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La sfida dell'idrogeno
Il progetto "Hydrogen Valley" Enea Casaccia
Paolo Deiana - ENEA
Sommario
Hydrogen Valley è un'infrastruttura polifunzionale per la sperimentazione e dimostrazione delle tecnologie dell'idrogeno situata presso il centro Ricerche ENEA Casaccia (Roma). Il Centro Ricerche Casaccia, dal 1959, è il più grande complesso di laboratori ed impianti dell'ENEA.
La rete gas interna attuale è lunga 4,3 km. In futuro sono previste, tra le altre cose, impianti FER integrati. La Hydrogen Demo Valley può essere allargata a tutta la filiera.
Hydrogen Demo Valley
L'iniziativa promossa in primis da USA e Francia ha lo scopo di incrementare gli investimenti sia pubblici che privati nelle attività di ricerca e, infine, della sicurezza, della normativa, delle certificazioni, e dell'associazioni..., in grado di favorire l'aggiornamento dei percorsi autorizzativi in un'ottica di replicabilità e sicurezza.
''Infrastrutture polifunzionali per la sperimentazione e dimostrazione delle tecnologie dell'idrogeno''
l Centro ENEA della Casaccia
Il Centro Ricerche Casaccia, dal 1959 il più grande complesso di laboratori ed impianti dell'ENEA, si caratterizza per la presenza di laboratori, impianti sperimentali e dimostrativi a supporto dei programmi di ricerca.
E' sito sulla via Anguillarese, a circa 25 km a nord-ovest di Roma, presso il lago di Bracciano e si estende su una superficie di circa 90 ettari, suddivisi in due aree separate dalla via Anguillarese, e conta 190 edifici destinati a uffici, laboratori, impianti e infrastrutture di servizio.
I dipendenti ENEA con sede di lavoro nel Centro sono 1185 oltre al personale ENEA, ogni giorno sono presenti in media altre 250-300 persone tra: borsisti e laureandi italiani, borsisti stranieri, visitatori italiani e stranieri, personale di ditte appaltatrici.
La rete gas interna: situazione attuale
- Rete viaria interna capillare;
- Rete elettrica diffusa MT/BT;
- Rete servizi aria/TLR;
- 4,3 km di rete gas interna;
- Rete comunicazione.
- Centrale Termica (3 x 7MW);
- Reformer;
- Turbogas;
- Mensa;
- Centrali termiche edifici T8, T19 e T51;
- Centrali termiche F83 e F84;
- Impianti Sperimentali.
- Materiale tubazioni;
- API 5LGRB bitumato serie pesante;
- Diametri DN80, D100 e DN150.
Le rete gas interna: in futuro
- Impianti FER integrati;
- Unità di produzione idrogeno (P2G, reformer, gassificatori, biogas...);
- Stoccaggi H2;
- Unità di metanazione (catalitica, biologica);
- Stazioni di iniezione e miscelamento;
- Stabilizzazione pressione e odorizzazione;
- Sensoristica e metering;
- Linee dedicate al metano in blending con idrogeno;
- Linee dedicate all'idrogeno puro;
- Unità di separazione lato end user (HST);
- Impianti sperimentali;
- Utenze termiche;
- Utenze power;
- Utenze di processo;
- Utenze mobility (stazioni di rifornimento veicoli privati, navetta);
- Cabina BIREMI.
''Infrastrutture polifunzionali per la sperimentazione e dimostrazione delle tecnologie dell'idrogeno''
l Centro ENEA della Casaccia
Il Centro Ricerche Casaccia, dal 1959 il più grande complesso di laboratori ed impianti dell'ENEA, si caratterizza per la presenza di laboratori, impianti sperimentali e dimostrativi a supporto dei programmi di ricerca.
E' sito sulla via Anguillarese, a circa 25 km a nord-ovest di Roma, presso il lago di Bracciano e si estende su una superficie di circa 90 ettari, suddivisi in due aree separate dalla via Anguillarese, e conta 190 edifici destinati a uffici, laboratori, impianti e infrastrutture di servizio.
I dipendenti ENEA con sede di lavoro nel Centro sono 1185 oltre al personale ENEA, ogni giorno sono presenti in media altre 250-300 persone tra: borsisti e laureandi italiani, borsisti stranieri, visitatori italiani e stranieri, personale di ditte appaltatrici.
La rete gas interna: situazione attuale
- Rete viaria interna capillare;
- Rete elettrica diffusa MT/BT;
- Rete servizi aria/TLR;
- 4,3 km di rete gas interna;
- Rete comunicazione.
- Centrale Termica (3 x 7MW);
- Reformer;
- Turbogas;
- Mensa;
- Centrali termiche edifici T8, T19 e T51;
- Centrali termiche F83 e F84;
- Impianti Sperimentali.
- Materiale tubazioni;
- API 5LGRB bitumato serie pesante;
- Diametri DN80, D100 e DN150.
Le rete gas interna: in futuro
- Impianti FER integrati;
- Unità di produzione idrogeno (P2G, reformer, gassificatori, biogas...);
- Stoccaggi H2;
- Unità di metanazione (catalitica, biologica);
- Stazioni di iniezione e miscelamento;
- Stabilizzazione pressione e odorizzazione;
- Sensoristica e metering;
- Linee dedicate al metano in blending con idrogeno;
- Linee dedicate all'idrogeno puro;
- Unità di separazione lato end user (HST);
- Impianti sperimentali;
- Utenze termiche;
- Utenze power;
- Utenze di processo;
- Utenze mobility (stazioni di rifornimento veicoli privati, navetta);
- Cabina BIREMI.
Video
...filiera: elettrolisi e Power2Gas
Mission Innovation e la sfida dell'idrogeno
- Energia Green certificata;
- Solare Fotovoltaico.
Elettrolizzatori Alcalini/PEM
Taglie previste: 200kW - 1 MW
Produzione H2: 40 Nm3/h; c.a. 30 ton/anno
Spazio in pianta: 50-100 m2
Altre tecnologie:
Solid Oxide, Molten Carbonate...
Tecnologia Steam Methane Reforming Innovativo
Taglie previste: 40 Nm3/h H2
Spazio in pianta: 50-80 m2
Possibili attività: integrazione energia solare termica, integrazione energia elettrica da FER
...filiera: accumulo di H2
Accumulo Centralizzato
- p=200 bar
- V=30 m3 (6000 Nm3 )
Accumulo Mobile FCV
- p=350/700 bar
- V= 0,120 m3
Accumulo c/o HRS
- p=350/700 (450/900) bar
- V= 3000 Nm3
...filiera: trasporto/distribuzione di blend GN/H2 e H2
Analisi e test di materiali e componenti per lo stoccaggio e il trasporto di idrogeno ad alta pressione, diagnostica e monitoraggio rete, digitalizzazione...
2 x Pipeline: L = 2 km, p = 24 bar
Membrane separazione H2/CH4
...filiera: utenze energia termiche
Grande scala
- Caldaia da 7 MW
- Alimentazione con blend GN/H2
- Dedicata a supporto del teleriscaldamento del Centro
Piccola scala
- N x Caldaie murali taglia 24 - 35 kW
- Alimentazione blend GN/H2 e H2 puro
- proveniente dalle pipeline o da separazione H2 lato end user
...filiera: utenze mobilità
Stazione di rifornimenti:
Stoccaggio @ 350/700 bar
Capacità 50 kg/giorno
Vessel Type III-I
Utilizzo di H2 puro o di H2 da
separazione in loco del blend
Veicoli
BUS navette interne/esterne
Consumi: 10kg H2/100km
Pieno: 30-40kg
Pressione serbatoio: 350 bar
Distanza percorsa 1500 km/settimana
Carrello elevatore
Movimentazione merci
...filiera: generatori energia elettrica e termica CHP
Un cogeneratore PEM alimentato con GN e fornito di reformer verrà alimentato a tenori crescenti di H2.
L'idrogeno prodotto in modalità elettrolitica dalla RESOC alimenterà un generatore PEM FC da 8 kW.
...filiera: utilizzo in processi e applicazioni EII
Combustibili e derivati
Produzione di Metano Sintetico Green
Sintesi di green fuel: Metanolo, DME, JetFuel
Possibili attività: test su impianti pilota
Altri prodotti/processi Ind. Energivora e Emission Intensive
Ammoniaca, fertilizzanti, siderurgia, cemento, alimentare...
Possibili attività: test componentistica dedicata su impianti pilota
Possibili attività: test su bruciatori, forni, riscaldatori, valvole, contatori, reattori,...
Conclusioni
Sicurezza, normativa, certificazione, associazioni...
In collaborazione con il CNVVF tutte le attività di tipo tecnologico saranno accompagnate da una analisi del contesto normativo e regolamentatori o e da sperimentazioni per favorire l'aggiornamento dei percorsi autorizzativi in un ottica di replicabilità e sicurezza:
- Normativa, regolamentazione e standardizzazione;
- Collaborazioni con il mondo Accademico e della Ricerca;
- Collaborazioni con Associazioni.
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Fonte: mcTER Idrogeno - Milano settembre 2021 Scenari per l'idrogeno in Italia: Sostenibilità, Stato dell'Arte e Futuro (prossimo)
