Il Futuro che verrà: Air Liquide Le applicazioni dell ... · 200 bar oppure distribuito in...

Il Futuro che verrà:Air Liquide

Le applicazioni dell’Idrogeno

FuturFutur Show 2004Show 2004 Milano, 19 Novembre 2004Milano, 19 Novembre 2004

2The world leader in industrial and medical gases

Previsioni European High Level Group

Produzione H2 da Reforming

ed Elettrolisi

Stazioni di Rifornimento ad H2

Reti di Distribuzione H2

Notevole Produzione di H2 da Fonti Rinnovabili

Infrastrutture Distribuzione H2

Produzione diretta di H2 da Fonti rinnovabili

Società dell’H2 senza carbonio

Test su Bus e Vetture alimentate da Celle a Combustibile

Test Installazioni Stazionarie

Produzione di Serie di veicoli a Celle a Combustibile

Celle a combustibile in microapplicazioni

Costi ridotti

Distribuzione E.E. con Fuel Cells

Fuell Cell: Tecnologia dominante


Realtà o ipotesi?

Si potrebbe parlare di ipotesi molto ben fondate.

Le previsioni di sviluppo per l’idrogeno spesso oscillano tra entusiasmo acritico e sottovalutazione del fenomeno.

Ma quale sarà la crescita reale nella domanda di idrogeno come vettore energetico?

L’evoluzione dipenderà da:

Abbattimento costi delle fuel cells.Definizione normative.Disponibilità rete infrastrutturale.


Un nuovo paradigma

Per la prima volta nella sua storia l’uomo:cesserà di consumare il combustibilee inizierà a produrlo!


Mercato Idrogeno nel mondo

Produzione mondiale: 550 Miliardi m3/adi cui il 95 % da produzione di Ammoniaca e da Raffinerie

Idrogeno a disposizione del mercato: 25 Miliardi m3/a2 Miliardi m3: Consumi Industriali (H2 gassoso in bombole, pacchi, semirimorchi, H2 liquido, piccoli on-site 1-50 m3/h)

23 Miliardi m3: Consumi “Grande Massa”(Tubazioni e grandi impianti di produzione dedicati)


Le alternative di produzione

SMR: Steam Methane Reformer ATR: Auto Thermal ReformerPOX: Partial Oxydation PSA: Pressure Swing Adsorption


Consumi idrogeno per segmento

VETROFinitura

TRATTAMENTI THERMICIAcciaio inox

FIBRE OTTICHE

VETROFloat Glass

ALIMENTARESorbitolo

ALIMENTAREOli & Grassi

ELETTRONICAEpitassia

CHIMICAFINE

CHIMICAPRODOTTI DI BASE

RAFFINAZIONE

LABORATORIAnalisi

SPAZIALE

CARBURANTE

TRATTAMENTI TERMICIAcciaio

10 100 1,000 10,000 100,000

m3/h


Le alternative di distribuzione

Bulk gas

Bulk liquido

Generatori

Tubazioni

Centro dicondizionamento

Trasporto

Bombole

Utenti

per piccole quantità (1- 50 m3/h) in bombole, pacchi, carri bombolai compresso a 200 bar oppure distribuito in cisterna sotto forma liquida a bassa temperatura.

per quantità importanti (1,000 – 100,000 m3/h) produzione diretta nel sito o distribuzione in tubazione


Air Liquide – Reti di distribuzione gas

Nord EuropaStati Uniti

PPAAVVIIAA

SannSannazzaazzaro ro de’de’BurgBurgundiundi

TOTORIRINONO

Esiste una rete di oltre 7,000 Km per la

distribuzione dei Gas Tecnici

Italia


Air Liquide: Reti di distribuzione Idrogeno

Carling, Francia

Indonesia

Yosu, Corea del Sud

Benelux

Ruhr,Germania

Fos, FranciaFeyzin, Francia

12 reti di distribuzione Idrogeno

TailandiaTexas, USA

Louisiana, USA


Air Liquide: Reti di distribuzione Idrogeno

Waziers

Lille Mons

Isbergues

Terneuzen

Bruxelles

Feluy

CharleroiLiège

GenkGeleen

Dordrecht

Rotterdam

OLANDA-

BELGIO

GERMANIA

FRANCIA

Maubeuge

Dunkerque

Tubazioniidrogeno

ZeebruggeAntwerpen

Gent

Bergen-op-Zoom

Krefeld

Duisburg

Rheinberg

Marl

HerneEssen

Düsseldorf

Leverkusen

Dortmund

Köln

810 kmUnita IdrogenoGermania 240 km

Francia & Belgio 810 km

240 km

RozenburgRozenburg


Air Liquide - Distribuzione Idrogeno bulk

Gassoso - carro bombolaio

3,400 m3 GH2

300 Kg 200 bar

Liquido – cisterna criogenica

45,000 l LH2

3,200 Kg 20°K


Idrogeno liquido – installazione tipoCamino di spurgo

H = 15 m.Inertizzato in azoto

VaporizzatoreAtmosferico

Serbatoio CriogenicoCapacità sino a 65,000 lt.


Impianti di rifornimentoAir Liquide ha già installato e avviato 4 stazioni di rifornimento

Idrogeno per veicoli a celle a combustibileIn Europa:

Madrid: stazione per 1 IRISBUS, 3 EVOBUS (maggio 2003)Lussemburgo: stazione per 3 EVOBUS (ottobre 2003)

In Asia:Kawasaki: stazione per 1 BUS e 3 AUTO (settembre 2003)Shanghai: stazione mobile per il riempimento delle vetture partecipanti al “Michelin Challenge Bibendum” (ottobre 2004)


La stazione Idrogeno di Kawasaki, Giappone

Costruita da Japan Air Gases, filiale di Air Liquide, nell’ambito del progetto JHFC.Rifornimento: 1 autobus, 3 automobili


La stazione di servizio Idrogeno di Madrid

La stazione consta di quattro aree diverse:ProduzioneStoccaggioCompressioneDistribuzione

Produzione – Steam Reformer

Compressore H2Stoccaggio H2

Distributore

Vasca acqua antincendio


Stazione idrogeno di Madrid

Nata da una collaborazione tra la Air Liquide Spagna e la Divisione Tecniche Avanzate di Air Liquide per:

L’ingegneria di progettoLa supervisione dei lavoriLa messa in servizio in sicurezza del distributore di Idrogeno gassoso


Stazione Idrogeno mobile

Nata per soddisfare l’esigenza di piccole flotte è stata concepita per poter essere facilmente trasporta ed installata:

Può essere stivata su di un semirimorchioÈ in grado di riempire 3 veicoli con 4,9Kg H2 a 350 bar ciascuno Tempi di riempimento da 3 a 10 minutiTempi di ripristino dopo il riempimento dei 3 veicoli 6 orePossibilità di riempire un autobus (tipo Irisbus) in 1 ora


Serbatoi ad alta pressione

Incremento di idrogeno stoccatoVolume ridotto

Serbatoi innovativi con riduttori di pressione integrati.

Type 2Type 1 Type 4Type 3Type 2Type 1 Type 4Type 3

For 1kg H2 Total mass Total volumeSteel B50, 200 bar 1 1

Aluminium wrapped, 350 bar 0.2 0.68 Polymer wrapped, 350 bar 0.16 0.68 Polymer wrapped, 700 bar 0.24 0.50


Ricerca sui serbatoi alta pressione

Serbatoi Tipo III e IV(progetti francesi ed europei)

Integrazione


Ricerca sui serbatoi alta pressione

Integrazione: il concetto “Clip – On”

In una prima fase la diffusione dei veicoli può esser favorità dalla presenza di serbatoi intercambiabili che possono essere gestiti alla stessa stregua delle bombole

10 100 1000

Number of vehicle per refuelling place ( 0,6 kg H2 /vehicle/ day)

H2

fuel

cos

t (€/

km) Fast Filling station

Swap-rack

0 €/km


Effetti termici:Pressioni più elevate: 350, 700 barTipi 3, 4: trasformazioni più prossime alla adiabatica

• diminuzione tempi di carica• materiali

SicurezzaMassa nominale di gas assicurata

Effetti termici da approfondire:Tools di modellazione: algoritmi di calcolo affidabili, flessibili, e rapidi.Necessaria validazione sperimentale

Rifornimento Rapido


Tools di modellazione

L

Adiabatic faces

Tank

L

Adiabatic faces

L

Adiabatic faces

Tank


Prove di laboratorio


Altri stoccaggi “avanzati”

300°C idruri basati sul Mg

1% 25%2% 4% 5% 7%

H2Liquido

Carbonio

Efficienza di stoccaggio (wt %) Compositi 700 bar

Compositi 350 bar

NaAlH4

Idruri state-of-the-art

recipienti

6%

MolecolaCH4

H atom

Metal atoms

Idruri operantia T Ambiente

Stoccaggio chimico

NaBH4 / Borax

Diminuire pressione stoccaggioDiminuire volume


Produzione H2 da Reforming

ed Elettrolisi

Stazioni di Rifornimento ad H2

Reti di Distribuzione H2

Notevole Produzione di H2 da Fonti Rinnovabili

Infrastrutture Distribuzione H2

Produzione diretta di H2 da Fonti rinnovabili

Società dell’H2 senza carbonio

Test su Bus e Vetture alimentate da Celle a Combustibile

Test Installazioni Stazionarie

Produzione di Serie di veicoli a Celle a Combustibile

Celle a combustibile in microapplicazioni

Costi ridotti

Distribuzione E.E. con Fuel Cells

Fuell Cell: Tecnologia dominante

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