Ciepłe jak letni dzień czy gorące jak lawa – przemysłowe ciepło odpadowe nie będzie już się marnować
Przepisy dotyczące energii są coraz bardziej restrykcyjne, co ma prowadzić do wyraźnego zredukowania emisji, wzmocnienia zrównoważonego rozwoju i zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego. Systemy odzyskiwania ciepła odpadowego mogą pomóc przedsiębiorstwom zaspokoić potrzeby energetyczne generowane przez różne procesy, a ewentualne nadwyżki można wprowadzić do sieci dystrybucyjnych energii lub ciepła. Celem finansowanego przez UE projektu I-ThERM jest opracowanie innowacyjnych, dostępnych do użycia natychmiast rozwiązań do odzyskiwania i przekształcania ciepła odpadowego, które będą mogły pozyskiwać energię w zakresie temperatur od 70 °C do 1 000 °C. Technologie te pomogą Europie ograniczyć zużycie energii i emisje w przemyśle, a ponadto zwiększą jej konkurencyjność w wielu obszarach i na ogromnym globalnym rynku odzyskiwania ciepła odpadowego.
Gama produktów gotowych do użycia natychmiast
Savvas Tassou, koordynator projektu i dyrektor Instytutu Energii Przyszłości na uczelni Brunel University London, wyjaśnia: „Uczestnicy projektu I-ThERM opracowali dwie technologie odzyskiwania ciepła działające w temperaturach roboczych z zakresu od 200 °C do 1 350 °C, a także dwie technologie przekształcania ciepła w moc, które działają w temperaturach roboczych z zakresu od 70 °C do 1 000 °C. Każdemu z tych czterech rozwiązań towarzyszy system ciągłego monitorowania najważniejszych parametrów, który na bieżąco i automatycznie wprowadza ewentualne zmiany”. W trakcie projektu zaktualizowano też zestaw narzędzi EINSTEIN, który pozwala na szybką ocenę wykonalności i opłacalności odzyskiwania i wykorzystywania ciepła odpadowego, tak by uwzględniał on technologie powstałe podczas projektu I-ThERM. Ekonomizer kondensacyjny rury cieplnej I-ThERM (200–500 °C) odpowiada za zwiększenie efektywności odzyskiwania ciepła z kotłów i innych źródeł spalin. Może on odzyskać 10–25 % więcej energii niż ekonomizery niekondensacyjne i szczególnie dobrze sprawdza się w wypadku „zanieczyszczonych”, kwaśnych spalin, które są generowane w przemyśle petrochemicznym i przy produkcji cementu, szkła, stali lub żywności. System płaskich rur cieplnych (ang. flat heat pipe system, FHPS), który ma za zadanie odzyskiwać ciepło promieniowania z produktów chłodzonych na przenośniku z temperatury 1 350 °C do 300 °C, może przynieść ogromne korzyści przemysłowi żelaza i stali. Z kolei system obiegu typu TFC (ang. trilateral flash cycle) może służyć do przekształcania w moc ciepła odpadowego ze strumieni o niskich temperaturach (70–200 °C), zwłaszcza w przemyśle spożywczym i napojów, celulozowym, papierniczym, petrochemicznym i metalurgicznym. System TFC zapewnia większe możliwości odzyskiwania ciepła i większą moc wyjściową na jednostkę ciepła niż konwencjonalne systemy oparte na organicznym cyklu Rankine’a. Jak dodaje Tassou, „cykl przekształcania ciepła w moc oparty na dwutlenku węgla w stanie nadkrytycznym (sCO2) stanowi bezprecedensowe rozwiązanie i jest pierwszym takim kompleksowym systemem, który działa w Europie. Ta technologia może być wykorzystywana do przetwarzania ciepła o wysokiej temperaturze (400–1 000 °C) w przetwórstwie stali, cementu czy szkła oraz w przemyśle petrochemicznym”. Moc wyjściowa prądu generowanego przez technologie TFC i sCO2 wynosi odpowiednio 100 i 50 kWe (kilowatów energii elektrycznej).
Innowacja, która zdobywa rozgłos
Trzy z czterech opisanych technologii zostały wybrane przez Komisję Europejską do udziału w inicjatywie Radar innowacji, która wyróżnia najbardziej obiecujące innowacje i ich autorów, zapewniając im wsparcie eksperckie we wchodzeniu na rynek. Celem tego przedsięwzięcia jest „dbanie o ciągły napływ obiecujących firm technologicznych, które mają potencjał, by się rozwinąć i zostać w przyszłości liderami przemysłu”. Konsorcjum I-ThERM spełnia te wymagania. Savvas podsumowuje: „Technologie FHPS, TFC i sCO2 są zupełnie nowe i nie mają obecnie bezpośredniej konkurencji, a ze względu na swój duży potencjał rynkowy zostały włączone do programu Radar Innowacji. Za sprawą projektu technologie TFC i sCO2 zdobyły już spore zainteresowanie w Europie”. Okazuje się, że termin ciepło „odpadowe” już wkrótce może stracić rację bytu w Europie i poza jej granicami.
Słowa kluczowe
I-ThERM, ciepło odpadowe, energia, odzysk ciepła odpadowego, sCO2, Radar Innowacji, EINSTEIN, ekonomizer kondensacyjny rury cieplnej, system płaskich rur cieplnych, FHPS, obieg TFC, organiczny cykl Rankine’a, CO2 w stanie nadkrytycznym
