Wykorzystanie ciepła odpadowego w celu zasilania przemysłu
Rezygnacja z paliw kopalnych jest kluczem do osiągnięcia celu ograniczenia emisji do zera w Europie do 2050 roku(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Obecnie wydobycie węgla i jego spalanie stale spadają, podczas gdy energia słoneczna i wiatrowa stanowią coraz istotniejsze elementy koszyka energetycznego. To nie oznacza, że możemy osiąść na laurach. Obecnie marnujemy około 70 %(odnośnik otworzy się w nowym oknie) wytwarzanej energii w postaci ciepła, które trafia do atmosfery. To przekłada się nie tylko na ślad węglowy i koszty działalności w energochłonnych gałęziach przemysłu, ale także na nagrzewanie otoczenia. Fabryki i zakłady przemysłowe mogą wdrażać systemy odzyskiwania ciepła odpadowego. W przypadku ciepła odpadowego o niskiej jakości, charakteryzującego się temperaturą poniżej 100 stopni Celsjusza, takie rozwiązanie jest zazwyczaj nieopłacalne.
Wykorzystanie ciepła resztkowego z procesów produkcyjnych
Z tym wyzwaniem postanowiła zmierzyć się szwedzka spółka ZIGRID(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Jeden z naszych założycieli dysponuje dogłębną wiedzą na temat ciepła resztkowego powstającego w przemyśle wytwórczym”, wyjaśnia Lars Birging, koordynator projektu ZiGrid Technology z ramienia spółki ZIGRID. „Po dalszych badaniach i konsultacjach z przedstawicielami innych sektorów zdaliśmy sobie sprawę, że ciepło odpadowe stanowi poważny problem”. Zespół spółki ZIGRID postanowił znaleźć sposób na efektywne przetwarzanie tej marnotrawionej energii w energię elektryczną. Opracowane rozwiązanie polega na wykorzystaniu ciepła resztkowego o temperaturze wynoszącej od 50 do 80 stopni Celsjusza w celu ogrzania i rozprężania gazu. Proces ten powoduje cykliczne rozszerzanie się i kurczenie materiału. „Cykl ten jest wykorzystywany w układzie hydraulicznym, który napędza generator wytwarzający energię elektryczną”, wyjaśnia Birging. „Wyjątkowość tego rozwiązania polega na tym, że nie wykorzystuje turbin (dzięki czemu zachowuje wyższą sprawność energetyczną w niskich temperaturach) i może działać przy temperaturach wynoszących zaledwie 50 stopni Celsjusza”.
Korzyści dla sektora przetwórstwa i centrów danych
Celem projektu ZiGrid Technology, który otrzymał wsparcie ze środków Europejskiej Rady ds. Innowacji(odnośnik otworzy się w nowym oknie), było zwiększenie skali tej technologii w celu osiągnięcia gotowości do wprowadzenia na rynek. Spółka zajęła się również analizą potencjalnych rynków zbytu dla tego rodzaju innowacji. „Skupiliśmy się na przejściu od przeprowadzania testów w zakładach klientów do optymalizacji i zapewnienia jakości naszego produktu”, zauważa Birging. W tym celu spółka powołała zespół techniczny, którego zadaniem było rozwiązanie problemów technicznych związanych ze skalowaniem rozwiązania. Zespół przetestował zróżnicowane konfiguracje systemu o różnych rozmiarach w rzeczywistych warunkach w przemyśle stalowym, a osiągnięte rezultaty zostały porównane z osiągami w producentów wodoru oraz przemysłu papierniczego i celulozowego. „W jednym z naszych obiektów pilotażowych musieliśmy zmierzyć się z bardziej wymagającymi warunkami, ale zdecydowanie pomogło nam to w rozwoju rozwiązania”, zauważa Birging. „Jednocześnie zidentyfikowaliśmy kluczowe obszary, na których musieliśmy się skupić. Te informacje przełożyły się na planowanie prac technicznych, co pozwoliło na zapewnienie spójności rozwoju technologii i planów biznesowych”.
Potencjał technologii przetwarzania ciepła
Sukces projektu pokazuje korzyści płynące z technologii pozwalających na wykorzystanie ciepła odpadowego. Birging wraz z zespołem wskazuje między innymi centra danych generujące ogromne ilości ciepła jako potencjalnych użytkowników końcowych rozwiązania. „Centra danych wydają się być doskonałymi odbiorcami naszych rozwiązań, dlatego są dla nas najważniejszym strategicznym segmentem”, dodaje. Obecnie zespół zamierza skupić się na certyfikacji, zwiększaniu mocy produkcyjnych i podpisywaniu umów z potencjalnymi klientami, w tym z producentami wodoru i centrami danych. „Efektywne i czyste wykorzystanie już wytworzonej energii posłuży osiągnięciu uzgodnionych celów energetycznych i klimatycznych”, mówi Birging.
