Áram abból a hőből, amelyet a gyárak a levegőbe engednek + test

Tartalom

• Az energia kiszökik az ablakon
• Miért gond az alacsony hőmérsékletű hő
• Egy svéd ötlet
• A gáz, amely lélegzik
• Turbinák nélkül, már 50 °C-tól
• A tesztektől a termékig
• Acél, hidrogén és papír
• Adatközpontok a reflektorfényben
• Mit vihetnek haza ebből a diákok
• Összefoglalás
• Öt kérdés: el tudod kapni a kiszökő hőt? (teszt)

⇑Az energia kiszökik az ablakon

Európa 2050-re el akarja érni a nulla nettó kibocsátást. Az irány egyértelműnek tűnik: kevesebb fosszilis tüzelőanyag, több nap- és szélenergia. A szénbányászat tovább csökken, a nap- és szélenergia pedig egyre fontosabb helyet foglal el az energiamixben.

Van azonban egy probléma, amelyről ritkábban esik szó, mint a napelemekről és a szélturbinákról. Az előállított energia nagyjából 70%-a hőként vész el, amely egyszerűen a légkörbe kerül. Ez nem elvont veszteség: hatással van a szén-dioxid-lábnyomra és az energiaigényes iparágak költségeire, ráadásul a környezetet is melegíti.

⇑Miért gond az alacsony hőmérsékletű hő

Az üzemek visszanyerhetik a hulladékhőt, de ez nem mindig éri meg gazdaságilag. Ha a hő alacsony minőségű, vagyis 100 °C alatti, az ilyen megoldások általában nem térülnek meg.

Az eredmény? A már megtermelt energia értelmetlenül elvész.

⇑Egy svéd ötlet

A svéd ZIGRID cég vállalta ennek a problémának a megoldását. A projekt neve ZiGrid Technology, angol címe pedig jól kifejezi a célt: Shifting Waste Heat from Problem to Power, nagyjából: a hulladékhő áthelyezése a problémák kategóriájából az energia kategóriájába.

Honnan ered a téma? Lars Birging, a projekt koordinátora a csapat saját tapasztalatára hivatkozik: „Az egyik alapítónk mélyen értette a feldolgozóipar maradékhőjének problémáját.” A további kutatás és a más iparágakban tett látogatások megmutatták, hogy a hulladékhő komoly gond, nem pedig egyetlen szektor különlegessége.

⇑A gáz, amely lélegzik

Az elv képletek nélkül is elmagyarázható. A technológia 50–80 °C-os maradékhőt vesz fel, és ezzel melegíti, tágítja a gázt. Az anyag ciklikusan kitágul és összehúzódik, kicsit úgy, mint a tüdő, amely folyamatosan levegőt szív be és enged ki.

„Ennek a ciklikus mozgásnak az erejét hidraulikán keresztül hasznosítjuk, ez hajt meg egy generátort, amely áramot termel” – magyarázza Birging.

⇑Turbinák nélkül, már 50 °C-tól

A legérdekesebb az, ami ebből a rendszerből hiányzik. „Egyedivé azt teszi ezt a technológiát, hogy nem használ turbinákat” – hangsúlyozza a koordinátor. Alkotói szerint éppen ezért tartja meg a berendezés a magasabb hatásfokot alacsony hőmérsékleten is, és működhet már 50 °C-tól.

Érdemes összeszedni a történetben szereplő számokat:

• körülbelül 70% – az előállított energiának az a hányada, amely hőként a légkörbe távozik,
• 100 °C alatt – ilyen alacsony hőmérsékletű hőnél a visszanyerés általában nem térül meg,
• 50–80 °C – a maradékhő tartománya, amellyel a ZIGRID technológiája dolgozik,
• 50 °C – az a hőmérséklet, amelytől a rendszer már működhet.

⇑A tesztektől a termékig

A projekt az Európai Innovációs Tanács (EIC) támogatását kapta. A cél a technológia piacra készítése volt, és a cég közben elemezte, hol értékesítheti. A projekt teljes költsége 4 147 365 euró volt, ebből az uniós hozzájárulás 2 499 999 euró. A munka 2024. március 1. és 2026. augusztus 31. között zajlott.

„Az volt az elképzelés, hogy a vevőknél végzett tesztektől eljussunk a termékünk optimalizálásáig és minőségbiztosításáig” – mondja Birging. Ennek érdekében műszaki csapatot hoztak létre a méretnövelés problémáinak kezelésére.

⇑Acél, hidrogén és papír

Különböző méretű konfigurációkat teszteltek az acéliparban. Az eredményeket összehasonlították a hidrogéngyártók, valamint a papír- és cellulózipar eredményeivel.

Nem minden ment simán. „Az egyik kísérleti telephelyünkön a vártnál nehezebb hőmérsékleti viszonyokkal kellett megbirkóznunk, de ez segítette a fejlesztésünket” – ismeri el Birging. A csapat kijelölte a fejlesztendő kulcsterületeket, az eredményeket pedig az üzleti tervhez igazodó műszaki munkatervvé alakította.

⇑Adatközpontok a reflektorfényben

Hol lehetne ez a technológia a leghasznosabb? A csapat az adatközpontokra mutat, amelyek nagy mennyiségű hőt termelnek. „Ezek nagyon jól illeszkednek a megoldásunkhoz, és a legstratégiaibb szegmensünkké váltak” – mondja Birging. A cég ezt a szegmenst tekinti stratégiailag a legfontosabbnak.

A következő lépések a tanúsítás, a gyártókapacitás bővítése és a megállapodások megkötése az ügyfelekkel, akik között hidrogéngyártók és adatközpontok is vannak. Az egész erőfeszítés az EU energia- és éghajlati céljait hivatott támogatni.

⇑Mit vihetnek haza ebből a diákok

Ez a történet megmutatja, hogy az energiaátmenet nem csupán új szélerőművekről és panelekkel teli tetőkről szól. Legalább ilyen fontos a kérdés, mit kezdjünk a már megtermelt, éppen most elszökő energiával. Az energetikát, gépészetet vagy környezetmérnöki szakot tanulók számára jó példa arra, hogyan lehet az egyszerű fizikából, a táguló és összehúzódó gázból üzleti tervvel, acélműben végzett tesztekkel és ügyféllistával rendelkező termék. A leendő informatikusoknak pedig itt egy érdekesség: a szerverszoba hője, amely ma kellemetlen mellékes, ennek a cégnek nyersanyag.

⇑Összefoglalás

A ZiGrid Technology projektben a svéd ZIGRID cég olyan rendszert fejleszt, amely az 50–80 °C-os hulladékhőt árammá alakítja, turbinák nélkül, egy ciklikusan táguló és összehúzódó gáz és egy hidraulikus rendszer segítségével. A technológiát az acéliparban tesztelték, a cég pedig most a tanúsítást, a magasabb termelést és az olyan ügyfeleket célozza, mint az adatközpontok és a hidrogéngyártók.

⇑Öt kérdés: el tudod kapni a kiszökő hőt? (teszt)