzione, alimentati ad idrogeno

18 Il progetto di Torino

19 Contenuti del progetto Sviluppo della soluzione ibrida per autobus urbani a trazione a fuel cell alimentate con idrogeno compresso Sperimentazione della catena well to wheel senza produzione di CO 2 Realizzazione della stazione di rifornimento

20 Lo scopo del progetto: Zero Emissioni DALLA SORGENTE. CVA Impianti idroelettrici ALLE RUOTE Produzione e rifornimento H 2 H 2 O

21 Il progetto di Torino: la struttura

22 Il progetto di Torino: schema del bus

23 Il progetto di Torino: i risultati Oltre km effettuati, sia in pista chiusa sia su strada urbana Meno di 100 g di H2/ km percorso Elevata affidabilità del sistema idrogeno a bordo Stazione di rifornimento operativa con oltre 2 anni di esperienza

24 Principali componenti Fuel Cell Ventilazione Serbatoi Batterie Multiplex

25 Caratteristiche principali

26 HySy_Lab Laboratorio Urbano per lo studio delle applicazioni dell idrogeno

27 Contenuti del progetto Realizzazione di un centro di eccellenza per il testing di tecnologie innovative per l area energetica Collaborazione tra pubblico privato e tra ricerca istituzionale ed industriale Focus: ricerca dimostrativa e pre-competitiva

28 HySy_Lab

29 HySy_Lab Produzione dell idrogeno Unità di produzione abbinate a fonti rinnovabili Laboratori per il testing di unità di reforming per applicazioni stazionarie ed automotive Unità di produzione da elettrolisi Recupero e liquefazione dell anidride carbonica Unità da reforming del gas naturale e GPL con recupero della CO 2 Campo di produzione fotovoltaica 18 kw

30 HySy_Lab Stoccaggio dell idrogeno Confronto tra sistemi di stoccaggio tradizionali, semi-composito e composito Analisi delle soluzioni basate su matrici carboniose e nanostrutture Sviluppo e caratterizzazione degli idruri metallici

31 HySy_Lab Applicazioni dell idrogeno Sistemi cogenerativi basati sull utilizzo di celle a combustibile ad idrogeno Applicazioni per la trazione Ricerca di base per lo sviluppo di altri sistemi MEAs (membrane-toelectrode assemblies) per celle polimeriche Cella a combustibile PEM Unità di test per piccole fuel cell stacks (1-10 kw)

32 Il Sistema Piemonte Idrogeno (SPH 2 )

33 Progetto ZERO REGIO

34 Contenuti del progetto OBIETTIVI SPECIFICI Utilizzo di idrogeno proveniente da fonti differenti come combustibile alternativo per il trasporto Sviluppo e dimostrazione della tecnologia di rifornimento a 700 bar Integrazione del rifornimento per idrogeno all interno delle stazioni tradizionali Dimostrazione dell affidabilità delle autovetture a celle a combustibile Analisi socio economica ed ambientale dell impatto derivante dall uso dell idrogeno come combustibile Sviluppo di strumenti che accelerino la penetrazione dell idrogeno nel mercato

35 ZERO REGIO: i partner Daimler-Chrisler, Germania Agip Deutschland, Germania Centro Ricerche Fiat, Italia City of Mantova, Italia EC-JRC, Ispra, Italia Eni Tecnologie, Italia Fraport AG, Germania IEFE, Bocconi University, Italia Infraserv GmbH & Co. Hoechst KG, Germania Linde AG, Germania Lund University, Svezia Regione Lombardia, Italia Roskilde University, Danimarca Sapio, Italia Saviko Consultants, Danimarca Verkehrsgesellschaft Frankfurt, Germania

36 La stazione di rifornimento di Mantova

37 PROGETTO PER AREZZO

38 Contenuti del progetto Integrazione tra utilizzi industriali dell idrogeno e applicazioni cogenerative Realizzazione di un sistema di distribuzione di idrogeno in tubazione in area urbana Sperimentazione delle unità CHP a FC da 5 kwe

39 RETE DI DISTRIBUZIONE

40 Installazione dei CHP schema di principio

41 Porto Marghera: HYDROGEN PARK

42 Hydrogen Park: i partner SAPIO Dow Enel Ineos Sae Impianti Berengo Unindustria Venezia Tecnologie VEGA

43 I progetti Produzione di Energia Elettrica e Termica da Idrogeno ottenuto da Biomasse e altri Residui Organici Sviluppo di sistemi integrati a celle a combustibile PEM (Proton Exchange Membrane) per produzione di energia elettrica, climatizzazione ambientale (riscaldamento, condizionamento) ed acqua calda sanitaria Sviluppo di cicli zero emission a combustione di idrogeno Sviluppo di tecnologie innovative di produzione di idrogeno ed elettricità da carbone

44 I progetti Costruzione di un Impianto Dimostrativo a Celle a Combustibile ad Ossidi Solidi e Microturbine a Gas, alimentato da Idrogeno e con Potenza di circa 100 kw. Sistemi innovativi di accumulo dell idrogeno Sistemi innovativi di riutilizzo della CO2 Attività sperimentali per l allestimento di un vaporetto ad idrogeno Idrogeno in azienda a Marghera

45 Stazione mobile di rifornimento

46 LA CASA DI BRUNATE

47 IL CAMPO FOTOVOLTAICO Campo n. 1 = cupola divisa in 24 spicchi, ciascuno coperto da 18 pannelli con potenza nominale da 416 Wp. Potenza totale = 10 kw p Campo n. 2 = seconda cupola con potenza nominale pari a 2,5 kw p Campo n. 3 = 38 moduli per una potenza nominale pari a 2,85 kw p. Campo n. 4 = 12 moduli per una potenza nominale pari a 1,8 kw p.

48 DESCRIZIONE DEL SISTEMA Campo fotovoltaico Batterie DC/DC EMS DC/AC Casa (carico) Elettrolizzatore FC PEM Stoccaggio Idrogeno (Bombole + Idruri Metallici) Energia Elettrica Idrogeno Segnali per il controllo

49 FORNITURA SAPIO: elettrolizzatore Technical features MODEL AGE 1.0 Net electrical power kw 6,7 kw Voltage V 380 Vac Hydrogen Production Oxygen Production Nm 3 /h 1 Nm 3 /h 0,5 Hydrogen Purity % 99,999 Hydrogen pressure bar 200 Electrolyte Electrolyte quantity (l) KOH 12 Water consumption l/h 0,9

50 FORNITURA SAPIO: stoccaggio idrogeno Due differenti tipologie di stoccaggio per un totale di 120 Nm 3 dih2): 90 Nm 3 di idrogeno compresso a 200 barg in bombole 30 Nm 3 di idrogeno in idruri metallici a 30 bar

51 APPLICAZIONI PER LA MARINA MILITARE

52 Regione Sardegna: TECNOLOGIE SOLARI A CONCENTRAZIONE

53 GRAZIE