Palivové články - perspektivní technologie i v České republice?

Konference

Palivové články perspektivní technologie i v České republice? organizovaný Českou energetickou agenturou pod záštitou Ing. Josefa Bubeníka, ředitele České energetické agentury Termín konání: Místo konání:

6.11.2003 od 9:00 hod. Klub Lávka, Novotného Lávka, Praha 1

Odborný garant:

ENVIROS, s.r.o., Technologické Centrum AV ČR

Konference

Palivové články – perspektivní technologie i v České republice?

organizovaný Českou energetickou agenturou pod záštitou Ing. Josefa Bubeníka, ředitele České energetické agentury Termín konání: Místo konání:

6.11.2003 od 9:00 hod. Klub Lávka, Novotného Lávka, Praha 1,

Odborný garant:

ENVIROS, s.r.o., Technologické Centrum AV ČR

Palivové články představují nový a velice perspektivní energetický zdroj, který přinese v nejbližších desetiletích zásadní změny do světové energetiky a do řady oblastí našeho života. Přestože se nyní nacházíme na prahu jejich širšího uplatněním, naše veřejnost není vždy dostatečně o této technologii informována. Cílem konference je proto seznámit širší odbornou veřejnost se současným stavem, trendy ve vývoji a aplikaci palivových článků, vytvořit informační zázemí pro odborníky a iniciovat diskusi mezi budoucími investory a dodavateli technologií o potenciálních možnostech rozvoje a aplikacích této technologie v podmínkách ČR.

Program: 09:00-10:00 Úvodní blok •

•

Trendy a vize využití palivových článků ve světě, ve vybraných zemích EU, pozice a podpora ze strany Komise EU (Ing.R.Panáček, TC AV ČR) Budoucnost v ČR z hlediska vědy, výzkumu, vývoje a praktického užití (Ing. Miroslav Bleha, ÚMCh AV CR)

10:15-12:15 Druhý blok přednášek • Astris • Membrány pro přenosné FC • Hydrogenics • ProTon 12:15-13:15 Přestávka 13:15-14:45 Třetí blok přednášek • • •

6. Rámcový program EU na podporu vědy a výzkumu (Mgr.Čejková, TC AV ČR) Možnost vytvoření programu na podporu praktické aplikace v ČR(Ing.Šelong,ČEA) Nové směry v podpoře podnikání (Czech Invest)

14:45 Panelová diskuse 16:00 Závěr

snímek 1

„Trendy a vize využití palivových článků v zemích EU, pozice a podpora ze strany Evropské komise” Technologické centrum AV ČR, ing. Radan Panáček

Praha 6. listopadu 2003

Technologické centrum AV ČR v rámci projektu CIRC

snímek 2

Základní fakta o energetice EU-30 Energetická soběstačnost? Dokument EK Green Paper

Europa-30: konečná spotřeba energie(v mtoe) 1750

Energeticky intenzivní ekonomika: růst spotřeby + 1 až 2%/ rok

1500

1 toe = 42 GJ

250

Domácnosti, služby

1250 1000

Průmysl

750 500 0

Doprava 1990

2000

2010

2020

2030

Europa-30: referenční scénář výroby energie (v mtoe)

Zásoby surovin v zemích EU jsou omezené

1250 1000

Uhlí: cena za těžbu 4 – 5 krát převyšuje světové ceny Ropa: cena za těžbu 2 - 7 krát převyšuje světové ceny, vlastní zásoby na 8 let Zemní plyn: 2% světových zásob,zásoby na 20let Uran: 2% světových zásob, zásoby na 40 let Obnovitelné zdroje: relativní dostatek

Obnovitelné zdroje Jaderná e. Zemní plyn

750 500

Ropa

250 0

Pevná paliva 1990

2000

2010

2020

2030


snímek 3

Základní fakta o energetice EU-30 Energetická soběstačnost? - ! Roste závislost zemí Evropy na vnějších zdrojích Europa-30: energie celkem (referenční scénář v mtoe) 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1990

EU 30: vnější závislost podle typu zdroje spotřeba

Čistý dovoz výroba

2000

2010

2020

2030

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

Pevná paliva 1990

ropa 2000

Země Evropské Unie : • hlavní hráč na světových trzích (14 - 15% spotřeby energie) • neuspokojivá politika na ochranu před krizí

Zemní plyn 2010

celkem 2020

snímek 4

Energetická situace EU-30 Ne příliš příznivé energetické možnosti Favoritem zůstává: ropa Europa-30: ropa (referenční scénář v mtoe)

900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1990

spotřeba čistý dovoz

• Závislost na ropě by mohla do roku 2020 vzrůst na 90 % !!! • Jsou nutné aktivity vedoucí k náhradě ropy, zejména v dopravě

těžba 2000

2010

2020

Europa-30: zemní plyn (referenční scénář v mtoe)

2030

Zemní plyn: směrem k nové závislosti

• Riziko problémů s dlouhodobým zásobováním (dovoz zejména z Ruska a Alžírska)

700 600 500 400 300 200 100 0

spotřeba 800

Čistý dovoz těžba

1990

2000

2010

2020

2030


snímek 5

Jak dál pro udržitelný rozvoj v energetice? • Energeticky efektivní systémy, produkty, procesy • Účinnosti elektráren – dnes až 45 % až 55 % • Turbíny s kombinovaným cyklem 55% až 65 % • Ko-generace produkuje 10 % elektřiny v EU • Nové a obnovitelné zdroje energie • 22 % elektřiny z OZE v 2010 • 75 % instalované kapacity z větrné energie je v Evropě • bioenergie = náhrada fosilních paliv (dřevo, bioplyn, BE, BD) • palivové články – vodík a elektřina = hlavní nosiče energie • Jaderná energetika • štěpné reakce - radioaktivní odpad • slučovací reakce (lehké atomy – vodík)


snímek 6

Palivové články a vodíkové technologie • potenciál nahradit většinu současných energetických systémů • baterie pro mobilní telefony, počítače, notebooky • pohonné jednotky pro dopravu • decentralizované energetické jednotky (kotelny, elektrárny,…) • zásadní strategické technologie pro příštích 20 let • roční rozvoj v používání se předpokládá na úrovni 40 – 60 % (stacionární i mobilní jednotky) • přínos pro udržitelnost Evropy • bezpečnost zásobování energií, různorodost primárních zdrojů • snížení emisí všech škodlivin • rozvoj konkurenceschopnosti průmyslu, liberalizace trhu s energií • rozvoj decentralizované výroby elektřiny Technologické centrum AV ČR v rámci projektu CIRC

snímek 7

Výhledy trhu s palivovými články Nezávislé marketingové studie v oblasti palivových článků předpovídají v příští dekádě rozvoj v mobilních prostředcích poháněných FC na úrovni 40 – 60 % ročně. Evropský trh mobilními FC by mohl dosáhnout ročního obratu €16.3 miliard do 2020, a €52 miliard do 2040: V systémech elektráren a produkce energie jak Evropa tak USA budou muset vyměnit a rozšířit výrobní kapacity. Toto zahrnuje realizaci domácích mikro generátorů a jednotek pro odlehlé regiony.

FC marketing k tomuto musí překonat zásadní technické a socio-ekonomické bariéry (např. nedostatečná distribuční infrastruktura).


snímek 8

Prognóza rozvoje trhu Trh – Evropa, Severní Amerika, Kanada, Japonsko Mobilní 3 000 000 2 500 000 2 000 000 počet

Rok Stacionární Mobilní Semi mobilní 2005 7 000 5 000 1 000 2006 10 000 9 000 2 000 2007 22 000 20 000 5 000 2008 50 000 60 000 10 000 2009 120 000 120 000 60 000 2010 250 000 400 000 100 000 2011 400 000 1 000 000 150 000 2012 600 000 2 500 000 300 000

1 500 000 1 000 000 500 000 0 2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

Stacionární Semi mobilní

700 000

300 000

600 000 500 000

250 000

400 000

počet

počet

350 000

200 000

200 000

100 000

100 000 0 2005

50 000 0 2005

snímek 9

300 000

150 000

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2012

Stanoviska Evropské komise Romano Prodi - President Evropské komise Je nutno překonat Evropa - dlouhodobé úkoly - výzva: ideologické bariéry! 1. ochrana životního prostředí 2. strategická nezávislost energetického zásobování • racionální řešení – obnovitelné zdroje energie a skladování • nejvhodnější kandidát – vodík – „vodíková revoluce“ Cíl – krok za krokem dosáhnout v polovině století vodíkového hospodářství založeném na obnovitelných zdrojích energie –EH/FCP Philippe Busquin – komisař Evropské komise pro VaV Evropská strategie pro vodík - cesta k vodíkovému hospodářství bude dlouhá a musí být postupná: - 20 let – komercializace technologií - 40 let – plný přechod na vodíkové hospodářství Alejo Vidal-Quadras – vice president Evropského Parlamentu Vodík = klíčový prvek ke splnění závazků z Kyota = vhodné medium pro skladování energie – vyráběné z OZE = lokální výroba – decentralizovaná výroba energie Technologické centrum AV ČR v rámci projektu CIRC

snímek 10

Expertní skupina pro vodík a FC technologie High level group Podzim 2002: Iniciativa vice presidentky Palacio a komisaře pro VaV Busquina 19 představitelů evropských automobilových a energetických společností, MSP, výzkumných center, politiků a uživatelů Neformální instituce, poradní úloha, není vlastněná Evropskou komisí Poradenství v oblasti ekonomického dopadu, směrem k udržitelné energetické ekonomice založené na vodíku a elektřině z FC


snímek 11

Expertní skupina pro vodík a FC technologie Členové expertní skupiny: FC svazky, Infrastruk Automo Výzkum součásti, tura pro bilový systémy vodík průmysl

Energetické Instituce Veřejnost společnosti

Ballard

Air Liquide

Daimler CEA Chrysler

NorskHydro

JohnsonMatthey

Vanden Borre

Renault CIEMAT Shell

Nuvera

ENEA

RollsRoyce

FZJülich

Uživatelé

Sydkraft Iceland UITP Parliament

Siemens Solvay


snímek 12

Expertní skupina pro vodík a FC technologie Zpráva expertní skupiny: Proč vodík a technologie FC? Co by měla Evropě dělat ? - Hlavní doporučení: Pět “Aktivit pro vodíkovou budoucnost”: Mezinárodní H2 technologické partnerství Evropská H/FC technologická platforma Výzkumný Plán Evropský Politický Rámec na posílení nových vodíkových a FC technologií Strategie uplatňování technologií na trhu


snímek 13

Technologické Partnerství IPHE International Partnership for the Hydrogen Economy Vize: „Každý zákazník v zúčastněných zemích má mít roce 2020 možnost: koupit si za konkurenceschopnou cenu vozidlo poháněné vodíkem a v blízkosti obydlí, zaměstnání čerpat palivo“ Vyhlášeno na podnět USA v dubnu 2003 na zasedání IEA ve Francii Spojení politiků, technických expertů – USA, EU Cíl: organizovat, hodnotit, koordinovat mezinárodní výzkum, provoz Definice úspěchu: viz vize Podpora vzdělávání a tréninkových programů Strategie pro mezinárodní spolupráci, Centrum pro šíření informací


snímek 14

Evropská technologická platforma H/FC TP – Hydrogen and FC Technology Platform Hlavní cíl: Posílit vývoj a realizaci evropských, konkurenceschopných H2/FC energetických systémů a technologických součástí pro mobilní, stacionární a přenosné aplikace. Vyhlášena v srpnu 2003 jako aktivita Expertní skupiny Struktura: Poradní výbor, představenstvo, sekretariát, řídící výbor, projektová skupina, zrcadlové skupiny členských zemí Pracovní program: Vytváření politického rámce (doprava, energetika, životní prostředí) Demonstrační projekty, podpora podnikání Vzdělávání, mezinárodní spolupráce

Výstupy: strategie výzkumu a instalací, komercializace, mezinárodní spolupráce Účastníci: VaV, průmysl, veřejné autority, finančníci, uživatelé Do Platformy zařazeno 66 projektů 5RP (viz nabídka CIRC) Výzva:http://europa.eu.int/comm/research/energy/nn/nn_rt_htp1_en.html Technologické centrum AV ČR v rámci projektu CIRC

snímek 15

Výzkum vodíku a FC podporovaný EU Pátý rámcový program (FP5 1999-2002) poskytl na výzkum vodíku a FC € 120 milionů. V šestém rámcovém programu (FP6 2003-2006) výzkum energetiky a dopravy je soustředěn do tématické priority "Sustainable energy systems" s celkovým rozpočtem € 810 milionů. Rozpočet na výzkum FC a vodíkových technologií včetně aplikací významně vzrostl. První výzva byla zveřejněna koncem roku 2002, očekává se zahájení prvních projektů v polovině roku 2003.


snímek 16

Výzkum vodíku a FC podporovaný EU Palivový článek v nemocnici Kamenz, Německo (2001): ONSI, PAFC, zemní plyn 200 kW el, 220 kW tep, + další technologie: • solární vytápění, • fotovoltaika • adsorpční chlazení

Palivový článek v distribuční plynárenské společnosti, Postupim, Německo (1998): ONSI, PAFC, zemní plyn – ekonomika provozu

….


snímek 17

Příklady projektů FC pro vytápění Jednotky o výkonu 1 kW el, 2 kW heat, účinnost 80 % 2004/2005 výroba „sériová?“

Sulzer Hexis 2001 – testovací série FC (keramický) systému «HXS 1000 PREMIERE» Partnerské země Německo, Rakousko a Švýcarsko, včetně kontraktingu

Vaillant Viessmann Buderus Jaká je realita?… Technologické centrum AV ČR v rámci projektu CIRC

snímek 18

FC v dopravě Výrobci a provozovatelé nespí: Osobní vozidla: Daimler Chrysler

NECAR Jeep TH!NK FC5 HydroGen 1 Zafira FCX-V4

Ford Motor General Motors OPEL Honda BMW a Delphi Nissan Xterra Renault a Citroen Mazda FC EV Toyota Volkswagen Bora HyMotion Hyundai Technologické centrum AV ČR v rámci projektu CIRC Fiat Seicento Elettra H2 FC

snímek 19

FC v dopravě Hromadná doprava a FC: - Daimler ChryslerNEBUS - Neoplan - MAN bus - Thor Industries - Toyota - Renault and Iveco


snímek 20

FC v dopravě

Speciální dopravní prostředky: - vodní taxi - vysokozdvižný vozík - 2 sedadlový vůz - golfový vozík - nákladní vůz - loď - motokolo - ponorka - komfortní bicykl


snímek 21

Výzkum vodíku a FC podporovaný EU Vodíková čerpací stanice letiště Mnichov, Německo – 1 etapa : Provoz autobusů MAN na stlačený H2 Provoz automobilů BMW na kapalný H2

Provoz autobusů s palivovým článkem, letiště Mnichov Výroba vodíku elektrolýzou z KOH

….

Technologické Slide n° 21

centrum AV ČR v rámci projektu CIRC

Sustainable Energy Systems

snímek 22

FC Program - Rakousko Strategie v oblasti výzkumu a vývoje technologií pro FC • stacionární • mobilní 1. Vytápění malého výkonu • pro RD, malé hotely do 5 kW – zemmí plyn 2. Blokové kotelny • hotely, nemocnice 200 kW el – bioplyn, zemní plyn 3. Kombinované instalace • průmyslové aplikace 1 MWel – 70 Mwel (zemní plyn), kombinace FC a plynové trubíny


snímek 23

AAAT Program – Rakousko strategie pro mobilní FC Vyhlášen – listopad 2001 První výzva – léto 2002, rozpočet 7,3 MEuro Vybráno 18 projektů: - 9 souvisí s FC a H2 technologiemi – - Celkový rozpočet 4 171 362 Euro - Podpora 2 099 977 Euro

Vybrané projekty:

• Nové pohonné systémy • Nové pohonné systémy • Efektivní doplňkové systémy • Alternativní paliva • Snížení hlučnosti

vnitřní spalování FC

3 5 3 3 4


snímek 24

Situace a podmínky v ČR? Není systematická podpora technologického oboru Výzkumné aktivity roztříštěné, na základě iniciativy jednotlivých pracovišť Problematika FC systematicky neřešena Problematika skladování vodíku (nano vlákna, alanáty, hydridy) neřešena … V polovině září 2003 se konal na MPO seminář pro pracovníky státní správy 6. listopadu se koná konference pro průmysl, výzkum, uživatele Další aktivity jsme připraveni podpořit v rámci projektu CIRC Cíl: zapojit průmysl do výrobních systémů NABÍZÍME: zapojit výzkum do mezinárodních projektů iniciovat realizaci demonstračních projektů Strojírenský průmysl Chemický průmysl Vysoká vzdělanost Zatím levnější výstupy Technologické centrum AV ČR v rámci projektu CIRC

snímek 25

Zdroj informací, kontaktů Evropská síť Inovačních Center - IRC: (Innovation Relay Centers network) Založena a podporována Evropskou Komisí: •

usnadňuje práci s novými technologiemi a inovacemi

•

podporuje převod inovací z fáze ideí do praxe

Partneři sítě : průmysl, MSP Výzkumné ústavy, univerzity Pracoviště akademie věd, … výzkumné týmy,.. Technologické centrum AV ČR v rámci projektu CIRC

snímek 26

Evropská síť Inovačních Center - IRC

Účastníci:

Europská Unie Kandidátské země Island, Norsko, Švýcarsko, Izrael

68 IRC členů ze 30 zemí


snímek 27

CIRC = Czech Innovation Relay Center podpora technologického transferu: EU

Technologické náměty

ČR

vstup technologických námětů do ČR výstup technologických námětů z ČR šíření výsledků výzkumu (i českého) uvnitř evropských zemí Vždy je však nutno mít konkrétního partnera


snímek 28

CIRC = Czech Innovation Relay Center NÁSTROJE: Informační služby pro MSP (technologie, veletrhy, konference, odborné exkurze, mise podnikatelů …) Semináře a Informační dny, Workshopy Technologické aktivity (nabídky technologií, poptávky) International partnering event, červen 2003 Wels, Rakousko Spolupráce s externími experty - 40 nabídek ke spolupráci Kontakty s evropskými regiony http://www.circ.cz/energetika/ Hledání partnerů, technologií Presentace firem a technologií na akcích v zahraničí


snímek 29

FC a H2 technologie a informace pro ČR

Technologické centrum AV ČR Rozvojová 135 16502 Praha 6 Tel: 220 390 712 E-mail: [email protected]

snímek 1 Vodík – energetický zdroj nebo módní trend

Miroslav Bleha Ústav makromolekulární chemie AV ČR Heyrovského nám. 2, Praha 6 e-mail: [email protected]

snímek 2

• Úvod • Energetická situace dnes a v blízké budoucnosti

• Vodík – efektivní a čistý přenašeč energie • • • • •

snímek 3

z obou druhů primárních zdrojů

Výroba vodíku Doprava a skladování vodíku Infrastruktura a koncoví uživatelé vodíku Světový vývoj vodíkových technologií Závěr

Skleníkový jev Infračervené záření

Sluneční záření

snímek 4

Globální oteplování

teplota povrchu země zadržení radiačních energií zakoncentrování skleníkových plynů CO2 konc.

300-350 ppmv na 500-900 ppmv = růst o 1-5 °C

snímek 5 Hlavní zdroje emisí skleníkových plynů KYSLIČNÍK UHLIČITÝ (50 %) (2 %) výroba cementu (25 %) odlesňování (73 %) fosilní paliva

OZON (5 %)

O3

CO2

N2O CFC’s

CH4

METHAN (20 %) (16 %) spalování biomasy (14 %) fosilní paliva (26 %) produktivita pěstování rýže (22 %) mokřiny, močály (22 %) ostatní

OXIDY DUSÍKU (10 %)

chlorované a fluorované sloučeniny (15 %)

Australia Fights Methane

snímek 6

Sheep and cattle produce14% Of Australia’ total greenhouse Emissions. GREEN COW ! (C&EN/June 18,2001)

• CSIRO, an Australian

•

•

national science agency proposes to reduce animals’ emission of methane, and thus slow global warming How: by vaccinating animals to “discourage” methanogenic archae , an ancient organism in animals’ rumen that produces methane by breaking down feed. Target: 1 million cattle and 2 million sheep to be vaccinated by year 2005-2012

Note: CH4 is 21 more times potent than CO2 as a greenhouse gas

snímek 7

snímek 8 Membrány v procesu přeměny energie přeměna v energii tepelnou

přeměna v energii mechanickou

chemická energie paliva

přeměna v energii elektrickou

Palivové články mohou přeměnit až 90 % energie obsažené v palivu na použitelnou elektrickou energii a teplo.

snímek 9 Palivové články – jsou řešením?

• Snížení skleníkového jevu

CO2 emise v automobilovém motoru palivový článek = 60 g/km spalovací motory = 150-200 g/km elektrické generátory = 150 g/km eq.

• Vyšší energetická účinnost palivového článku = 30-50 % spalovacího motoru = 15-20 % elektr. generátorů = 22-35 %

• Snížení škodlivých vlivů ozon, oxidy dusíku a síry, uhlovodíky, teplo, hluk

snímek 10

snímek 11

Vodík – jeho primární energetické zdroje, energetické přeměny a použití

snímek 12 Výroba vodíku ? z fosilních paliv – parciální oxidací (voda, kyslík) -termickým štěpením -nízkoteplotní separace – 90-95% ? nukleární termické štěpení ? čistý vodík elektrolýzou – alkalický elektrolyt - tuhý polymerní elektrolyt ? biologická výroba vodíku – zpracování biomasy - fotoautotropní výroba

snímek 13

Technologické schéma - Supercritical Water Gasification

snímek 14 Doprava a skladování vodíku •

tlakové nádoby – materiálové řešení

? nádrže pro kapalný plyn – materiálové řešení ? „chemické“ způsoby – kovové hydridy, komplexní hydridy, uhlíkové struktury ? plynovody – provoz pro vodík výhodnější než pro metan (bioplyn, naftové produkty)

snímek 15

Světový vývoj vodíkových technologií • intenzivní finanční podpora – USA, Japonsko ? 70 projektů EU v letech 1999 – 2002 ? The High Level Group for Hydrogen and Fuel Cells – EU 2002 ? národní konference - Hydrogen, our future, Italy, Milano, November 26-27,2003 - The First Professional Meeting on Hydrogen and Fuel Cells in Spain, Spain, Tres Cantos, December 9-11, 2003

snímek 16

Lombardský třísložkový projekt výroby vodíku, jeho distribuce a využití

snímek 17 Výzkum a vývoj v České republice ? vodíkové technologie – palivové články ? membrány a membránové procesy – ÚMCH AVČR, MEGA a.s. ? vodivé vrstvy, elektrochemie katalyzátorů a ionexových membrán – VŠCHT Praha, ÚFCH JH AVČR, ÚACH AVČR ? pevné elektrolyty a palivové články – MEGA a.s., ASTRIS s.r.o., ÚMCH AVČR

snímek 18 ZÁVĚR Vodíkové technologie – priorita vývoje vyspělých zemí Evropské společenství podporuje vznik koordinovaného výzkumu Palivové články – perspektivní technologie i v České republice ? Praha, 6. listopadu 2003

snímek 1 Membrány pro přenosné palivové články

Vladimír Civín INEX, MEGA a.s.

snímek 2 Přenosné palivové články Zahájení vývoje později, ale průběh rychlý Konec

2000 2001 2002 2003 -

cca 200 ks cca 800 ks cca 1700 ks cca 3500 ks

Odlišení od ostatních druhů: • Možnost práce při normální teplotě • Většinou nemají žádné periferní zařízení • Tzv. dýchací potřebují pouze palivo, vzdušný kyslík si odebírají z okolí • Hlavním požadavkem je vysoká energetická kapacita spíše než výkon • Výdrž na jednu náplň paliva několikanásobně vyšší než u baterií a akumulátorů Urychlení rozvoje způsobily především pokroky u přenosných elektronických zařízení a zvýšení nároků vojenské techniky

snímek 3 Baterie a akumulátory nestačí plnit budoucí zvýšené požadavky. Výhodnější je skladování energie ve formě paliva než jako součást energetického zdroje. Vývojem a přípravou výroby přenosných PČ se zabývá ve světě více firem a organizací než u ostatních druhů. Jednoznačná převaha membránových a přímých metanolových PČ. Nejméně čtyři firmy již zahájily průmyslovou produkci, řada dalších ohlásila zahájení v příštím roce. Přední americká marketinková firma ABI (Allied Business Intelligence, Inc.), ve své prognóze z minulého měsíce předpovídá skutečné zahájení komerční výroby přenosných PČ na přelom roku 2004 a 2005. Její předpověď je následující: 2004-5 2007 2008

5 tis. ks 500 tis. ks 3 mil. ks

2009 2010 2011

10 mil. ks 50 mi. ks 200 mil. ks

snímek 4

PČ MEGA

• • • •

Vývoj zahájen koncem 1997 – Membrány a elektrody do PČ MPČ nejperspektivnější, dosavadní F membrány hlavní příčinou vysoké ceny Využití zkušeností z vývoje, výroby a úspěšných průmyslových aplikací vlastních membrán V rámci projektu pro MO rozšíření problematiky až k postupné výrobě přenosných PČ Úkoly v rámci první etapy – do konce 2002: Vývoj levných nefluorovaných kompozitních ionexových membrán do přenosných PČ Vývoj elektrodových povlaků s vhodným katalyzátorem Testování a proměřování základních charakteristik vyvíjených membrán a elektrod Konstrukce a testování funkčního modelu přenosného PČ Spolupráce s řadou pracovišť Vybavení pracoviště a zajištění potřebných materiálů Zkušební cely, používané pracovní systémy, testovací linky Porovnávání se zahraničními produkty

snímek 5

Zkušební zařízení pro testování membrán a elektrod v experimentální cele

snímek 6 Detail zkušební cely

snímek 7 Ukázky vlastních zkušebních cel

snímek 8 Ukázky sběrných elektrod

snímek 9 Uspořádání zkušebního zařízení s testovací stanicí TL4

snímek 10 Zkušební zařízení pro testování palivových článků při různých teplotách a tlacích s možností ohřevu a vlhčení vstupních plynů

snímek 11 Celkový pohled na testovací aparaturu

snímek 12 Detail prostřední testovací jednotky

snímek 13 Po velkém objemu experimentálních prací byly k dispozici produkty srovnatelné spec. v systémech vodík vzduch a v systémech dýchacích. Vůbec nejlépe vychází porovnání v systémech dýchacích DMFC. Naopak pro systémy vodík/kyslík mají nafiony výsledky stále značně lepší. Modely PČ - DMFC dýchací – 4 cely Vodík/vzduch -12 cel

snímek 14 Model čtyřkomorového DMFC PČ

snímek 15 Složený model palivového článku s palivovým zdrojem a vzduchovým čerpadlem

snímek 16 Membrána s elektrodovým povlakem (vlevo) a těsnění

snímek 17 Bipolární deska

snímek 18 Stahovací desky

snímek 19

snímek 20

Srovnávané zahraniční články

Porovnání základních charakteristik našeho modelu s různými palivovými články ze zahraničí

Druh článku NP -20 Heliocentris (SRN) MER Corporation (USA)

P očet cel

Aktivní Specifický P roudová plocha Celkový výkon hustota 1 cely výkon P roud Napětí 2

2

2

[cm ]

[W]

[A]

[V]

[mW/cm ] [mA/cm ]

4

40

15

9,4

1,6

94

235

8

32

24

7

3,4

94

200

EDU-K it

snímek 21

H P ower (USA) Dvojcela Heliocentris (SRN)

4

20

6,6

3,3

2

80

170

2

16

1,5

1,92

0,8

45,6

120

MEGA model (CZ)

12

32

29,8

5,2

5,6

75

165

Závěr Výsledky této první fáze vývojových prací můžeme hodnotit následovně: Vyvinuté nefluorované kompozitní membrány jsou schopné vyrábět elektrický proud v přenosných palivových článcích. Mohou pracovat v systémech vodík/vzduch a vodík/kyslík stejně tak jako v přímých metanolových a dýchacích článcích. Základní charakteristiky dosud vyvinutých membrán, elektrod a modelů palivových článků jsou porovnatelné se zahraničními články, které jsme měli k dispozici. Základní rozdíly mezi našimi kompozitními a nafionovými membránami: Nafionové membrány mají menší tloušťku, což by se mělo projevovat v nižším odporu a tedy v lepším převodu iontů. Kompozitní membrány eliminují tento handicap vyšší iontovýměnnou kapacitou.

snímek 22 Nafionové membrány mají lepší výkonnostní charakteristiky, ale rozdíly nejsou příliš velké, speciálně v dýchacích DMFC systémech byly někdy získány příznivější výsledky u našich produktů. Kompozitní membrány mají téměř 10krát nižší propustnost pro metanol a navíc není příliš závislá na jeho koncentraci. Proto PČ s těmito membránami mohou pracovat s roztoky do 40% metanolu, což je důležité pro praktické použití. Kompozitní membrány mají ve zbotnalém pracovním stavu vyšší obsah vody než nafionové, což by měla být výhoda pro jejich funkci. Při větším zatížení však tuto vodu snadno ztrácí i při normální teplotě. Protože u malých přenosných PČ nechceme přidávat zvlhčovací zařízení, je nutné vodní režim těchto membrán v další fázi vývojových prací řešit. Komplikace s vysýcháním membrán se netýkají DMFC článků, Největší výhodou kompozitních membrán je jejich cena. V případě průmyslové výroby bude několikanásobně nižší než je současná cena membrán nafionových.

snímek 23

Je velmi žádoucí využít tyto velmi nadějné výsledky a vytvořit podmínky pro pokračování vývojových prací, které musely být začátkem letošního roku přerušeny především z finančních důvodů.

snímek 1

6. rámcový program EU - palivové články a vodíkové technologie

Jana Čejková 6.11.2003, Praha

snímek 2 6. rámcový program EU – 6.RP -

program orientovaného výzkumu 2002-2006 rozpočet 17,5 mld.€ návrhy projektů na základě vyhlášených výzev a témat - doporučené „nástroje“ k řešení - mezinárodní řešitelská konsorcia - rovnoprávná účast kandidátských zemí

snímek 3

Tematická priorita 6 „Udržitelný rozvoj, globální změny a ekosystémy“ Udržitelná povrchová doprava Globální změny a ekosystémy Udržitelné energetické systémy 810 mil. € Výzkumné aktivity s dopadem v krátko- a střednědobém horizontu (SM) Výzkumné aktivity s dopadem ve středně- a dlouhodobém horizontu (ML)

snímek 4 Podmínky účasti mezinárodní konsorcium – min. 3 účastníci ze 3 různých států různé typy tzv. nástrojů k řešení, např.: integrované projekty (IP) 3-5 let, rozpočet ~ až desítky mil. € počet účastníků až okolo 20

specifické projekty cílově orientovaného výzkumu (STREP) 2-3 roky, rozpočet ~ několik mil. € počet účastníků okolo 20

snímek 5 Přehled výzev 1. výzva: 17.12.2002, uzávěrka: 18.3.2003 (všechny nástroje) 2. výzva: 17.6.2003, uzávěrka: 17.12.2003 (iniciativa CONCERTO) 4.10.2003, uzávěrka: 17.12.2003 (pouze pro nástroje CA a SSA) 3. výzva: září 2004, uzávěrka: prosinec 2004 (všechny nástroje)

snímek 6 Výzkumné aktivity s dopadem ve středně- a dlouhodobém horizontu Palivové články vč. jejich aplikací Nové technologie pro přenos a skladování energie, zejména vodíkové Nové a pokročilé koncepty technologií obnovitelných energií Zachycení a odstranění CO2 u elektráren na fosilní paliva Socio-ekonomické nástroje a koncepty energetické strategie

snímek 7

Výsledky 1. výzvy – celková statistika Podané projekty

Úspěšné projekty

Medium-long term (DG RTD) Počet hodn. projektů Požadovaný příspěvek

238

46

1267 M€

308 M€ ( 200)

Úspěšnost

~ 19 %

– projekty s českými účastníky Celkem projektů DG RTD

Celkem Úspěšných Úspěšných českých úč. projektů českých úč.

35

55

17

25

snímek 8 Témata otevřená v 1. výzvě:

Palivové články vč. jejich aplikací Vývoj vysokoteplotních palivových článků pro čisté, bezpečné a spolehlivé decentralizované zásobování energií, teplem/chladem a elektřinou a pro mobilní aplikace s výkonem od několika kW až do MW (NoE, IP) Vývoj polymerních palivových článků a součástí pro stacionární a mobilní užití (NoE, IP) Vytváření nových znalostí v klíčových otázkách levných a udržitelných materiálů, procesů, součástí a systémů v PEM a DM palivových článcích (NoE, IP) Vývoj pokrokových, bezpečných a čistých palivových článků pro malé aplikace (STREP) Vývoj a validace nové generace pokročilých výpočetních modelů a simulačních nástrojů pro analýzu palivových článků (STREP)

snímek 9

Předběžné výsledky – nové nástroje Activity

Evaluated

Ranked list

Requested nb % contribution (M€)

EC % funding (M €)

Fuel Cells 15

164,4

3

20,0

22

13,4

High 5 Temperature FC

59,9

1

20,0

9

15

PEM & DM FC

2

13,4

-

0

-

0

SOFC

8

91,2

2

25,0

13

14,3

nb

snímek 10

Předběžné výsledky – tradiční nástroje Activity

Evaluated nb

Fuel Cells

snímek 11

8

Requested contribution (M€)

Ranked list nb

%

EC funding (M €)

%

23,1

1

12,5 2,2

9,3

1 High Temperature FC

3,5

-

0,0

-

0,0

Next generation tools for FC

2

5,9

-

0

-

0

Portable FC

4

10,1

1

25,0

2,2

21,5

SOFC

1

3,7

-

0,0

-

0,0

Projekty doporučené k financování z 1. výzvy Hydrogen and Fuel Cell Technologies for Road Transport Realising Reliable, Durable, Energy Efficient and Cost Effective SOFC Systems Further Improvement and System Integration of High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells Compact direct (m)ethanol fuel cell for portable application

snímek 12

Informace - CORDIS

http://www.cordis.lu/fp6/ Priorita 6 http://www.cordis.lu/fp6/sustdev.htm Výzvy (+ pracovní balíky) http://fp6.cordis.lu/fp6/calls.cfm Vyhledávání partnerů http://www.cordis.lu/fp6/partners.htm Nástroje http://www.cordis.lu/fp6/instruments.htm

snímek 13

Informace

- Technologické centrum AV ČR http://www.tc.cas.cz/nko6/ Rozvojová 135 165 02 Praha 6 [email protected] Tel: 220 390 714 Fax: 220 922 698 Bulletin Echo http://www.tc.cz/publikace/

snímek 1

Nové směry v podpoře podnikání Ing. Pavla Zlatníková Programme Manager, CzechInvest

www.czechinvest.org

snímek 2

Obsah

1.

Analýza stávajících programů podpory

2.

Strategické cíle pro CzechInvest 2004-2006

3.

OPPP 2004 – 2006

4.

Řízení implementace

snímek 3

Zdroje financování

ARP CzechIndustry CzechTrade ČMZRB CzechInvest MPO V&V CELKEM

2002 EU SR 57 58 94 63,7 179 3 656 50 1 330 1 083 286 6 193,7

2003 EU

200 83 283

(v mil.Kč)

SR 58 119 70 3 000 1 148 1 195 5 590

snímek 4

Měření efektivnosti je výzvou..

2002 ARP CzI CT ČMZRB CI MPO V&V CELKEM

Klienti

Kč/Klient

12 711 27 354 2 706 100 15 898

2,3-2,5mil 499tis-21mil 180tis 60tis-6,5mil 542tis -

.. a finanční prostředky vynaložené na klienta jsou často malé, tudíž neměřitelné.

snímek 5

… ale ne nemožné

Studie CzechInvestu ohledně PZI – program na podporu PZ Celková připravená plocha 2 097 ha Obsazenost zón 53% Příspěvek ze SR 1,655 mil Kč Počet vytvořených prac.míst 18 583 Náklady na jedno prac.místo 89 059 Kč Studie Britského ministerstva průmyslu a obchodu (DTI) Na každý jeden milion utracených peněz přes DTI v VB regionální zastoupení vytvořila: 28 pracovních míst (náklady 1,6 mil Kč na jedno prac. místo) další zisky v hodnotě 800 000 GBP síťová aktiva v hodnotě 400 000 GBP další export v hodnotě 300 000 GBP další obrat v hodnotě 5,3 mil GBP

snímek 6

Poskytování služeb je chaotické.. MPO ARP ČEIA CzI CT V&V

MMR

RRA

RPIC

HK

MPSV

Úřad práce

BIC

Ostatní

snímek 7 Vývoj do budoucna

Směřovat finanční prostředky do oblastí s dynamickým růstovým potenciálem Měřit poskytnutou podporu a následně se ujistit o efektivitě vynaložených prostředků Zjednodušit přístup ke službám zlepšením informovanosti a marketingu Více zapojit IT k získávání informací a klientů

snímek 8

Strategické cíle CzechInvestu

Podpora investic s vysokou přidanou hodnotou Podpora inovací, transferu výsledků V&V do výroby Podpora MSP s cílem zvýšit jejich konkurenceschopnost na světovém trhu Podpora rozvoje průmyslových klastrů a nových sektorů (biotechnologie, IT) Zajištění kvalitních nemovitostí pro podnikání Rozvoj lidských zdrojů v průmyslu Vytvoření efektivních mechanismů pro poskytování programů podpory a monitorování strukturální fondů

snímek 9

Operační program průmysl a podnikání pro období 2004 - 2006

Priority:

Rozvoj podnikatelského prostředí Rozvoj podnikání Zdroje financování: Strukturální fondy EU

4 935 mil. Kč

Státní rozpočet ČR

3 415 mil. Kč

snímek 10

Priorita 1

Rozvoj podnikatelského prostředí Infrastruktura pro průmyslový výzkum, vývoj a inovace Rozvoj podnikatelských nemovitostí a infrastruktury Infrastruktura pro rozvoj lidských zdrojů v průmyslu Posílení kvality a kapacity podnikatelského poradenství

snímek 11

Infrastruktura pro průmyslovou vědu a výzkum

Posilování návaznosti vazeb výzkumu a vývoje na průmysl Podpora infrastruktury pro průmyslový výzkum, technologický rozvoj a inovace Zlepšení prostředí pro technologicky orientované firmy – „knowledge society“ (společnost založená na znalostech) Povzbuzení spolupráce mezi průmyslem a vzdělávacími a výzkumnými institucemi Podpora investic do infrastruktury v oblasti komunikační a informační technologie

snímek 12 Priorita 2

Rozvoj konkurenceschopnosti podniků Zakládání a rozvoj podniků (pouze pro MSP) Podpora produkčních faktorů konkurenceschopnosti Snižování energetické náročnosti a využití obnovitelných zdrojů energie

snímek 13

Snižování energetické náročnosti a využití obnovitelných zdrojů energie

Zvyšování efektivnosti využití energetických zdrojů

Snížení ztrát při zpracovávání primárních energetických surovin, zvýšení podílu ušlechtilých paliv, nové energetické technologie (palivové články, vodíkové technologie)

Snižování energetické náročnosti procesů spojených s výrobou, přeměnou a rozvodem energie

Zvýšení efektivity procesů přeměny energie a dopravy energie (elektrárny, teplárny a potrubní sítě atp.), snížení spotřeby primárních energetických surovin, nové energetické technologie (palivové články, vodíkové technologie)

Podpora opatření ke zvyšování efektivnosti užití energie Snížení energetických náročnosti výrobních procesů

Využívání obnovitelných a druhotných zdrojů Např. nové energetické technologie (palivové články, vodíkové technologie)

snímek 14

Implementační struktura

Ideální struktura: „One stop shop“ na národní bázi napojený na „one stop shops“ na regionální úrovni

snímek 15

Vláda MPO CzechInvest One-stop-shop

ČMZRB

CzechTrade

ČEA

Regional Regional Regional Competitiveness Regional Competitiveness Competitiveness Regionální centra Centre Competitiveness Centre Centre konkurenceschopnosti Centre

snímek 16

Shrnutí

Vytvořit efektivní informační systém Zlepšit komunikaci mezi státním sektorem a podniky Zahrnout veškeré dostupné finanční prostředky do podpory Zvýšit efektivitu využitých prostředků Monitorovat a vyhodnocovat poskytnutou pomoc Flexibilně reagovat novými programy na změny v MSP

snímek 17

DĚKUJI ZA POZORNOST

www.czechinvest.org

Profil společnosti a reference V souladu se strategickým rozvojem mezinárodní skupiny ENVIROS (jejímž členem byla společnost March Consulting již dva roky) a v zájmu rozšiřování a zkvalitňování poskytovaných služeb v České republice, došlo v roce 2002 ke spojení dvou konzultačních společností s dlouholetou tradicí: March Consulting a SRC International CS. V návaznosti na tento krok byla provedena změna názvu a společnost vystupuje pod novým názvem ENVIROS, s. r. o. Rozsah poradenských činností zahrnuje širokou škálu služeb zejména v následujících oblastech: strategické plánování v oblasti energetiky a životního prostředí ČR a harmonizace s EU ekonomické, technické, ekologické, sociální a právní problémy získávání, výroby a užití energie; harmonizace práva v oblasti energetiky, životního prostředí územní energetické koncepce ochrana ovzduší a klimatu integrovaná prevence a omezování znečištění příprava programovacích dokumentů v oblasti energetiky a životního prostředí zavádění systémů energetického řízení analytické a prognostické studie z oblasti uhelného, plynárenského, ropného průmyslu, teplárenství a elektroenergetiky; komunální a průmyslová energetika, energetika budov energetické audity a studie proveditelnosti energeticky úsporných projektů pro průmysl, služby, veřejné a obytné budovy; energetický a environmentální management tvorba, zavádění a provozování informačních systémů a databází; rozšiřování know – how a software metod DSM a LCP; školicí a vzdělávací aktivity. Společnosti March Consulting a SRC International CS, dnes působící pod názvem ENVIROS, s. r. o., realizovaly jak samostatně tak v rámci skupiny Enviros mnoho významných projektů pro Evropskou komisi, britský Know-how fond, Světovou Banku, Evropskou banku pro obnovu a rozvoj atd.. ENVIROS, s. r. o. je zapojena do řady programů PHARE, SAVE, TACIS, apod.. Při realizaci projektů může využívat spolupráci jak v rámci skupiny Enviros a asociovaných společností (Aspinwall&Company, RIS, Bradley Dunbar, Eurocore, atd.), tak také spolupracujících firem COWIconsult, ECN, Berenschot, Gruppo Soges, Exergia, London Partners (tj. Londýnská obchodní komora) apod. Mezinárodní zázemí společnosti Enviros včetně kanceláře v Bruselu a přímého zastoupení v 28 státech v rámci skupiny umožňuje poskytování mezinárodní podpory a integrování globálních vztahů do řešené problematiky. Pracovníci ENVIROS, s. r. o. mají bohaté zkušenostmi zejména v oblasti energetických auditů, strategických studií, regionálních a komunálních energetických koncepcí, instalace systémů energetického řízení, tvorby energetických investičních studií, přípravy návrhů zabezpečení financování projektů energetických úspor a efektivního využívání energií. V České republice spolupracuje ENVIROS, s. r. o. s orgány a institucemi státní správy, např. SFŽP, ČEA, MŽP, MPO, MMR, nejvýznamnějším zákazníkem je však průmyslová sféra (Chemopetrol, PBS, Unilever, Plzeňský Prazdroj, SEPAP Štětí, Precheza Přerov, Coca Cola atd.), komerční sektor (např. TESCO), komunální a bankovní sféra (obce – energetické koncepce, audity, ČSOB - posuzování projektů energetických úspor. Na základě našich expertních posudků byla již vybrána řada projektů k financování z fondu PHARE ESF a realizována). Společnost je Energetickým konzultačním a informačním střediskem České energetické agentury (EKIS ČEA) za účelem podpory úspor energií a jejich efektivního užití. V rámci přímé spolupráce s ČEA jsou řešeny např. energetická legislativa EU, otázky normalizace a standardizace v rámci EU, regionální a městské energetické plánování, otázky energetického managementu, energetické audity, posuzování a propagace demonstračních projektů, EPC atp., financování projektů.

Kontaktní údaje ENVIROS, s. r. o. Na Rovnosti 1 130 00 Praha 3 Na Rovnosti1

Tel.: (+ 420) 284 007 498 Fax: (+ 420) 284 861 245 E-mail: [email protected] Zpět na Program

CZECH INNOVATION RELAY CENTRE

POSLÁNÍ Cílem aktivit Czech Innovation Relay Centre (CIRC) je přispívat ke zvyšování konkurenceschopnosti českého průmyslu, zejména malých a středních firem, a to prostřednictvím: • • • •

Mezinárodního transferu technologií Podporou mezinárodního technologického partnerství mezi českými a evropskými MSP Podporou spolupráce mezi rámcovými programy a sítí Eureka v oblasti průmyslového výzkumu a vývoje Podporou využívání výsledků výzkumu a vývoje v praxi

Czech Innovation Relay Centre je konsorcium tří partnerů – Technologické Centrum, BIC Plzeň a BIC Brno. Technologické Centrum je nositelem a koordinátorem projektu CIRC. Projekt CIRC je členem evropské sítě Innovation Relay Centres (IRC) orientované na mezinárodní transfer technologií . SÍŤ INOVAČNÍCH CENTER V roce 1995 Evropská komise ustavila síť IRC. Od dubna 2000 je síť tvořena 68 centry IRC z celé Evropy, která zahrnují organizace ze zemí EU, Bulharska, České republiky, Kypru, Estonska, Maďarska, Islandu, Izraele, Lotyšska, Litevska, Norska, Polska, Rumunska, Slovenské republiky, Slovinska a Švýcarska. Tato centra byla vytvořena s cílem podporovat transfer inovativních technologií mezi evropskými výzkumnými institucemi a průmyslovými podniky. Tak se síť IRC center stala vedoucí evropskou sítí, která podporuje technologickou spolupráci a transfer zejména mezi malými a středními firmami MSP. CIRC - Czech Innovation Relay Centre – je členem sítě založené Evropskou komisí na podporu transferu inovativních technologií a mezinárodní spolupráce http://www.circ.cz/www/

tel. fax. e-mail

Koordinátor projektu Technologické centrum AV ČR Rozvojová 135 165 02 Praha 6 220 390 712 220 922 698 [email protected] H2/FC

Partner projektu BIC Plzeň Riegrova 1 301 16 Plzeň 37 723 5379 37 723 5320 [email protected]

Partner projektu BIC Brno s.r.o. Příkop 4 602 00 Brno 5 45 17 6130 5 45 17 6120

[email protected]

Zpět na Program

Palivové články - perspektivní technologie i v České republice?

Recommend Documents