Vedvarende energiløsning til industrielle varmeapplikationer

Forskere ved University of South Australia har udviklet en ny teknik, der i høj grad kan reducere industriens afhængighed af naturgas, kombinerer vedvarende energi og lavpris termisk lagring for at levere varme til højtemperatur industrielle processer.

Forskning viser, at omkring 20 procent af de globale emissioner af fossile brændstoffer i øjeblikket produceres af industrien, hovedsageligt gennem afbrænding af naturgas for at skabe varme til forskellige processer i fremstillingen af ​​produkter såsom papir, kemikalier og mineralske varer.

Industrisektoren er den tredjestørste bidragyder til drivhusgasemissioner i verden, og som sådan, står over for et stigende pres for at reducere sit CO2-fodaftryk.

Forsker Rhys Jacob, fra UniSA's Barbara Hardy Institute, forklarer, at systemet udviklet af hans team kan levere industriel varme ved temperaturer mellem 150 og 700°C ved hjælp af vedvarende energi fra sol eller vind kombineret med en ny tilgang til energilagring.

"I stedet for at forsøge at opbevare vedvarende elektricitet i et batteri, vores system bruger elektricitet til at generere varme og lagrer derefter denne varme i en seng af sten og faseændringsmaterialer, så det kan være tilgængeligt efter behov til højtemperaturapplikationer, " siger Jacob.

"Vi kan i øjeblikket levere temperaturer op til omkring 700°C, som er tilstrækkelig til mange processer i industrier som papirfræsning, landbrug, mineraldrift og fødevareproduktion."

Ud over de miljømæssige fordele ved emissionsfri drift, systemet er også økonomisk konkurrencedygtigt, tilbyder potentielle besparelser mod stadig mere ustabile gaspriser og mere omkostningseffektiv lagring end batteriteknologi.

"Gaspriserne er gået igennem taget på det seneste, hvilket er et vigtigt incitament for industrien til at finde alternativer, og lagring af varme er også en størrelsesorden eller to billigere end lagring af energi i batterier, " siger Jacob.

På trods af dets brancheændrende potentiale, teknologien består af relativt basale komponenter, hvilket betyder, at de første installationsomkostninger er lave, og løbende vedligeholdelse kræver ingen specialistekspertise eller dyre reservedele.

"En vigtig fordel ved dette system er, at det nuværende personale i de fleste operationer kunne vedligeholde det uden uddannelse, som sikrer, at det er ekstremt nemt at integrere i en eksisterende virksomhed, " siger Jacob.

Denne lette integration sikrer også, at systemet kan fungere sammen med eksisterende gasfyrede varmeenheder, giver producenterne større fleksibilitet og pålidelighed i produktionscyklussen.

"Varmelagringskapaciteten i systemet bør være tilstrækkelig til at dække de fleste udsving i vedvarende energiinput, men hvis der til tider er mangel, gas kunne stadig bringes online efter behov.

"På samme måde du kan bruge vores system som forvarmer i applikationer som cementproduktion, som kræver lufttemperaturer op til 1400°C.

"I begge disse scenarier, kombinationen af ​​vores system med eksisterende teknologi kan medføre en betydelig reduktion i driftsomkostninger og drivhusemissioner, " siger Jacob.

Forskerholdet har i øjeblikket en fungerende prototype placeret på Barbara Hardy Institute ved Mawson Lakes, og er ved at udvikle en anden, let raffineret version af systemet, der skulle være velegnet til fuld kommerciel drift.

Anden forskning omkring projektet fører til potentielt banebrydende fremskridt inden for den termiske lagringskapacitet af faseændringsmaterialer og effektiviteten af ​​varme-til-energi konverteringer, indikerer voksende muligheder for innovation på beslægtede områder.