Idrogeno: La Germania guida. E l’Italia?

La Germania ha investito nella ricerca per le tecnologie dell’idrogeno 2 miliardi di euro per 10 anni dal 2006 a 2016, in un programma che si chiama N.O.W. (National Organization fur Waserstoffen). Il programma ha permesso di sviluppare la ricerca di base per elettrolizzatori, celle a combustibile, accumulatori e bombole di stoccaggio, compressori, erogatori, distributori di idrogeno e sistemi di stoccaggio residenziali e industriali. L’obiettivo è quello di guidare il mercato dell’Idrogeno nel 2030, e diventare fornitori dell’intera Unione Europea. Noi italiani verremo dunque ancora una volta relegati nel ruolo di consumatori e compratori, e avremo perso un’altra grande occasione di sviluppo per la nostra economia che senza idrogeno non avrà mai la necessaria autosufficienza e sovranità energetica per alimentare un nuovo modello industriale sostenibile, distribuito e redistributivo. Il programma N.O.W. è stato rifinanziato per altri 10 anni dal 2016 al 2026, ed è affidato al professor Klaus Bonhff.

Klaus Bonhoff Direttore del programma H2 della Germania

Il programma NOW prevede il finanziamento di progetti in differenti aree di intervento che vanno dallo stoccaggio residenziale e industriale alla mobilità sostenibile, alle infrastrutture ai sistemi di ricarica distribuiti.

Per maggiori informazioni si veda: https://www.now-gmbh.de/en

Mentre rimaniamo sempre più ammirati per la lungimiranza visionaria e pragmativa dei tedeschi, non possiamo fare a meno di notare che noi italiani invece rimaniamo sempre più indietro. Per aumentare il nostro senso di frustrazione e rabbia per la mancata lungimiranza della nostra classe dirigente, abbiamo pensato bene di far tradurre dagli studenti del Solar Lab dell’Istituto Natta di Bergamo (coordinati dal brillante professor Tiziano Pedruzzi ) il programma NOW 2016-2026.

Il prof. Tiziano Pedruzzi con il Solar Lab al Senato
per il TRI AWARD 2017 con il presidente Grasso

Ecco il documento. Buona lettura

Programma governativo per l’idrogeno e le tecnologie delle Fuel Cell 2016-2026

dalla preparazione commerciale ai prodotti competitivi

Dalla continuazione del Programma Nazionale di Innovazione per l’idrogeno e

le Tecnologie delle Fuel Cell 2006-2016 (NIP)

Un programma congiunto di

Ministero Federale dei Trasporti e delle Infrastrutture Digitali (BMVI),

Ministero Federale per gli Affari Economici e dell’Energia (BMWi),

Ministero Federale dell’Educazione e della Ricerca (BMBF) e

Ministero Federale per l’Ambiente, Conservazione Naturale, Edilizia e Sicurezza Nucleare (BMUB)

Contenuti

1Introduzione 3

2Background e motivazioni 4

3Obiettivi del programma sull’idrogeno e sulla tecnologia fuel cell 6

4Campi di azione del programma di governo per l’idrogeno e le tecnologie fuel cell 2016-2026 7

4.1 Agevolare le infrastrutture e i trasporti green per favorire le emissioni zero 7

4.1.1Trasporto stradale 7

4.1.2Trasporto ferroviario 9

4.1.3Trasporto via nave 9

4.1.4Aviazione 9

4.1.5Logistica 10

4.1.6Carburanti 10

4.2 Rendere la sostenibilità ambientale per gli edifici e i processi produttivi una realtà 11

4.2.1Approvvigionamento energetico domestico 11

4.2.2Impianti commerciali e industriali per la produzione di calore e energia (CHP) 11

4.3 Salvaguardia delle infrastrutture critiche 12

4.4 Progettazione delle forniture industriali-incontro dei costi guida 12

4.5 Sfruttando i punti di forza della ricerca di base 13

4.6 Sviluppo ulteriore del programma 14

5Implementazione sotto lo stesso tetto 14

6Finanziamenti 15

7 Sommario e conclusione 16

1Introduzione

Dal 1980 il governo federale ha finanziato la ricerca e lo sviluppo dell’idrogeno e tecnologie delle celle a combustibile. Basato su un piano di sviluppo congiunto degli operatori dei settori politico, scientifico e industriale, le singole attività di ricerca di energia e i trasporti sono stati fusi nel

Programma Nazionale per l’innovazione per idrogeno e Fuel Cell Technology (NIP) dal 2007 con l’obiettivo di prepare il mercato. Escludendo la ricerca e sviluppo, le attività in corso includono anche progetti di dimostrazione e la sperimentazione di sistemi innovativi complessivi nella vita quotidiana in particolare. Nel complesso il livello tecnologico della maturità in termini tecnici ed economici ha significativamente

progredito. In più argomenti quali la sicurezza, processi di approvazione, ulteriore istruzione e formazione come, per esempio, l’accettazione sono stati affrontati insieme da tutti gli operatori in un modo specifico dell’applicazione al fine di creare condizioni favorevoli per l’ingresso nel mercato. A questo scopo l’industria ha speso un totale di 700 milioni di euro per ricerca e sviluppo tra il 2007 e il 2016. Altri 700 milioni di euro sono già stati impiegati dal governo federale unicamente ai progetti NIP.

Oggi i primi prodotti commerciali delle celle combustibili sono disponibili sul mercato. Nel complesso, alla fine della prima fase del NIP, vi è ora un settore industriale moderno con circa 500 aziende e organizzazioni in Germania. Allo stesso tempo, le attività nazionali hanno attratto iniziative e finanziamenti da parte di investitori stranieri, che contribuiscono nel complesso al valore aggiunto in questo settore in Germania.
Il NIP offre sicurezza ai partecipanti in ambito scientifico – industriale in riferimento al quadro di sostegno stabile e a lungo termine. L’ implementazione nello stesso ambito avviene attraverso le strutture della Società Ente Nazionale GmbH Idrogeno e Fuel Cell Technology (NOW) che facilitano il coordinamento efficiente, nonché la gestione strategica del programma generale con la partecipazione di tutti gli attori del settore pubblico a livello federale e statale, dal mondo industriale a quello scientifico. Nella competizione a livello europeo e internazionale, la Germania è stata quindi in grado di affermarsi sia come forza trainante nel settore della tecnologia dell’idrogeno e delle celle combustibili sia come partner importante per l’industria e la tecnologia.

Per l’ormai imminente fase di entrata sul mercato, le attività nazionali scientifiche, industriali e del settore pubblico devono continuare ad essere salvaguardate attraverso un programma di protezione. L’obbiettivo dovrebbe essere quello di sviluppare ulteriormente quelle innovazioni nelle tecnologie ad idrogeno e fuel cell, che non hanno ancora raggiunto la commerciabilità, e quello di costruire rilevanti infrastrutture e supportare le tecnologie che sono in procinto di entrare nel mercato attraverso strumenti e misure adatti. In aggiunta al lancio sul mercato, la ricerca e lo sviluppo continueranno ad essere supportate per le future generazioni delle tecnologie.

I rappresentanti dei settori scientifico ed industriale hanno delineato su carta un piano a continuazione del NIP in due pilastri: in uno, in continuità di ricerca- dall’elementare alla ricerca in uso, lo sviluppo, la dimostrazione e la preparazione del mercato. Nell’altro,strumenti in aggiunta che sono specifiche applicazioni per supportare lancio sul mercato. In un concreto insieme di proposte per l’azione,i sistemi delle industrie partecipanti e le organizzazioni scientifiche hanno identificato gli argomenti e le misure che sono rilevanti secondo il loro punto di vista.

Il governo federale ha monitorato e accompagnato lo sviluppo della tecnologia e del settore finora in un processo continuo nel quadro delle sue misure di sostegno. Si tratta in particolare delle regolari assemblee generali NIP, diversi seminari di stato su temi differenti, nonché il documento di strategia di cui sopra a seguito di una discussione congiunta con il settore industriale ed i giocatori del mondo scientifico. Sulla base di questo lavoro e discussioni e per quanto riguarda il posizionamento internazionale della concorrenza, il governo federale conclude che il programma nazionale per l’innovazione per l’idrogeno e celle a combustibile è quello di continuare con una seconda fase di dieci anni.

La responsabilità primaria per la realizzazione dei prossimi obiettivi e azioni spetta alle industrie e alle compagnie che, come esplicitato nella parte precedente del documento (carta di strategia ), investiranno almeno 2 miliardi di euro durante la seconda fase del NIP. Il governo federale continuerà a sostenere questi obiettivi come partner.

Le azioni descritte nel programma sono a carico del servizio competente e saranno finanziate, purché siano disponibili risorse di bilancio, nell’ambito dei principi di pianificazione finanziaria e di bilancio esistenti.

2Background e motivazioni

Un approvvigionamento energetico sicuro, accessibile, indipendente, rispettoso dell’ambiente ed efficiente sta alla base per il benessere delle società moderne. Di conseguenza il governo federale si sta dedicando ad un ambizioso progetto che ha come fine il rendimento energetico e la protezione del clima/ambiente:

Con il cambiamento energetico il governo federale sta prendendo la strada verso un futuro sicuro, proficuo e rispettoso dell’ambiente per l’approvvigionamento dell’energia. La Germania sta tentando d’ottenere una riduzione nazionale dei gas serra dannosi per il clima/ambiente da un minimo di 40% confrontati da ora al 2020 all’anno di base di 1990, così come pure 80 – 95% da ora al 2050.

Gli elementi chiave sono il crescente utilizzo di energie rinnovabili come la penetrazione del mercato con tecnologie di conversione di energia efficienti.
Al vertice del G7 a Elmau, il leader industriale delle nazioni del mondo ha fissato l’obiettivo di decarbonizzazione del sistema economico entro questo secolo. Dalle considerazioni prese in esame si e visto che è importante sviluppare un sistema energetico integrato in termini di ottimizzazione globale, in cui sono interconnessi i settori di consumo di energia elettrica, calore e trasporto.

La Germania è leader mondiale nello sviluppo delle tecnologie pertinenti e nella progettazione di un sostenibile sistema energetico.

Il governo federale persegue anche obiettivi di politica industriale nei suoi programmi, iniziative e processi così come con la sua strutturazione delle condizioni relative al quadro normativo.Un solido progetto di ricerca, una grande quota interna del valore aggiunto e un solido mercato interno gettano le basi per la competizione a livello mondiale dell’ industria tedesca ed europea. Gli effetti positivi associati all’occupazione così come la diminuzione della dipendenza dall’importazione di energia contribuisce allo sviluppo economico della Germania.

L’idrogeno e le tecnologie fluel cell sono le tecnologie chiave per la trasformazione del sistema energetico. Esempi di applicazioni comprendono l’idrogeno da fonti rinnovabili come combustibile, con efficienza a emissioni zero conduce e fornisce l’elettricità a bordo con delle fluel cell nel settore dei trasporti così come le basse emissioni combinate con il calore e la potenza basate sulle celle a combustibile per fornire sistemi di enegia fissa nell’edilizia, nel commercio, nell’industria e nei servizi così come per la fornitura di energia a basse emissioni nella zona. L’International Energy Agency conclude nella sua vigente analisi della tecnologia delle celle a combustione di idrogeno (IEA Hydrogen Roadmap) che questa possa contribuire al raggiungimento dell’obbiettivo dei due gradi della comunità internazionale.

La concentrazione di azioni su idrogeno e celle a combustibile in un programma di governo per l’idrogeno e la tecnologia delle celle a combustibile è parte di una strategia di innovazione aperta la tecnologia del governo federale, in cui ognuna delle tecnologie chiave rilevanti è procurata in specifici programmi di singoli in modo coordinato . E’ indispensabile per proseguire con l’approccio collaudato adottato finora –il supporto della ricerca obiettivo-orientata e lo sviluppo, nonché di mercato rampa, in cui l’industria è accordata maggiore responsabilità e un ruolo più attivo. C’è un coordinamento particolarmente stretto nel programma di governo dell’elettromobilità, che, come un programma complementare, raggruppa le attività di guida a batteria elettrica.

Ricerca e sviluppo di tecnologie dell’idrogeno e delle celle a combustibile sono anche una componente del 6 ° programma di ricerca nel settore dell’energia “Ricerca per un approvvigionamento energetico ecocompatibile, affidabile e conveniente” del governo federale. Attraverso questa è garantita l’integrazione di queste tecnologie nel contesto complessivo del sistema orientato i compiti del passaggio di energia. Nel programma di consolidamento delle tecnologie e settore aperto “Programma per l’innovazione Centrale per le PMI” ( “Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand – ZIM”), è promosso il potere di innovazione e competitività, in particolare nelle piccole e medie imprese. Lo scambio con il programma di governo rafforzerà anche il settore della fornitura.

3Obiettivi del programma sull’idrogeno e sulla tecnologia fuel cell

Il programma del governo federale garantisce la continuità della ricerca, lo sviluppo e la preparazione del mercato attraverso la pratica, in particolare con l’obiettivo di ridurre i costi e aumentare l’affidabilitá del sistema nell’ambito dell’idrogeno e delle fuel cell. Inoltre il governo federale sta accompagnando il mercato attraverso specifiche misure di attivazione specialmente nelle aree dei trasporti e delle infrastrutture e della fornitura di energia. Il riassunto di queste azioni facilita il supporto di tutte le linee di tecnologia su diversi gradi di maturitá che esistono in parallelo, dalla ricerca base al mercato che supporta l’intero processo di innovazione.

Il governo federale per questo motivo sta cercando di raggiungere l’obiettivo di sfruttare il potenziale di queste tecnologie per una fornitura di energia sostenibile e facilitare le sinergie che nascono da settori che hanno punti in comune. Attraverso l’approccio programmato con partecipanti provenienti dai mondi scientifico e industriale, il governo sta salvaguardando la base scientifica richiesta, creando sicurezza di investimento e permettendo alla Germania di mantenere la sua posizione centrale di competizione nell’area dell’idrogeno e nella tecnologia delle fuel cell.

La continuazione del NIP si prevede per un periodo di dieci anni (2016-2026).

I settori scientifico e industriale si aspettano che la tecnologia a cella di combustibile sarà competitiva dalla metà della prossima decade in varie applicazioni ed i vantaggi intrinseci di questo sistema potranno poi essere completamente realizzati ( cf. Catalogo di misure dell’idrogeno e del settore delle celle di combustibile in Germania dall’industria e dalla scienza dal 10.09.2015).

Subordinati alla disponibilità di fondi, i reparti del governo federale che partecipano nel NIP stanno accompagnando così gli impegni precedentemente presi con l’industria. 

Le azioni nazionali nel NIP sono integrate nel contesto internazionale. 

C’è una stretta collaborazione con il programma di innovazione europeo per il supporto della cella di combustibile e delle tecnologie dell’idrogeno (Celle di combustibile e Impresa Comune Idrogeno, FCH-JU). 

Inoltre il governo federale continuerà la sua partecipazione attiva come membro del “Associazione Internazionale per Idrogeno e per le Celle a Combustibile nell’Economia”. 

Determinato il potenziale che queste tecnologie offrono anche per lo sviluppo e il rinnovamento dei paesi industrializzati, uno scambio intensificato con le parti interessate potrebbe rivelarsi utile.

4Campi di azione del programma di governo per l’idrogeno e le tecnologie fuel cell 2016-2026

4.1Agevolare le infrastrutture e i trasporti green per favorire le emissioni zero

Veicoli elettrici alimentati da batterie e da celle a combustibile, insieme all’uso di energie rinnovabili nel settore dei combustibili, sono necessari per raggiungere obiettivi a medio-lungo termine riguardanti il passaggio, dal punto di vista energetico, del settore dei trasporti. Da una prospettiva odierna si stima che entro il 2050 ci sarà una diminuzione del 40% per quanto riguarda l’uso di combustibili fossili(rispetto al 2005) , con una crescita simultanea proiettata verso i servizi di mobilità, la quale sarà impossibile da sviluppare senza veicoli elettrici ad alta efficienza. La dipendenza verso i combustibili fossili da parte del settore dei trasporti odierno, dovrà portare allo sviluppo di una categoria di carburanti basati sulle risorse rinnovabili, in modo da raggiungere l’obiettivo della decarbonizzazione. Attraverso il programma governativo attuale, il governo federale sta continuando ad implementare una strategia per la mobilità e per lo sviluppo di carburanti “rinnovabili”. Inoltre sta creando una solida base per lo sviluppo e per l’implementazione di una strategia strutturale nazionale per rendere effettiva la direttiva europea 2014/94/EU basata sulla distribuzione su tutto il territorio di infrastrutture che siano in grado di produrre carburanti “alternativi”

4.1.1Trasporto stradale

Nel NIP nel quadro della preparazione del mercato, in particolare nell’ associazione dell’ energia pulita (CEP), è stato dimostrato che le auto a celle a combustibile sono tecnicamente adatti per l’uso quotidiano. Inoltre la ricerca ha dimostrato che la tecnologia -veicoli e rifornimento- stanno sperimentando un elevato livello di accettazione. Per ridurre i costi di ricerca e sviluppo continuerà ad essere necessaria una ricerca dei singoli componenti così come il test del sistema dei veicoli.

Sulla base di queste tecnologie prezzi più convenienti sono il prossimo obbiettivo grazie anche all’introduzione dei primi modelli in serie. La Germania è leader mondiale nella costruzione di infrastrutture per l’idrogeno e per il trasporto sia privato che pubblico. Le norme tecniche, anche nel settore della sicurezza, sono stati stabilite attraverso le PIN come standard tedeschi in tutto il mondo.

Una richiesta orientata all’infrastruttura dell’idrogeno crea la struttura per la distribuzione dei primi modelli della serie di cella a combustibile in Germania e in Europa. Ciò influenzerà positivamente lo sviluppo del mercato e così anche il valore aggiunto in questo campo tecnologico in Germania. All’interno dei progetti di ricerca e sviluppo del CEP ( Clean Energy Partnership ) finanziati a livello federale e statale, il rifornimento di idrogeno dei veicoli a cella a combustibile sta già avvenendo oggi in apposite stazioni di rifornimento accessibili al pubblico in modo sicuro e nel giro di pochi minuti. Insieme a tutte le parti interessate, la costruzione di una rete di stazioni di rifornimento per il rifornimento di idrogeno pressurizzato con una pressione di stoccaggio del veicolo fino a 700 bar sarà avanzata. Per questo lo stabilimento delle pertinenti norme internazionali è un importante processo in cui la Germania partecipa attivamente.

All’interno dell’attuale NIP , si sta attuando il programma delle 50 stazioni di rifornimento;

dal 2016 la prima rete di stazioni di rifornimento è disponibile nelle regioni metropolitane di Berlino, Amburgo, Reno-Rhur, Stoccarda e Monaco, le quali sono integrate dal cosiddetto “corridoio di stazioni di servizio” lungo le strade statali federali che permette lo spostamento dell’idrogeno nell’intera Germania. La continua espansione, con l’obbiettivo di arrivare a circa 400 stazioni di rifornimento di idrogeno entro la metà del prossimo decennio, è già stata delineata nel progetto della “H2 Mobility Deutschland industry”.

A parte garantire un aumento sincronizzato tra il numero dei veicoli e quello delle stazioni di rifornimento che servono loro, criteri aggiuntivi devono essere definiti nei termini di finanziamenti federali per la costruzione di una rete di stazioni di rifornimento durante la fase di accrescimento, fase “no profit” durante la quale vengono utilizzati finanziamenti pubblici. Questo comprende in particolare una serie di accordi per la riduzione delle emissioni di CO2 a monte della catena di produzione dell’idrogeno ( produzione e distribuzione: ossia una maggiore condivisione di idrogeno da parte delle energie rinnovabili nel portfolio della quantità complessiva di idrogeno utilizzato come carburante per i trasporti), la considerazione della copertura nazionale proporzionata all’aumento del numero di veicoli all’interno della progettazione della rete, armonizzazione con rilevanti iniziative da parte dell’UE come per esempio la “Clean Power for Transport package” (CPT) e la “Trans-European Network for Transport” (TEN-T), il raggiungimento degli obbiettivi tecnici ( come per esempio la disponibilità) e il rispetto degli standard tecnici, il raggiungimento dei target di prezzo definiti, accessi non discriminatori alla rete, un processo di contabilità olistico, sinergia con le infrastrutture per il rifornimento per i trasporti pubblici locali e ferroviari, così come la definizione di una ricerca libera e lo sviluppo di domande dove necessario.

Ugualmente gli autobus a “fuel cell” previsti nel CEP furono testati con successo nel trasporto locale pubblico in molte città. Gli autobus sono molto utilizzati dalle persone, e le emissioni interne delle città diminuirono grazie al loro uso. Pertanto sono in grado di contribuire significativamente al mantenimento della linea guida europea per la purificazione dell’aria. Per la prossima costruzione di autobus, esattamente come il raggiungimento degli obbiettivi dei costi, è necessario sviluppare ulteriormente l’affidabilità dei sistemi. La ricerca in uso e lo sviluppo in aggiunta allo sviluppo del sistema e il collaudo saranno prossimamente spiegati

Basandosi sull’esperienze nel CEP, così come nei progetti connessi alla Commissione europea, alcune città tedesche stanno già lavorando insieme al fine di esaminare gli acquisti di mezzi condivisi . Per quanto riguarda le produzioni di autobus, solo in Germania risulta che potenzialmente saranno almeno 100 autobus a fuel cell entro il 2020 per quanto riguarda il trasporto pubblico locale, a patto che l’investimento e i costi operativi inclusi quelli del rifornimento siano fattibili per gli operatori.

In correlazione con l’obiettivo delle città a emissioni zero, generalmente nella parte interna della città i mezzi di consegna sono tra quelli che offrono la possibilità di essere adattati a veicoli fuel cell disponibile in quanto mezzi leggeri. Nel campo del trasporto delle merci pesanti il potenziale dell’idrogeno e della tecnologia fuel cell dovrebbe essere analizzata nel dettaglio con l’industria degli stakeholder per quanto riguarda il serbatoio a bordo del veicolo e il sistema di guida. Per il settore dei trasporti è importante raggiungere e assicurare il necessario livello di sviluppo, e successivamente migliorare i veicoli, anche quelli per il trasporto di merci pesanti.

4.1.2Trasporto ferroviario

I veicoli con celle di combustibile ad idrogeno attualmente sono in fase di sviluppo in Germania, per sostituire le automotrici a diesel intraprendendo un percorso non elettrificato, in particolare per quanto riguarda il trasporto locale. Gli stati di Baden-Württemberg, Hesse, Lower Saxony e North Rhine-Westphalia hanno documentato la loro intenzione di procurarsi un veicolo omologo a partire dal 2018. La sperimentazione dei primi prototipi, tra cui le infrastrutture di rifornimento necessario (tenendo conto dell’espansione delle infrasturtture per veicoli pubblici e per quelli destinati al trasporto pubblico), lo sviluppo del sistema di azionamento delle series-ready con obbiettivo di produzione in serie a partire dal 2020, così come la fornitura di idrogeno da fonti rinnovabili per questa applicazione, fanno parte del programma.

4.1.3Trasporto via nave

Le celle a combustibile per la fornitura di energia sulle navi possono contribuire a riduerre le emissioni provenienti da operazioni marittime. L’utilizzo di sistemi che utilizzano carburanti con poco contenuto di carbonio, in combinazione con l’elevata efficienza combinata di calore ed elettricità (congenerazione), permette una significativa riduzione degli inquinanti atmosferici (in particolare l’anidride solforosa, particelle di fuluggine e ossidi di azzoto) ed emissioni di CO2. Dotare le navi marittime con relativo sistema di celle a combustibile per la fornitura di energia a bordo fornisce ai cantieri tedeschi nazionali un vantaggio nella competizione. Per le spedizioni che prevedono il passaggio per le vie navigabili interne, le celle a propulsione con sistema ibrido prevedono la possibilità di una mobilità ad emissioni zero.

4.1.4Aviazione

L’industria aeronautica ha fissato un obiettivo di crescita del CO2-naturale a partire dal 2020 e di raggiungere e portare una riduzione del 50% delle emissioni di CO2 da combustibili fossili entro il 2050 rispetto a quelle del 2005. È su questo sfondo e su questo obiettivo che l’industria tedesca insieme a partner di ricerca e scienza sta sviluppando sistemi di celle a combustibile per l’alimentazione a bordo di aerei commerciali di media distanza, così come per il sistema di guida/azionamento per piccoli aerei passeggeri. Entro il NIP corrente, è stato dimostrato con successo un volo con un singolo piano di prova a motore dotato di un sistema di cella a combustibile. Questi sono iniziali sviluppi ottimistici per l’aviazione elettrica basata su emissioni zero che possiede i principali componenti di batterie e celle a combustibile. Ora l’attenzione deve essere posta sullo sviluppo e sull’espansione delle corrispondenti basi industriai in Germania.

4.1.5Logistica

Le opportunità di finanziamento sono disponibili nella NIP per fare logistica e trasporti speciali presso siti industriali o aeroporti ad emissione gratuita e più economica. Per esempio, la cella a combustibile per flotte di carrelli elevatori a forca schierati in una modalità a più turni, a idrogeno da fonti rinnovabili, possono rappresentare un’opzione commerciale interessante per la gestione delle merci e nei processi produttivi. È anche un contributo in direzione della logistica verde. Veicoli speciali, in particolare quelli usati in luoghi come gli aeroporti in grado di ridurre significativamente le emissioni in questi contesti di distribuzione. Per quanto riguarda la fornitura di tali applicazioni con l’idrogeno, deve essere finalizzata a sfruttare le sinergie con la fornitura di sistemi di alimentazioni a bordo dell’aereo.

4.1.6Carburanti

L’energia elettrica può essere usata direttamente per i veicoli elettrici, come, ad esempio, i veicoli a idrogeno ottenuto tramite elettrolisi e utilizzato nelle fuel cells, o come un prodotto intermedio per un gas naturale sintetico o per sintetici liquidi idrocarburici. Le analisi fatte nell’ambito del governo Tedesco della mobilità e delle strategie di carburante conducono alla conclusione che l’elettrolisi è una tecnologia chiave per la svolta dell’energia nel settore dei trasporti. I miglioramenti delle facoltà dell’elettrolisi forniscono simultaneamente a l’opportunità di una operazione di grid-assisting; in tal modo si offre un’opzione di maggior flessibilità per un settore elettrico con un’alta quota di variazione dei rifornimenti di energia rinnovabile.

Tecnologicamente, lo sviluppo dell’elettrolizzatori, economicamente e commercialmente parlando, rappresenta un punto di riferimento nel NIP, sia in termini di ricerca e sviluppo, che nella valutazione dei risultati dagli impianti dimostrativi esistenti. A questo proposito, oltre alla riduzione dei costi, le particolari esigenze relative alle elevate prestazioni del sistema nel campo megawatt, le alte dinamiche e le basse perdite di conversione devono essere presi in considerazione in termini di obiettivi di sviluppo.

Sulla base dei risultati di queste attività e considerando anche i risultati di altre iniziative simili come la Iniziativa di Ricerca di Immagazzinamento di Energia del Governo Tedesco, è necessario analizzare il quadro normativo di tutte le aree per la produzione e la realizzazione di combustibili a base elettrica in collegamento con il settore consumo di energia, calore e trasporti, e se necessario anche plasmarli attivamente – anche per quanto riguarda le direttive europee e la loro attuazione nel diritto nazionale.

Il governo federale con ciò intende proteggere questo approccio tecnologico in vista ai suoi contributi alla decarbonizzazione dei trasporti e la creazione dei prerequisiti per un più grande valore aggiuntivo tedesco ed europeo in questo ramo molto dinamico dell’industria globale.

4.2Rendere la sostenibilità ambientale per gli edifici e i processi produttivi una realtà

La tecnologia fuel cell per applicazioni straordinarie è caratterizzata dall’alta efficienza elettrica che complessivamente può superare quella del calore combinata alla potenza derivante da CHP. Il tutto dipende dalla classe di efficienza e dal contesto di sviluppo, la distinzione viene fatta tra il normale approvvigionamento domestico con impianti CHP e le possibilità di produzione di un impianto CHP commerciale – industriale. Nei luoghi in cui il gas naturale a base fossile è sfruttato, come minimo il 30% del CO2 può essere risparmiato nell’approvvigionamento domestico rispetto all’utilizzo di calore e potenza ordinaria. Buona cosa sarebbe usare il gas sintetico o l’idrogeno come base per le energie rinnovabili. Se connessi insieme anche pochi impianti possono dare un grande contributo. Le opportunità nel NIP2 esistono sia per l’approvvigionamento domestico sia per l’utilizzo su scala industriale e commerciale.

4.2.1Approvvigionamento energetico domestico

Nella prima fase NIP, la maturità del mercato degli impianti di riscaldamento delle celle a combustibile per la fornitura di energia delle famiglie è stata provata con successo. Gli operatori del settore partecipanti e le associazioni, insieme con gli utenti, hanno parlato positivamente nei confronti di questa tecnologia in termini di installazione e di utilizzo. Nella seconda fase NIP, invece, sono continuate le azioni di ricerca e di sviluppo per l’ ottimizzazione dei singoli componenti della cella a combustione insieme ad altri componenti del sistema. Nel quadro di un programma per una tecnologia all’ avanguardia, finanziato con fondi per il programma di efficienza energetica della BMWi, ulteriori incentivi di mercato sono in corso di attuazione in cui, tra le altre cose, il lancio sul mercato di riscaldatori a celle a combustione stazionarie, altamente produttivi nella bassa gamma di produzione, sarà supportato a partire dal 2016 attraverso un programma di sovvenzione agli investimenti temporanei.

Attraverso questo approccio basato sulla domanda,i quantitativi unitari devono essere aumentati, ci sarà una riduzione dei costi e una competitività di questa tecnologia avanzata. Il coinvolgimento di Now GmbH ha permesso traguardi tecnici e commerciali da raggiungere e raccomandazioni per ulteriori attività di ricerca e di sviluppo per essere di conseguenza derivata. Allo stesso tempo i progetti iniziali nel settore della fornitura di energia a basse emissioni nei distretti con sistemi a celle a combustibile stazionarie devono essere testate.

4.2.2Impianti commerciali e industriali per la produzione di calore e energia (CHP)

Riguardo l’area commerciale e/o industriale l’uso della cogenerazione tramite celle a combustibile con una alta resa sopra il megawatt, la BMWi continua le proprie misurazioni per la ricerca e sviluppo con l’obbiettivo di ottimizzare il sistema e ridurre i costi. Questi sistemi possono provare la loro maturità sul mercato

attraverso dimostrazioni individuali sui progetti. Le stime dei dipartimenti nell’ambito delle rispettive competenze la possibilità per il supporto di ulteriori progetti dimostrativi che potrebbero servire come modelli, per esempio, nell’ambito del programma di protezione del clima per le città e/o lo sviluppo distrettuale.

Sullo sfondo della favorevole possibilità di estrazione del calore con medie e alte temperature le celle di combustibile, distribuite in edifici di grandi dimensioni oltre ai processi industriali che richiedono energia e calore

“giusti”. A partire dalle prospettive economiche, questi sistemi di fuel cell sono attualmente non competitive quando comparate con i convenzionali motori a combustibile o turbine a gas di impianti CHP. Assieme con

gli investitori, si deve valutare se gli adeguati strumenti di finanziamento possono essere identificati i quali sosterranno l’introduzione nel mercato di queste tecnologie ad alta efficienza.

4.3Salvaguardia delle infrastrutture critiche

Supportato dai progetti  nel NIP corrente, nonché attraverso la messa in rete dei giocatori tramite NOW in il pulito potenza netta (CPN), è sviluppato un settore che sviluppa e fornisce sistemi di celle a combustibile per la salvaguardia delle infrastrutture critiche, anche per quanto riguarda i sistemi di approvvigionamento energetico al di fuori della rete. Rispetto al

consueti sistemi di generatore per le batteria o diesel, ad esempio quelli utilizzati nei settori della tecnologia, di trasporto di telecomunicazioni, radio servizi di emergenza, il settore energetico (ad esempio per la salvaguardia dei quadri elettrici in sottostazioni della rete di alimentazione elettrica)così come nella zona di

SI, la cella a combustibile fornisce run time e benefici ambientali. Oltre al mercato in Germania e

Europa, buone possibilità anche esistere nell’area di esportazione per lo sviluppo positivo degli affari in questo

settore che è spesso caratterizzato da giovani compagnie start-up. Per i paesi in via di sviluppo, esiste il potenziale per sviluppare un’infrastruttura assente o rudimentale, come ad esempio nelle aree di energia basate su celle a combustibile – e quindi di evitare di investire nelle convenzionali infrastrutture che

hanno poca speranza di avere un futuro a lungo termine.

Nella zona di ricerca e sviluppo, BMW i supporta lo sviluppo della sistemi concentrandosi sulla riduzione dei costi, nonché la produzione di idrogeno e logistica (distribuzione,

deposito). Inoltre, deve essere  considerato come un largo progetto che può essere implementato e utilizzato come modello, in connessione con l’espansione della rete a banda larga in Germania.

4.4Progettazione delle forniture industriali-incontro dei costi guida

Ricerca e sviluppo, economie di scala nella produzione e fornitori competitivi sono i fattori chiave che incidono sulla riduzione dei costi. Il settore dell’idrogeno e delle celle a combustibile in Germania è guidato dai produttori nel settore automobilistico e termico, da molte start-up, nonché da piccole – medie imprese.
In una fase di transizione tra la preparazione del mercato e lancio sul mercato stesso di nuovi prodotti, il fornitore gestisce un livello particolarmente elevato di rischio. Dietro scenari relativi a quantità iniziali incerte, sono necessari ulteriori sforzi di ricerca e sviluppo – soprattutto nel caso di pile, di sistemi per componenti per celle a combustibile e per l’elettrolisi nelle diverse applicazioni insieme ai processi produttivi che sono richiesti.
Attraverso l’uso delle competenze scientifiche presenti in Germania, in particolare nel campo della ricerca e sviluppo applicati, devono essere stabilite strutture idonee e possibilità di supporto in modo da raggiungere l’obiettivo prestabilito nel settore di produzione dei componenti chiave del sistema di celle a combustibile e dell’elettrolisi. Questo permette, ad esempio, il verificarsi nell’ambito di centri di competenza in cui gli attori nella rete di specifici ambiti (interagiscano) reciprocamente e utilizzino l’infrastruttura tecnica. In termini di servizio, questo può, in particolare per il fornitore e per il miglioramento della competitività internazionale, incorporare anche la qualificazione di sistemi e componenti finalizzata ad un confronto internazionale.

4.5Sfruttando i punti di forza della ricerca di base

Ad oggi, applicato dimensioni della ricerca e sviluppo con progetti di dimostrazione che culminano nella introduzione nel mercato fosse un focus del NIP. In futuro, la ricerca fondamentale è anche quello di essere legato più strettamente al programma, al fine di preparare la prossima generazione di tecnologie delle celle a combustibile e dell’idrogeno, e di utilizzare le loro potenzialità per trasformare il sistema energetico nel modo più ampio possibile. Gli sviluppi tecnologici sono sempre più frequenti in diverse – e, a volte parallele – generazioni tecnologiche. Mentre la prima generazione è già compiendo primi passi verso l’introduzione sul mercato, la seconda generazione è in fase di sviluppo tecnologico e la terza ancora in fase di fondazione. La maggiore integrazione della ricerca di base è quindi un fattore decisivo per lo sviluppo e l’implementazione della tecnologia di successo. Qui, esistono ancora domande riguardo ad alimentare pile cellulari nonché per la produzione e lo stoccaggio di idrogeno, in settori quali scienza dei materiali, elettrochimica e nella catalisi. Nel settore del sostegno istituzionale di ricerca, la Germania vanta un paesaggio di ricerca riconosciuto a livello mondiale 1covering i settori scientifici e tecnologici fondamentali nel settore della tecnologia delle celle a combustibile. Nell’ambito delle aree BMBF di responsabilità così come le altre funzioni coinvolte, gli sforzi devono essere intrapresi per interconnettere questo in modo mirato con misure di sostegno del progetto, al fine di sfruttare le sinergie ricavate dai programmi esistenti e consentire conoscenze acquisite con i test orientati all’applicazione in PIN da utilizzare per la determinazione dei requisiti per la ricerca di base e programmi futuri. Nella zona di sostegno specifico per il progetto di ricerca di base, il BMBF intende utilizzare le strutture del NIP insieme con l’esperienza di Ora, al fine di identificare i problemi che possono quindi essere presi in considerazione all’interno di propri programmi e iniziative di finanziamento del reparto.

4.6Sviluppo ulteriore del programma

Le misure adottate nel programma di dieci anni sono continuamente rivalutate. La base per le modifiche è un continuo processo di valutazione di misure e di esaminazione di obbiettivi e scopi. Alla metà della scadenza dello “status quo” è rivalutato al fine di regolare misure preesistenti o iniziarne di nuove.

5Implementazione sotto lo stesso tetto

La NOW GmbH National Organisation for Hydrogen and Fuel Cell (NOW)è stato stabilito con l’inizio del NIP (National Innovation Programme for Hydrogen and Fuel Cell Technology) come il programma di gestione delle associazioni del governo federale,che rappresenta un’interfaccia tra politica, industria e scienza. In connessione con l’attuazione del NIP, le attività svolte da NOW includono il coordinamento tra aree e dipartimenti coinvolti, l’intersettoriale diffusione di intuizioni e risultati, ad esempio, in workshop, nelle conferenze, nelle pubblicazioni e nelle linee guida indicate al fine di renderlo accessibile a un pubblico più vasto e per semplificare l’ingresso nello sviluppo delle tecnologie ad esse associate per ulteriori giocatori in Germania. Attraverso la NOW Advisory Board, i rappresentanti dei vari gruppi interessati sono coinvolti nello strategico monitoraggio del NIP.

Queste strutture hanno dimostrato il loro valore. NOW è riconosciuto come punto di contatto tra l’idrogeno e il settore del fuel cell in Germania. Inoltre, NOW si è affermato come specialista della cooperazione, partner europeo e internazionale riguardo le ricerche e lo sviluppo . Ha informato il governo federale nel campo e, se commissionato per farlo, rappresenterebbe l’interesse del governo federale in rilevanza nazionale, europeo e internazionale in comitati e iniziative.

Nello specifico, NOW può offrire servizi e supporto riguardo a seguire i compiti relativi all’idrogeno e alle tecnologie fuel cell:

– Il programma di coordinazione interdipartimentale delle misure del NIP verso ricerca, sviluppo, dimostrazioni e preparazione al mercato, oltre a supportare lo sviluppo responsabile per l’attivazione del mercato di prodotti attinente al trasporto, così come nelle applicazioni statiche: accompagnamento attivo del lancio sul mercato, raccomandazioni per l’azione e lo sviluppo di suggerimenti sulle aree tematiche e le applicazioni per il desing programmatico di misure per l’attivazione del mercato che raggiunge maturità del mercato in un prossimo futuro. (vedi capitolo 4);

– Consigli su progetti strategici della relativa ricerca e dei processi di politica industriale;

– Specialisti nazionali e informazioni di servizio per l’idrogeno/tecnologie fuel cell;

– Supporti in speciali comitati a livello europeo ed internazionale;

– Cooperazione internazionale con lo scopo di un multilaterale cambiamento con relativi programmi in altre città;

– Comunicazione delle prospettive ed effetti della tecnologie nel mercato:

– al pubblico (sviluppo e consegna di una politica di dialogo e promozione dello scambio di informazioni tra intra-industrie),

– riguardo ai risultati e prospettive del programma.

6Finanziamenti

Con il documento del settembre 2015 dal titolo “tecnologie per l’idrogeno e le celle a combustibile” Pilastri di sostegno della svolta energetica; Catalogo delle misure per la continuazione del Programma nazionale per l’innovazione per le tecnologie per l’idrogeno e le celle a combustibile” (Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Tecnologie – Tragende Säulen der Energiewende; Maßnahmenkatalog zur Fortsetzung des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie), rappresentanti dall’industria e dalla scienza nel settore dell’idrogeno e celle a combustibile tedesco dichiarano il loro la preparazione di investire più di 2 miliardi di euro nei prossimi dieci anni in ricerca e sviluppo, nonché sul lancio nel mercato dei prodotti corrispondenti.

A seguito di una revisione delle applicazioni industriali per i requisiti di finanziamento si sono ottenuti un volume di finanziamento di euro 1,4 miliardi. Il governo federale intende sostenere le misure e gli obiettivi spiegati al Capitolo 4, nell’ambito dei programmi pertinenti a disposizione dei dipartimenti dei rispettivi governi. Questo vuol dire che circa il 40% dei fondi verrà assegnato alla ricerca, allo sviluppo, alla dimostrazione e allo sviluppo del mercato, e circa il 60% per le misure di sostegno temporanee per attivazione del mercato.

I singoli dipartimenti governativi intendono in tal modo garantire un quadro di finanziamento stabile per il periodo di tempo che si estende fino al 2026. I fondi effettivamente disponibili derivano dal rispettivo degli stanziamenti di bilancio dipartimentali per i relativi programmi.

7Sommario e conclusione

Con questo programma di governo, il governo federale fornisce una panoramica della prosecuzione interdipartimentale del Programma Nazionale per l’Innovazione sull’Idrogeno e sulla tecnologia Fuel Cell (NIP – Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie).

L’ obiettivo è l’introduzione sul mercato, da parte dell’industria, di prodotti competitivi fino alla metà del prossimo decennio. Il governo federale delinea con questo programma come intende sostenere la ricerca e lo sviluppo con misure per l’attivazione del mercato nel settore dell’idrogeno e delle celle a combustibile fino al 2026.

Il programma identifica i campi d’azione prefissati e coinvolti.

I rispettivi dipartimenti federali avranno responsabilità sui singoli temi in accordo con le relative dotazioni finanziarie. Il coordinamento del programma tra i dipartimenti sarà intrapreso con il coinvolgimento di NOW GmbH come associazione di raccordo sul programma. Il ruolo di Presidente del Consiglio di Sorveglianza di NOW GmbH continuerà ad essere detenuto dal BMVI (Ministero Federale dei Trasporti e delle Infrastrutture Digitali).

Con la continuazione del NIP, il governo federale sta plasmando attivamente un processo di innovazione tecnologica per la svolta energetica. Esso fornisce incentivi mirati per colmare il divario tra il mercato e la ricerca e sviluppo. L’industria sarà così posta in condizione di poter accelerare il lancio sul mercato di tecnologie innovative per un efficiente sistema energetico basato su energie rinnovabili e mobilità sostenibile.