Attività e Strategie dell’Enel sull’Idrogeno

Franco DonatiniEnel Ricerca

Convegno HyWaysEnea, Roma 16 ottobre 2007

Due domande ….

� Perche’ l’idrogeno ?

� Da dove produrlo ?

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H C H

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O

Metano

Carbone

Rinnovabile

Perché l’idrogeno ….

� NEL BREVE TERMINE

Possibilità di ridurre drasticamente l’impatto ambientale dell’autotrazione e dei processi distribuiti di conversione energetica

� NEL MEDIO TERMINE

Possibilità di sequestrare l’anidride carbonica durante il processo di produzione dell’idrogeno dai combustibili fossili

� NEL LUNGO TERMINE

Possibilità di disporre di un combustibile idoneo a livello distribuito, mediante la sua produzione da carbone e da fonti rinnovabili, nella previsione della caduta delle riserve di olio e gas

Possibilità di accumulo energetico distribuito, indispensabile alla penetrazione dello sfruttamento delle fonti rinnovabili nel sistema elettrico

La posizione di Enel

Le attività sull’idrogeno rientrano nell’ambito del Progetto Ambiente lanciato da Enel in questo anno

Il progetto è un piano ambizioso che prevede per gli anni 2007-2011 iniziative concrete:

� Crescita delle rinnovabili per 3300 k€

� Progetti innovativi per 800 k€

- Innovazione e sviluppo tecnologico per le rinnovabili

- Efficienza energetica e generazione distribuita

- Verso le “emissioni Zero” e la frontiera dell’idrogeno

La strategia Enel sull’idrogeno

� Sviluppare una generazione distribuita di elevata efficienza ed alta sostenibilità ambientale, basata su sistemi avanzati trigenerativi con celle a combustibile

� Sviluppare sistemi di generazione alimentati a carbone di tipo “zero emission”, attraverso la conversione in idrogeno ed il sequestro dell’anidride carbonica

� Sviluppare processi avanzati di produzione ed accumulo dell’idrogeno, per i sistemi di generazione a fonti rinnovabili

Progetti in corso, finanziati in ambito nazionale

� FISR – 2002

Sistemi integrati di produzione di idrogeno e sua utilizzazione nella generazione distribuita (coordinatore Consorzio Pisa Ricerche)

Celle a combustibile (coordinatore CNR – ITAE)

�MATT – Regione Veneto (coordinatore Enel)

Sviluppo di cicli zero emission a combustione di idrogeno

Sviluppo di tecnologie innovative di idrogeno ed elettricitàda carbone

Sistemi innovativi di accumulo dell’idrogeno

� FP6 – UE

DYNAMIS - Towards hydrogen production with CO2 management (coordinatore Sintef – Norvegia)

FISR – 2002 Sistemi integrati di produzione di idrogeno e sua utilizzazione nella generazione distribuita

Linea 2Cracking pirolitico

Linea 3Idrocracking

Linea 4

Purificazione

Linea 8

Combustione Flameless

Linea 9

Celle a combustibile

Linea 5

Integrazione

Linea 10

LCA Analisi economica

Produzione

Utilizzazione

Linea 6

Combustione Low-NOx

Linea 7

Combustione Catalitica

Linea 1Reforming

FISR – 2002 Sistemi integrati di produzione di idrogeno e sua utilizzazione nella generazione distribuita

Piro

lizza

tore

Com

bust

ore

Ref

orm

er

Carbone/Biomasse

Vapore

Inerte + Char

Aria

CO2

Shi

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H2

Fumi

Cenere

Sep

Con

d/

Scr

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TAR

Vapore alla centraleAcqua

La pirolisi del carbone …una nuova tecnologia per l’idrogeno

FISR – 2002 Celle a combustibile

Sviluppo cella innovativa PEMSviluppo cella innovativa PEM

Prototipo Stack PEM

Prototipo Stack PEM

Sperimentazione dimostrativa PEMSperimentazione dimostrativa PEM

AutotrazioneAutotrazione

Applicazioni stazionarie

Applicazioni stazionarie

Applicazioni portatili

Applicazioni portatili

Sviluppo cella innovativa SOFCSviluppo cella

innovativa SOFCPrototipo Stack SOFCPrototipo Stack SOFC

Sperimentazione dimostrativa SOFCSperimentazione

dimostrativa SOFC

Sviluppo di nuovi materiali e componenti

Sviluppo di nuovi materiali e componenti

Sviluppo cella innovativa PEMSviluppo cella innovativa PEM

Prototipo Stack PEM

Prototipo Stack PEM

Sperimentazione dimostrativa PEMSperimentazione dimostrativa PEM

AutotrazioneAutotrazione

Applicazioni stazionarie

Applicazioni stazionarie

Applicazioni portatili

Applicazioni portatili

Sviluppo cella innovativa SOFCSviluppo cella

innovativa SOFCPrototipo Stack SOFCPrototipo Stack SOFC

Sperimentazione dimostrativa SOFCSperimentazione

dimostrativa SOFC

Sviluppo di nuovi materiali e componenti

Sviluppo di nuovi materiali e componenti

FISR – 2002 Celle a combustibile

ShifterD eSO x catalitico

Reform erO ssidat.selettivo

PC S

Vaporiz.

Bruc.

Catodo

Anodo

Batt.

A ria

Fum i

Aria

Fum i

C C

A cqua per cogenerazione

C A

A cqua direform ing

Scam b. Cog. 1

Scam b. C og. 2

Pel = 4 kWPth = 6.5 kWηηηηel = 18%ηηηη th = 22%ηηηη tot = 40%

GN

Fuel processing

Focus su integrazione e recupero termico!

MATT – Regione Veneto

Sviluppo di cicli zero emission a combustione di idrogeno

CO GT GE

CC

Aria

Fumi50°C

90 °C

40°CPotenza termica

23 MWt

Potenza elettrica

16 MWe

Vapore

450 -500°C

Acqua

Idrogeno

1

10

100

1000

0 3 6 9 12 15

Iniezione di vapore (%)

Em

issi

oni d

i NO

x (p

pm)

idrogeno

gas naturale

Focus sul combustore a idrogeno!

MATT – Regione Veneto

Sviluppo di tecnologie innovative di idrogeno ed elettricità da

carbone

Focus su shift e integrazione di processo!

GassificazioneCiclo

combinato

Shift

Carbone Syngas Elettricità

Idrogeno

CO2

Shift

CO2

Shift Idrogeno

CO2

MATT – Regione Veneto

Sistemi innovativi di accumulo dell’idrogeno

Focus su stoccaggio solido attraverso idruri!

Elettrolisi in pressione

•Idruri metallici

•Idruri chimiciFuel Cell

FP6 – UEDYNAMIS - Towards hydrogen production with CO2 management

Focus su:- sviluppo di processo- cattura e sequestro CO2