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Verona, ottobre 2008 Stato dell'arte tecnico-normativo dei sistemi di accumulo e delle reti di distribuzione H2 per uso stazionario.

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Presentazione sul tema: "Verona, ottobre 2008 Stato dell'arte tecnico-normativo dei sistemi di accumulo e delle reti di distribuzione H2 per uso stazionario."— Transcript della presentazione:

1 Verona, ottobre 2008 Stato dell'arte tecnico-normativo dei sistemi di accumulo e delle reti di distribuzione H2 per uso stazionario

2 Il Gruppo SOL

3 Profilo aziendale Home Care SOL è una multinazionale italiana con Sede a Monza, focalizzata nella produzione, ricerca applicata e marketing di gas industriali, medicinali, puri e speciali, nella progettazione, realizzazione ed installazione di apparecchiature ed impianti necessari allhandling dei suddetti gas, così come nel settore Home Care Gas tecnici

4 Numeri chiave Impianti produzione, trasformazione, distribuzione Presenza in 15 stati europei ( Impianti produzione, trasformazione, distribuzione ) Oltre clienti serviti giornalmente Fatturato 2007 pari a circa 427 milioni di Euro Circa 100 applicazioni industriali con tecnologia propria Oltre 1700 dipendenti

5 Principali Centri

6 Unità produzione H 2 On-site presso utilizzatore finale in Italia & Europa Facilities di produzione H 2 in Italia & Europa Infrastruttura distribuzione H 2 : carri bomb./ bombole-pacchi/ pipelines Tecnologie: steam reforming, ossidazione parziale, elettrolisi Produzione e distribuzione Idrogeno SOL: gas industriale Capacità produttiva annua dellordine di decine di milioni di metri cubi

7 Utilizzo H2 - Settore mobilità: Utilizzo H2 - Settore mobilità: Veicoli a idrogeno multiservizio Veicoli a idrogeno multiservizio Impianti di rifornimento idrogeno gassoso (puro o in miscela) o liquido Produzione/ compressione/ accumulo H2: Produzione/ compressione/ accumulo H2: Impianti on-site ad alta efficienza produzione H 2 per via elettrolitica accoppiabili a fonti rinnovabili Impianti on-site produzione H 2 da metano con recupero CO 2 Sistemi di compressione AP fino a 350 – 700 bar Sistemi di accumulo idrogeno ad altissima pressione o liquido Sistemi di accumulo chimico di idrogeno (idruri metallici….) Utilizzo H2 - Settore stazionario: Utilizzo H2 - Settore stazionario: Sistemi a celle a combustibile ( PEM, AFC, SOFC, MCFC) per produzione EE Sistemi a celle a combustibile ( PEM, AFC, SOFC, MCFC) per produzione EE Idrogeno vettore energetico: progetti SOL

8 Confinamento CO 2 Eolico, PV SolareBiomasse Carbone Nucleare Petrolio Gas naturale Fossili Rinnovabili GassificazioneReforming Reforming/ PAOX Elettrolisi Gassificazione Processi termochimici Fonti Processi CO 2 U 235 Th 232 U 238 La filiera dellidrogeno H2OH2O Fonte: ENEA Industria (Altri usi) Mobilità Stazionario EE H2H2 Carri Bombolai Pipeline Distributori … UtilizzoAccumulo/ distribuzione

9 Stoccaggio idrogeno

10 Capacità Volumetrico = Rapporto peso Idrogeno stoccato/ volume serbatoio CONFRONTO FRA CAPACITA VOLUMETRICHE DI STOCCAGGIO IDROGENO NEI DIVERSI SISTEMI DI ACCUMULO Panorama sistemi di accumulo dellIdrogeno

11 Stoccaggio H2 ad altissima pressione (fino a 700 bar) Recipienti costituiti da: parte interna (LINER) di tenuta alla diffusione del gas (Alluminio) o in composito parte esterna (SHELL) realizzata in materiale composito ( fibre di carbonio), che svolge la funzione di resistenza meccanica, agli urti ed alla fatica. Peso 3 volte inferiore rispetto ad una bombola in acciaio di pari capacità Elevato sforzo a rottura per unità di massa Relativa semplicità tecnologica

12 SPECIFICHE T liquefaz.: °C Densità: 0,071 kg/lit. Purezza: 99,999 % Idrogeno liquido 0,1 MPa 0,3 MPa 70 MPa 35 MPa 24 MPa CONSUMO MEDIO (x 100 Lit./h LH 2 ) EE : 90 kW EE : 90 kW N 2 LIQUIDO: 80 lt/h N 2 LIQUIDO: 80 lt/h(cooling) Boil –off (uso discontinuo stazionario)

13 12 Idruri chimici- Borodiruri Alta Capacità di Stoccaggio Elevata Sicurezza (stoccaggio a P atm) Stoccaggio H2 in forma liquida VANTAGGI RISPETTO A STOCCAGGIO TRADIZIONALECRITICITA Rigenerazione difficoltosa (Termochimica o Elettrochimica da Soda fusa) Costo elevato Alte temperature di desorbimento NaBH 4 +2H 2 O NaBO 2 +4H 2 (+Q) NaBO2 + 2 H2O 2 O2 + NaBH4

14 Possibili applicazioni

15 14 SOL è partner di ENEL nel Progetto MAT-Regione Veneto nella messa a punto e successiva sperimentazione presso una Centrale ENEL (Fusina-Porto Marghera) di tecnologie innovative ad alta efficienza legate alla filiera idrogeno per usi stazionari – (energetici) e nella mobilità AREA COMPETENZA SOL Produzione di H2 per via elettrolitica a media pressione ed elevata efficienza Accumulo di H2 con idruri chimici Compressione ad altissima pressione Progetto ENEL-MATT

16 15 Dimensionamento per pressioni di esercizio estremamente elevate Reperimento materiali costruttivi necessari alle lavorazioni I STADIO II STADIO GRUPPO MOTORE GRUPPO TRASMISSIONE Portata: 30 mc/h H 2 Step I: bar Step II: bar Progettazione compressore alta pressione

17 16 Idruri chimici- borodiruri (schema /caratt. Prototipo da sviluppare) Pompa NaBH 4 Catalyzer NaBH 4 + 2H 2 O NaBO 2 + 4H 2 (+ Q) Serbatoio NaBH 4 Separatore H 2 / NaBO 2 Umidificatore Scambiatore di calore Serbatoio NaBO 2 Idrogeno umidificato NaBO 2 liquido H 2 e Vapore O2 dallaria Controllo T ed umidità H2 rigenerazione Allutilizzo Prototipo sistema rilascio H2

18 TRx test termostato FlowpHFlowT Scarico gas A V Alimentatore CC & PC + _ test Serbatoio da 5 lt di soda Consumo energetico 5,6 KWh/m 3 di H2 eq Serpentina in Titanio alimentata con termostato esterno NaBO2 + 2 H2O 2 O2 + NaBH4 Prototipo sistema rigenerazione idruri

19 Il settore stazionario nei cosiddetti Early Markets Stazionario / Portatile UPS-APU (telecomunicazioni, nautica…) Generatori E.E. (apparati strumentali mobili...) Caricabatterie (cantieristica…) ……………. comune denominatore: disporre di energia in contesti premium staccati dalla rete

20 Esempi di applicazione

21 Normativa idrogeno

22 Decreto Ministeriale del 16 febbraio 1982 ( attività soggette alle visite di prevenzione incendi) Decreto Ministeriale del 24 novembre 1984 ( norme di sicurezza antincendio per il trasporto, la distribuzione, l'accumulo e l'utilizzazione del gas naturale con densità non superiore a 0,8 Normativa di riferimento H2 D.Lgs 93/00 -Direttiva 97/23/CEE Direttiva apparecchiature a pressione - PED D.P.R. 126/98 - Direttiva 94/9/CE Direttiva apparecchiature e sistemi di protezione destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva - ATEX (Decreto Ministeriale del 31 agosto 2006, concernente l'approvazione della regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione ed esercizio degli impianti di distribuzione di idrogeno per autotrazione)

23 SPERIMENTAZIONE VVF/UNIPI/ASSOGASTECNICI FOCUS Definizione delle distanze di sicurezza (tubazioni a pressioni inferiori ai 30 bar) Individuare una distanza massima oltre la quale la concentrazione di idrogeno non risulta apprezzabile in funzione della pressione interna e del diametro del foro di rilascio. TRASFERIMENTO RISULTATI Redazione della regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione ed esercizio degli impianti di distribuzione di idrogeno compresso per uso stazionario (idrogenodotti)

24 Prove di emissione idrogeno da idrogenodotto fori diametro 2,5 – 5 e 11 mm pressioni 2 – 5 e 10 bar assoluti misura delle concentrazioni di idrogeno nellintorno di emissione verifica attendibilità programmi di simulazione computerizzata Foro intercambiabile Il foro da 2,5 mm Il foro da 11 mm

25 Prove di emissione H2 da idrogenodotto

26 Misura concentrazione H2

27 Le prove hanno dimostrato buona ripetibilità e dati in linea con quanto preventivato da simulazioni matematiche La sperimentazione ha permesso di individuare distanze di sicurezza minori di quelle oggi usate (CH4) Risultati emersi

28 Grazie!


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