A Hidrog én és T üzel ıanyag -cella Nemzeti Technol ógiai ...hfc-hungary.org/Margitfalvi_Jozsef_HTC-Platform_es_ujdonsagok.pdfszakter ület magyarorsz ági helyzet ének felm

1

A HidrogA Hidrog één n éés Ts Tüüzelzelııanyaganyag--cella cella Nemzeti TechnolNemzeti Technolóógiai Platform giai Platform

tevtevéékenyskenyséégege

Dr. Margitfalvi JDr. Margitfalvi J óózsefzsefPlatform vezetPlatform vezetıı

Workshop Hidrogéngazdaság: Lehetıségek és kihívások

Magyarország és az EU számára Budapest, 2011. szeptember 29

HidrogHidrog één n éés Ts Tüüzelzelııanyaganyag--cella cella Nemzeti TechnolNemzeti Technolóógiai Platformgiai 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.

•• CCéélja a lja a „„ hidroghidrogééngazdasngazdasáágg”” hazhazáánkban valnkban valóó kialakkialak ííttáássáának nak megalapozmegalapozáása, ehhez kapcsolsa, ehhez kapcsolóóddóóan a hidrogan a hidrogéén n éés ts tüüzelzelııanyaganyag--cella cella szakterszakterüület magyarorszlet magyarorszáági helyzetgi helyzetéének felmnek felméérr éése, a szakterse, a szakterüület let vváárhatrhat óó jj öövvııkkééppéének nek áátgondoltgondoláása, figyelembe vsa, figyelembe vééve a vilve a viláágban, gban, éés s ffııkkéént az Eurnt az Euróópai Unipai Unióóban zajlban zajlóó folyamatokat. folyamatokat.

•• A HTCA HTC --Platform Platform 2008-2010 között elkészítette a hidrogéngazdaság kiépítésére vonatkozó StratStratéégiai Kutatgiai Kutat áási Tervet si Tervet éés ennek s ennek MegvalMegvalóóssííttáási Tervsi Tervéétt.

2

Hidrogén és Tüzelıanyag-cella Nemzeti Technológiai Platform*

A HTCA HTC --Platform tagjaiPlatform 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 M őszaki 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 Kar3

Hidrogén és Tüzelıanyag-cella Nemzeti Technológiai Platform

A hidrogA hidrogééngazdasngazdasáág g ööt technolt technolóógiai tergiai terüületet letet öölel fel:lel fel:

�� A hidrogén fı felhasználási területe a tüzelıanyag-cellákban történıalkalmazás, 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 kidolgozásaszükséges, 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, szocio-ökonómiai és oktatási tevékenységet.

HidrogHidrog ééngazdasngazdasáág g

4

A „ hidrogéngazdaság” az energetika és a közlekedés hidrogén alapú rendszerekirányába 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 HTCA HTC --Platform fPlatform fııccéélkitlkit őőzzééseisei


5

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 projekt-javaslatok megfogalmazása.

A HTCA HTC --NTP feladataiNTP 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 kialakAz SKT kialak ííttáássáának lnak lééppéései sei

• 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 StratA Stratéégiai Kutatgiai Kutat áási Terv (SKT) si Terv (SKT) legfontosabb jlegfontosabb jöövvııkkéép elemeip elemei

• A tüzelıanyag-cellák jelentıs mértékő korszerősítése és fokozott elterjedése;

• A tüzelıanyag-cellás gépjármővek elterjedése;

• A hidrogén, mint üzemanyag, ellátására szolgálóinfrastruktúra kialakulása;

• A megújuló nyersanyagok szerepének jelentıs mértékőnövekedése az energiamixben és a hidrogén elıállításban;

• Fotó- és biokatalitikus eljárások elterjedése hidrogén elıállítására. 8


HelyzetelemzHelyzetelemzéés: s: hazai kutathazai kutatáási projekteksi 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 fAz SKT fıı fejezeteifejezetei1. Bevezetés2. Hidrogén alkalmazások3. Szocio-ökonomiai megközelítés és a stratégia

megvalósulásának feltételrendszere4. A hidrogéngazdaság jövıjét befolyásoló hatótényezık

azonosítása5. A stratégiai kutatási feladatok horizontális áttekintése

Annex I:– Hidrogén elıállítás– Tárolás és szállítás

Annex II:– Rövidítések

10


Az SKTAz SKT--ben figyelembe vett ben figyelembe vett éértrt ééklkl ááncokncok

I. értéklánc: tüzelıanyag: hidrogén (fıkéntmegújuló alapon)

II. értéklánc: tüzelıanyag: biogáz→→→→H2 III. értéklánc: tüzelıanyag: bio-etanol →→→→ H2IV. értéklánc: tüzelıanyag: bio-metanol V. értéklánc: tüzelıanyag: bio-etanol

VI. értéklánc: tüzelıanyag: bio-etanol →→→→ H2 + CH4 11


TTüüzelzelııanyaganyag--cella tcella tíípusokpusok� PEMFC (polimer elektrolit membrán tüzel ıanyag-cella)

� DMFC (direkt metanol tüzel ıanyag-cella) (ennek

analógja a direkt etanol tüzel ıanyag-cella (DEFC)

� AFC (alkáli tüzelıanyag-cella)

� PAFC (foszforsavas tüzelıanyag-cella)

� SOFC (szilárd oxidalapú tüzelıanyag-cella)

� MCFC (olvasztott karbonátos tüzelıanyag-cella)

12


MegvalMegvalóóssííttáási Tervsi Terv

13


A MegvalA Megvalóóssííttáási Terv alapjaisi Terv alapjai

•• A HTCA HTC --Platform StratPlatform Strat éégiai Kutatgiai Kutat áási Terve si Terve (SKT)(SKT)

•• VVáállalatok elkllalatok elkéépzelpzeléései, terveisei, tervei

•• KutatKutat óóintint éézetek lehetzetek lehetıısséégeigei

•• Hazai eredmHazai eredméényeknyek

•• NemzetkNemzetköözi trendekzi trendek

•• Hazai lehetHazai lehetıısséégek figyelembevgek figyelembevéételetele

14


A MegvalA Megvalóóssííttáási Terv fsi Terv fııccéélkitlkit őőzzééseisei

• Hazánk lemaradásának csökkentése;• A versenyképesség és hatékonyság növelése; • A környezet terhelésének , különösen a CO2

kibocsátásának csökkentése;• A kooperáció képesség növelése,• Új kísérleti módszerek bevezetése; • A nemzeti össztermék növelése.

15


Kiemelt fejlesztKiemelt fejlesztéési irsi iráányok nyok éés s operatoperatíív cv cééloklok

16

NNoo 1: V1: Váállalkozllalkozáásfejlesztsfejlesztééss

NNoo 2: Szocio2: Szocio--öökonomiai kkonomiai kéérdrd ééseksek

NNo o 3: Oktat3: Oktatáás s éés tuds tudáás transzfers transzfer

NNo o 4: Alkalmazott kutat4: Alkalmazott kutat áások sok

NNo o 5: Kiemelt kutat5: Kiemelt kutat áási tersi terüület: PEMlet: PEM--cellcelláák k

NNo o 6: Demonstr6: Demonstráácicióós projektek s projektek


PEMPEM--tt íípuspusúú ttüüzelzelııanyaganyag--cellcelláákkPEMFC tüzelıanyag-cellák felépítése

17

H2 O2

kolle

ktor

B

ipol

áris

lem

ezG

ázbe

zeté

sD

iffuz

iós

réte

gA

nód

kaza

lizát

orM

embr

án

Kat

ód

kata

lizát

orD

iffuz

iós

réte

gG

ázbe

zeté

sB

ipol

áris

lem

ez

Katalizátor réteg TEM felvétele


CCéélmlmáátrixtrix

18


Kiemelt kutatKiemelt kutat áási tersi terüület: let: PEM CellPEM Celláák k

Alapvet ı fejlesztési feladatként az alábbiakat tekintjük:

• Költségcsökkentés (a katalizátorok Pt tartalmának csö kkentése, új típusú MEA-k és bipoláris lemezek fejlesztése),

• Hatásfok-növelés (katód oldali katalizátor aktivitá sának növelése),

• Megbízhatóság és élettartam növelés (a hordozó oxidác iójának visszaszorítása, a hidrogén és metanol átdiffundálás csökkentése),

• A mőködési h ımérséklettartomány kiterjesztése, • A stack egyszer ősítése, • Megbízható gyártási technológia kialakítása.

19


A megfogalmazott K + F feladatokban A megfogalmazott K + F feladatokban az anyagtudomaz anyagtudomáány ny éés az anyagkutats az anyagkutatáás s

szerepe a meghatszerepe a meghatáározrozóó

20


A Platform elmA Platform elmúúlt lt éévben vvben véégzett gzett tevtevéékenyskenyséége ge

Javaslatokat tettünk az új Széchenyi terv elkészítéséhez:

� Megújuló Magyarország, zöld gazdaságfejlesztés

� Vállalkozás-fejlesztés, üzleti környezet

� Közlekedés – jármőipar – energetika

� Tudomány – Innováció - Növekedés

21


A Platform elmA Platform elmúúlt lt éévben vvben véégzett gzett tevtevéékenyskenyséége ge

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, minıségellenırzımérési eszközök, stb.;

(iv) informatika: intelligens hálózatok tervezése és mőködtetése

22


ÚÚj Szj Szééchenyi Terv chenyi Terv

„A kitermelhet ı 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 hidrogénesetén a termelı és az elosztó infrastruktúra hiánya.”


Megállapítások

23

ÚÚj Szj Szééchenyi Tervchenyi Terv

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”


Javaslatok

24


• „Az alprogram a hazai biogázüzemő buszgyártás, valamint a hidrogén- és elektromos üzemőflottagyártás fejlesztését tőzi ki célul”;

• „Három alternatívát vettünk figyelembe:1. Hidrogéntermelı és elosztó infrastruktúra demonstrációs

projekt létrehozása”

Zöld közlekedési alprogram


Javaslatok

25


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 hajtásútípusok (elsısorban tüzelıanyag-cellás vagy hibrid hajtási móddal). A városi közlekedésben teret kapnak az elektromos hajtású közúti jármővek.”


26

A Platform tovA Platform tov áábbi bbi tevtev éékenyskenys éégeigei

• 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 TechnolA Nemzeti Technolóógiai Platformok giai Platformok jelenlegi helyzete jelenlegi helyzete éés kils kilááttáásaisai

� A NIH-t ıl 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 megfelelıenképviselni a mi platformunkat;

� Más megoldást kell keresni: ☺☺☺☺ alakuljon át a Platform egy önállószervezetté, azaz Egyesületté (ez jelenleg folyamatban van).

28


KK ööszszöönnööm a figyelmet!!!m a figyelmet!!!

29


Documents

A Hidrog én és T üzel ıanyag -cella Nemzeti Technol ógiai ...hfc-hungary.org/Margitfalvi_Jozsef_HTC-Platform_es_ujdonsagok.pdfszakter ület magyarorsz ági helyzet ének felm