MR/2005-1

ENTE PER LENUOVE TECNOLOGIE,L’ENERGIA E L’AMBIENTE

Idrogeno e celle a combustibileStato attuale e prospettive di sviluppo delle attività ENEAIdrogeno e celle a combustibileStato attuale e prospettive di sviluppo delle attività ENEA

ENEA, Progetto Idrogeno e Celle a CombustibileC.R. Casaccia, Via Anguillarese 301, 00060 Rome, Italy

Casaccia, 20 Gennaio 2006Prot.ENEA/2006/3864/IDROCOMB

MR/2006-2

IndiceIndice

Possibili azioni per migliorare il posizionamento dell’ENEA nel settore

Quadro delle principali iniziative internazionali, europee e nazionali e dei collegamenti delle stesse con le azioni dell’ENEA

Progetti in corso sulle tematiche attinenti H2&FC, risorse disponibili (competenze, laboratori), punti di forza e di debolezza

MR/2006-3

Perché l’idrogeno?Perché l’idrogeno?

Impianto di produzione H2

Celle a combustibile

HH22

Gas naturale

Stazione di servizio

Giacimento esaurito Acquifero salino

Centrale elettrica

COCO22

HH22

Solare termicoImpianto eolico

Biomasse

Impianto fotovoltaico

Idroelettrico

Impianto di produzione H2

Celle a combustibile

HH22HH22

Gas naturale

Stazione di servizio

Giacimento esaurito Acquifero salino

Centrale elettrica

COCO22COCO22

HH22HH22

Solare termicoImpianto eolico

Biomasse

Impianto fotovoltaico

Idroelettrico

Può essere prodotto a partire da un’ampia gamma di fonti energetiche primarie (fossili, rinnovabili, nucleare), contribuendo alla sicurezza degli approvvigionamenti

Non genera né CO2 né inquinanti locali durante il suo utilizzo, consentendo una riduzione dei gas ad effetto serra e delle emissioni inquinanti

Trova impiego in una molteplicità di applicazioni (usi stazionari, portatili e trasporto)

L’Idrogeno rappresenta, in prospettiva, un componente chiave di un sistema energetico sostenibile, in quanto:

MR/2006-4

Idrogeno e Celle a CombustibilePrincipali programmi di ricerca, sviluppo e dimostrazioneIdrogeno e Celle a CombustibilePrincipali programmi di ricerca, sviluppo e dimostrazione

Programma PNR/FISR -R&S su “Idrogeno e Celle a combustibile”

METI - NEDO• Polymer Electrolyte Fuel

Cell Technologies UtilizingHydrogen Energy Program

METI-NEF• PEFC Systems Demonstration

Project

METI - JARI e ENAA• Japan Hydrogen & Fuel Cell

Demonstration Project

Finanziamenti pubblici: ~ 250 M€ / anno

• Programmi Nazionali (Germania, Francia, Italia, ..)Finanziamenti pubblici: ~ 200 M€ / anno

DoE-EERE Office• Hydrogen, Fuel Cells &

Infrastructure Technologies Program

• FreedomCAR and Fuel Partnership

DoE- Fossil Energy Office• FutureGen• SECA Program

California Fuel CellPartnership

Finanziamenti pubblici: ~ 250 M€ / anno

• VI Programma Quadro EU• European Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform

Finanziamenti pubblici: 6PQ (2002-2006) ~ 275 M€

MR/2006-5

Collaborazioni internazionaliCollaborazioni internazionali

International Partnership for Hydrogen EconomyInternational Partnership for Hydrogen Economy

European Hydrogen and Fuel Cells Technology PlatformEuropean Hydrogen and Fuel Cells Technology Platform

Implementing Agreements IEAImplementing Agreements IEA(Idrogeno, Celle a Combustibile Avanzate, Veicoli Elettrici ed Ibridi)

Carbon Sequestration Leadership ForumCarbon Sequestration Leadership Forum

MR/2006-6

Fuel Cell and Hydrogen RTD Framework ProgrammesFinanziamenti CEFuel Cell and Hydrogen RTD Framework ProgrammesFinanziamenti CE

0

50

100

150

200

250

300

FP2(1986-1990)

FP3(1990-1994)

FP4(1994-1998)

FP5(1998-2002)

FP6(2002-2006)

M€

832

58

145

275

EUROPEANCOMMISSION

MR/2006-7

Idrogeno e Celle a CombustibileProgrammi della Commissione EuropeaIdrogeno e Celle a CombustibileProgrammi della Commissione Europea

Novembre 2003Novembre 2003 – Il “QuickQuick--startstart ProgrammeProgramme” della ““EuropeanEuropean InitiativeInitiative forfor GrowthGrowth””identifica l’Economia dell’Idrogeno come una delle aree chiave degli investimenti per il medio termine e prevede due progetti principali in questo settore:

HyComHyCom -- Creazione di “Comunità a idrogeno”HypogenHypogen – Realizzazione di un impianto per la produzione combinata di elettricitàe idrogeno e da fonti fossili, con separazione e confinamento della CO2Budget complessivo indicativo di 2,8 miliardi di euro di finanziamenti pubblici e privati

2004 2004 -- Piattaforma Tecnologica Europea per lPiattaforma Tecnologica Europea per l’’Idrogeno e le Celle a Idrogeno e le Celle a Combustibile Combustibile -- Obiettivo:: ““promuovere e accelerare lo sviluppo e la diffusione di tecnologie europee competitive per l’impiego dell’idrogeno e delle celle a combustibile in applicazioni stazionarie, portatili e trasporto”

MR/2006-8

Piattaforma Europea Idrogeno e Celle a CombustibilePrimi risultatiPiattaforma Europea Idrogeno e Celle a CombustibilePrimi risultati

►“Strategic Research Agenda” propone un programma decennale di ricerca, di sviluppo e dimostrazione e definisce priorità, tempi e budget per i principali settori di ricerca. Obiettivi :

ridurre i costi dei sistemi con celle a combustibile di un fattore da 10 a 100 ed aumentarne le prestazione e la durata almeno di un fattore 2, al fine di renderli competitivi con i sistemi tradizionaliridurre i costi di distribuzione dell’idrogeno di un fattore almeno 3ottenere densità di accumulo dell’idrogeno adeguate per l’impiego a bordo di veicoli

►“Deployment Strategy” che descrive le prime fasi e le tappe piùimportanti nella penetrazione nel mercato dell’idrogeno e delle celle a combustibile per applicazioni stazionarie e destinate al trasporto al 2020. Il documento sottolinea la necessità di incoraggiare significative cooperazioni tra pubblico e privato per passare dall’attuale fase di ricerca e dimostrazione di prototipi a quella di commercializzazione

Nel 2005 sono stati presentati due documenti che delineano una strategia di medio e lungo termine

MR/2006-9

Piattaforma Europea Idrogeno e Celle a CombustibileNuova StrutturaPiattaforma Europea Idrogeno e Celle a CombustibileNuova Struttura

ACincluding EG

ACincluding EG

ImplementationPanel

ImplementationPanel

Transport Cross cuttingIssuesHydrogen

SupplyStationary Portable

FBD ET PARCS

(Roads2Hycom&

HyLights)

PLATFORMOPERATIONS

Information

Planning

ECEC

Review

Operational suggestions

Strategic suggestions

MGMG

andassessment

MR/2006-10

Joint European Technology InitiativesJoint European Technology Initiatives

La JTI costituisce un meccanismo per creare la necessaria integrazione tra le numerose iniziative di ricerca avviate a livello europeo, nazionale e regionale e sostenere la collaborazione pubblico/privato.

Investimentiprivati

Fondi strutturali

7PQ7PQ InvestimentiInvestimenti industrialiindustriali

I

UK

NLD E

SE

….

….F

ERA-NET

EuropeanInvestment Bank

All’interno del 7° PQ di Ricerca Scientifica e Tecnologica è prevista l’adozione di un “Joint European Technology Initiative” (JTI) su Idrogeno e Celle a Combustibile.

Finanziamenti necessari:~~ 250 M€ di finanziamenti pubblici, di cui 80-100 M€ UEaltri 250 € di finanziamenti privati

ProgrammiNazionali e Regionali

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Piattaforma Nazionale Idrogeno e Celle a CombustibilePiattaforma Nazionale Idrogeno e Celle a Combustibile

Avviata per iniziativa del Ministero dellMinistero dell’’UniversitUniversitàà, Istruzione e Ricerca, Istruzione e Ricerca, con coordinamento del Centro Ricerche FIATCentro Ricerche FIATObiettivo: definire una strategia condivisa di Ricerca, Sviluppo ed Applicazione che favorisca la competitività del sistema industriale nazionale nel settore energetico e promuova la progressiva introduzione di soluzioni compatibili con l’ambiente e sostenibili per costi e qualità, basate sull’uso dell’idrogeno e delle celle a combustibile.Primi risultati: redazione di un documento di sintesi in cui sono state identificate le linee prioritarie di ricerca e sviluppo nazionali su idrogeno e celle a combustibilePartecipantI: ministeri (MIUR, MAP, MATT) e regioni, aziende (produttori di sistemi e componenti, aziende elettriche, produttori di gas tecnici, ecc.) e strutture di ricerca pubbliche e privateENEA ha dato un contributo importante, coordinando il GdL sulla produzione e collaborando alle attività degli altri GdL

MR/2006-12

Struttura Piattaforma Nazionale H2CCStruttura Piattaforma Nazionale H2CC

European Hydrogen & Fuel Cell Technology Platform (HFP) Mirror Group

PROGETTI

PRODUZIONE IDROGENO

DISTRIBUZIONE & ACCUMULO

TRASPORTOGruppi

di lavoro(38 esperti)

Comitato Guida(30 rappresentanti)

MINISTERI (MIUR, MAP, MATT)ORGANIZZAZIONI DI RICERCA

NAZIONALIINDUSTRIE

ASSOCIAZIONI DI CATEGORIA

REGIONICOMITATI ENERGIA/AMBIENTE

GENERAZIONE DI POTENZA

STAZIONARIA

3 Gruppi di supporto:• NORMATIVA E SICUREZZA

• INFORMAZIONE E FORMAZ.• STRUMENTI FINANZIARI

APPLICAZIONI DIVERSIFICATE E PRIMI MERCATI

PIATTAFORMA ITALIANAPIATTAFORMA ITALIANA(H(H22CC)CC)

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Idrogeno e Celle a Combustibile nel PNRIdrogeno e Celle a Combustibile nel PNR

Diversi progetti sono stati avviati presso industrie ed organizzazioni di ricerca nel quadro del Programma Nazionale di Ricerca “Idrogeno e Celle a Combustibile” finanziato dal Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca e dal Ministero dell’Ambiente attraversoil Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca (FISR)

14 progetti36 istituzioni coinvolte tra industrie, organizzazioni di ricerca ed università

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IDROGENOProgetti FISRIDROGENOProgetti FISR

Sviluppo di tecnologie e componenti innovativi per la produzione di idrogeno da sorgenti rinnovabili o da fonti fossili e separazioni idrogeno/CO2 Sviluppo di sistemi di accumulo idrogenoSviluppo di tecnologie, componenti e sistemi per l’uso dell’idrogeno nei settori del trasporto e per la generazione di potenza distribuita

Sviluppo di tecnologie e componenti innovativi per la produzione di idrogeno da sorgenti rinnovabili o da fonti fossili e separazioni idrogeno/CO2 Sviluppo di sistemi di accumulo idrogenoSviluppo di tecnologie, componenti e sistemi per l’uso dell’idrogeno nei settori del trasporto e per la generazione di potenza distribuita

Finanziamento FISR : 51,129 M€Finanziamento FISR : 51,129 M€

ENEA – Tecnologie e processi innovatici per affrontare la transizione e preparare il futiuro del sistema ad idrogeno (Finanziamento 10,668 M€)Centro Ricerche FIAT – Matrici di microcombustori ad idrogeno (Finanziamento 6,057 M€)Consorzio Interuniversitario per lo Sviluppo dei Sistemi a Grande Interfase – Produzione e stoccaggio di idrogeno in nanomateriali(Finanziamento 4,296 M€)Consorzio IPASS – Sistemi innovativi di produzione di idrogeno da energie rinnovabili (Finanziamento 9,93 M€)Consorzio Pisa Ricerche – Sistemi integrati di produzione di idrogeno e sua utilizzazione nella generazione distribuita (Finanziamento 5,506 M€)Università di L’Aquila – Idrogeno puro da multifuel leggeri mediante reforming a conversione totale e stoccaggio su matrici porose (Finanziamento . 6,882 M€)Università di Padova – Metodologie innovative per la produzione di idrogeno da rinnovabili (Finanziamento 5.506 M€)Università di Perugia – Produzione dell’idrogeno a partire da scarti di raffineria petrolchimica ed impiego nella trazione ferroviaria e nella generazione di potenze elettrica distribuita ((Finanziamento 4,818M€)

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Celle a CombustibileProgetti FISRCelle a CombustibileProgetti FISR

Finanziamento FISR : 38,734 M€Finanziamento FISR : 38,734 M€

ENEA – Sviluppo delle tecnologie delle celle a combustibile e dei sistemi per le loro applicazioni (Finanziamento 7,484 M€)CNR-ITAE – Celle a combustibile ad elettrolita polimerici eceramic; dimostrazione di sistemi e sviluppo di nuovi materiali (Finanziamento 9,729 M€)Università di Genova – Sviluppo di un sistema MCFC pressurizzato e sperimentazione di un impianto dimostrativo da 500 kW alimentato con gas di sintesi a composizione variabile (Finanziamento 4,989 M€)Università di Perugia – Nuovi sistemi economici e competitivi di celle a combustibile a carbonati fusi per generazione diffusa (Finanziamento 7,484 M€)Università di Roma ” La Sapienza” – Sviluppo di membrane protoniche innovative per celle a combustibile con elettrolita polimerico (Finanziamento 4,294 M€)INSTM - Hybrid and inorganic nano-systems for the development of fuel cells (Finanziamento 4,365 M€)

Miglioramento delle prestazioni e riduzione dei costi attraverso lo sviluppo di innovativi materiali. componenti e ingegneria di cella Sviluppo e dimostrazione di sistemi a celle a combustibile per trasporto, generazione stazionaria e per l’alimentazione di sistemi portatili Sperimentazione di impianti dimostrativi monitoraggio e verifica dei comportamenti operativi per celle operanti con molteplicità di combustibili

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Programmi del MATTProgrammi del MATT

Oltre a partecipare all’IPHE e finanziare in parte i progetti FISR, il MATT ha contribuito al finanziamento di altri progetti nel settore dell’idrogeno:

Realizzazione della Fiat seicento a idrogeno e dell’autobus a idrogeno di Torino (IVECO-Irisbus)Progetto Bicocca a MilanoRealizzazione di un impianto con celle a carbonati fusi presso FNSviluppo di membrane per celle ad elettrolita polimerico (CRF, Nuvera, Solexis-Solvay)Realizzazione di un centro per la certificazione delle celle a combustibile (ITAE CNR)Hydrogen Park di Porto Marghera

Finanziamenti MATT circa 18 M€

MR/2006-17

Idrogeno e Celle a CombustibilePrincipali iniziative in corso nelle regioni italianeIdrogeno e Celle a CombustibilePrincipali iniziative in corso nelle regioni italiane

Progetto Arezzo Progetto Arezzo – Rete di distribuzione H2 per il distretto orafo ed utilizzo in celle a combustibile; installazione di unità CHP (PEFC)Progetto HBUS Progetto HBUS - Sviluppo di autobus ibridi a celle a combustibile per centri storici

Progetto Progetto SotacarboSotacarbo– Idrogeno prodotto da carbone

ValmontoneValmontone – Produzione di idrogeno da fonti rinnovabili, usi nella trazione

HighValleyHighValley - Sviluppo di sistemi energetici basati su idrogeno (da fonti rinnovabili) Progetto Progetto EasyHyEasyHy (CEA Bellini, Penne) – H2 prodotto per elettrolisi da impianto PV ed impiegato in una cella ad elettrolita polimerico da 5 kW

Progetto IRISBUSProgetto IRISBUS - Realizzazione e dimostra-zione di un autobus a celle a combustibile e sviluppo delle relative infrastruttureProgetto FIAT CITY CAR HYDROGENProgetto FIAT CITY CAR HYDROGEN –Realizzazione e dimostrazione di SEICENTO e PANDA alimentate con celle a combustibileProgetto EOS (Energia da Ossidi Solidi)Progetto EOS (Energia da Ossidi Solidi) ––Progettazione e realizzazione presso GTT (Torino) di un’unità CHP da 125 kW (SOFC -SiemensWestinghouse) Progetto H2.Progetto H2..006.006– Sistema a celle a combustibile presso il centro servizi atleti per Olimpiadi Torino 2006 (Pianeta / HysyLab)Progetto Primo Settimo Progetto Primo Settimo – Produzione ,accumulo e uso di idrogeno da rinnovabili (PV), presso l’ASM (Pianeta)

Hydrogen ParkHydrogen Park (Porto Marghera) – Uso reflui idrogeno da impianti industriali; applicazioni per cogenerazione e mezzi di trasporto

Milano BicoccaMilano Bicocca – Progetto integrato idrogenoZero Regio ProjectZero Regio Project – R,S&D infrastrutture combustibili alternati (idrogeno e biocombustibili) Progetto BEAM Progetto BEAM (ASM Brescia) –– Dimostrazione di miscele metano/H2 in motori a combustione interna; produzione di H2 da biomasse; dimostrazione celle a combustibileIdrogeno dal soleIdrogeno dal sole (Brescia) – produzione di idrogeno da rinnovabili (PV) ed utilizzo in celle a combustibile (PEFC 5 kW)

Progetto Neo Progetto Neo – Sviluppo di veicoli leggeri a idrogeno e delle infrastrutture necessarie al suo uso

MR/2006-18

Idrogeno e Celle a CombustibileAttività ENEAIdrogeno e Celle a CombustibileAttività ENEA

ProduzioneProduzione idrogenoidrogenoCombustibiliCombustibili fossilifossili (GN, (GN, CarboneCarbone) e ) e fontifontirinnovabilirinnovabili ((solaresolare termicotermico, biomasse), biomasse)

Accumulo idrogenoAccumulo idrogenoIdruri metallici, Idruri metallici, sodioboroidrurosodioboroidruro

UtilizzoUtilizzo idrogenoidrogenoCelle a Celle a combustibilecombustibile e e ciclicicli termicitermici avanzatiavanzati

Analisi di fattibilità e valutazioni tecnico-economiche vengono condottea livello nazionale e nell’ambito di collaborazioni internazionali

MR/2006-19

Produzione da fonti fossiliProduzione da fonti fossili

Essenziale per lo sviluppo dell’idrogeno nel breve-medio termine e come ponte verso la produzione da fonti rinnovabiliTecnologie in gran parte disponibili, anche se da ottimizzare per produzione di idrogeno su ampia scalaEssenziale la dimostrazione della fattibilità e accettabilità del confinamento della CO2

Attività/progettiProduzione da carboneProduzione da carbone: sviluppo di tecnologie innovative di gassificazione e purificazione del gas prodotto (DL 297, FISR 2002)Produzione da gas naturaleProduzione da gas naturale: sviluppo sistemi di piccola taglia per l’alimentazione di celle a combustibile

MR/2006-20

Produzione da fonti fossiliProduzione da fonti fossili

Competenze - Tecnologie di trattamento dei combustibili fossili (clean coal technologies) e loro integrazione in sistemi avanzati di generazione elettrica; sistemi di produzione integrati con celle a combustibile; modellistica; progettazione, realizzazione e sperimentazione di impianti complessi

Attrezzature - Stazioni di prova e impianti sperimentali, parte disponibili, parte in via di realizzazione; laboratori di supporto (sistemi di misura, modellistica, diagnostica)

Unità coinvolte - ENE, IDROCOMB, FUS

Collaborazioni - Ansaldo Ricerche, Sotacarbo, Università (Cagliari, Pol. Torino), CNR, Hy-drogen, CSLF

Punti di debolezza - Ruolo ENEA nel settore dei combustibili fossili abbastanza debole; presenza limitata su un tema critico, come il confinamento della CO2; carenza tecnici d’impianto

MR/2006-21

Produzione da fonti rinnovabiliProduzione da fonti rinnovabili

Soluzione ideale per produzione a impatto ambientale nullo e diversificazione delle fonti di energiaTecnologie per gran parte non disponibili, che richiedono un forte impegno per lo sviluppo nel medio-lungo termine

Attività/progettiSviluppo e dimostrazione della fattibilità della produzione con processi termochimici alimentati da energia solare (o da fonte nucleare) (FISR 2002)Sviluppo di sistemi per la produzione di gas ricchi di idrogeno mediante gassificazione di biomasse (DL 297, FISR 2002)studio di processi per la produzione biologica dell’idrogeno (FISR 2002)

MR/2006-22

Produzione da fonti rinnovabiliProduzione da fonti rinnovabili

Competenze - Chimica, chimica industriale, ingegneria, materiali, ecologia microbica, biologia molecolare

Attrezzature - apparati sperimentali per la dimostrazione della fattibilità dei processi termochimici, impianti sperimentali per gassificazione biomasse, laboratori di biologia molecolare e di fermentazione microbica

Unità coinvolte – SOLTERM, ENE , MAT, BIOTEC

Collaborazioni - Università (Roma 1 e 3, Trento, Cagliari, Padova, Firenze, Pol. Milano), CNR, CRIS, CEA, CIEMAT

Punti di debolezza - Tecnologie difficili e con una prospettiva di medio-lungo termine; carenza personale e supporti alle attività sperimentali

MR/2006-23

Accumulo dell’idrogenoAccumulo dell’idrogeno

Disponibilità di sistemi di accumulo con caratteristiche adatte (densità di energia, semplicitàoperativa, durata, costo) problema critico per lo sviluppo di veicoli a idrogeno

Attività/progettiSviluppo di materiali innovativi (nano-micro compositi a base di magnesio, materiali compositi a matrice polimerica, sodioboroidruro) e di sistemi per accumulo di idrogeno (FISR 2000, FISR 2002)

Attrezzature - Laboratori per preparazione e caratterizzazione dei materiali; stazioni di prova per caratterizzazione dei sistemi

Unità coinvolte – IDROCOMB, MAT, ENE

Collaborazioni - Università di Trento, CNR, Saes Getters, IEA

Punti di debolezza - Limitati finanziamenti per lo sviluppo dei sistemi

Competenze - Sviluppo e caratterizzazione materiali, ingegneria dei sistemi

MR/2006-24

Celle a combustibileCelle a combustibile

Tecnologie d’elezione per l’impiego dell’idrogeno, in grado di utilizzare con elevate efficienze e limitato impatto ambientale anche altri combustibiliRichiesto ancora un notevole impegno di sviluppo e dimostrazione per giungere ad una diffusione su ampia scala (dal 2010 per applicazioni portatili, dal 2015 per le applicazioni stazionarie, dal 2020 per il trasporto)

Attività/progettiSviluppo delle tecnologie delle celle ad elettrolita polimerico (PEFC) e a carbonati fusi MCFC) e dei sistemi per le loro applicazioni (PEFC: trazione, alimentazione dispositivi elettronici portatili, sistemi stazionari 1 kW-1 MW; MCFC: generazione/cogenerazione distribuita da 100 kW ad alcuni MW) (FISR 2000, FISR 2002, progetti europei)Obiettivi: riduzione costi, aumento durata, sviluppo sistemi per diverse taglie e con diversi combustibili

MR/2006-25

Celle a CombustibileCelle a Combustibile

Competenze - sviluppo e caratterizzazione di materiali e componenti, produzione componenti (FN), ingegneria degli stack e dei sistemi e loro realizzazione, sperimentazione e caratterizzazione

Attrezzature - laboratori per preparazione e caratterizzazione chimico-fisica ed elettrochimica materiali e componenti; stazioni di prova per stack e sistemi; impianti sperimentali per lo studio dell’integrazione dei diversi componenti del sistema (fino a taglie >100 kW)

Unità coinvolte - IDROCOMB, ENE, MAT

Collaborazioni - Ansaldo Fuel Cells, De Nora/Nuvera Fuel Cells, Arcotronics Fuel Cells, Venezia Tecnologie, CNR, Università (Perugia, Messina, Siena, Roma 1 e 2, Genova,…), laboratori e aziende europee nell’ambito dei progetti CE, IEA

Punti di debolezza - imitate competenze disponibili, rispetto alle richieste di supporto tecnico-scientifico di industrie e utenti; problemi di funzionalità dei laboratori (carenza tecnici e supporti d officina) e di coordinamento con le attività FN

MR/2006-26

Componenti e sistemi per veicoli a idrogenoComponenti e sistemi per veicoli a idrogeno

Attività/progettiSviluppo di componenti, come supercondensatori e batterie al litio, nell’ambito di diversi progetti europeiStudi e sperimentazioni di componenti e sottosistemi a supporto della progettazione di diverse tipologie di veicoli (sia a celle a combustibile che con motori a combustione interna)Sperimentazione e monitoraggio di veicoli a idrogeno

Attrezzature - Laboratori per preparazione e caratterizzazione dei materiali; stazioni di prova per caratterizzazione dei sistemi

Unità coinvolte – IDROCOMB, MAT, ENE

Collaborazioni - CRF, IVECO, Micro-Vett, Ferrovie, ASM Brescia, GTT Torino, Arcotronics Technologies, Ferrania, Università (Roma 1 e 3, Bologna, Camerino), laboratori e aziende europee nei progetti CE, IEA

Punti di debolezza - Limitati finanziamenti e personale disponibili per la parte più orientata ai veicoli, rispetto al complesso delle attrezzature utilizzabili

Competenze - Sviluppo e caratterizzazione materiali, componenti e sistemi di accumulo elettrochimico (batterie, supercondensatori); sviluppo e caratteriz. di componenti e veicoli innovativi

MR/2006-27

Utilizzo dell’idrogeno in cicli termiciUtilizzo dell’idrogeno in cicli termici

Attrezzature - Impianti per sperimentazione di bruciatori e camere di combustione; laboratori di supporto (spettroscopia, fluidodinamica, modellistica, diagnostica)

Unità coinvolte – ENE

Collaborazioni - Ansaldo Ricerche, CRIS, CIRPS

Punti di debolezza - Limitate competenze di chimica e ingegneria chimica

Competenze - Combustione e impiantistica avanzata (modellistica, diagnostica avanzata, progettazione, realizzazione e sperimentazione di impianti basati su cicli innovativi)

Necessità di ottimizzare componenti e sistemi in funzione delle caratteristiche dell’idrogeno e della integrazione con i processi di produzione dello stesso

Attività/progettiStudio dell’utilizzo di gas ricchi di idrogeno in bruciatori di turbine e sviluppo di strumenti per lo studio della combustione (DL 297);Sviluppo e sperimentazione di cicli termici innovativi per l’utilizzo dell’idrogeno con elevata efficienza energetica (FISR 2002)

MR/2006-28

Sicurezza e normativeSicurezza e normative

Unità coinvolte – IDROCOMB

Punti di debolezza - Impegno insufficiente sulla normativa e assente sulla sicurezza

Competenze - tecnologie dell’idrogeno

Aspetti critici per lo sviluppo e diffusione dei sistemi a idrogeno, da affrontare in parallelo allo sviluppo delle tecnologie

Attività/progettiPartecipazione alle attività degli organismi nazionali e internazionali e a progetti europei

MR/2006-29

Analisi tecnico-economiche e studi di sistemaAnalisi tecnico-economiche e studi di sistema

Unità coinvolte – IDROCOMB

Punti di debolezza - limitate competenze disponibili, in relazione all’importanza dell’attività, alle richieste degli interlocutori esterni ed ai finanziamenti potenzialmente disponibili

Competenze - Studi su tecnologie e sistema energetico, tecnologie dell’idrogeno

Essenziali per orientare le attività di sviluppo e fornire il supporto tecnico-scientifico agli attori coinvolti

Attività/progettiPartecipazione a progetti europei (studi di fattibilità, analisi delle tecnologie, definizione dei possibili percorsi di sviluppo del vettore idrogeno)Studi di fattibilità e azioni di supporto a PA, industria e utenti nazionali

MR/2006-30

Idrogeno e Celle a CombustibileProgetti ENEA – Finanziamenti nazionaliIdrogeno e Celle a CombustibileProgetti ENEA – Finanziamenti nazionali

Ruolo ENEAProgetto Tematica

Fontefinanz. Partner

Costototale (k€)

Finanz. totale (k€)

CostoENEA (k€)

Finanz. ENEA (k€) Unità ENEA

Coordinatore

TEPSI

2005-08

Produzione H2 con cicli termodinamici alimentati da energia solareMateriali per accumulo idrogenoProduzione di idrogeno da gassificazione del carbone integrata con generazione di energia a emissioni zero

FISR Ansaldo Ric.CIRPSUn. Trento

Un. Padova (Coord.)Un. FirenzeCNR

Arcotronics FCAFCoDNTE

Partner

BICOCCA

2005-08Celle a carbonati fusi – Sistemi ibridi

cella/turbina FISRUn. Genova (Coord.)AFCoPoli MilanoZINCAR

7.199 4.989 910 630

15.394 10.668 9.214 6.385

IDROCOMBENEFIS

SOLTERMENEMATIDROCOMB

PartnerIDROBIO

2005-08

Produzione di idrogeno da processi biologico FISR 7.945 5.506 2.100 1.455 BIOTEC

Coordinatore TECSA

2005-08

Celle a Combustibile ad elettrolita polimerico e a carbonati fusi – Sviluppo della tecnologia di cella e dei sistemi

FISR 10.799 7.484 5.419 3.755IDROCOMBENEMAT

MR/2006-31

Idrogeno e Celle a CombustibileProgetti ENEA – Finanziamenti nazionaliIdrogeno e Celle a CombustibileProgetti ENEA – Finanziamenti nazionali

Ruolo ENEAProgetto Tematica

Fontefinanz. Partner

Costototale (k€)

Finanz. totale (k€)

CostoENEA (k€)

Finanz. ENEA (k€) Unità ENEA

Partner

GAS-COAL

2003-08

Produzione e trattamento del syngas dacarbone per ottenimento ed utilizzo gas ricchi di idrogeno

DL297/99 Un. CagliariSotacarboAnsaldo Ric.

11.423 7.066 549 325

CRIS

ENE

PartnerHYDROSYN

2003-0&

Produzione e combustione a bassoimpatto ambientale di gas ricchidi idrogeno

DL297/99 4.101

2.340(+1.129 credito

agevolato)

2.052 1.436 ENE

TOTALI 56.86138.053(+1.129 credito

agevolato

20.244 13.986

MR/2006-32

Idrogeno e Celle a CombustibileProgetti ENEA – Finanziamenti UEIdrogeno e Celle a CombustibileProgetti ENEA – Finanziamenti UE

Ruolo ENEAProgetto Tematica

Partner

Costo totale(k€)

Finanz. totale (k€)

Costo ENEA (k€)

Finanz. ENEA (k€) Unità ENEA

CoordinatoreFCTESTQA

2006-09Celle a combustibile-Procedure di prova per stack e sistemi 30 aziende e strutture di

ricerca europee

Uni. BolognaUn. P. Sabatier, Degussa, Arcotronics Technology,

CNAM, BullithMIcroVett

Volkswagen (Coord.) + 20 aziende e strutture di

ricerca europee

Partner

HYSYS

2005-2009

Componenti per veicoli ibridi a celle a combustibile – Batterie al litio

12.112 6.063 222 111 IDROCOMB

4.767 2.500 221 153

DaimlerCrysler (Coord.) + 24 aziende e strutture di

ricerca europee

IDROCOMB

Coordinatore

ILHYPOS

2005-08Componenti per veicoli a idrogeno/Celle a combustibile -supercondensatori

2.866 1.643 716 404IDROCOMB

ENE

PartnerLIBERAL

2002-20063.137 1.588 286 143

IDROCOMBENE

MR/2006-33

Idrogeno e Celle a CombustibileProgetti ENEA – Finanziamenti UEIdrogeno e Celle a CombustibileProgetti ENEA – Finanziamenti UE

Ruolo ENEAProgetto Tematica

Partner

Costo totale(k€)

Finanz. totale (k€)

Costo ENEA (k€)

Finanz. ENEA (k€) Unità ENEA

PartnerHARMONHY

2005-06Normative e regolamenti per idrogeno e celle a combustibile VUB (coord.) + 10 aziende e

strutture di ricerca ((9 europee + 1 canadese)

LBST (coord.) + 30 aziende di ricerca europee

CEA, CIEMAT, DLR, Un. Sheffild, CSIRO,

Empresarios Agrupados, JRC

TOTALE 31.621 16.478 1.986 1.140

486 462 70 70 IDROCOMB

PartnerHYWAYS

2004-06Roadmap europea èerl’introduzione delle tecnologie dell’idrogeno

7.636 3.720 410 198 IDROCOMB

PartnerINNOHYP

2005-2009

Processi innovativi ad alta te,mperatura per la produzione di idrogeno

617 501 61 61 SOLTERM

MR/2006-34

ConclusioniConclusioni

L’ENEA svolge numerose attività nel settore dell’idrogeno e delle celle a combustibile [progetti finanziati per oltre 22 M€ di attività, finanziamenti >14 M€ (di cui 1,1 UE), persone impegnate 50 (+ 25 AR)]

Ha colto finora solo in parte le opportunità derivanti dalla crescita di interesse, e di risorse, in questo campo, a causa di difficoltà organizzative interne (coordinamento insufficiente tra le diverse attività, risorse coinvolte non adeguate) e dei non ottimali rapporti con i principali interlocutori istituzionali

E’ necessario recuperare la capacità di porsi come riferimento nazionale, definendo una strategia di intervento chiara e rafforzando sia le attività e l’organizzazione interna che i rapporti con i principali attori coinvolti

MR/2006-35

Linee per il potenziamento della capacitàdi intervento dell’ENEA Linee per il potenziamento della capacitàdi intervento dell’ENEA

Supporto tecnologico e strategico alla PA centrale e locale, alle industrie e agli utenti

Impegno rilevante in programmi di ricerca e sviluppo delle tecnologie critiche, in una prospettiva di medio-lungo termine

Partecipazione ad azioni dimostrative, in collaborazione con industrie e utenti

MR/2006-36

Azioni interneAzioni interne

Potenziare il quadro delle competenze disponibili, sia per quanto attiene allo sviluppo delle tecnologie che per l’azione di supporto tecnico-scientifico verso l’esterno

Migliorare le capacità operative dei laboratori (personale, in particolare tecnici; supporti di officina, utilizzo delle strutture delle societàcontrollate,..)

Rafforzare il coordinamento tra le diverse attività, nel quadro di un programma che, pur nella complessità delle sue diverse articolazioni, sia, e venga percepito, come organico e unitario

MR/2006-37

Rapporti con l’esternoRapporti con l’esterno

Costruire un quadro di alleanze che consenta all’Ente di recuperare un ruolo centrale nel settore e di proporsi come coordinatore di progetti, nazionali ed europei, e come partner affidabile, ed efficiente, per aziende e strutture di ricercaRecuperare un rapporto di “fiducia” con i principali Ministeri coinvolti nel settore (MIUR, MATT, MAP) per svolgere, nel quadro di collaborazioni organiche, un ruolo di supporto tecnico-scientifico agli stessiSviluppare rapporti più stretti con le Regioni, proponendosi sia come supporto tecnico-scientifico alle loro iniziative, che come partner per l’attuazione delle stesseRafforzare i rapporti con la Commissione Europea e con le strutture coinvolte nella gestione dei programmi su idrogeno e celle a combustibile (Piattaforma Europea, JTI) e la capacità (anche amministrativa) di gestire e coordinare progetti complessi, come quelli europei