Dimostrazione di Veicoli a Fuel Cell e Infrastrutture per l`Idrogeno

Dimostrazione di
Veicoli a Fuel Cell e
Infrastrutture per
l’Idrogeno
Riepilogo dei Risultati
Stazione di Servizio, Francoforte
MesseTurm, Francoforte
Progetto Zero Regio:
Nov. 2004 - Maggio 2010
http://www.zeroregio.com
Consorzio del Progetto Zero Regio
Consorzio del Progetto Zero Regio – 16 Partner da 4 Nazioni UE
Il Progetto Zero Regio è co-finanziato
dalla Commissione Europea
Indice
Lombardia e Rhein-Main verso Emissioni Zero:
Un Progetto Dimostrativo Europeo sulla Mobilità a Idrogeno
Indice
2
Consorzio del Progetto Zero Regio
3
Indice
4-6
Prefazione – Commissione Europea – Trasporto su strada basato sull’idrogeno
7
Introduzione
Panoramica sul progetto
Zero Regio in breve
8-12
Sistemi di infrastrutture
Fonti di idrogeno
Qualità dell’idrogeno
Percorsi dell’idrogeno e distributori
Sicurezza e autorizzazione delle infrastrutture
13-17 Veicoli a celle a combustibile (Fuel Cell)
Flotte dimostrative
Dimostrazione di veicoli
Manutenzione, sicurezza e omologazione Prossima generazione di veicoli a fuel cell: Class B F-CELL
18-20 Impatto ambientale Veicoli
Infrastrutture
21-23 Impatto socioeconomico
Accettazione
Aspetti economici
24-25 Disseminazione
Promozione
Sfruttamento dei risultati
26
Commenti conclusivi e prossime tappe
27-29 Messaggi da alcuni partner del progetto
30-31 Il team del Progetto Zero Regio
I due siti dimostrativi
Prefazione – Commissione Europea – Trasporto su strada basato sull’idrogeno
Prefazione – Commissione Europea – Trasporto su strada
basato sull’idrogeno
Lo skyline di Francoforte
L’idrogeno ha un grande potenziale come
combustibile alternativo in grado di fornire
mobilità sostenibile, per affrontare le maggiori
sfide energetiche e ambientali, compresa la
sicurezza dell’approvvigionamento energetico,
la mitigazione del cambiamento climatico e il
miglioramento della qualità dell’aria a livello
locale. Insieme con elettricità e biocarburanti,
l’idrogeno dovrebbe contribuire in modo
significativo al raggiungimento dell’obiettivo
della Commissione Europea di decarbonizzare
fortemente il settore trasporti entro il 2050.
Pertanto la Commissione Europea continua a investire sforzi significativi in progetti di trasporto
basati sull’idrogeno, con l’obiettivo di portare il
trasporto basato su idrogeno a maturità e alla
realizzabilità commerciale.
Zero Regio ha fatto progressi importanti, tra cui:
Per dimostrare l’idrogeno si segue un doppio
approccio: ci si concentra sia sul trasporto pubblico di autobus, che sulle auto private. Zero
Regio è stato il primo progetto dimostrativo
co-finanziato dalla Commissione Europea, che si
è concentrato sui veicoli a celle a combustibile e sulle relative infrastrutture di rifornimento
di idrogeno. Esperienze e risultati ottenuti in
questo progetto faranno da viatico per i passi
successivi.
•
• l’Utilizzo di idrogeno sottoprodotto per la •
•
•
•
•
dimostrazione di flotte di veicoli a fuel cell. L’idrogeno sottoprodotto sarà una fonte importante durante la fase iniziale dell’uso
dell’idrogeno come combustibile per auto;
Il Trasporto di idrogeno con linee (pipe-line)
ad alta pressione. Le reti di pipe-line saranno
il mezzo finale per la distribuzione di questo
vettore energetico - come oggi lo sono le reti
di gas naturale, altamente sviluppate;
Lo Sviluppo della tecnologia di rifornimento a 700 bar. La prossima generazione di veicoli a fuel cell impiegherà principalmente lo stoccaggio a 700 bar per raggiungere una autonomia
paragonabile a quella dei veicoli a benzina oggi;
L’Integrazione di infrastrutture a idrogeno in
stazioni multicombustibile di servizio pubblico;
Lo Sviluppo di linee guida nazionali per stazioni
di rifornimento di idrogeno, come in Germania;
Le Dimostrazioni delle prestazioni e della durata della
prima generazione di veicoli a celle a combustibile
- che si sono comportati molto meglio del previsto;
Lo Studio degli aspetti socioeconomici di sistemi di trasporto basati sull’idrogeno.
Prefazione – Commissione Europea – Trasporto su strada basato sull’idrogeno
Zero Regio, uno dei primi progetti di dimostrazione di auto a idrogeno, ha anche evidenziato alcuni degli ostacoli che potrebbero
impedire l’introduzione precoce di idrogeno in
Europa. Per esempio, ci sono norme e standard
di sicurezza diversi nei diversi stati europei;
questo richiede l’armonizzazione europea delle
pratiche di regolamentazione. L’armonizzazione
della normativa dovrebbe pertanto essere
perseguita e migliorata, mentre si promuove
l’uso dell’idrogeno in tutta Europa. L’evoluzione del quadro politico e le priorità
dell’Unione Europea sono favorevoli a combustibili puliti a basso tenore di carbonio, come
l’idrogeno. In aggiunta all’obiettivo della Commissione di decarbonizzare i trasporti entro il 2050, sono in corso di adozione da parte dell’Unione Europea politiche sempre più esigenti per raggiungere gli obiettivi di efficienza energetica, di sicurezza e di contrasto
del cambiamento climatico. Gli obiettivi per il
2020, spesso citati come <20-20-20>, corrispondono a una riduzione del 20% delle emissioni
di gas serra entro il 2020 rispetto al 1990, ad
una riduzione del 20% del consumo di energia
primaria e ad una quota del 20% almeno di fonti
energetiche rinnovabili nel mix energetico.
La Commissione ha integrato queste iniziative
politiche con misure legislative concrete per regolamentare le emissioni di sostanze inquinanti
e di CO2, promuovere gli acquisti pubblici di
veicoli puliti, fornire sostegno alla ricerca e alla
dimostrazione di tecnologie per veicoli puliti
anche convenzionali, di veicoli elettrici e di
quelli alimentati a idrogeno. Il recente e rapidamente crescente interesse per veicoli elettrici a
batteria e per quelli ibridi rafforzerà lo sviluppo
di veicoli elettrici a celle a combustibile, grazie
alle sinergie sia a livello di componenti che di
infrastrutture. I veicoli elettrici, basati sia sulle
batterie che sulle celle a combustibile, non solo
guideranno lo sviluppo di componenti chiave
come le batterie, i motori e le trazioni ibride, ma
anche la crescita di infrastrutture di rifornimento di energia elettrica da fonti rinnovabili. L’energia
elettrica da rinnovabili può essere usata per produrre idrogeno, ai fini dell’alimentazione
diretta dei veicoli, o per immagazzinare energia elettrica.
Stazione di Servizio
a Francoforte
Prefazione – Commissione Europea – Trasporto su strada basato sull’idrogeno
Un’ulteriore attività di Ricerca e Sviluppo è necessaria per sviluppare e sperimentare queste tecnologie e questi concetti sinergici.
La Commissione ha quindi istituito il Fuel Cells
and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU), un partenariato pubblico/privato per attuare
ricerca, sviluppo e dimostrazione strategicamente
pianificati, al fine di accelerare l’introduzione
dell’idrogeno sul mercato. Le infrastrutture di
trasporto e rifornimento sono il campo di applicazione principale della FCH JU, che mira a creare
le condizioni per la messa in campo di diverse
migliaia di veicoli a celle a combustibile entro il 2015 e una produzione in serie di infrastrutture di rifornimento e distri-
buzione di idrogeno.
E’ incoraggiante vedere
che, nonostante la natura
prototipale della flotta e delle infrastrutture dimostrate a Francoforte e a Mantova all’interno di Zero Regio, l’esperienza
acquisita è molto rilevante
per la prossima generazione
di progetti dimostrativi
maggiori. Vorrei quindi
incoraggiare il consorzio del progetto Zero Regio,
e altri soggetti interessati a questo campo, a far
riferimento a questa esperienza, mentre lavorano
su nuovi progetti di trasporto su strada basati
sull’idrogeno.
La Panda FC alla FCV Parade di Copenhagen, Nov. 2009
La Mercedes-Benz Class-A F-CELL mentre serve un A 380
Matthias Ruete
Direttore Generale
Mobilità e Trasporti
Commissione Europea
Introduzione
Introduzione
Panoramica sul Progetto
Zero Regio è un progetto co-finanziato
da 16 organizzazioni europee e dalla
Commissione Europea nell’ambito del 6° Programma Quadro. Zero Regio mira a sviluppare e a dimostrare sistemi di trasporto a emissioni zero in città europee, basati sull’idrogeno quale combustibile alternativo.
I veicoli e le infrastrutture sono gestiti in città in
condizioni di vita reale per un periodo di tre anni.
I dati operativi acquisiti su veicoli e infrastrutture
vengono analizzati e valutati per quanto riguarda
l’efficienza energetica e l’impatto ambientale e socioeconomico. I risultati delle analisi sono
confrontati con quelli dello stato dell’arte delle
tecnologie e le conclusioni sono tratte sullo stato e
sul potenziale delle nuove tecnologie (propulsione
elettrica, fuel cell e idrogeno) dimostrate nel progetto.
Cosa ottenuta mediante la costruzione
di infrastrutture di produzione, trasporto, compressione, stoccaggio e distribuzione
di idrogeno in stazioni di servizio pubblico, La presente relazione offre una sintesi degli
importanti risultati e delle esperienze ottenuti
che operano per rifornire flotte di auto
nel progetto.
a celle a combustibile, dedicate al trasporto passeggeri.
Zero Regio in breve
Organizzazione del Progetto
Durata del Progetto
66,5 mesi; 15 Nov. 2004 - 31 Maggio 2010
Numero dei Partner del Progetto
16; 4 Nazioni dell’Unione Europea
Impegno del Personale
573 Persone-Mese
Investimento Totale del Progetto
19,75 milioni di Euro
Investimento Partner; Commissione Europea
12,29 milioni di Euro; 7,46 milioni di Euro
Numero di Siti Dimostrativi
2, Francoforte - Germania; Mantova - Italia
Veicoli a Celle a Combustibile (Fuel Cell)
Numero Veicoli a Fuel Cell dimostrati
8; 5 Class A F-CELL (Daimler); 3 Nuova FIAT Panda
Totale Distanza coperta
95000 km
Totale Ore operative
2670 h
Disponibilità media
91%
Numero Totale Piloti
30
Numero Incidenti
1
Infrastrutture per I’ldrogeno
Numero di Stazioni; Distributori
2; 4
Disponibilità media dei Distributori
86,5%
Idrogeno fornito (H2 Gas; H2 Liquido)
1550 kg (incl. 350 kg fuori da Zero Regio); 3707 kg
Linee Rifornimento Idrogeno
4
Numero di Incidenti
4
Sicurezza e Impatto Ambientale
Danni a persone e all’ambiente
Nessuno
Emissioni di CO2 risparmiate
15000 kg (TtW, tank to wheel, dal serbatoio alla ruota)
Sistemi di infrastrutture
Sistemi di infrastrutture
Fonti di idrogeno
In Zero Regio sono state usate 4 diverse fonti di idrogeno. Una grande quantità di idrogeno (ca. 30 mil. Nm3/a) è disponibile in Höchst come sottoprodotto chimico. Questa è trasportata alla stazione di servizio con una tubazione ad alta pressione, disegnata e costruita nel progetto. L’idrogeno liquido è trasportato alla stazione dalla Linde mediante autocarri criogenici.
In Italia si sono usate due fonti diverse. Nella fase iniziale della dimostrazione si è usato idrogeno industriale proveniente da un vicino impianto di reforming con vapore della Sapio e trasportato alla stazione di servizio con camion.
Una moderna stazione di servizio multi-
combustibile AGIP è stata costruita sia a Francoforte che a Mantova, per la vendita di idrogeno, come di altri combustibili.
La stazione di servizio a Francoforte ha due distributori per idrogeno compresso (a 350 e a 700 bar) e un distributore per idrogeno liquido. A Mantova c’è un distri-
butore per idrogeno compresso (a 350 bar). Tutti i distributori sono dotati dei necessari sistemi di controllo e operano in automatico.
Figura 1:
Linea di trasporto ad
alta pressione in Höchst
H2-High-PressureH2 Linea
Alta Pressione
pipeline
PN 1000 bar
PN 1000 bar
Centro
H2-Centre
H2
over ground
linea
fuori terra
underinterrata
linea
ground
Stazione di
rifornimento
Fillingstation
Nella fase successiva della dimostrazione
l’idrogeno è stato prodotto in loco in un impianto
realizzato nel progetto. Questo impianto si basa
sul processo SCT-CPO (breve tempo di contatto
-ossidazione catalitica parziale). Questo processo
converte gas naturale, aria e vapore in Syngas (H2+CO+CO2). Il Syngas viene poi trasformato in un reattore ad alta temperatura (shift reactor),
seguito da refrigerante e da un assorbitore (pressure swing adsorber), per fornire idrogeno
con una purezza del 99,995%.
Figura 2: Reformer in situ realizzato a Mantova
Sistemi di infrastrutture
Qualità dell’idrogeno
Le celle a combustibile PEM, usate nella trasmissione per autoveicoli, richiedono idrogeno di una
certa qualità per un funzionamento ottimale e per
la durata. La qualità di idrogeno è stata monitorata
a intervalli regolari in entrambi i siti, per assicurarsi
N.
che gli standard di qualità fossero rispettati. Alcuni
valori tipici sono riportati nella tabella sottostante.
Componenti
Valori misurati
Valori misurati
in Infraserv
in Sapio
(H2 sottoprodotto) (H2 industriale)
Valori misurati
all’Eni (reformer
sul posto)
Specifiche
SAE J2719
Specifiche OEM
Daimler (Fiat)
Purezza
> 99,99%
99,999%
99,995%
> 99,99%
> 99,98%
1
CO
0,5 ppm
< 0,1 ppm
< 0,1 ppm
< 0,2 ppm
< 1 ppm
2
CO2
0,42 ppm
< 0,1 ppm
< 0,07 ppm
< 1 ppm
< 1 ppm
3
S-composti
n. p.
n. p.
< 0,004 ppm
< 0,004 ppm
< 0,01 ppm
4
THC (CnHm)
0,3 ppm
< 0,1 ppm
< 0,02 (CH4) ppm
< 2 ppm
< 1 ppm (0,5)
5
O2
0,02 ppm
n. p.
n. m.
< 5 ppm
< 5 ppm
6
NH3
n. p.
n. p.
n. p.
< 0,1 ppm
< 6 ppm
7
N2, Ar, He
N2 = 67 ppm
< 5, 0, 15 ppm
< 10, 0,1, 35 ppm
< 100 ppm
< 200 ppm (50)
8
H2O (G+L)
0,76 ppm
< 5 ppm
n. m.
< 5 ppm
< 5 ppm (10)
9
Na+
< 0,01 ppm
n. p.
n. p.
< 0,05 ppm
< 0,05 ppm
10
K+
< 0,01 ppm
n. p.
n. p.
< 0,05 ppm
< 0,08 ppm
Tabella 1: Qualità dell’idrogeno – valori misurati e confrontati con quelli richiesti
n. p. = non presente; n. m. = non misurato
Figura 3: La stazione di servizio Agip a Francoforte
Sistemi di infrastrutture
Percorso dell’idrogeno e distributori
Il sistema di rifornimento a 700 bar a Francoforte
è stato aggiornato secondo la versione A delle
norme SAE. L’idrogeno è preraffreddato a -40°C
in un refrigerante. Tra il distributore e il veicolo è
installata una comunicazione a raggi infrarossi per
fare un riempimento sicuro dei serbatoi a 700 bar,
con 5 kg di idrogeno circa, in 3 minuti.
Di seguito viene mostrato il percorso completo di H2 in Höchst, in Germania. Il compressore a 900 bar è un compressore a liquido ionico ed è
stato installato dalla Linde. Le apparecchiature a monte del compressore esistevano in Höchst già prima dell’avvio di Zero Regio; sono usate per alimentare le varie reti del parco industriale.
GASOMETRO
Stoccaggio
Sottoprodotto
Essiccatore Filtro
Compressore
Distributore
Linea Alta Pressione
Idrogeno
Essiccatore Filtro
Compressore
Compressore
Distributore
Serbatoio
Riempimento con
raffreddamento
Figura 4: Sistema completo di rifornimento in Höchst a Francoforte, Germania
I percorsi dell’idrogeno a Mantova, Italia,
sono riportati di seguito: l’idrogeno
industriale o l’idrogeno prodotto sul
posto viene compresso, immagazzinato
e inserito nel distributore a 350 bar.
Idrogeno
da
Compressore
Sito di Produzione
Idrogeno Sapio
a Mantova
Pacchi
Bombole
Bombole
Alta
Pressione
Figura 5: Sistema completo di rifornimento a Mantova, Italia
10
Sistemi di infrastrutture
Il sistema di rifornimento per l’idrogeno liquido
alla stazione Agip di Francoforte è mostrato sotto.
L’idrogeno liquido (LH2), trasportato con un camion, è stoccato in un serbatoio di 10.000 litri e trasferito al
distributore con una pompa a pistoni. Questo distributore è stato impiegato per rifornire veicoli BMW
Hydrogen 7 Ice (anche se al di fuori del progetto), che
operano nell’area di Francoforte.
Filtro
Serbatoio
.
Pompa a Pistone
Distributore
Figura 6: Sistema completo di rifornimento di idrogeno liquido (LH2) in Höchst a Francoforte, Germania
Componenti
Disponibilità %
Germania
Linea di trasporto
96
Compressore ionico
86
Distributore a 350 bar
95,3
Distributore a 700 bar
95; 64,1*
Distributore H2 liquido
99
Italia
Distributore a 350 bar
78
Impianto produzione in situ
**98
* Causa incidente
** Condotto in modo discontinuo
Tabella 2: Disponibilità dei componenti infrastrutturali
Figura 7: Distributore idrogeno a Mantova
Figura 8: Distributori idrogeno a Francoforte
La disponibilità dei distributori può essere considerata soddisfacente. Il valore più basso per il
distributore da 700 bar in Germania si deve ad un
incidente insolito, che ha provocato, per questo
distributore, un tempo di inattività di più di un
anno. Nel 2009 il sistema di alimentazione è stato
aggiornato e il tempo di costruzione è stato conteggiato come tempo di inattività. I valori riportati
in tabella sono quindi conservativi.
11
Sistemi di infrastrutture
Sicurezza e autorizzazione delle infrastrutture
Sebbene l’idrogeno non presenti problemi di sicurezza maggiori rispetto ad altri combustibili, i problemi sono diversi a causa delle sue proprietà
chimiche e fisiche. Considerazioni importanti per la
sicurezza derivano da:
• Bassa densità e ampi limiti di esplosione, che
richiedono la ventilazione di stanze chiuse e
di apparecchiature poste in ambienti chiusi
e il monitoraggio della concentrazione
• Bassa densità, che rende l’idrogeno più sicuro in zone aperte
• Bassa energia di accensione
• Molecole piccole, che portano a fughe
• Affinità di H2 per l’infragilimento del metallo
• Un coeff. Joule-Thomson negativo a temperatura ambiente
• Un contenuto energetico volumetrico basso e
gravimetrico alto, da cui l’uso di serbatoi ad alta pressione
• Queste e molte altre precauzioni sono state adottate nelle fasi di progettazione e costruzione delle infrastrutture, così come
durante il funzionamento, mediante i sistemi
di monitoraggio. Analisi di Rischio sono state
effettuate per tutte le apparecchiature.
Tabella 3: Proprietà di H2, Gas Naturale (NG) e Benzina
Proprietà
Unità
H2 (gas)
NG
Benzina
Densità
g/l
0,089
0,72
745
Massa molare
g/mol
2,016
16,04
100,2
Calore specifico Cp
Temp. di ebollizione
kJ/kg K
14,199
2,22
2,24
K
20,3
111,6
371,6
Potere Calor. Inferiore
kJ/g
119,93
50
43,2
Limiti di esplosività
vol% in aria
da 4,0 a 77,0
da 4,4 a 17,0
da 1,1 a 6,7
Energia min. di accensione
mJ
0,017
0,29
0,24
Temp. di autoaccensione
K
833
868
488
Le autorizzazioni in Germania si sono ottenute in tempo,
anche se all’epoca mancavano le linee guida di regola-
mentazione per le infrastrutture di rifornimento di H2. In Italia, al contrario, le formalità hanno richiesto molto più tempo, con un conseguente ritardo per l’apertura
della stazione di servizio di Mantova. La stazione è entrata
in funzione ufficialmente nel settembre del 2007, invece
del novembre 2006. Durante questo tempo la ricarica è
stata eseguita con un distributore mobile della Sapio. Gli sforzi in Zero Regio hanno portato ad un regolamento
italiano, rilasciato dal Ministero degli Interni, agosto 2006,
che definisce gli standard di sicurezza per la realizzazione
di stazioni di rifornimento di idrogeno in Italia.
Infraserv ha iniziato il lavoro sulle linee guida nazionali in
Germania per i sistemi di rifornimento a idrogeno, basate
sull’esperienza di Zero Regio. Tutte le parti interessate a
livello nazionale sono state coinvolte e ciò ha determinato
il foglio VdTÜV 514 sui requisiti per stazioni di rifornimento
di idrogeno in Germania, con e senza comunicazione tra il
distributore e il veicolo.
Vedi: www.vdtuev.de.publikationen/merkblaetter
12
Figura 9: VdTÜV Leaflet 514
Veicoli a celle a combustibile
Veicoli a celle a combustibile
Figura 1:
La Class A F-Cell in mano agli utenti
presso Fraport, Infraserv e Daimler AG
La Nuova Panda in mano agli utenti
a Mantova
Flotta dimostrativa
Nel progetto Zero Regio sono stati utilizzati otto veicoli (Figura 1).
In Germania erano operative 5 Mercedes-Benz Class A F-Cell, incluso un veicolo a 700 bar, e in Italia tre Nuova Fiat Panda. I dati tecnici chiave dei veicoli sono mostrati nelle Tabelle 1 e 2.
Tipo di veicolo
Nuova Fiat Panda
Sistema di Fuel Cell
PEM, 70 kW
Trazione
Motore Elettrico
Combustibile
Potenza
30 kW
50 kW di picco
Max Mom. Torc.
130 Nm
Idrogeno a 350 bar
Massa di Combustibile 2,35 kg, 1 Serbatoio
Autonomia
300 km
Vmax
130 km/h (limitati elettricamente)
Batteria
Nessuna
Tabella 1: Dati tecnici della Nuova Panda
Tipo di veicolo
Mercedes-Benz Class A F-CELL
versione estesa
Sistema di Fuel Cell
PEM, 72 kW
Trazione
Motore Elettrico
Combustibile
Potenza
55 kW
65 kW di picco
Max Mom. Torc.
210 Nm
Idrogeno a 350 bar (700 bar)
Massa di Combustibile 1,8 kg (2,8 kg), 2 Serbatoi
Autonomia
177 (~ 280 km)
Vmax
140 km/h
Batteria
NiMh, raffreddata ad aria
Potenza di picco
20 kW
Capacità
6,5 Ah, 1,4 kWh
Tabella 2: Dati tecnici della Class A F-CELL
13
Veicoli a celle a combustibile
Dimostrazione dei veicoli
Germania
A partire dalla fine del 2006, i veicoli Class A F-CELL
sono stati consegnati ai clienti Fraport e Infraserv
situati nella regione Rhein-Main della Germania.
Le prove in campo miravano a favorire lo sviluppo
della tecnologia, per una produzione massiva, verificando le prestazioni dei veicoli in condizioni di reale utilizzo e definendo quali debbano essere i requisiti delle infrastrutture.
Una Class A F-CELL “Plus” a 700 bar è stata introdotta per valutare la tecnologia a 700 bar, soprattutto dal punto di vista delle infrastrutture.
Chilometri di funzionamento
All’interno di Regio Zero è stata percorsa una
distanza totale di 94.601 km dai veicoli a celle
a combustibile in Germania e Italia. Nel corso
del progetto 32.983 km sono stati fatti in Italia e
61.618 in Germania.
Figura 2:
Chilometri totali
percorsi nel progetto
Zero Regio
(Nov. 2006-Nov. 2009)
Gen
Gen
Lug
Nuova Panda @ Mantova
Giu
Gen
Nel corso del progetto, la stazione di rifornimento
Agip di Francoforte è stata aggiornata per rispondere ai requisiti delle norme A SAE, richiesti per le
stazioni di servizio a 700 bar.
Italia
A partire dal 2007, le Nuova Panda a celle a combustibile sono state consegnate al Comune di Mantova (MTH). I dipendenti del Comune hanno ricevuto
una formazione specifica e poi hanno usato i veicoli
nel corso della loro attività quotidiana nella regione
Lombardia, in Italia. Le dimostrazioni dei veicoli
sono state condotte a Mantova e a Torino.
Consumo Totale di H2
Il consumo totale di idrogeno è stato di ca.1.200 kg
(350 kg circa in Italia e 850 kg in Germania). Questi
risultati sono stati raggiunti in regolari operazioni
di routine e non nell’ambito di test formali.
Disponibilità della flotta I veicoli a celle a combustibile hanno dimostrato
una elevata disponibilità all’interno del progetto
Zero Regio (Vedi la Tabella 3).
Il valore indicato tra parentesi nella Tabella 3
include i tempi di inattività a causa di certi eventi
non collegati al funzionamento del veicolo, come
la contaminazione di H2 nel 2007 e un incidente
causato dalla negligenza di un conducente nel
2009.
Ore di esercizio
I veicoli sono stati operativi per 881 ore in Italia
e 1.790 ore in Germania. Nel corso del progetto,
gli otto veicoli sono stati utilizzati per un totale di
2.671 ore.
La quantità di chilometri percorsi e il numero di
ore di funzionamento sono la prova di enormi
progressi della tecnologia.
Disponibilità
Class A F-CELL in Germania
95% (92%)
Nuova Panda in Italia
86 %
1)
Tabella 3: Disponibilità dei veicoli a fuel cell nel progetto
Zero Regio (Nov. 2006 – Nov. 2009)
Figura 3:
Ore totali di esercizio
nel progetto Zero Regio
(Nov. 2006-Nov. 2009)
1)
Interruzioni dovute solo a rilevanti operazioni di manutenzione delle
celle a combustibile di potenza
Gen
Gen
Lug
Nuova Panda @ Mantova
Giu
Gen
14
Veicoli
Veicoli a celle a combustibile
Acquisizione e analisi dati
Tutti i dati dai veicoli e dai sistemi di celle a combustibile
sono registrati mentre i veicoli
sono in funzione. L’analisi dei dati raccolti permette di individuare rapidamente i problemi dei veicoli. Il layout del sistema di acquisizione e di comunicazione dati è mostrato in Figura 4.
Figura 4: Schema del sistema
di acquisizione e comunicazione dati
Manutenzione, sicurezza e omologazione
Germania
Daimler ha organizzato workshop sui veicoli e ha
offerto una formazione specifica al personale di
servizio. Daimler ha anche fornito tutti gli strumenti necessari, i sistemi informatici e i software.
La Class A F-CELL ha superato elevati standard di
sicurezza fissati dalla Mercedes-Benz. Il sistema di
frenatura, l’illuminazione, il rumore esterno, le sedute,
i dati tecnici (dimensioni, peso / carico per asse), e il
concetto di sicurezza della nuova tecnologia (elettronica di sicurezza, H2-sicurezza, H2-serbatoi-sistema),
tra le altre cose, sono stati approvati da un esperto
autorizzato (TÜV) e i veicoli sono stati singolarmente
approvati e registrati in conformità alla legislazione
tedesca (§ 21 StVZO).
Questi veicoli sono equipaggiati con i dispositivi di sicurezza più avanzati, certificati dai rispettivi
produttori.
Italia
I veicoli erano solo prototipi e sono stati quindi rivisti
periodicamente al fine di verificare lo stato dei pacchi di celle (stack). Alcuni interventi sulle celle erano
necessari, al fine di garantire le prestazioni del veicolo
lungo l’intero corso dei test su strada.
E’ stato monitorato anche il bilancio di impianto, al
fine di assicurare l’affidabilità dei componenti ausiliari.
Per queste ragioni, i veicoli sono stati non disponibili
dal dieci al quindici per cento del tempo durante il
periodo di implementazione della flotta.
Le Panda Hydrogen sono intrinsecamente sicure. Oggi esse sono omologate come prototipi e in un
prossimo futuro, per l’omologazione, saranno utilizzate le regole imposte dalla nuova direttiva europea
ECE (2008). Fino ad oggi i veicoli hanno potuto essere
guidati con una pressione di idrogeno nel serbatoio
solo fino a 200 bar. Questi veicoli sono equipaggiati
con i dispositivi di sicurezza più avanzati, certificati dai rispettivi produttori.
Nel processo di omologazione le vetture hanno superato una serie di test rigorosi sulla compatibilità elettromagnetica, sulla funzionalità dei loro sensori, sul
livello di protezione da shock elettrico e sull’impianto
frenante. Infine, i test sono stati ripetutamente effettuati sull’operazione di rifornimento a diversi livelli di pressione.
15
Veicoli a celle a combustibile
La prossima generazione di veicoli a fuel cell: Class B F-CELL
Tipo di Veicolo
Mercedes-Benz Class B
F-CELL
Sistema Fuel Cell
PEM, 80 kW
Trazione
Motore Elettrico
Potenza
Combustibile
Idrogeno (700 bar) Autonomia
385 km (ciclo NEDC)
Velocità max
170 km/h
Batteria
Ioni Litio, raffredd. liquido
Potenza di picco 30 kW
Tabella 4: Dati tecnici della Class B F-CELL
La Class B F-CELL
16
Potenza
Consumo
Autonomia
100 kW
Max. Mom. Torc. 320 Nm
Capacità
Dimensioni
(Sistema FC)
6,8 Ah, 1,4 kWh
Figura 5: Miglioramenti dello sviluppo dalla Class A F-CELL alla
prossima generazione di Class B F-CELL
La sfida chiave per la prossima generazione di
veicoli a celle a combustibile è stata la capacità di avviamento a freddo a meno di 0°C. La Class B F-CELL ha una capacità di avviamento a freddo
fino a -25°C. Le dimensioni del sistema di fuel cell
sono state ridotte del 40%, con un incremento del
30% della potenza fino a 100 kW. Il consumo di
idrogeno è stato ridotto del 16%. Una maggiore
autonomia (+150%) e l’utilizzo di una batteria
a ioni Litio sono stati fattori determinanti per il
miglioramento della nuova generazione di veicoli
a fuel cell – la Class B F-CELL.
driving the future
17
Impatto ambientale
Impatto ambientale
L’obiettivo finale di elettrificare il trasporto su strada in Europa, e in particolare l’uso dell’idrogeno come combustibile, è di ridurre al
minimo il suo generale impatto ambientale e diversificare le fonti di
energia, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili. I veicoli sono
stati testati nei laboratori VELA del JRC di Ispra, dove si sono eseguite
le analisi dei dati di laboratorio, così come dei dati reali sui veicoli e sulle infrastrutture.
Veicoli
Come è distribuita l’energia dell’idrogeno attraverso
il treno di potenza di un veicolo a celle a combustibile?
La Mercedes-Benz Class A F-CELL e le Nuova FIAT Panda a
celle a combustibile sono alimentate da un motore elettrico installato tra le ruote anteriori. La cella a combustibile produce tutta l’energia necessaria attraverso una reazione
tra l’ossigeno (dall’aria) e l’idrogeno, che è immagazzinato in serbatoi in pressione. Il flusso elettrico è gestito da un
modulo elettronico che controlla anche diversi sistemi Figura 1: la Class A F-CELL nei Laboratori VELA
accessori.
I veicoli Mercedes-Benz sono inoltre dotati di una batteria NiMh. La batteria è utilizzata per immagazzinare l’energia
rigenerata durante la frenata, quando il motore agisce come un generatore, e per dare ulteriore potenza al motore durante
le accelerazioni. Si deve tener conto del bilancio dell’energia
differenziale della batteria, quando si calcola l’efficienza alle
ruote e il consumo di combustibile.
Il principio del modello di distribuzione di energia mostrato (Figura 3) si applica ad entrambi i tipi di veicoli, fatta eccezione per il veicolo FIAT, dove non c’è la batteria di recupero Figura 2: la Nuova Panda nei Laboratori VELA
dell’energia di frenata.
Fgura 3:
Tipico modello di
distribuzione energetica
di un sistema di propulsione a fuel cell
eria
dalla batt
e aiutata
eria
ento batt
Caricam
on
Propulsi
Batteria
Stoccaggio Idrogeno
Modulo
Sistema
Motore Elettrico
a
nerativ
rige
Frenata
Energia consumata in H2 (PCI) [=100%]
Energia elettr. rilasciata dal FC stack [% di H2]
Energia elettrica al motore [% di H2]
Energia meccanica dal motore [% di H2]
Batteria IN bilancio energia finale [% di H2]
18
Energia
Pacco di Celle a Combustibile (FC Stack)
Impatto ambientale
Quanto è efficiente l’idrogeno usato per muovere
i veicoli FC?
Un confronto (vedi Figura 4) degli incrementi di
efficienza in un tipico ciclo di test normalizzato
(NEDC) tra un veicolo convenzionale con motore
a benzina e un veicolo FC, dimostra che, per la
stessa quantità di energia equivalente di combustibile consumato, il veicolo FC fornirà significativamente più energia sia a livello di convertitore di combustibile, che di ruote.
Inoltre, l’efficienza delle FC resta abbastanza costante in un ampio intervallo di potenza di funzionamento, mentre l’efficienza di un motore a combustione interna (ICE) è al suo meglio in
una gamma di potenza molto ristretta.
Qual è il consumo energetico di un veicolo FC?
Il grafico (Figura 5) mette a confronto lo specifico
consumo nel corso dello stesso ciclo di test normalizzato per diversi tipi di vetture, di potenza
e dimensioni simili. Con 1 kg di idrogeno la Mercedes-Benz FC percorre in genere 104 km e la FIAT FC 114 km.
Per facilitare il confronto con le vetture ICE, il loro
consumo è stato convertito in litri equivalenti
di benzina, sulla base del contenuto energetico
dei rispettivi combustibili. E’ chiaro che i veicoli
FC di Zero Regio hanno un favorevole consumo
specifico.
In termini di emissioni, come si comporta un
veicolo a FC?
Questo è ovviamente uno dei vantaggi principali della tecnologia FC: non vi è emissione di
inquinanti, in quanto non esiste combustione.
La combinazione dell’idrogeno immagazzinato a
bordo con l’ossigeno dell’aria produce solo acqua,
ma non CO, CO2, NOx, idrocarburi incombusti,
materiale particolato o composti tossici.
In breve: al tubo di scappamento di un’auto a
celle a combustibile vi sono emissioni zero. La Figura 6 quantifica le emissioni di CO2 delle vetture di ultima generazione, di potenza e dimensioni simili. I veicoli con celle a combustibile non
producono assolutamente emissioni di CO2. Altre
caratteristiche dei veicoli FC sono la silenziosità e
l’assenza di vibrazioni.
Energia Benzina
Energia Idrogeno IN
Perdite
motore
+ accessori: 79%
Motore
Perdite Fuel Cell
Stack: 42%
Perdite
accessori
+ trasmissione: 18%
Perdite
trasmissione: 2%
Ruote
Ruote OUT
Figura 4: Efficienza tipica per un veicolo convenzionale a benzina da 1,6 l (a sinistra) e un veicolo FC
(a destra) su un ciclo di test NEDC
Benzina
,
,
,
,
Consumo
Figura 5: Consumo su un ciclo di test NEDC (1 kg di H2 convertito in 3,73 l di benzina)
,
Benzina
,
Emissioni di
Figura 6: Emissioni di CO2 per un ciclo di test NEDC
19
Impatto ambientale
Infrastrutture
Dato per scontato che i veicoli non producono emissioni,
quanto contribuiscono alle emissioni la produzione e la
distribuzione di H2?
In un sistema di trasporto basato sull’idrogeno l’impatto
ambientale complessivo (Well-to-Wheel – WTW, dal pozzo
alla ruota) della flotta dipende anche dalla Well-to-Tank
(dal pozzo al serbatoio), che è parte del sistema, cioè
dall’energia primaria necessaria per la produzione e la distribuzione di idrogeno.
Un’analisi Well-to-Wheel della
domanda di energia primaria e
Benzina
Sito Hoechst
delle emissioni di gas serra è stata
di Francoforte
realizzata per entrambe le stazioni
Sito
di rifornimento di Francoforte e
di Mantova
Mantova e confrontata con tecnologie standard, vale a dire benzina,
gasolio e gas naturale compresso
Gasolio
(CNG) (Figura 7). Presso il sito di Francoforte Höchst l’idrogeno
Benzina
si ricava come sottoprodotto della
produzione di un impianto di cloro
in loco. Anche se l’idrogeno è un
Emissioni di
sottoprodotto, una frazione dell’energia totale consumata
Figura 7: Emissione di gas serra WtW per i percorsi di produzione dell’idrogeno di questo
dall’impianto è stata considerata
studio paragonati a quelli di Gas Naturale Compresso (CNG), Benzina e Gasolio
come consumo di energia per la produzione di idrogeno.
A Mantova l’idrogeno viene prodotto in modo centralizzato con reforming In conclusione, l’analisi WTW indica che:
a vapore del gas naturale in un sito industriale e trasportato con camion • Con le modalità di produzione attuali, le emissioni alla stazione di rifornimento. In entrambi totali dall’idrogeno vengono ridotte, ma non i casi è stata presa in considerazione sensibilmente, in confronto con gas naturale, anche l’energia spesa in attrezzature benzina e diesel.
accessorie, come pompe e compressori.
• Riduzioni più consistente delle emissioni La figura 7 mostra le emissioni di gas serra
complessive di gas serra (GHG) possono essere (GHG, green house gases) dal pozzo alla realizzate attraverso rotte di approvvigionamento
ruota(WTW) per ogni km percorso dai veicoli. del combustibile che utilizzano fonti rinnovabili
Come si vede in figura 7, per i veicoli FC tali di energia per la produzione di idrogeno.
emissioni sono minori di quelle provocate dalle tecnologie tradizionali. Inoltre, le emissioni WTW dei veicoli FC vengono rilasciate solamente nel sito di produzione e non nei siti degli utenti finali, che normalmente sono grandi città densamente popolate.
20
Impatto socioeconomico
Impatto socioeconomico
Studenti: Percentuale d’accordo con ognuna delle seguenti
affermazioni
75%
Le auto a H2 mi rendono più fiducioso nel futuro
20%
Le auto a H2 accrescono il mio desiderio di avere un’auto
22%
Le auto a H2 mi fanno pensare che siamo troppo occupati
con la tecnologia
Studenti: Per alimentare la tua macchina, motociclo o scooter,
cosa preferiresti?
Petrolio Biocomb.
29%
Batteria
H2
naturale
Gas
Altre
risposte
Totale
13%
30%
13%
8%
100%
7%
Accettazione
A due gruppi di utenti finali è stato chiesto
quali fossero le loro reazioni alla tecnologia
dell’idrogeno. Un gruppo era formato da 41 piloti,
l’altro da 700 studenti italiani sotto i venti anni, che hanno partecipato alle dimostrazioni di Zero Regio.
I principali risultati:
• Gli utenti finali sono impressionati dalla
pulizia di H2. Questo è un fattore chiave per
l’accettazione. L’accettazione è notevolmente
ridotta, se la produzione di H2 si rivela essere
basata su fonti energetiche contrverse,
come il carbone o il nucleare;
• Gli utenti finali sono contenti delle vetture a H2,
fatta eccezione per la loro autonomia limitata;
• I piloti sottolineano la necessità di migliorare
l’autonomia e il numero di stazioni di riforni-
mento, ma sono tolleranti sulla presente carenza e disposti a concedere un certo tempo per migliorare;
• I piloti sono più o meno soddisfatti della tecnologia di rifornimento (quando funziona);
• I piloti trovano che la reperibilità di idrogeno
è molto inferiore alle aspettative. Ciò costituisce
un grave problema di accettazione. Non vi
è alcuna tolleranza per le situazioni in cui il
rifornimento non è possibile o è necessario
un tempo di attesa;
• Gli utenti finali non si preoccupano molto per gli
eventuali rischi connessi con l’uso dell’idrogeno.
Piloti: Se Giappone e USA decidessero di ridurre il supporto
all’idrogeno, cosa dovrebbe fare l’Europa?
Ridurre il
supporto
Aumentare
il supporto
Mantenere
il supporto
Non so
Totale
10%
51%
34%
5%
100%
Commenti negativi dei passeggeri
Occasionalmente
Sarà sempre troppo costoso
Le compagnie petrolifere non accetteranno
Troppo pericoloso
Troppo high-tech
Non può risolvere i problemi del traffico
Raramente
Non credo a ciò che dici
In futuro l’idrogeno potrebbe essere prodotto da carbone o dal
nucleare. Questo potrebbe influenzare il tuo punto di vista sulle
auto a idrogeno?
Percentuale di chi risponde che diventerebbe più negativo
Piloti
Studenti
Carbone
84%
39%
Nucleare
65%
47%
21
Impatto socioeconomico
Aspetti economici
In Europa le aliquote fiscali sui combustibili sono
già alte. Le aliquote minime nell’Unione Europea
sono di €10 per GJ, ma sono molto più elevate
nella maggior parte dei “vecchi” paesi UE.
Ad una aliquota fiscale di €15/GJ, per tutti i combustibili vi è un punto di svolta ad un prezzo del
greggio di $90-100 al barile. Sopra questo prezzo
l’idrogeno sarebbe più conveniente rispetto a
benzina o diesel, a parità di distanza percorsa.
In alternativa, le aliquote fiscali potrebbero essere differenziate in base alle emissioni di CO2 e al consumo di energia nella produzione del combustibile. L’aggiunta di un’aliquota
di imposta di €44/tCO2 agli €10/GJ darebbe
all’idrogeno la stessa competitività della tassa di €15/GJ sul combustibile, ma l’imposta combinata ammonterebbe a soli €11-14/GJ.
Sono realistici prezzi del petrolio sopra 90 dollari dopo il 2015? I principali analisti di mercato
del petrolio, come l’Agenzia Internazionale
dell’Energia, prevedono ora che il prezzo futuro
del petrolio sarà di 100-150$ a barile.
Prezzi alla stazione
AGIP di Francoforte
I veicoli elettrici a FC dovrebbero diventare accessibili nell’intervallo 2015-2025. Per uno stesso
chilometraggio, cosa serve per rendere il conto
dell’idrogeno minore rispetto a quello della benzina o del diesel?
Lo studio di Zero Regio ha trovato che
il costo dell’idrogeno diventa competitivo
se vi sono alte tasse sui carburanti, un
prezzo elevato del petrolio e una produzione di idrogeno altamente efficiente.
Come il costo del combustibile al chilometro dipende
dal prezzo del petrolio. Aliquote di €10/GJ e di €44/tCO2.
22
0,08
0,06
€ (2008) per km
Non sono necessarie aliquote fiscali
ridotte per l’idrogeno. Tasse alte sul combustibile rendono più competitive le auto più efficienti nel consumo di combustibile, anche se tutti i combustibili sono tassati alla stessa aliquota. Le auto elettriche sono le più efficienti e quindi saranno più concorrenziali ad aliquote fiscali più elevati.
Sono necessarie una produzione e una gestione
altamente efficienti, anche con prezzi elevati del
petrolio ed elevate tasse sui carburanti. Il progetto Zero Regio dimostra che è possibile gestire
una stazione di rifornimento di idrogeno, anche a
700 bar di pressione, in modo continuo, pratica-
0,04
0,02
0,00
Prezzo petrolio grezzo per barile in $ (2008)
Gasolio/benzina a 4l/100km
Idrogeno da rinnovabili
Idrogeno da gas naturale
mente senza perdite di idrogeno. D’altra parte,
l’energia elettrica consumata nella compressione e nella tecnologia del freddo corrisponde
al 11-12% di idrogeno. Così, il consumo totale di
energia nella produzione e nella gestione di H2 a
700 bar difficilmente può essere inferiore al 30%.
I risultati riportati sopra dipendono in modo critico da questo obiettivo. Anche solo una
piccola percentuale di perdita di energia in più
potrebbe rendere la competitività dell’idrogeno a macchia di leopardo.
Traiettorie di riduzione dei costi
Il progetto Zero Regio non lascia alcun dubbio
circa la fattibilità pratica di un sistema di
trasporto basato su veicoli a idrogeno o circa
l’accettazione potenziale di un tale sistema da parte del pubblico. In ogni caso, i costi devono essere notevolmente ridotti e questo richiede un forte movimento lungo traiettorie tecno-
logiche, che sono promettenti da questo punto di vista.
Costo per veicolo in Euro
Impatto socioeconomico
Veicoli a
Mot. Comb. Int.
Veicoli a Fuel Cell
Produzione cumulativa veicoli (000)
Stime di learning* per veicoli a idrogeno
* Economie di learning: la riduzione dei costi attraverso learning
significa che una nuova tecnologia diventa sempre meno cara
all’aumentare dell’esperienza nell’usarla e nel produrla. I nuovi
prodotti sono spesso molto cari quando entrano nel mercato, poi,
gradualmente, diventano convenienti.
Lo studio di tali traiettorie porta a questi I dati dei costi ottenuti in Zero Regio sono stati usati per
risultati principali:
confrontare la produzione di idrogeno centralizzata e su
• Le celle a combustibile sono molto costose,
piccola scala, basata in tutti i casi sullo steam reforming ma hanno un forte potenziale di riduzione
del gas naturale.
dei costi attraverso processi di learning*.
I risultati sono mostrati nella Tabella che segue:
• Per gli altri componenti chiave dei veicoli a
idrogeno è inoltre prevista una diminuzione
Tecnologia
Costi
dei costi relativamente veloce.
c€/kWh
• I veicoli a idrogeno hanno un grande potenCentralizzata, convenzionale
2,73
ziale di riduzione dei costi mediante learning*, non così la produzione di idrogeno su
Centralizzata con sequestro e
larga scala, che è già una tecnologia matura.
3,35
stoccaccio di CO2
• La produzione di idrogeno da gas naturale Sul posto (nelle stazioni di
(steam reforming) è l’opzione a minor costo
7,14
servizio)
al momento, ma il potenziale di learning* non è incoraggiante.
Costi di produzione per steam reforming
• Il carbone è un’altra fonte di idrogeno a basso
costo, ma anche basso potenziale di learning*.
• La produzione basata sulle fonti rinnovabili e sulla tecnologia nucleare ha importanti benefit
ambientali, ma rimane costosa. Tuttavia, queste
vie hanno un significativo potenziale di learning*.
• La produzione di idrogeno su piccola scala nelle
stazioni di rifornimento è ora 2-3 volte più costosa
di quella centralizzata. Questa differenza di costo
dovrebbe essere significativamente ridotta grazie a miglioramenti tecnologici nelle fasi di immagazzinamento, compressione e distribuzione.
23
Disseminazione
Disseminazione
Promozione
Molto impegno è stato versato nella promozione del progetto e per comunicare i
risultati ottenuti al grande pubblico, alla
comunità scientifica, alle parti interessate
e alle scuole. La tabella seguente mostra
alcune statistiche del sito web del progetto,
così come alcune attività promozionali, per
esempio, presentazioni in occasione di fiere,
conferenze, workshop, visite scolastiche,
pubblicazioni, diffusione delle informazioni
di progetto su CD-ROM, USB e pieghevoli.
Zero Regio statistiche del sito web
Visitatori singoli
327943
Consultazione di pagine
712224
Download di documenti in PDF
34116
Presentazioni
In conferenze
40
Workshop in progetti internazionali
3
Presentazioni in fiere
35
Articoli su giornali
21
Trasmissioni TV
15
Film sul progetto
4
Distribuzione di brochure
> 20000
CD-ROM, USB, ecc.
> 1600
Visite scolastiche
304
Visite alla stazione
45
Il piano di disseminazione del progetto è stato aggiornato ogni anno. Il team del progetto ha
avuto un interesse attivo e ha comunicato con
altri progetti CE correlati. Il coordinatore del progetto ha mantenuto frequenti contatti con la CE su questioni tecniche e finanziarie per conto del consorzio del progetto.
La comunicazione con diverse associazioni nazionali e internazionali per l’idrogeno e le
celle a combustibile, nonché con altri progetti
dimostrativi in tutto il mondo, ha aumentato la
promozione del progetto.
Alcune attività ad alta visibilità sono state:
• Le cerimonie di apertura delle stazioni di
servizio a Francoforte e Mantova, partecipate
da personalità della scienza, dell’industria e
della politica
• ‘Highlight der Physik 2007’ a Francoforte
• Workshop Internazionale di progetto in Italia al WHTC 2007
• L’evento ‘Agora 2007’ a Loreto in Italia
• I grandi gruppi stranieri in visita alle stazioni
di servizio
• Le trasmissioni televisive in Italia e Germania
• Ecomondo in Italia nel 2008
• La Parata di veicoli FC a Copenaghen nel 2009
e molti altri.
Apertura della stazione di servizio a Francoforte
Una delle molte visite scolastiche
24
Disseminazione
La reazione del pubblico in occasione di fiere e mostre è stata molto positiva. Le persone che hanno
guidato i veicoli in molti eventi “Ride and Drive”
hanno dimostrato grande interesse e accettazione.
I media europei e internazionali sono stati molto
interessati al progetto e hanno dato ad esso una
copertura molto positiva.
Valorizzazione dei risultati
Per quanto concerne la valorizzazione dei risultati ottenuti nel progetto, i seguenti elementi possiedono un elevato potenziale:
• Servizi, per quanto riguarda le procedure
di autorizzazione
• Progettazione e costruzione di linee di
•
•
•
•
trasporto idrogeno
Tecnologia di rifornimento a 700 bar
Sfruttamento di idrogeno sottoprodotto, durante la fase iniziale della commercializzazione
Impianti di produzione sul posto
Grandi progetti dimostrativi
“Oggi oltre il 95% delle auto nuove ha
motori a combustione interna. Nel 2030
forse solo il 40%. Azionamenti elettrici e
ibridi saranno allora maggioranza. Per
raggiungere la quota del 60% delle auto
ibride ed elettriche, avremo bisogno di
adeguati segnali provenienti dai responsabili politici. Inoltre, dobbiamo fare in
modo che il settore energia venga decarbonizzato in modo tempestivo.”
Dr. Birol Fatih, Economista Capo, IEA
Entrambe le stazioni di servizio sono impianti
pubblici, aperti a tutte le auto a idrogeno al di
fuori del progetto Zero Regio. La stazione di
rifornimento a Francoforte è utilizzata da clienti
esterni al progetto come Opel, Honda e Mazda.
La stazione di riempimento a 700 bar, una delle
prime con la comunicazione a infrarossi, sarà utilizzata da veicoli Classe B Mercedes-Benz F-CELL
dopo il progetto.
Apertura della stazione di servizio a Mantova
Zero Regio è stato presentato alla fiera di
Ecomondo, uno dei più significativi eventi
sullo sviluppo sostenibile e sulle energie rinnovabili in Italia.
La Honda FCX Clarity al rifornimento alla stazione AGIP di Francoforte
Zero Regio a Ecomondo
25
Osservazioni conclusive e passi successivi
Osservazioni conclusive e passi successivi
Distributore di idrogeno e Class A F-CELL a Francoforte
Zero Regio Rapporti e Organizzazione
Numero di rapporti - deliverable
65
Numero di prototipi consegnati
17
Numero di milestone realizzati
16
Numero degli incontri di progetto 14
Incontri straordinari
1
Numero di nuovi partner
nessuno
Numero di partner esclusi
nessuno
I veicoli con celle a combustibile hanno funzionato molto bene e la loro superiorità energetica e ambientale è stata dimostrata. I veicoli di nuova generazione sono tenuti a operare ancora meglio, con rese chilometriche ed efficienze maggiori. I problemi dei costi di acquisto e dei piani di produzione in serie si
stanno muovendo nella giusta direzione. Alcune difficoltà e alcuni contrattempi incontrati
nel progetto sono connessi con le formalità di approvazione vigenti in Italia, sia per le infrastrutture
a idrogeno, che per i veicoli a celle a combustibile.
In Italia i veicoli sono stati sottoposti a un limite di
pressione di 200 bar. Per superare queste difficoltà
devono essere poste in atto norme armonizzate in
tutta Europa.
In due siti urbani europei sono stati sviluppati e
dimostrati con successo sistemi infrastrutturali di
idrogeno. Sono stati utilizzati diverse fonti e diversi
percorsi di H2. L’uso di idrogeno sottoprodotto,
con il trasporto via gasdotto, può essere sfruttato
durante la fase iniziale dell’era dell’idrogeno, vale
a dire, ora. Il progetto Zero Regio ha fornito una
preziosa esperienza con i sistemi di compressione
ionici, che hanno un notevole potenziale per il futuro.
La produzione di idrogeno e la capacità delle
infrastrutture in entrambi i siti sono sufficienti per
il rifornimento di flotte molto più grandi di veicoli.
L’esperienza e il know-how sviluppati nel progetto
sulla gestione, sulle valutazioni tecniche e socioeconomiche e, naturalmente, sulle procedure di
regolamentazione in Germania e in Italia sono
idonei per dimostrazioni maggiori, che portano
più velocemente alla maturità e alla penetrazione
del mercato. Il tempo è maturo per dimostrazioni
interregionali, ora che abbiamo testato e dimostrato l’idrogeno e la tecnologia delle celle a combustibile in isole locali.
La tabella sopra dà un’idea dei rapporti, dei
risultati e delle tappe realizzati nel progetto.
La maggior parte di questi
è stata realizzata nei tempi
previsti. Il progetto si è concluso nel quadro di bilancio
originale con qualche forma
di ridistribuzione tra i partner durante i suoi 66 mesi
di vita.
26
La Panda FC e la Cattedrale di Mantova
La mobilità a emissioni zero protegge
le architetture storiche
Messaggi da alcuni partner del progetto
Messaggi da alcuni partner del progetto
Infraserv GmbH & Co. Höchst KG
Come fornitori di infrastrutture del Parco Industriale Höchst, Francoforte, siamo lieti di
attribuirci il merito di aver sviluppato e resi operativi, nel progetto Zero Regio, nuovi sistemi di infrastrutture, quali una linea di trasporto di idrogeno a 1.000 bar e una stazione di rifornimento pubblica per l’idrogeno a 700 bar, entrambi per la prima volta al mondo.
Dr. Roland Mohr, CEO, Infraserv Höchst
© 2009 Infraserv GmbH & Co. Höchst KG
Linde AG
Negli ultimi dieci anni ci siamo concentrati sulla fattibilità tecnica. Il progetto Zero Regio,
con le sue avanzate tecnologie di alimentazione, ha giocato un ruolo significativo nel raggiungimento di ciò. Ora dobbiamo compiere passi decisivi verso la standardizzazione,
la modularità e la riduzione dei costi lungo la catena di valore dell’idrogeno, per consentire una crescita su grande scala delle infrastrutture dell’idrogeno e una diffusione
commerciale dei veicoli a fuel cell.
Markus Bachmeier, Head of Hydrogen Solutions & Advanced Customer Applications
Linde AG
Daimler AG
Prove di flotta e progetti di cooperazione sono essenziali per il successo della tecnologia
fuel cell, come tecnologia del futuro. Sono necessari e benvenuti gli input dalla politica,
dall’industria dell’energia, dalla scienza e dai clienti piloti lungimiranti, che sono i primi
amanti dell’innovazione. L’esperienza maturata con il progetto Zero Regio è un notevole
contributo allo sviluppo della futura e pienamente competitiva generazione di veicoli a
celle a combustibile, come la Classe B F-CELL.
Dr. Christian Mohrdieck, Director Fuel & Battery Drive
Daimler AG
Fraport AG
Per Fraport AG la prova su strada, per più anni, di quattro veicoli fuel cell a idrogeno è
stato un progetto vincente, in termini di guadagno di esperienza con la tecnologia dei
veicoli a basso contenuto di CO2. Il successo dei test all’aeroporto di Francoforte dà un
ulteriore impulso al nostro concetto di mobilità, che punta ad una quota del 60%, entro il
2020, di veicoli con tecnologie a trazione alternativa.
Dr. Stefan Schulte, CEO
Fraport AG
27
Messaggi da alcuni partner del progetto
TÜV Hessen GmbH
TÜV Hessen, una delle agenzie di controllo più importanti della Germania, è stata
orgogliosa di sostenere il progetto Zero Regio con la sua ampia conoscenza per
assicurare la conformità delle prescrizioni tecniche e delle norme di controllo del
veicolo, aiutare l’industria nello sviluppo di automobili e soddisfare i requisiti della
catena di rifornimento energetico, con una particolare attenzione alla sicurezza e ai
requisiti normativi.
K. Börsch, Managing Director
TÜV Hessen GmbH
Eni Deutschland GmbH
Il nostro obiettivo è sempre legato al cliente mobile e alle sue esigenze specifiche.
Siamo quindi orgogliosi di poter offrire ai nostri clienti, oltre ai nostri ben noti
combustibili e lubrificanti e servizi di negozio, anche una varietà di prodotti multienergy. Eni apprezza di essere partner in un progetto innovativo e visionario come
Zero Regio.
Giuseppe Busà, Managing Director
Eni Deutschland GmbH
Commissione Europea, DG Centro Comune di Ricerca
Il Centro Comune di Ricerca (JRC) è una organizzazione di ricerca basata sul sostegno
politico e parte integrante della Commissione Europea, DG Centro Comune di Ricerca.
Presso l’Istituto per l’Ambiente e la Sostenibilità, siamo lieti di aver effettuato le analisi
ambientali sia del parco veicoli che delle stazioni di servizio per il progetto Zero Regio.
Ci siamo uniti in questo consorzio per capire meglio il potenziale dei veicoli a fuel cell a idrogeno al fine di ridurre il carico ambientale del trasporto su strada.
Prof. Leen Hordijk, Director, Institute for Environment and Sustainability
EC, DG JRC, Ispra
Regione Lombardia
L’esperienza e la quantità di dati sperimentali acquisiti nel progetto Zero Regio hanno
permesso a Regione Lombardia di definire il piano di sviluppo delle tecnologie per
favorire il trasporto su strada con emissioni prossime allo zero. Sulla base di questa
esperienza, la Regione Lombardia sta iniziando programmi, sia per mantenere in esercizio le infrastrutture create durante il progetto (stazione di rifornimento di Mantova), che per aumentare il numero delle unità di rifornimento di H2 e dei veicoli, nonché per sviluppare altre tecnologie ad alta efficienza e a basse emissioni.
Dr. Massimo Buscemi, Assessore Regionale
Regione Lombardia
28
Messaggi da alcuni partner del progetto
SAPIO S.r.l.
Il Gruppo SAPIO, leader in Italia per il mercato dell’idrogeno, sostiene con forza la realizzazione
di una infrastruttura di rifornimento di idrogeno gassoso in Italia, in modo che i veicoli a FC
possano essere sviluppati ulteriormente per raggiungere un sistema di trasporto sostenibile.
Siamo orgogliosi di essere stati coinvolti nella realizzazione e gestione di una delle più tecnologicamente avanzate stazioni di rifornimento multicombustibile in Italia, che è stata realizzata
in Zero Regio e sarà utilizzata successivamente.
Dr. Alberto Dossi, Vice Presidente
SAPIO Produzione Idrogeno Ossigeno S.r.l.
Comune di Mantova
Zero Regio ha portato il Comune di Mantova nel mondo dell’idrogeno, un combustibile
alternativo ideale. Il nostro livello di partecipazione e coinvolgimento nei vari aspetti del progetto – procedure di approvazione, attività di dimostrazione e disseminazione – è stato sostanziale. La comunità mantovana ha acquisito conoscenze scientifiche e tecniche, nonché cultura, strutture e infrastrutture, guadagnando esperienza nella gestione di progetti europei, ma,
soprattutto, una grande speranza per un futuro basato su una mobilità a impatto zero
Carlo Saletta, Assessore allo Sviluppo Sostenibile e Partecipato
Comune di Mantova
Centro Ricerche Fiat
Noi, come esperti di tecnologie di automotive a idrogeno e operatori del Centro Ricerche
Fiat di Orbassano (TO-Italia), siamo lieti di attribuirci il merito di aver sviluppato e resi operativi nel progetto Zero Regio i nostri prototipi avanzati di veicoli a idrogeno, che
sono le più piccole vetture al mondo con un sistema di trazione a fuel cell puro. Dr. Paolo Delzanno, Project Manager
Centro Ricerche Fiat
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Zero Regio Gruppo di Progetto
Zero Regio Gruppo di Progetto
© 2010, Consorzio Zero Regio
Contatti
European Commission: [email protected]
Infraserv (Project coordination, H2 Infrastructure): [email protected], [email protected], [email protected]
Linde (H2 Infrastructure): [email protected], [email protected]
Daimler (Fleet supply & demonstration): [email protected], [email protected]
Fraport (Fleet demonstration): [email protected]
TÜV Hessen (Safety aspects): [email protected], [email protected]
Eni Deutschland GmbH (Conventional service station): [email protected]
Lund University (Business development): [email protected]
Roskilde University (Economics): [email protected]
Saviko Consultants (Acceptance): [email protected]
JRC (Data evaluation): [email protected], [email protected]
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Zero Regio Gruppo di Progetto
La mobilità a idrogeno dimostrata a Mantova, Patrimonio Mondiale dell’Umanità UNESCO@Toni Lodigiani
Eni (On-site production): [email protected]
Regione Lombardia (Fleet acquisition, Project management Italy): [email protected], [email protected], [email protected]
Sapio (H2 Infrastructure): [email protected], [email protected]
Comune di Mantova (Fleet demonstration): [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Università Bocconi (Regulation & subsidies): [email protected]
CRF (Fleet management & demonstration): [email protected]
Zero Regio è un progetto integrato co-finanziato nel 6° Programma Quadro della Commissione Europea,
Direzione Generale per l’ Energia e il Transporto.
Né la Commissione Europea, né altre persone che agiscano per conto di essa, sono responsabili dell’uso
delle informazioni contenute in questa pubblicazione.
Design e Layout AMBERcreatives Ltd, [email protected], www.ambercreatives.com
Stampa Publi Paolini s.r.l., [email protected], [email protected]
Testo e illustrazioni a cura dei partner del progetto Zero Regio.
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Risultati significativi da Zero Regio
• L’idrogeno sottoprodotto da impianti di produzione di cloro per
elettrolisi è adatto per veicoli a celle a combustibile e dovrebbe
essere sfruttato di più.
• Il trasporto di idrogeno con gasdotti ad alta pressione è
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tecnicamente fattibile.
Il rifornimento di idrogeno a 350 bar ha raggiunto la maturità
richiesta nella pratica.
Il rapido rifornimento di combustibile (3 min. per 5 kg) a 700 bar
è funzionale e va dimostrato nella pratica quotidiana.
Le procedure di autorizzazione per il rifornimento di idrogeno in Italia
sono state più complesse e i tempi più lunghi che in Germania. Ciò
richiede iniziative per armonizzare le pratiche di omologazione in Europa.
I veicoli con celle a combustibile (Class A F-CELL e Nuova Panda)
hanno fornito ottime performance.
Le Panda FC in Italia hanno potuto essere omologate solo per pressioni
di stoccaggio fino a 200 bar. Anche le procedure di autorizzazione dei
veicoli a FC a idrogeno devono essere armonizzate in tutta Europa.
Non sembrano esserci problemi di accettazione fondamentale per
l’idrogeno come combustibile.
Stazione di Servizio, Mantova
http://www.zeroregio.com
Torre dell’Orologio, Mantova
Il Progetto Zero Regio è co-finanziato
dalla Commissione Europea