IL POLO PER LA RICERCA E LO SVILUPPO DELLE TECNOLOGIE DELL'IDROGENO NELLA REGIONE LAZIO: OBIETTIVI, STRATEGIE, ATTIVITÀ - Fabrizio Zuccari ...
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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, 26/03/2009I Poli di LazioRinnovabile
Come nasce il PoloIdrogeno
Convenzione tra
Regione Lazio/CIRPS – Sapienza
Durata della convenzione
3 anniIl CIRPS
Centro Interuniversitario di Ricerca Per lo
Sviluppo Sostenibile
Sapienza Università di Roma
Università di Viterbo “La Tuscia” Università di Macerata
Università di Cassino Università di Sassari
Università di Perugia Università di Palermo
Università di Torino Università di Lecce
Politecnico di Torino Università dell’AquilaIl PoloIdrogeno
• Obiettivi
► Creare un Polo di eccellenza per le imprese laziali ad alta
vocazione tecnologica su fonti rinnovabili ed idrogeno
• Azioni strategiche
► Ricerca
► Trasferimento tecnologico
► Formazione, informazione e divulgazione
• Budget
► 3M€ all’anno per tre anni, finanziati dalla Regione Lazio
• Sito
► Città e Porto di CivitavecchiaLa prima Sede
Attività di ricerca e trasferimento
tecnologico
• Ricerca di base
• Progetti dimostrativi
• Collaborazioni con le impreseSettori di ricerca
• Stazionario
► Gassificazione e cella ad alta temperatura
► Elettrolisi con alimentazione da rinnovabili e celle a
bassa temperatura
► Stoccaggio
• Solido: idruri metallici
• Liquido non criogenico: ammoniaca
• Mobilità
► HOST
► Bus H2Gassificazione
Sistema a doppio letto fluidizzato
• Vantaggi
► Syngas ad alto PCI: L’ N2 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/Nm3)
► Elevate quantità di materiale solido da ricircondare (10 kg per
kg di biomassa)
• Miglioramenti
► Sorption Enhanced Steam Reformer, con cattura della CO2 nel
processo stesso di gassificazioneGassificazione con sequestro di CO2
• Possibili vantaggi
► Shift degli equilibri chimici: contenuto di H2 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 bancoGassificazione 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)
H2 % 40-45 %
Electricity Production 340 kWe (250 k W MCFC- 90 kW mGT)
Thermal Power Coogeneration 335 kWt
Pure H2 42 Nm3/h (127 kW)
Electrical Efficiency 43 %
Polygeneration Efficiency 80 %Gassificazione celle ad alta temperatura
Simulazioni impiantisticheElettrolisi da FER
Simulazione
Simulazione
Simulazione Simulazione
elettrolizzatore
radiazione impianto FV
alcalino
Analisi sperimentaleElettrolisi a bassa temperatura
Fotovoltaico-AlcalinoElettrolisi a bassa temperatura
Fotovoltaico-Alcalino
20°C lab-electrolyzer
55°C lab-electrolyzer
55°C com m ercial electrolyzer
2,5
Fitting
2,0
Volt
1,5
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
2
A /cmElettrolisi a bassa temperatura
Fotovoltaico-AlcalinoELETTROLIZZATORE
Dati reali
HARI Project, Loughborough University, UK. (Hydrogenics).Stoccaggio in idruri metallici
Stoccaggio in idruri metallici
Stoccaggio liquido in NH3
Dissociazione termica catalizzata
T = 200 – 400 °C
P = 10 – 20 barMobilità sostenibile
Minibus Ibrido con Celle a Combustibile
Modulo primario FC Hydrogenics HyPM10
Sistema di trazione Ibrido FC – Batterie Nickel-Cadmio
Stoccaggio idrogeno Compresso a 200 bar
Velocità massima 33 km/h
Potenza massima 27 kW
Batterie Nickel-Cadmio, 72 V, 125 A
Motore elettrico 72 V, 25 kW, 235 NmLa 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)La campagna di acquisizione dati
Dispenser H2
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 idrogenoMobilità sostenibile HOST concept: 24 ore al lavoro
HOST concept: 24 ore al lavoro
HOST
HOST FC
Motore ruota Motore ruota
STOCCAGGIO
BATTERIE POWER
GENERATORE MCI
CONTROLLER
SUPER
CONDENSATORE
Serbatoio
Motore ruota Motore ruota
Motore ruota Motore ruota
STOCCAGGIO
BATTERIE POWER
CONTROLLER Fuel Cell MCI
GENERATORE
SUPER
CONDENSATORE
Serbatoio H2
Serbatoio
Motore ruota Motore ruotaAltre 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)Divulgazione
SitoDivulgazione PoloIdrogeno ad H2Roma 2008
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
idrogenoFormazione
• 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 MasterOBIETTIVO: Il PowerLab
Il PowerLab
1.368 MWh 578.000 Nm3
WGS
Idrogeno
Biomassa 201 MWh 2.012 MWh
Syngas Caldaie
Elettricità
873 MWh
CS Utenza PW
Calore 7.461 MWh
1.671 t 3.891 MWh
Gassificatore MCFC+mTG
1.174 MWh
2.080 MWh
80 MWh 2.431 MWh
Eolico
1.257 MWh
In rete
FV
271 MWhPuoi anche leggere
