Workshop Hidrogéngazdaság: Lehetıségek és kihívások Magyarország és az EU számára Budapest, 2011. szeptember 29 A Hidrogén és s TüzelT zelıanyag-cella Nemzeti Technológiai Platform tevékenys kenysége Dr. Margitfalvi JózsefJ Platform vezetı 1
* Hidrogén és s TüzelT zelıanyag-cella Nemzeti Technológiai Platform A Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal (NKTH) 2007-ben kezdeményezte a magyar nemzeti technológiai platformok létrehozását, amelyet módszertani háttér biztosításával és pályázati úton elnyerhetı támogatással is segített. A Hidrogén és Tüzelıanyag-cella Nemzeti Technológiai Platform 2008- ban alakult a MET hidrogén tagozatának kezdeményezésére. Célja a hidrogéngazdaság hazánkban való kialakításának megalapozása, ehhez kapcsolódóan an a hidrogén és s tüzelt zelıanyag-cella szakterület magyarországi gi helyzetének felmérése, a szakterület várható jövıképének átgondolása, figyelembe véve v ve a világban, és fıként az Európai Unióban zajló folyamatokat. A HTC-Platform 2008-2010 között elkészítette a hidrogéngazdaság kiépítésére vonatkozó Stratégiai Kutatási Tervet és s ennek Megvalósítási si Tervét. 2
A HTC-Platform tagjai Accusealed Kft. Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány, Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet (Bay-Logi) BMGE Villamos Energetikai Tanszék Bogányi és Fia kft. Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) BÜKK-MAK LEADER Nonprofit Kft. Combitech-Nanotech Kft. ComErgen Energetikai Zrt. ELTE Kémiai Intézet Elektrokémiai és Elektroanalitikai Labortóriuma Force Motrice Zrt. GOND-OLD tanácsadó, Fejlesztı és Szolgáltató Bt. Hárskúti Megújuló Energia Kompetencia Központ Kft. KONTAKT-Elektro Kft. Linde Gáz Magyarország Zrt. Magyar Energetikai Társaság Magyar Energetikai Társaság - Hidrogén Tagozat Magyar Virtuális Mikrohálózatok Mérlegköri Klaszter (MIKROVIRKA) Egyesület MEEI Kft. (Energia Kompetencia Központ) MTA Kémiai Kutatóközpont MTA Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet Nanotechnológiai Kutatóintézet, Bay Zoltán Alkalmazott Kutató Alapítvány PYLON Építési és Kereskedelmi amerikai-magyar Kft. STS Group Mérnökiroda Zrt. Szegedi Tudományegyetem, Biotechnológiai Tanszék Szegedi Tudományegyetem, Szilárdtest és Radiokémiai Tanszék Teletom Távközléstechnikai Kft. Trans Lex Work Kft. VERNO Energia Kft. VSG4-Investments Kft. Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi Egyetem Bolyai János Katonai Mőszaki Kar 3
Hidrogéngazdas ngazdaság A hidrogéngazdaság az energetika és a közlekedés hidrogén alapú rendszerek irányába történı határozott orientációját jelenti, amelyben a gazdaság fogyasztási és szállítási szükségleteinek kielégítéséhez és a társadalom számára hasznos új alkalmazásokban a felhasznált energiát jelentıs részben a hidrogén fogja szolgáltatni. A hidrogéngazdas ngazdaság öt t technológiai területet ölel fel: A hidrogén fı felhasználási területe a tüzelıanyag-cellákban történı alkalmazás, amely során a kémiai energia elektromos-, illetve hıenergiává alakul át; A fenti öt technológiai területet egészítik ki a hidrogéngazdaság elterjedését elısegítı vállalkozásfejlesztési és szocio-ökonómiai kérdéscsoportok, valamint az oktatás és a tudástranszfer területei; Mind az öt technológiai területen új technológiák kidolgozása szükséges, ami viszont új anyagok fejlesztését igényli. A Nemzeti Hidrogén és Tüzelıanyag Platform célja, hogy összefogja a hidrogéngazdaság egész területét érintı technológiai, K+F+D, gazdasági, 4 szocio-ökonómiai és oktatási tevékenységet.
A HTC-Platform fıf célkitőzései Összefoglalva a HTC Platform fı céljai az alábbiak: i.a hazai kutatás-fejlesztési lehetıségek feltárása; ii.a stratégiai kutatási területek meghatározása; iii.a megvalósítási tervben megjelenı jövıbeli kutatás-fejlesztési és demonstrációs projektjavaslatok megfogalmazása. 5
A HTC-NTP feladatai Stratégiai Kutatási Terv (SKT) kidolgozása Megvalósítási Terv (MT) kidolgozása K+F+D projektjavaslatok kialakítása Szakpolitikai ajánlások készítése Ajánlás az energiapolitika részére Ajánlás a környezet- és klímapolitikai szakterületekhez Ajánlás a hidrogéngazdaság hazai elterjedését támogató tudomány- és kutatáspolitikai irányelvek kialakításához 6
Az SKT kialakításának lépései l Szakértıi munkacsoportok létrehozása Helyzetelemzés (SWOT, STEEPV) Hazai kutatási lehetıségek felmérése A jövıképet meghatározó hatótényezık azonosítása Közép- és hosszú távú jövıképek Javasolt stratégiai kutatási témák A stratégiai kutatási feladatok horizontális kapcsolódásai 7
A Stratégiai Kutatási Terv (SKT) legfontosabb jövıkép j p elemei A tüzelıanyag-cellák jelentıs mértékő korszerősítése és fokozott elterjedése; A tüzelıanyag-cellás gépjármővek elterjedése; A hidrogén, mint üzemanyag, ellátására szolgáló infrastruktúra kialakulása; A megújuló nyersanyagok szerepének jelentıs mértékő növekedése az energiamixben és a hidrogén elıállításban; Fotó- és biokatalitikus eljárások elterjedése hidrogén elıállítására. 8
Helyzetelemzés: hazai kutatási projektek Hidrogén alkalmazása energiatároló erımővekben (MAVIR tanulmány, 2006) Elemzés a hidrogén közlekedési célú alkalmazásának lehetıségeirıl (KTI tanulmány) HY-GO: Hidrogénnel mőködı tüzelıanyag-cellás jármő fejlesztés (ELTE- TTK, Kémiai Intézet, Matematikai Intézet) Katalizátorokkal, protoncserélı membránnal kapcsolatos kutatások (MTA Kémiai Kutatóközpont, ELTE) Biológiai hidrogén termeléssel kapcsolatos kutatások (Szegedi Tudományegyetem Biotechnológiai Tanszék) Tüzelıanyag-cella fejlesztés és gyártás (KONTAKT-ELEKTRO Kft.) Hidrogén termelı-tároló berendezés fejlesztése (Accusealed Kft.) PEM cellás kísérleti bázisállomások (Magyar Telekom) ReCommend projekt (regeneratív tüzelıanyag-cella; ELTE-STS ) 9
Az SKT fıf fejezetei 1. Bevezetés 2. Hidrogén alkalmazások 3. Szocio-ökonomiai megközelítés és a stratégia megvalósulásának feltételrendszere 4. A hidrogéngazdaság jövıjét befolyásoló hatótényezık azonosítása 5. A stratégiai kutatási feladatok horizontális áttekintése Annex I: Hidrogén elıállítás Tárolás és szállítás Annex II: Rövidítések 10
Az SKT-ben figyelembe vett értékláncok I. értéklánc: tüzelıanyag: hidrogén (fıként megújuló alapon) II. értéklánc: tüzelıanyag: biogáz H2 III. értéklánc: tüzelıanyag: bio-etanol H2 IV. értéklánc: tüzelıanyag: bio-metanol V. értéklánc: tüzelıanyag: bio-etanol VI. értéklánc: tüzelıanyag: bio-etanol H2 + CH4 11
Tüzelıanyag-cella típusokt PEMFC (polimer elektrolit membrán tüzelıanyag-cella) DMFC (direkt metanol tüzelıanyag-cella) (ennek analógja a direkt etanol tüzelıanyag-cella (DEFC) AFC (alkáli tüzelıanyag-cella) PAFC (foszforsavas tüzelıanyag-cella) SOFC (szilárd oxidalapú tüzelıanyag-cella) MCFC (olvasztott karbonátos tüzelıanyag-cella) 12
Megvalósítási si Terv 13
A Megvalósítási si Terv alapjai A HTC-Platform Stratégiai Kutatási Terve (SKT) Vállalatok elképzel pzelései, tervei Kutatóint intézetek lehetıségei Hazai eredmények Nemzetközi zi trendek Hazai lehetıségek figyelembevétele 14
A Megvalósítási si Terv fıf célkitőzései Hazánk lemaradásának csökkentése; A versenyképesség és hatékonyság növelése; A környezet terhelésének, különösen a CO 2 kibocsátásának csökkentése; A kooperáció képesség növelése, Új kísérleti módszerek bevezetése; A nemzeti össztermék növelése. 15
Kiemelt fejlesztési si irányok és operatív v célokc N o 1: VállalkozV llalkozásfejlesztés N o 2: Szocio-ökonomiai kérdk rdések N o 3: Oktatás és s tudás s transzfer N o 4: Alkalmazott kutatások N o 5: Kiemelt kutatási terület: PEM-cell cellák N o 6: Demonstráci ciós s projektek 16
PEM-típus pusú tüzel zelıanyag anyag-cell cellák PEMFC tüzelıanyag-cellák felépítése H 2 O 2 Katalizátor réteg TEM felvétele 17 kollektor Bipoláris lemez Gázbezetés Diffuziós réteg Anód kazalizátor Membrán Katód katalizátor Diffuziós réteg Gázbezetés Bipoláris lemez
Célmátrix 18
Kiemelt kutatási terület: PEM Cellák Alapvetı fejlesztési feladatként az alábbiakat tekintjük: Költségcsökkentés (a katalizátorok Pt tartalmának csökkentése, új típusú MEA-k és bipoláris lemezek fejlesztése), Hatásfok-növelés (katód oldali katalizátor aktivitásának növelése), Megbízhatóság és élettartam növelés (a hordozó oxidációjának visszaszorítása, a hidrogén és metanol átdiffundálás csökkentése), A mőködési hımérséklettartomány kiterjesztése, A stack egyszerősítése, Megbízható gyártási technológia kialakítása. 19
A megfogalmazott K + F feladatokban az anyagtudomány és s az anyagkutatás szerepe a meghatároz rozó 20
A Platform elmúlt lt évben végzett v tevékenys kenysége Javaslatokat tettünk az új Széchenyi terv elkészítéséhez: Megújuló Magyarország, zöld gazdaságfejlesztés Vállalkozás-fejlesztés, üzleti környezet Közlekedés jármőipar energetika Tudomány Innováció - Növekedés 21
A Platform elmúlt lt évben végzett v tevékenys kenysége Javaslatokat tettünk az új Széchenyi terv elkészítéséhez: Vállalkozás-fejlesztés, üzleti környezet (i) mőanyag feldolgozás: membránok, bipoláris lemezek, szigetelıanyagok, tömítıanyagok (ii) kisgépgyártás: adagoló szivattyúk, légfúvók, kompresszorok, hőtıventillátorok; (iii) mőszergyártás: miniatürizálás, feszültségszabályozók, DC-DC konverterek; teljesítmény elektronika, minıségellenırzı mérési eszközök, stb.; (iv) informatika: intelligens hálózatok tervezése és mőködtetése 22
Új j Széchenyi Terv Megállapítások A kitermelhetı fosszilis energiahordozó készletek drágulásával és ezzel párhuzamosan az elektromos mobilitás és a hidrogén alapú közlekedés elterjedésével számolni kell. Utóbbi folyamat két legfontosabb akadálya a technológia ma még viszonylag magas ára (kıolajhoz képest) és a tankolási, valamint hidrogén esetén a termelı és az elosztó infrastruktúra hiánya. 23
Új j Széchenyi Terv Javaslatok Zöldgazdaság fejlesztési Program A kémiai, fizikai, biológiai új energiatárolási módszerek kutatása, lokális alkalmazások kidolgozása ; A hidrogéntárolás és felhasználás (hı- és villamos-energia termelés, jármőparki felhasználás) hatásfok növelésének kutatása, a hidrogénellátás logisztikájának fejlesztése 24
Új j Széchenyi Terv Javaslatok Zöld közlekedési alprogram Az alprogram a hazai biogázüzemő buszgyártás, valamint a hidrogén- és elektromos üzemő flottagyártás fejlesztését tőzi ki célul ; Három alternatívát vettünk figyelembe: 1. Hidrogéntermelı és elosztó infrastruktúra demonstrációs projekt létrehozása 25
Új j Széchenyi Terv Közlekedésfejlesztési Program A belsıégéső motorok alternatíváival hajtott (pl. hibrid, üzemanyag-cellás, vagy tisztán elektromos) jármővek elınyben részesítése általános, behajtási és parkolási szinteken. A közúti közlekedésben a gépjármő-parkban már jelentıs részt képviselnek az alternatív hajtású típusok (elsısorban tüzelıanyag-cellás vagy hibrid hajtási móddal). A városi közlekedésben teret kapnak az elektromos hajtású közúti jármővek. 26
A Platform további tevékenys kenységei Kapcsolatfelvétel az alábbi cégekkel és hivatalokkal: Linde Magyarország Zrt. Daimler-Benz Magyarország Zrt. MOL Zrt. Nemzeti Fejlesztési Minisztérium (Energia Stratégia 2030) Nemzeti Innovációs Hivatal Együttmőködések Mikrovirka Egyesület (Hidrogénfalu) Workshop szervezések Euractive workshop (EU és EU elnökségi kapcsolatok) Budapesten Zrinyi Miklós Egyetemen Linde Magyarország Zrt., Kazincbarcikai telephelyén Workshop Budapest, 2011. szeptember 29. 27
A Nemzeti Technológiai Platformok jelenlegi helyzete és s kilátásai A NIH-tıl kapott információ szerint ebben az évben nem lehet számítani jelentısebb támogatásra, A NIH tervei szerint célszerő lenne egy Platform szövetséget kialakítani, ennek a vezetıje a MANUFUTURE Platform lenne; A mi platformunk nem kapott meghívást az elıkészítı tárgyalásokra; Véleményünk: MANUFUTURE Platform nem tudná megfelelıen képviselni a mi platformunkat; Más megoldást kell keresni: alakuljon át a Platform egy önálló szervezetté, azaz Egyesületté (ez jelenleg folyamatban van). 28
Köszönöm m a figyelmet!!! 29