Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Idrogeno: filiera e tecnologie Idrogeno: filiera e tecnologie correlatecorrelate
Le possibili ricadute sul tessuto produttivoLe possibili ricadute sul tessuto produttivo
Giuseppe GianolioGiuseppe GianolioHydrogen System LaboratoryHydrogen System Laboratory
Environment Park TorinoEnvironment Park Torino
Introduzione alla filiera dell’idrogeno
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
SommarioSommario
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno
La filiera dell’idrogeno
Differenti livelli di attività
Settori produttivi
La situazione piemontese
Vocazione tecnologica e ambientale
Il Sistema Piemonte Idrogeno
Conclusioni
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno
I limiti della società attuale risiedono in un settore energetico “non sostenibile”
caratterizzato da:
• grande utilizzo di fonti fossili in via di esaurimento
• crescita dei consumi
• emissione di gas serra e sostanze inquinanti da parte dei cicli energetici
• disomogeneità nella distribuzione delle fonti
Sistema energetico
futuro
Utilizzo energie
rinnovabili
Sicurezza approvvigion
amento
Integrità ambientale
IDROGENOIDROGENO
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno:
l’idrogeno come vettore energetico
Confinamento CO2
Eolico, PV
Solare
Biomasse
Carbone
Nucleare
Petrolio
Gas naturale
Foss
iliR
inno
vabi
li
Gassificazione
Reforming
Reforming
Elettrolisi
Gassificazione
Processi termochimici
Processi termochimici
CO2
CO2
Residenziale
Altro
Industria
Generazione potenza
distribuita
IDROGENO
Idro
geno
dotti
Ric
hied
e ac
cum
ulo
e di
strib
uzio
ne H
2
Trasporto
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno:
l’idrogeno come vettore energetico
Trasformazioni energetiche caratterizzate da:
• basso impatto ambientale
• differente efficienza e scalabilità
• differenti livelli di maturità tecnica ed economica
• differenti problematiche legate alla sicurezza
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
20201010
20202020
20302030
H2 prodotto per reforming del GN ed elettrolisi
Cluster di reti di distribuzione H2
Uso di H2 in grandi applicazioni industriali
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno: la Visione Europea
Prime stazioni di distribuzione H2
Trasporto su strada e produzione on site alla stazione di servizio (reforming ed elettrolisi)
H2 prodotto da fossili con sequestro CO2
Produzione e Produzione e distribuzione distribuzione
idrogenoidrogeno
Ampie reti di idrogenodotti
Interconnessione di reti di distribuzione H2 locali
Produzione di idrogeno da rinnovabili
Gassificazione biomasse
Aumento della decarbonizzazione della produzione H2
Rinnovabili, fossili con sequestro CO2 e nuovo nucleare
• Sistemi di accumulo H2 di 2a generazione• FCEV competitivi • I flotte a H2 (Sistemi di stoccaggio H2 di 1a generazione)
• Produzione di FCEV per flotte
• Ampio uso di FCEV a H2
• Significativa crescita di generazione di potenza distribuita, con sostanziale penetrazione delle celle a combustibile
Celle a combustibile diventano una tecnologia di largo impiego per trasporto, generazione di potenza e microgenerazione
20402040
Idrogeno 2050
Sviluppo celle a Sviluppo celle a combustibile e combustibile e
applicazioniapplicazioniFonti fossili 2000
• Produzioni di serie di FCEV per flotte / Unità APU commerciali
• PEFC (< 300 kW) e SOFC/GT (1 MW) commerciali • Nicchie di mercato per PEFC per usi residenziali• Motori a combustione interna ad idrogeno
Fonte: R. Vellone ENEA
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno: dove siamo
• progetti di ricerca
• progetti dimostrativi
• mercati di nicchia in avvio
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno: progetti di ricerca
STATI UNITISTATI UNITI EUROPAEUROPA
GIAPPONEGIAPPONE
• Hydrogen R&D Program (DoE)
• Vision 21 Program • FreedomCAR • California Fuel Cell
Partnership
• Hydrogen R&D Program (DoE)
• Vision 21 Program • FreedomCAR • California Fuel Cell
Partnership
• V-VI Programma Quadro EU
• TES Program (Germania)• Clean Urban Transport for
Europe (Germania) • EQHHPP• Programmi sull’idrogeno
sono in corso in Norvegia, Francia, Islanda.
• V-VI Programma Quadro EU
• TES Program (Germania)• Clean Urban Transport for
Europe (Germania) • EQHHPP• Programmi sull’idrogeno
sono in corso in Norvegia, Francia, Islanda.
• WE-Net Program• Japan Hydrogen &
Fuel Cell• Demostration
Project/METI
• WE-Net Program• Japan Hydrogen &
Fuel Cell• Demostration
Project/METI
Fonte: R. Vellone ENEA
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Dalla società attuale alla società dell’idrogeno: progetti dimostrativi
Fuel Cell Marathon
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La filiera dell’idrogeno
Il passaggio dall’attuale società alla società dell’idrogeno aprirà opportunità per una intera filiera produttiva
• 3 settori principali: produzione, stoccaggio e distribuzione, utilizzo
• tutti i settori sono caratterizzati da necessità di sviluppo tecnologico per la produzione di componenti dedicati
• un impatto potenziale ampio su settori tecnologici differenti
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Level 0components suppliers
Level 1core technology developers
Level 2balance of plant makers
Level 3Final Users
La filiera dell’idrogenoDifferenti livelli di attività
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La filiera dell’idrogeno
• Livello 0 - components suppliers: fornitura di componenti necessari per la costruzione delle core technologies (es. elettrodi per fuel cells);
• Livello 1 - core technology developers: produzione di nuove tecnologie legate al cuore di uno dei settori della filiera dell’idrogeno (es fuel cells);
• Livello 2 - balance of plant makers: produzione di componenti necessari al funzionamento delle core technologies (es. compressori per fuel cells);
• Livello 3 – final users: produzione di apparecchiature complete basate sulle core technologies (es. power system basato su tecnologie fuel cells)
Il mercato potenzialmente molto ampio ma dipendente dalla penetrazione stessa delle tecnologie
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La filiera dell’idrogenoSe
ttor
i pr
odut
tivi
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La filiera dell’idrogeno: il panorama italiano
core tecnology developers di livello internazionale: Arcotronics Fuel Cell, Nuvera, Ansaldo Fuel Cell, Fabbricazioni Nucleari
final users qualificati in alcuni casi già attivi nel settore (FIAT, IRISBUS, EDISON)
centri di ricerca pubblici e privati di livello internazionale (ENEA, CNR, HYSY_LAB)
buone possibilità per balance of plant makers e component suppliers
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: vocazione tecnologica
ambientaleAlcuni esempi:• Ampia diffusione di infrastrutture di distribuzione del gas naturale (a
Torino da almeno 20 anni, l’ 86% degli impianti di riscaldamento è alimentato a metano);
• Una delle più grandi reti di cogenerazione/teleriscaldamento in Europa (AEM – Torino serve più di 280.000 persone);
• Più di 250 mezzi a basso impatto (EEV) nelle flotte dei capoluoghi di provincia piemontesi;
• La produzione di energia idroelettrica e da fonti rinnovabili rappresenta più del 25% dell’energia richiesta.
• 718 imprese produttrici di tecnologie ambientali e fornitrici di beni e servizi legati all’ambiente sul territorio di cui 91 di livello tecnologico decisamente innovativo*
*(Fonte, “Il settore delle eco-industrie in Piemonte” edito dalla Camera di Commercio Industria Artigianato e Agricoltura di Torino, Luglio 2003)
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: il Sistema Piemonte Idrogeno
• un insieme di iniziative volte alla realizzazione del cosiddetto Sistema Piemonte Idrogeno
• una “rete” vera è propria che consenta sia di valorizzare le sinergie possibili sia di tracciare strategie di ampio respiro
Autorità locali
Laboratori di ricerca
Università
Aziende
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: il Sistema Piemonte Idrogeno
Il primo passo: Sviluppo nel 2001 del primo (ed al momento unico) autobus italiano ad idrogeno
Partners: IRISBUS, GTT, Gruppo Sapio, Ministero dell’Ambiente, Regione Piemonte, Città di Torino, ENEA, Ansaldo e C.V.A.
Alcuni dati: veicolo CRISTALIS da 12 metri alimentato da un sistema ibrido composto da Fuel Cell di tipo PEM da 62 kW e batterie al piombo, sistema di stoccaggio dell’idrogeno a 200 bar.
Veicolo in fase di prova su strada
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: vocazione tecnologica
ambientale
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: Sistema Piemonte Idrogeno
•Realizzazione del Laboratorio HYSY_Lab. Laboratorio realizzato, con un investimento iniziale di 2,7 M€, dall’Environment Park presso la propria sede in collaborazione con Politecnico di Torino, GTT, SAPIO e gli enti locali (Regione Piemonte, Provincia di Torino e Comune di Torino).
•Allocazione di 8 M€ (biennio 2003-2004) da parte della Regione Piemonte per il cofinanziamento alla realizzazione di progetti di ricerca nel settore dell’idrogeno da svilupparsi attraverso il coinvolgimento di aziende (piemontesi e non), gli atenei piemontesi e il laboratorio HYSY_LAB.
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: Sistema Piemonte Idrogeno
•Finanziamento da parte della Regione Piemonte di 18 dottorati di ricerca sull’idrogeno, da svilupparsi negli Atenei piemontesi, per 1M€, quale prima tranche di un più ampio ed articolato progetto di ricerca nel settore.
•Installazione di 9 laboratori dimostrativi in Istituti Tecnici Industriali in ogni provincia del Piemonte (finanziamento di 0,5 M€ della Regione Piemonte) per promuovere e diffondere la conoscenza delle tecnologie relative alla filiera dell’idrogeno ed alle Fuel Cells.
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: Università e Laboratori
•Politecnico di Torino
•Università di Torino
•Università del Piemonte Orientale
•Environment Park - HYSY_LAB
•Centro Ricerche Fiat
•Centro Ricerche Edison
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: il laboratorio HYSY_LAB
Dati Salienti:
• Inaugurato il 5 Giugno 2003
• Volume di attività pari a 1 M€ (2004)
• 8 Ricercatori full time
• Collaborazioni e progetti con oltre 30 partner industriali (Italiani e non)
44
laboratorio di ricercalaboratorio di ricerca
focalizzato sui seguenti focalizzato sui seguenti
macro obiettivi: macro obiettivi:
A - ProduzioneA - Produzione
B - StoccaggioB - Stoccaggio
C - ApplicazioniC - Applicazioni
D - Analisi di sistemaD - Analisi di sistema
laboratorio di provalaboratorio di prova per componenti e per componenti e
sistemisistemi
laboratorio di formazionelaboratorio di formazione per tecnici operanti nel settore per tecnici operanti nel settore
dell’idrogenodell’idrogeno
centro di eccellenzacentro di eccellenza per lo sviluppo e la per lo sviluppo e la
realizzazione di progetti realizzazione di progetti pilota sul territorio pilota sul territorio
piemontesepiemontese
centro di aggregazionecentro di aggregazione per i soggetti operanti nel per i soggetti operanti nel
settore dell’idrogeno in settore dell’idrogeno in PiemontePiemonte
La situazione piemontese: il laboratorio HYSY_LAB
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: il Centro Ricerche FIAT
•Fondato nel 1976 come polo di riferimento per l’innovazione e servizi di ricerca & sviluppo delle aziende del Gruppo Fiat
•Organico composto da circa 920 dipendenti di cui il 57% con laurea in discipline tecnico-scientifiche (ingegneria, scienze, matematica o economia).
•Nel 2003 l’attività globale ha raggiunto 113 Meuro, con un aumento del 4,4% rispetto l’anno precedente.
•Oltre 760 brevetti e 540 nuove domande di brevetto. •Sede principale ad Orbassano e quattro centri decentrati
(Trento, Pomigliano, Catania, Valenzano) e una nuova società, CRP Centro Ricerche Plast-Optica (UD).
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: il Centro Ricerche FIAT
FIAT SEICENTO AD IDROGENO
• Lo sviluppo del prototipo a fuel cell Fiat Seicento Hydrogen, co-finanziato dal Ministero dell’Ambiente (MATT), completato nel 2003 e presentato ufficialmente a Milano il 21 ottobre.
• Attualmente in fase di test su strada, nelle varie condizioni di guida per l’uso quotidiano.
• Il motopropulsore ibrido (fuel cell con buffer di potenza a batterie), grazie alle sue caratteristiche prestazionali ed energetiche, abilita una strategia di gestione che assicura una velocità massima continuativa di 130 km/h, un’eccellente risposta dinamica in accelerazione ed un'autonomia di 220 km su ciclo urbano.
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: le aziende
• presenza di alcuni operatori attivi come core technology developer
• grandi potenzialità per component manufacturers e balance of plant makers
• presenza di potenziali final users di livello internazionale
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: le aziende
Alcune delle aziende già operative nel settore della produzione:
PRODUZIONE Level 1core technology
developers
Level 0components
suppliers
Level 2balance of plant makers
Level 3Final Users
Elettrolisi - Giacomini Allemano Metrology, Attas, Criotec, Giacomini, Belotti Sistemi.
Ecotermica Piemontese, Idreg Piemonte, AgenBiella, Pianeta, AgenGranda,
Reforming Hysytech Filters, Criotec, Infragas
Gruppo Sapio, Allemano Metrology, Attas, Idreg Piemonte, Giacomini, Belotti Sistemi,
Edison, AgenBiella, Ecotermica Piemontese, Tea, Pianeta, AgenGranda, Azimut Benetti, Gruppo Sapio, Rivoira, SIAD
Gassificazione - Filters, Criotec Gruppo Sapio, Allemano Metrology, Attas, Idreg Piemonte, Giacomini, Belotti Sistemi,
Edison, AgenBiella, Ecotermica Piemontese, Tea, Pianeta, AgenGranda, Sapio, Rivoira, SIAD
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: le aziende
Alcune delle aziende già operative nel settore dello stoccaggio e distribuzione:
STOCCAGGIO E DISTRIBUZIONE
Level 1core technology
developers
Level 0components
suppliers
Level 2balance of plant makers
Level 3Final Users
Compressione Gruppo Sapio,SIAD, Rivoira, Messner
Criotec Allemano Metrology, Attas, Giacomini, Belotti Sistemi
Pianeta
Liquefazione Gruppo Sapio, SIAD, Rivoira, Messner
Criotec Allemano Metrology, Attas, Giacomini, Belotti Sistemi
Edison, AgenBiella, Ecotermica Piemontese, Pianeta, AgenGranda,
Idruri metallici - Criotec AgenBiella, Pianeta
Distribuzione - Ecotermica Piemontese,AgenBiella, Pianeta, AgenGranda, Ecotermica Piemontese
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
La situazione piemontese: le aziende
APPLICAZIONI Level 1core technology
developers
Level 0components
suppliers
Level 2balance of plant makers
Level 3Final Users
PEM - Solvay Solexis, Industrie tessili
Allemano Metrology, Attas, Giacobini, Belotti Sistemi, IREM, Centro di Cultura per l’ingegneria delle materie plastiche,
AEM, AgenBiella, Ecotermica Piemontese, Pianeta, GTT, FIAT, Gruppo Bertone, Merlo, Azimut Benetti, IVECO-IRISBUS
MCFC FN FN Allemano Metrology, Attas, IREM, Giacobini, Belotti Sistemi,
AEM
SOFC - - Allemano Metrology, Attas, Giacobini, Belotti Sistemi, IREM, Centro di Cultura per l’ingegneria delle materie plastiche.
Edison, Gas Turbine Technologies, AEM
Alcune delle aziende già operative nel settore dellàutilizzo:
Idrogeno: filiera e tecnologie correlateIdrogeno: filiera e tecnologie correlateTorino,16 Giugno 2004Torino,16 Giugno [email protected]@envipark.com
Conclusioni• la filiera dell’idrogeno e le tecnologie ad esse connessa
rappresentano non solo una speranza per il futuro sistema energetico ma soprattutto un’importante settore industriale nel possibile futuro scenario mondiale
• Il Piemonte ha ottime potenzialità per candidarsi a ricoprire il ruolo di Regione di Eccellenza per la filiera dell’idrogeno