Viaggio nella Ricerca in Italia
“Un’ alleanza fra ricerca, impresa e banca: le piattaforme tecnologiche”
Trento, 10 giugno 2005
ENTE PER LE
NUOVE TECNOLOGIE,
L’ENERGIA E L’AMBIENTE
La Piattaforma Tecnologica Europea
per Idrogeno e Celle a Combustibile:
il primo esempio di struttura programmatica
Raffaele Vellone
ENEA, Progetto Idrogeno e Celle a Combustibile
C.R. Casaccia, Via Anguillarese 301, 00060 Roma
MR/2004-1
Idrogeno e Celle a Combustibile
Strategia Europea


2002-2003 - Gruppo ad alto livello per l‘Idrogeno
e le Celle a combustibile - I lavori del gruppo si
sono conclusi con la presentazione di un
rapporto in cui sono indicate le azioni necessarie
per passare dall'odierna economia basata sui
combustibili fossili a un'economia sostenibile
basata sull'idrogeno, con le celle a combustibile
come principale tecnologia di produzione di
energia.
2004 - Piattaforma Tecnologica Europea per
l’Idrogeno e le Celle a 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”
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-2
Roadmap Europea per Idrogeno e Celle a Combustibile
Produzione diretta di H2 da fonti rinnovabili
Societá dell’H2 senza carbonio
Produzione e
distribuzione
idrogeno
Maggiore produzione di H2 senza emissioni di carbonio
Fonti rinnovabili, combustibili fossili con sequestro,
nuove tecnologie nucleari
Interconnessione alle reti locali di distribuzione dell’H 2
Significativa produzione di H2 da fonti rinnovabili
compresa la gassificazione della biomassa
Produzione di idrogeno da fossili con sequestro CO2
at
riv
Raggruppamenti locali di stazioni di
rifornimento di H2. Trasporto H2 su strada
e produzione on-site di H2 nelle stazioni
di rifornimento (reforming ed elettrolisi)
Produzione di H2 da reforming
del gas naturale ed elettrolisi
2000
Economia basata su
combustibili fossili
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2050
2030
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2040
2020
Raggruppamenti di reti locali di distribuzione H 2
Economia orientata
all’idrogeno
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H2 nei trasporti aerei
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Le celle a combustibile diventano
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tecnologia dominante nei trasporti,
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nella generazione distribuita di elettricità
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H2
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e nelle microapplicazioni
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H2 è la scelta privilegiata come carburante per
Tr occ
St
veicoli a celle a combustibile
Significativa crescita della generazione di potenza distribuita con
sostanziale penetrazione delle celle a combustibile
Sistemi di accumulo idrogeno di 2a generazione
2040
Ampia diffusione di gasdotti per la distribuzione di H2
2050
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hi
Sistemi con celle a combustibile ad alta temperatura e basso costo
cc
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Celle a combustibile commerciali per micro-applicazioni
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Veicoli con celle a combustibile competitivi
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Sistemi SOFC a pressione atmosferica ed ibridi commerciali (< 10 kW)
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Primi flotte veicoli a H 2 (sistemi di accumulo H2 di 1a generazione)
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In R a co Prod
Produzione in serie di FCEV per flotte di veicoli e altri mezzi di trasporto (imbarcazioni);
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celle a combustibile per unità di potenza ausiliaria (compreso reforming)
Ce
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T,
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Sistemi stazionari a celle a combustibile ad alta temperatura (MCFC/SOFC) (<500kW);
sviluppo motori CI a H2; dimostrazione di parchi autobus a celle a combustibile
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2010
2000
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
2020
Sistemi stazionari a celle a combustibile a bassa temperatura per produzione
commerciale di nicchia (<50kW)
Sviluppo di sistemi a
celle a combustibile
e idrogeno
MR/2004-3
Struttura della Piattaforma Europea
HLG Vision
European Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform
Member States’
Mirror Group
ADVISORY COUNCIL
HFP Secretariat
(incl. Executive Group)
Steering Panels
Strategic Research
Agenda
Deployment
Strategy
Initiative Groups
Financing &
Business
development
Regulation,
codes &
standards
Education &
Public awareness
training
PLATFORM OPERATIONS
New and on-going projects and initiatives (Community, national, regional and local)
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-4
Piattaforma Europea Idrogeno e Celle a Combustibile
Si prevede di ottenere:





una agenda di ricerca strategica europea, che definisca obiettivi, priorità, tempi
e budget per le attività di ricerca e sviluppo pubbliche e private
una appropriata strategia di diffusione, che individui le misure politiche
necessarie e, attraverso progetti dimostrativi di grande rilievo, verifichi le
tecnologie e favorisca la loro introduzione nel mercato
una roadmap europea per l’idrogeno e le celle a combustibile, che guidi la
transizione verso il futuro dell’idrogeno
collaborazioni pubblico-privato, per promuovere la commercializzazione
un contesto politico favorevole e una strategia di sviluppo delle collaborazioni
internazionali.
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-5
Piattaforma Europea Idrogeno e Celle a Combustibile
Primi risultati
Nel marzo 2005 sono stati presenteati due documenti che delineano una strategia di medio e
lungo termine:
►
“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 del programma sono:
 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
tradizionali
 ridurre i costi di distribuzione dell’idrogeno di un fattore almeno 3
 ottenere densità di accumulo dell’idrogeno adeguate per l’impiego a bordo di veicoli
►
“Deployment Strategy” che descrive le prime fasi e le tappe più importanti 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.
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-6
Piattaforma Europea Idrogeno e Celle a Combustibile
2005/06
2005/06
„Design
Phase“
„Design Phase“
EU Hydrogen Framework in place
2006/07
2006/07
2006/07
Implementation
Implementation
of
ofthe
theEU
EUHydrogen
Hydrogen
Framework
Framework
Framework
Develop
proposal
Developproposal
proposal
Develop
for
EU
Hydrogen
for
forEU
EUHydrogen
Hydrogen
Framework
Framework
Framework
fiscal support regime & incentives in place
Transport
R&D
Demonstrations
Market
Development
Policy &
Framework
Deployment Strategy
micro CHP
Industrial CHP
large power
Stationary
portable gensets
back-up power
specialist vehicles
Early Markets
2005/06
2005/06
„Design Phase“
2006/07
Implementation
concept for large
scale demo & PPP
establish PPP,
Prepare Phase I
Phase I
Phase II
Phase III
Phase IV
 transport
cars/LDVs
busses
APU (road, sea, rail)
 early market  early market
 stationary
 stationary
 stationary
 transport
 transport
 transport
desired integration
of existing projects
Hypogen & Hycom: Feasibility
EC/ stakestake holder debate
EC
EC
Proposal
Implementation
European Initiative for Growth
Demonstration
FP 7
FP 6
2005
2007
2010
2015
2020
2025
CHP: Combined Heat and Power Production
FP6: 6th Research Framework Programme
PPP: Public Private Partnership
Hypogen & Hycom:proposals for projects on hydrogen production and hydrogen communities under the Quick Start Programme of the European Initiative for Growth
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-7
Deployment Strategy
Scenario al 2020 per idrogeno e celle a combustibile
FC portatili
per dispositivi
elettronici
Generatori
portatili / Primi
mercati
FC stazionarie
(unità CHP)
Trasporto su strada
Proiezioni al 2020vendite/anno di unità
H2/FC
~ 250 milioni
~ 100.000
(~ 1 GWe)
100.000 – 200.000
(2-4 GWe)
0,4 - 1,8 milioni
Proiezioni di vendita
totali fino al 2020
n.a.
~ 600.000
(~ 6 GWe)
400. 000 – 800.000
(8-16 GWe)
n.a.
Stato del mercato EU
al 2020
Stabilito
Stabilito
In crescita
Introduzione nel
mercato
15 W
10 kW
3 kW (Micro CHP)
350 kW (CHP industriali)
500 €/kW
2.000 €/kW (Micro CHP)
1.000-1.500 €/kW (CHP
industriali)
Potenza media
del sistema FC
Costi del
sistema FC
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
1-2 €/ W
< 100 €/kW
(per 150.000
unità/anno)
MR/2004-8
7° PQ di Ricerca Scientifica e Tecnologica
Il 7PQ si caratterizza, rispetto al precedente, per un’impostazione maggiormente
incentrata sul sostegno alla competitività dell’industria europea e ai maggiori centri
di ricerca.
Novità del programma :
• la definizione dei programmi di lavoro delle priorità tematiche in base
soprattutto alle indicazioni delle Piattaforme Tecnologiche Europee
• il lancio delle Joint Technology Initiatives, ossia di piattaforme tecnologiche
con finanziamento pubblico-privato
• lo European Research Council e il finanziamento di singoli teams nel settore
della ricerca di base, al fine di creare una competizione a livello europeo.
Periodo: 1 gen 2007 - 31 dic 2013
Temi: Salute, Agroindustria e Biotecnologie, ICT, Nanotecnologie, Energia,
Ambiente, Trasporti, Scienze Umane, Sicurezza e Spazio
Budget complessivo: 73.215 M€
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-9
Joint European Technology Initiatives
Le “Joint European Technology Initiatives” costituiscono un meccanismo per
creare la necessaria integrazione tra le numerose iniziative di ricerca avviate a
livello nazionale regionale e sostenere la collaborazione pubblico/privato.
7PQ
Investimenti industriali
Programmi
Nazionali e Regionali
European
Investment Bank
F
….
I
UK
….
ERA-NET
NL
Investimenti
privati
SE
D
E
Fondi strutturali
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-10
JTI – Possibili tematiche


Sistemi con celle a combustibile – trasporto, usi stazionari e portatili
Produzione idrogeno, finalizzata alla transizione da combustibili solidi
a fonti rinnovabili

Distribuzione ed accumulo idrogeno

Sicurezza idrogeno

"Progetti faro”


HyCOM – trasporto e usi stazionari and stationary

HyPOGEN – produzione idrogeno da fossili con cattura e confinamento
CO2
Ricerca fondamentale – Materiali, processi
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-11
Piattaforma Nazionale Idrogeno e Celle a Combustibile
Per iniziativa del Ministero dell’Università, Istruzione e Ricerca, sono in corso i
lavori per la definizione di una Piattaforma Nazionale su Idrogeno e Celle a
Combustibile, con i seguenti obiettivi:



Promuovere i programmi nazionali ed in particolare lo sviluppo e
l’applicazione delle tecnologie che presentino aspetti distintivi di know how e
di competitività industriale per il Paese
Stabilire un collegamento forte e coordinato con la Piattaforma Europea per
stimolare nuovi programmi e promuovere la partecipazione delle competenze
nazionali
Favorire sinergie per ottimizzare l’efficienza del sistema Ricerca-SviluppoApplicazione delle tecnologie a beneficio dei costi e dei tempi dei programmi
nazionali e europei
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
MR/2004-12
Piattaforma Nazionale Idrogeno e Celle a Combustibile
Struttura Gruppi di Lavoro
COMITATO GUIDA
Utilizzo Idrogeno
GRUPPO DI SUPPORTO
Gruppo
Generazione
Stazionaria
Generazione Idrogeno
Gruppo
Produzione
Idrogeno
Visione
Gruppo
Distribuzione e
Accumulo Idrogeno
Visione
Normativa e
Sicurezza
Gruppo
Trasporti
Ars
Ssv
Gruppo
Applicazioni
Diversificate
Ars
Ssv
Finanza
Ars
Ssv
Visione
Ars
Ssv
Visione
Ars
Ssv
Informazione
Formazione
Ars = Agenda Ricerca Strategica
Progetto “Idrogeno e Celle a Combustibile”
Visione
Ssv = Strategia Sviluppo
MR/2004-13