Wsparcie Europy w procesie przejścia na niezawodny i opłacalny system energetyczny
Dążąc do osiągnięcia neutralności emisyjnej i niezależności energetycznej jako pierwszy na świecie kontynent, Europa dokonuje znacznych inwestycji w odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i słońce. Aby jednak zapewnić prawdziwie zrównoważony charakter tego systemu energetycznego, czysta energia wytwarzana z tych źródeł musi być efektywnie wykorzystywana zarówno w okresach szczytowego zapotrzebowania, jak i poza nim. „Energia odnawialna najlepiej sprawdza się, gdy jest wykorzystywana natychmiast”, mówi Isaac Boxx, badacz z Instytutu Technologii Spalania w Niemieckiej Agencji Kosmicznej (niem. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR). „Wyzwaniem jest znalezienie sposobu na efektywne wykorzystanie energii wytwarzanej poza okresami szczytowego zapotrzebowania, która nie jest potrzebna w danej chwili”. Jedną z opcji jest wykorzystanie tej nadwyżki energii do produkcji wodoru. „Wodór można mieszać z gazem ziemnym i rozprowadzać do dostawców energii”, wyjaśnia Boxx. „Wymaga to jednak spalania go w konwencjonalnych elektrowniach wykorzystujących turbiny gazowe, co może wpływać na dynamikę płomieni turbulentnych, stabilność spalania i powstawanie zanieczyszczeń”. Przy wsparciu finansowanego ze środków UE projektu HyBurn Boxx prowadzi działania mające na celu poprawę naszego zrozumienia struktury i dynamiki płomieni turbulentnych ze spalania wzbogaconego wodorem gazu ziemnego w warunkach wysokiego ciśnienia i wysokiego obciążenia termicznego panujących w komorze spalania turbiny gazowej. „W ten sposób chcemy wspomóc Europę w przejściu na niezawodny, opłacalny system energetyczny oparty na bezemisyjnym wytwarzaniu energii ze źródeł odnawialnych”, dodaje.
Bogata baza danych zawierająca zaawansowane pomiary eksperymentalne
Jedną z głównych przeszkód w badaniu płomieni wzbogaconych wodorem był brak dostępu do wysokiej jakości danych eksperymentalnych. „Ze względu na wyzwania techniczne i specjalistyczną infrastrukturę wymaganą do przeprowadzenia takich pomiarów w warunkach panujących w komorze spalania turbiny gazowej zadanie to znacznie przekracza możliwości większości światowych laboratoriów badawczych”, zauważa Boxx. Jak wyjaśnia, ten brak wiarygodnych danych eksperymentalnych dotyczących płomieni w warunkach panujących w silniku ograniczył zdolność grup zajmujących się symulacją numeryczną i modelowaniem do opracowania, przetestowania i zatwierdzenia opłacalnych narzędzi do analizy predykcyjnej potrzebnych do zaprojektowania technologii spalania nowej generacji. „Zespół projektu HyBurn zmienił ten stan rzeczy poprzez stworzenie unikalnej i niezwykle bogatej bazy danych z zaawansowanych pomiarów eksperymentalnych w warunkach wysokiego ciśnienia i wysokiego obciążenia termicznego panujących w komorach spalania turbin gazowych”.
Torowanie drogi do czystszej, bardziej świetlanej przyszłości dla Europy
Tworzenie tej bazy danych rozpoczęło się od opracowania zaawansowanych narzędzi do szybkiego obrazowania laserowego. Następnie naukowcy wykorzystali te narzędzia do badania płomieni w unikalnych, pozwalających na obserwację wzrokową, wysokociśnieniowych testowych komorach spalania w DLR. Dane udostępniono naukowcom zarówno ze środowiska akademickiego, jak i przemysłowego. „Udostępniając te dane, zapewniliśmy wymagający i złożony przypadek testowy, z którym wiele grup może porównać swoje wyniki symulacji i modelowania”, stwierdza Boxx. „Zapewnia to – zarówno podmiotom akademickim, jak i przemysłowym – sposób na efektywną komunikację, dzielenie się wynikami i stymuluje innowacje bez konieczności udostępniania cennej i ściśle strzeżonej własności intelektualnej”. Jak mówi Boxx, współpraca ta toruje drogę do czystszej, bardziej świetlanej przyszłości dla Europy. „Narzędzia opracowane podczas tego wspieranego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu wspomogą Europę w procesie przejścia na solidne, niezawodne i bezemisyjne dostawy energii”, podsumowuje. „Jestem naprawdę dumny, że miałem okazję przyczynić się do tych starań”.
Słowa kluczowe
HyBurn, energia odnawialna, technologia komory spalania, zrównoważony, czysta energia, wodór, gaz ziemny, elektrownie gazowe, komory spalania turbin gazowych, własność intelektualna
