Bringing the power of the Sun to Earth - ITER e F4E per l'industria italiana Leonardo Biagioni, Fusion for Energy
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
Bringing the power of the Sun to Earth
ITER e F4E per l’industria italiana
Leonardo Biagioni, Fusion for Energy
Milano, 26 giugno 2014
1
COSA É LA FUSIONE?
Portare l’energia del Sole sulla Terra
La fusione é il Atomi leggeri fondono La fusione sulla Terra
processo che ad alte temperature, richiede temperature
alimenta il Sole e le rilasciando enormi di 100-150 milioni C
stelle quantitá di energia
Giá dimostrata da
esperimenti in Europa
e nel resto del mondo
2
PERCHÉ LA FUSIONE?
Combustibili abbondanti per energia sostenibile e sicura
Abbondante Sostenibile Sicura
I combustibili sono Non produce Non produce rifiuti con
disponibili in grande emissioni di gas serra lunghi periodi di
quantitá su tutta la (CO2), puó essere radioattivitá
Terra l’ingrediente
principale di un mix Un reattore a fusione
energetico a basso non puó sfuggire al
impatto controllo
fusion ≠ melt-down
3
PERCHÉ LA FUSIONE?
Combustibili abbondanti per energia economica e durevole
La Terra contiene
combustibile di fusione
sufficiente fino al termine
della vita sul pianeta!
Abbondante Economica Durevole
280 litri crosta terrestre
(50 g litio) energia totale consumata da
= 300 t di petrolio = cittadino europeo medio
+ 400 litri acqua durante tutta la vita
(12 g deuterio)
4
CHI É F4E?
L’organismo dell’Unione Europea per lo
sviluppo dell’energia di fusione
Impresa comune europea, costituita nel
2007 per una durata di 35 anni
29 stati membri (EU28 + CH)
Sede principale: Barcellona, Spagna
Sedi secondarie: Cadarache, Francia
Garching, Germania
Rokkasho, Giappone
Staff: 415
Fondi fino 2020: 6.6 miliardi EUR (2008)
7+ miliardi EUR (current)
5
QUALE É LA MISSIONE DI F4E?
Sviluppare la fusione attraverso tre progetti
F4E é responsabile del contributo Europeo a ITER
F4E collabora con i ricercatori giapponesi su progetti
bilaterali sulla fusione, Broader Approach
F4E prepara il passo successivo della dimostrazione di un
reattore di fusione, DEMO
6
LA MACCHINA ITER
International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)
7
QUALI GLI OBIETTIVI DI ITER?
Una pietra miliare nel percorso verso la fusione (dal latino “iter”)
8
QUALI GLI OBIETTIVI DI ITER?
Dimostrare che la fusione é una fonte di energia praticabile
Fusione su scala molto
maggiore che in esperimenti
attuali
10 volte piú potenza generata
che consumata (500 MW)
Studio del “burning plasma“ e
suo mantenimento prolungato
Prova di tecnologie chiave per
futuri reattori di fusione
9
LA MACCHINA ITER
Fatti & numeri
23000 t Compatto 10 milioni di parti 360 t 5000 persone
Tre volte il peso Piú piccolo del ITER: 107 Ogni magnete Non meno di 5000
della Torre Eiffel, boiler system di Airbus 380: 106 principale pesa persone
lo stesso di una una centrale a quanto un Boeing lavoreranno
piccola portaerei carbone Quattro volte il 747-300 a pieno direttamente ad
Progetto numero di parti carico ITER a in Europa al
estremamente dello Space Shuttle picco della sua
integrato costruzione
10IL PROGETTO ITER
Il piú grande progetto internazionale di ricerca energetica
ITER
Sette membri
Piú del 50% della popolazione mondiale
Piú del 80% del PIL mondiale
11IL PROGETTO ITER
Uno dei maggiori progetti di R&S nella storia recente dell’umanitá
1000
Total/estimated cost (BEur 2008)
100
10
1
ISS Apollo Manhattan ITER A380 Galileo LHC
12IL PROGETTO ITER
Unendo le migliori capacitá da tutti i membri
Ogni membro realizza L’Europa é il maggior Principale attivitá di
diversi componenti di contributore al progetto, F4E in questa fase é
ITER e li consegna al fornendo circá la metá lavorare con industria e
progetto dei componenti centri di ricerca
7 Agenzie
Progettare e costruire i
Domestiche, F4E é AD
componenti di ITER di
europea
competenza
13LA PIANIFICAZIONE DI ITER
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Toroidal Field Coils
PA Signed Procurement Contract First EU TFC Last EU TFC
(June 2008) Signed (July 2010) (October 2016) (May 2018)
Poloidal Field Coils
PA Signed Forecasted First PF Coil #5 PF Coil #3
(June 2009) Contract Signature (May (January 2017) (April 2019)
2013)
Vacuum Vessel
PA Signed Procurement First Sector Last Sector
(Nov 2009) Contract Signed (August 2017) (December 2018)
(October 2010)
Procurement RFE 1B-Partial
Contract Signed Access Tokamak Pit
(December 2012) (October 2016)
Buildings Construction
PA Signed RFE 1A-Assembly RFE 1C-Tok. Completion
(July 2010) Hall Building RFE Tok. Building
(May 2016) (August 2017) (August 2019)
F4E ha rilasciato ad oggi
contratti ITER per circa 3060 M€
14IN CIFRE …
A metá 2014 F4E ha …
Aggiudicato 280+ contratti
… per un valore di 2.9+ miliardi €
… ad aziende di 14 paesi membri e 2 non-membri
Aggiudicato 110+ grant di R&S
… per un contributo di 90+ milioni €
… ad enti di ricerca di 21 paesi membri e 1 non-membro
15UN QUADRO IN EVOLUZIONE
Prima metá del budget EU (2008-2014) dedicata ai grandi componenti, opere
civili e di infrastruttura
Edifici
Camera a vuoto
Magneti
Specifiche tipicamente “build-to-print”
Gare di interesse principalmente per grandi aziende e/o presenza consolidata
nelle tecnologie di fusione (o nucleare commerciale)
Caratteristiche tipiche delle gare
Valore medio dei contratti 10 milioni €
Numero medio di concorrenti 3
16UN QUADRO IN EVOLUZIONE
Seconda metá del budget EU (2014-2020) dedicata a piccoli componenti,
sistemi tecnologici ed ausiliari
Robotica
Diagnostica
Accensione e riscaldamento del plasma
Specifiche tipicamente “functional specifications”
Gare di interesse per grandi e piccole aziende innovative che entrano nel
settore fusione per la prima volta
Contenuto significativo di sviluppo tecnologico e di prodotto
Possibilitá/bisogno di forte collaborazione con enti di ricerca
Caratteristiche tipiche delle gare
Valore medio dei contratti 5milioni €
Concorrenti = ?
17IL CANTIERE ITER DI CADARACHE
In avvicinamento al picco dei lavori
18IL CANTIERE ITER DI CADARACHE
Seismic isolation pit
ITER foundations
Coil manuf. building
19IL CANTIERE ITER DI CADARACHE
Assembly building Tokamak pit Tokamak pit
Area preparata
4 edifici completati
Fondazioni di ITER in
fase avanzata
ITER headquarters PF coils building
Critical network Contractors area
20IL CANTIERE ITER DI CADARACHE
21I COMPONENTI PER ITER
Large ion source Magnets furnace Vacuum vessel Vacuum vessel
Componenti e
sistemi in
costruzione in
tutta Europa
Vacuum vessel Conductor Winding table
In vessel Conductor spool Radial plate Divertor cassette mock up
22ITER NEL 2020
23LA POLITICA INDUSTRIALE DI F4E
Primo obiettivo
Consegnare il contributo europeo ai progetti ITER e Broader Approach,
entro il budget e la pianificazione stabiliti ed utilizzando nel modo piú
efficace le capacitá di tutti gli Stati Membri, in osservanza delle regole
EU sulla competizione e trasparenza
Secondo obiettivo
Rinforzare la base industriale europea per le tecnologie di fusione in
supporto dello sviluppo nel lungo termine della fusione come fonte
sostenibile di energia, assicurando una partecipazione europea forte e
competitiva sul futuro mercato della fusione
Terzo obiettivo
Stimolare la competitivitá ed innovazione europea in tecnologie
emergenti e strategiche, per promuovere lo sviluppo della Innovation
Union ed il suo impatto a livello internazionale
24ITER PER L’INDUSTRIA EUROPEA
Benefici per l’economia, la conoscenza e la crescita
Sviluppare Collegare Aumentare il Promuovere la Generare
conoscenza imprese e potenziale di competitivitá crescita ed
avanzata e mondo della grandi aziende europea impiego
spin-off ricerca e PMI
Promuovere
innovazione
25ITER PER L’INDUSTRIA EUROPEA
Lo sviluppo della fusione spinge la frontiera tecnologica
Robotica Superconduttori Trattamento
rifiuti
Produzione di Tecnologia
Metrologia del vuoto
materie prime
26ITER PER L’INDUSTRIA EUROPEA
Collaborazione con mondo industriale e della ricerca vitale per raggiungere gli
obiettivi di progetto e di politica industriale
Lavorare insieme per realizzare i componenti per ITER in modo sostenibile e
rispettando i requisiti di progetto
Stabilire un rapporto stabile e sano per lo sviluppo delle tecnologie di fusione
nel medio-lungo termine – costruire la supply chain
Comunicare per comprendere gli obiettivi e le prioritá e trovare un punto di
incontro adatto a generare successo per le parti coinvolte
Dialogo avviato con stakeholders industriali e di ricerca, per garantire gli
elementi necessari ad ITER e per rendere l’energia di fusione una realtá per
l’Europa
27ITER PER L’INDUSTRIA ITALIANA
• Industria italiana molto competitiva nei
segmenti di interesse per la fusione 50
45
• Percentuale di successo nelle offerte a 40
F4E:
35
Campione 664 offerte ricevute fino a
Success rate (%)
metá 2013 30
Media EU-28+CH: 36% 25
Italia: 46% 20
15
10
5
0
EU-28 Italy
28ITER PER L’INDUSTRIA ITALIANA
• Valore totale dei contratti 60
industriali rilasciati al 31/5/2014:
2,970 M€ 50 2008-2012
2008-2013
• Ad aziende italiane (netto di 40
Fraction IT (%)
sottocontratti esteri): 2008-2014
Tier-1 733 M€ 30
Tier-2 48 M€
Totale 26% 20
10
0
Industry Industry Industry R&D value
offers value value awarded
awarded awarded
(excl.
buildings)
29ITER PER L’INDUSTRIA ITALIANA
• Valore totale dei contratti 60
industriali rilasciati al 31/5/2014:
2,970 M€ 50 2008-2012
2008-2013
• Ad aziende italiane (netto di 40
Fraction IT (%)
sottocontratti esteri): 2008-2014
Tier-1 733 M€ 30
Tier-2 48 M€
Totale 26% 20
10
0
Industry Industry Industry R&D value
offers value value awarded
awarded awarded
(excl.
buildings)
30ITER PER L’INDUSTRIA ITALIANA
• Valore totale dei contratti 60
industriali rilasciati al 31/5/2014:
2,970 M€ 50 2008-2012
2008-2013
• Ad aziende italiane (netto di 40
Fraction IT (%)
sottocontratti esteri): 2008-2014
Tier-1 733 M€ 30
Tier-2 48 M€
Totale 26% 20
• Valore totale dei contratti R&D
10
rilasciati al 31/5/2014 :
90 M€
0
Industry Industry Industry R&D value
• A centri italiani offers value value awarded
awarded awarded
Tier-1 18 M€ (excl.
buildings)
Totale 20%
31ITER PER L’INDUSTRIA ITALIANA
• Cifre in milioni €
• Dati provvisori al 31/5/2014
90
48
2147
823
32LE GARE DI APPALTO DI F4E
Rispetto dei principi di:
Trasparenza, proporzionalitá, equitá, non discriminazione
Nessun obbligo di ritorno geografico (‘juste retour’)
Ricerca del miglior rapporto prestazioni/prezzo “Design to cost”:
Qualitá, sicurezza e costo
Risk Management piuttosto che Risk Avoidance
Gare competitive sono di norma aperte a tutte le aziende europee:
Anche fuori da Europa se necessario
Non competitive se giustificato
Scambio di informazioni con IO e altre Agenzie Domestiche
Stretta collaborazione tra F4E e IO (ed alcuni bandi congiunti)
33LE GARE DI APPALTO DI F4E
Contratti di ...
R&S (grant), bandi di proposta
Servizio, fornitura e/o opere civili, bandi di gara
Grant destinati a sostenere R&S con un contributo del 40-70%
Contratti di servizio, fornitura e/o opere destinati all’acquisto:
Procedura aperta: tutte le aziende possono inviare un’offerta
Procedura ristretta 2 fasi
• 1: Pre-selezione, bando di espressione di interesse
• 2: Invito all’offerta solo per pre-selezionate
Dialogo competitivo: Contratti complessi,
interazione/collaborazione con le aziende
Negoziazione diretta: solo fino a 250 k€ oppure in casi
eccezionali
34LE GARE DI APPALTO DI F4E
Organizzazione
Ogni procedura di gara é gestita congiuntamente da un responsabile
tecnico (Technical Project Officer, TPO) ed un responsabile
amministrativo (Project Procurement Officer, PPO)
TPO e PPO supportati da:
Advisor legali e finanziari Responsabili di ogni
Analisti di mercato (Market Intelligence) contatto pre-competitivo e
Ispettori di qualitá post-competitivo
…
F4E aiutata da network esterni per miglior contatto con il mercato
Industrial
Liaison network (ILO)
European Fusion Laboratories network (EFLO)
35IL PORTALE WEB
Il portale per le imprese e la ricerca
Bandi di gara e ricerche di mercato
Base dati dei fornitori
https://industryportal.f4e.europa.eu/default.aspx
Informazioni ed aggiornamenti per il mercato e la supply chain
36I BANDI DI GARA
TED (F4E appare come istituzione con sede in Spagna):
http://ted.europa.eu/TED/browse/browseByBO.do (check on SPAIN)
Pagine web di F4E:
https://industryportal.f4e.europa.eu/EXT_IP_APPLICATION_PAGES/CallSearch.aspx
37 La fusione avrá un ruolo centrale nel mix energetico mondiale di medio e lungo termine
L’Europa é all’avanguardia nelle tecnologie di fusione, competitiva sia dal punto di vista
scientifico che industriale
F4E ha il mandato di consolidare e rinforzare la leadership europea, attraverso numerosi
progetti tecnologici ed industriali
I progetti di F4E offrono opportunitá importanti all’industria e ricerca europee, con le
quali F4E cerca un rapporto di partnership strategica
38Seguiteci su:
www.f4e.europa.eu
www.twitter.com/fusionforenergy
www.youtube.com/fusionforenergy
www.linkedin.com/company/fusion-for-energy
www.flickr.com/photos/fusionforenergy
39F4E Forthcoming
Procurement activities
26th June 2014 - Milan
40Reminder: MIG/BI Group
ANTENNAS & PLASMA ENGINEERING A. COURTIAL NEUTRAL BEAM SYSTEM & PS (T. Bonicelli) B.PERIER;M.DAVAL
ION CYCLOTRON H&CD ANTENNA A. COURTIAL ELECTRON CYCLOTRON M.DAVAL
Diamond Disks A. COURTIAL MITICA Beam Source B.PERIER
EC UL Cooling Water Distribution System A. COURTIAL SF6 Plant B.PERIER
BUILDINGS (L.Schmieder) M.DAVAL Gyrotron Magnets M.DAVAL
TB13 Emergency Electrical System M.DAVAL AGPS-CS B.PERIER
CODAC (F. Sartori) A. COURTIAL PROJECT OFFICE (F. Casci) A. COURTIAL;M.DAVAL
Framework contract ENGINEERING SERVICES A. COURTIAL PROJECT MANAGEMENT A. COURTIAL;M.DAVAL
CRYOPLANT & FUEL CYCLE (A. Teissier) M.DAVAL;B.PERIER Indexation M.DAVAL
REMS B.PERIER;M.DAVAL Export Control Service Provider M.DAVAL
PRE PRODUCTION CRYOPUMP B.PERIER REMOTE HANDLING (C.Damiani) B.PERIER
TRITIUM M.DAVAL DIVERTOR RH B.PERIER
VACUUM PUMPIMG M.DAVAL CASK & PLUG B.PERIER
DIAGNOSTICS (G. Counsell) A. COURTIAL;M.DAVAL NB RH B.PERIER
RH CONNECTORS A. COURTIAL IN VESSEL VIEWING SYSTEM (IVVS) B.PERIER
COLLECTIVE THOMSON SCATTERING M.DAVAL TECHNICAL SUPPORT SERVICES (PY. A. COURTIAL;M.DAVAL
FEEDTHROUGH M.DAVAL MATERIALS DEVELOPMENT M.DAVAL
IN-VESSEL (P.Lorenzetto) M.DAVAL Helium Test M.DAVAL
DIVERTOR IVT M.DAVAL Engineering Support A. COURTIAL
DIVERTOR CASSETTE BODY M.DAVAL VACUUM VESSEL (P.Jucker) B.PERIER
MANIFOLD M.DAVAL TBD B.PERIER
MAGNETS (S. Bonito) B.PERIER BROADER APPROACH (P. Barabaschi) B.PERIER
PF COILS IMPREGNATION and ADDITIONAL TOOLING B.PERIER TBD B.PERIER
PF COILS WINDING TOOLING B.PERIER
PF COILS Site & Infra B.PERIER
PF COILS Cold Test B.PERIER
PF COILS MANUFACTURING B.PERIER
41Magnets
PF Coils:
Contract Procedure Launch Sign
tentative
Dates. S&I Open May 2014 October 2014
TI&TA Open June 2014 December 2014
MFR Negotiated July 2014 TBC
Cold Test Facility Open TBC TBC
42Cryoplant & Fuel cycle
Tritium Plant
Under preparation:
Conceptual design for Hydrogen Isotope
Separation System [ex-OPE-441].
43Technical Support, & TBM
Under Preparation:
Renewal of [OFC-169]: System and Instrumentation Engineering
Support; Renewal of [OPE-084]: Material characterization at
cryogenic temperatures (LOT l) and room and elevated
temperatures (LOT 2)
44Neutral Beam Test Facility & ECPS
NBTF [Mitica/Prima/Spider]
Under preparation
[OPE-307]: MITICA Cryoplant: target for CFT is Q1 2015
[OPE-278]: AGPS-GPRS: target for CFT is now Q3 2014.
[OPE-552]: Superconducting magnet for the EU Gyrotron
prototype for ITER EC System: target for CFT is Q3/2014
(ideally July); Open procedure foreseen.
Launched
[OPE-520]: MITICA Vessel, deadline 18/07
45Buildings
TB13-emergency electrical equipment [OPE 540]:
Pre-info notice issued, CFeI imminent
Pics: IO; ITER site in April 2014
46Antennas & plasma engineering
EC launcher
Under preparation: (Q3-4/2014)
• Fabrication & Qualification of EC UL Isolation Valves
Prototype
• Support to Isolation Valves Prototype prototyping,
manufacturing and testing (market survey)
• Engineering Support Independent Verification and
Analysis EC UL (market survey) Antennas
• Support for design of cooling systems [OFC-0569]
47ILO Meeting #25 Market surveys
Market Surveys on-going
IN VESSEL: CuCr Zr seamless tubes
MAGNETS – PFC Tooling Impregnation and Additional – 19 answers
MAGNETS – PFC Site & Infrastructure – 6 answers
MAGNETS – PFC Manufacturing – 3 answer
Market Surveys to come
DIVERTOR – Cassette assembly, Q3 2014
EC UL/CODAC – System and Instrumentation Engineering Support, Q3 2014
Info Days to come
EC UL/CODAC – System and Instrumentation Engineering Support, Q4 2014
48Seguiteci su:
www.f4e.europa.eu
www.twitter.com/fusionforenergy
www.youtube.com/fusionforenergy
www.linkedin.com/company/fusion-for-energy
www.flickr.com/photos/fusionforenergy
49WHEN IS ITER BEING BUILT?
6000
F4E industry jobs
5000 IO industry jobs
IO staff
4000 F4E staff
Research staff
3000
2000
1000
0
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
50ITER BUILDINGS
Building the ITER foundations
• More than 4,000 metric tons of rebar installed for the foundations of the Tokamak Complex
(the “B2 slab”)
• A combination of orthogonal and orthoradial rebar, 16 layers of spider webs made up of 40
mm thick steel bars
51ITER COMPONENTS
Building the ITER Vacuum Vessel
• A complex and huge vacuum vessel is used to
contain the hot plasma
• Made out of 60 mm thick stainless steel
• Made up of nine sectors like the slices of an orange
• When all the sectors are joined, it will weigh more
than 5000 tons
About to be pressed into shape After pressing into shape Welding Pieces Together
52ITER COMPONENTS
Building the ITER Magnets
• Magnets hold the hot plasma and keep it
from touching the walls of the vacuum vessel
• To reduce power loss from magnets, special
superconducting cable is used
• Europe is building most of the largest ITER
magnets
Spool of cable Cables winded into shape Cables wrapped around a “D-shape”
53Puoi anche leggere
