Około 70 procent wytworzonej energii ucieka jako ciepło prosto do atmosfery. Najtrudniej zagospodarować to letnie, poniżej 100°C, bo jego odzysk zwykle się nie opłaca. Szwedzka spółka ZIGRID twierdzi, że ma na to sposób, i to bez żadnej turbiny: gaz, który rytmicznie się rozpręża i kurczy, a na końcu kręci generatorem. Zobacz, jak to działa i gdzie ta technologia ma trafić – a na końcu możesz sprawdzić, ile z tej energetycznej łamigłówki zostało ci w głowie.
Europa chce dojść do zerowej emisji netto do 2050 roku. Kierunek wydaje się jasny: mniej paliw kopalnych, więcej słońca i wiatru. Wydobycie i spalanie węgla stale maleje, a energia słoneczna i wiatrowa zajmuje w miksie energetycznym coraz ważniejsze miejsce.
Jest jednak problem, o którym mówi się rzadziej niż o panelach i wiatrakach. Około 70% wytworzonej energii marnuje się jako ciepło, które po prostu trafia do atmosfery. To nie jest abstrakcyjna strata: odbija się na śladzie węglowym i na kosztach energochłonnych gałęzi przemysłu, a przy okazji ogrzewa otoczenie.
Zakłady mogą odzyskiwać ciepło odpadowe, tyle że nie zawsze ma to sens ekonomiczny. Gdy ciepło jest niskiej jakości, czyli ma poniżej 100°C, takie rozwiązania zwykle się nie opłacają.
Efekt? Energia, którą już raz wytworzono, przepada bez pożytku.
Za ten problem wzięła się szwedzka spółka ZIGRID. Projekt nazywa się ZiGrid Technology, a jego angielski tytuł dobrze oddaje ambicję: Shifting Waste Heat from Problem to Power, czyli mniej więcej – przestawić ciepło odpadowe z kategorii problem do kategorii prąd.
Skąd ten temat? Lars Birging, koordynator projektu, tłumaczy to doświadczeniem zespołu: „Jeden z naszych założycieli dysponuje dogłębną wiedzą na temat ciepła resztkowego powstającego w przemyśle wytwórczym”. Dalsze badania i konsultacje z innymi sektorami pokazały, że ciepło odpadowe to poważny problem, a nie ciekawostka z jednej branży.
Zasadę działania da się opowiedzieć bez wzorów. Technologia bierze ciepło resztkowe o temperaturze 50–80°C i używa go do ogrzewania i rozprężania gazu. Materiał cyklicznie się rozszerza i kurczy – trochę jak płuca, które wciąż nabierają i wypuszczają powietrze.
„Cykl ten jest wykorzystywany w układzie hydraulicznym, który napędza generator wytwarzający energię elektryczną” – wyjaśnia Birging.
Najciekawsze jest to, czego w tym systemie nie ma. „Wyjątkowość tego rozwiązania polega na tym, że nie wykorzystuje turbin” – podkreśla koordynator. Według twórców właśnie dzięki temu urządzenie zachowuje wyższą sprawność przy niskich temperaturach i może pracować już od 50°C.
Warto zestawić liczby, które padają w tej historii:
Projekt dostał wsparcie Europejskiej Rady ds. Innowacji (EIC). Chodziło o przygotowanie technologii do wejścia na rynek, a przy okazji firma przeanalizowała, gdzie mogłaby ją sprzedawać. Całkowity koszt projektu to 4 147 365 euro, z czego wkład UE wyniósł 2 499 999 euro. Prace trwały od 1 marca 2024 do 31 sierpnia 2026 roku.
„Skupiliśmy się na przejściu od przeprowadzania testów w zakładach klientów do optymalizacji i zapewnienia jakości (…)” – mówi Birging. Aby to się udało, powołano zespół techniczny, który mierzył się z problemami skalowania.
Konfiguracje o różnych rozmiarach przetestowano w przemyśle stalowym. Wyniki porównano z wynikami producentów wodoru oraz przemysłu papierniczego i celulozowego.
Nie wszystko szło gładko. „W jednym z naszych obiektów pilotażowych musieliśmy zmierzyć się z bardziej wymagającymi warunkami” – przyznaje Birging. To doświadczenie pomogło jednak rozwinąć rozwiązanie. Zespół wskazał kluczowe obszary do dopracowania, a wyniki przełożył na plan prac technicznych zgodny z planem biznesowym.
Gdzie ta technologia może się przydać najbardziej? Zespół wskazuje centra danych, które wytwarzają duże ilości ciepła. „Centra danych wydają się być doskonałymi odbiorcami naszych rozwiązań” – mówi Birging. Firma uznaje ten segment za najważniejszy strategicznie.
Kolejne kroki to certyfikacja, zwiększenie mocy produkcyjnych i podpisywanie umów z klientami, wśród których są producenci wodoru i centra danych. Całość ma wspierać unijne cele energetyczne i klimatyczne.
Ta historia pokazuje, że transformacja energetyczna to nie tylko nowe farmy wiatrowe i dachy pełne paneli. Równie ważne jest pytanie, co zrobić z energią, która już została wytworzona i właśnie ucieka. Dla studentów energetyki, mechaniki czy inżynierii środowiska to dobry przykład, jak prosta fizyka – gaz, który się rozpręża i kurczy – może zamienić się w produkt z biznesplanem, testami w hucie i listą klientów. A dla przyszłych informatyków ciekawostka: ciepło z serwerowni, które dziś jest kłopotem, dla tej firmy jest surowcem.
Szwedzka spółka ZIGRID w projekcie ZiGrid Technology rozwija system, który zamienia ciepło odpadowe o temperaturze 50–80°C w prąd – bez turbin, dzięki cyklicznie rozprężającemu się i kurczącemu gazowi oraz układowi hydraulicznemu. Technologię testowano w przemyśle stalowym, a firma celuje teraz w certyfikację, większą produkcję i klientów takich jak centra danych czy producenci wodoru.
Artykuł powstał na podstawie materiału CORDIS (© Unia Europejska).
5 pytań · minuta
poleca:
