H2020 I-ThERM Proiektua: Industria Energia Termikoaren Bihurketa eta Berreskuratze Kudeaketa
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2015 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 3.996.168,75 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia Horizonte 2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto I-ThERM
I-ThERM proiektuan zehar, haien koordinazioak eta kudeaketak bermatu zuten jarduera guztiek irismena, puntualtasuna eta kalitate-eskakizunak betetzen zituztela. Bazkideen arteko sinergia lortu zen komunikazio eta informazio truke erregularraren bidez, eta zabalkunde jardueren artean, nazioarteko konferentziak eta tailerrak, nazioarteko ekitaldietan parte hartzea, hala nola Bruselako SPIRE ekitaldian, argitalpen zientifikoak eta inprimatutako materialak, baita sare sozialetan eta proiektuaren webgunean aldizka argitaratzea ere.
Europar Batasunean beroa berreskuratzeko potentziala literatura-berrikuspen baten bidez ebaluatu zen, eta horrek industria-sektore nagusietan lehen mailako energia-kontsumoa identifikatu eta kuantifikatu zuen, hondakin-beroaren fluxuak eta haien tenperatura-mailak kontuan hartu zituen, eta energia berreskuratzeko teknologia potentzialak aztertu zituen. Horrez gain, energia berreskuratzeko teknologien ezarpen zabalaren oztopoak identifikatu ziren, 11 herrialde europarretako 50 aditu ingururi banatutako galdetegi baten bidez. EINSTEIN energia-auditoriaren tresna-sorta hobetu da I-ThERM teknologiak barne hartzeko. Errutinak garatu eta ezarri dira datu historikoen monitorizazioa automatikoki aztertzeko, ereduak kalibratzeko, energia-kontsumoa aurreikusteko eta sistemaren errendimendua optimizatzeko. Gaitasun hauek I-ThERM gainbegiratze, monitorizazio eta kontrol plataforma berritzaileak osatu ditu. I-ThERM proiektuak bero-trukagailu berritzaileak erabiliz ihes-gasen beroa berreskuratzeko sistemen diseinua, fabrikazioa eta erakustaldia dakar.
Bero-hodi kondentsazio-ekonomizatzaileak (HPCE) ihes-gasak ihintz-puntutik behera hoztea ahalbidetzen du beroa berreskuratzeko. Horregatik, estaldura berritzaileak garatu dira azido sulfurikoa dagoen inguruneetan korrosioaren aurkako babeserako. 200 kW-ko HPCE sistema bat pentsatu zen diseinu termiko eta mekanikoari, bero-hodien estalduraren aplikazioari eskala handiko fabrikazioan, instrumentazioari eta kontrolei dagokienez. Bero-hodi lauen sistemak (FHPS) tenperatura altuko gainazal erradiatzaileetatik beroa berreskuratzea du helburu. FHPS modulu prototipo bat diseinatu, fabrikatu eta probatu zen, lehenik I+G laborategietan eta gero Arcelor Mittal Gijóneko (Espainia) alanbre-fabrika instalazioetan. Datu esperimental multzoak diseinu tresnen kalibrazioa ahalbidetu zuen eta FHPS diseinu modular hobetu bat proposatu zuen, modulu kopuru handiagoarekin eta emisibitate handiko estaldura batekin. I-ThERM proiektuak hondakin-beroa elektrizitate bihurtzea ere aztertzen du bi ziklo termodinamiko berri erabiliz: hiruko flash zikloa (TFC) aplikazio gradu baxuetarako (70 eta 200 °C artean) eta Brayton zikloa, karbono dioxido superkritikoarekin (sCO2) funtzionatzen duena tenperatura ertain eta altuetarako. 100 kW-ko TFC unitate bat diseinatu zen eskala errealean, modelizazio jarduera konplexuen bidez, energia-bihurketaren errendimendua ebaluatzeko, diseinutik kanpoko eta funtzionamendu-baldintza iragankorretan ere.
Garatutako TFC sistemak heldutasun teknologiko maila handia du. Diseinu trinkoa eta Europako sare elektrikora konektatzeko potentzia-elektronika ditu ezaugarri. TFC sistemak proba gehiago egin zituen Spirax Sarcoren Teknologia Zentroan (Erresuma Batua) eta ondoren arrakastaz frogatu zen TATA Steelen Port Talboteko (Erresuma Batua) instalazioan. CO2 sistemaren erakustaldi zentroa? Londresko Brunel Unibertsitatean dagoen eskala industrialeko proba-ohe bat da, I-ThERM proiekturako bereziki diseinatua. Esperimentazio-instalazioak 750 °C-ko tenperaturan ihes-gasak sortzen dituen 800 kW-ko gas-berogailu bat eta Konpresore-Sorgailu-Turbina (CGT) unitatea eta lubrifikazio, drainatze eta energia elektriko bihurketarako ekipamendu lagungarriak dituen sistema trinko bat ditu. sCO2 sistemak berogailuaren ihes-hodian garatu eta instalatu den ihes-beroa berreskuratzeko bero-trukagailu berritzaile bat ere erabiltzen du, eta beroa zuzenean sCO2 potentzia-sistemaren CO2 lan-fluidoari transferitzen dio.
Europar Batasunean, industria-prozesuek lehen mailako energia-kontsumoaren herena osatzen dute gaur egun. Hala ere, prozesu horietako gehienek bero kantitate handiak askatzea dakar ingurumenera, eta bero horren berreskurapenak, bero moduan edo beste energia mota batera bihurtzean, hala nola elektrizitatean, energia-eskaria murriztu, erregai-kostuen aurrezpena sor dezake eta isurien murrizketa eta deskarbonizazio helburuak betetzen lagun dezake. Azken urteotan, beroa berreskuratzeko potentziala gero eta gehiago aitortu da, eta sektore honen hedapen nabarmena aurreikusten da.
Hala ere, hori gauzatzeko eta Europako manufaktura- eta erabiltzaile-industriek aurrerapen horietatik etekina ateratzeko, hobekuntza teknologikoak eta berrikuntzak behar dira beroa berreskuratzeko ekipoen energia-eraginkortasuna hobetzeko eta instalazio-kostuak murrizteko. Testuinguru honetan, I-ThERM proiektuaren helburuak hauek dira: hondakin-beroa berreskuratzeko irtenbide berritzaileak eta giltza eskurakoak ikertzea, diseinatzea, eraikitzea eta frogatzea, baita energia-erabilera optimoa plantaren perimetroaren barruan eta kanpoan ere, errepikapen eta energia berreskuratzeko potentzial handia duten aplikazio hautatuetarako, tenperatura-tarte zabal batean (70 °C-tik 1000 °C-ra).
Hondakin-beroa berreskuratzeko sistemek energia aurrezpen handiak eta berotegi-efektuko gasen isurketak nabarmen murriztu ditzakete. Hondakin-beroa berreskuratzeko merkatuak 45.000 milioi euro baino gehiago izango dituela aurreikusten da 2018rako, baina proiekzio hori gauzatzeko eta Europako manufaktura- eta erabiltzaile-industriek aurrerapen horietatik etekina ateratzeko, hobekuntza teknologikoak eta berrikuntzak egin behar dira beroa berreskuratzeko ekipoen energia-eraginkortasuna hobetzeko eta instalazio-kostuak murrizteko. Proiektuaren helburu orokorra 70 °C eta 1000 °C arteko tenperatura-tartean instalazio industrialetatik beroa berreskuratzeko teknologiak eta prozesuak modu eraginkor eta kostu-eraginkorrean garatzea eta frogatzea da, eta teknologia horien integrazio optimoa dagoen energia-sistemarekin edo, hala badagokio, berreskuratutako beroa eta sortutako elektrizitatea esportatzeko.
Helburu erronka hau lortzeko eta garatutako teknologiak eta ikuspegiak zabalki aplikatzea bermatzeko, proiektuak partzuergo oso sendo bat biltzen du, I+G hornitzaileek, teknologia hornitzaileek eta, batez ere, erabiltzaile handiek eta ETEek osatua, teknologien erakustaldi guneak eskainiko dituztenak.
Proiektuak bi faseko bero-transferentzia teknologia berritzaileetan (HP bero-hodiak) zentratuko da, tenperatura ertain eta baxuko iturrietatik beroa berreskuratzeko eta bero hori honetarako erabiltzeko:
- Instalazio berean edo hesiaren gainetik esportatu.
- Energia elektrikoa sortzeko; edo (a) eta (b) konbinazio bat, beharren arabera.
Energia sortzeko, proiektuak Trilateral Flash (TFC) Sistema garatu eta erakutsiko du industria-guneetan tenperatura baxuko hondakin-bero iturrietarako, 70 °C-tik 200 °C-ra, eta Supercritical Carbon Dioxide (sCO2) Sistema 200 °C-tik gorako tenperaturetarako. Teknologia hauek, bakarrik edo HP teknologiekin konbinatuta erabiliz, % 15etik gorako energia eta berotegi-efektuko gasen isurien aurrezpena eta 3 urte baino gutxiagoko itzulera-epeekin etekin ekonomiko erakargarriak sortzea espero da.
I-ThERM proiektuaren helburua beroa berreskuratzeko teknologiak garatzea eta frogatzea da, ohiko teknologien desabantaila asko gainditzen dituztenak eta industrian beroa berreskuratzeko erabilera zabalagoa ahalbidetzen dutenak. Aurrerapen garrantzitsuak egin dira, egungo egoera gainditzen dutenak, hain zuzen ere:
- EINSTEIN tresna multzoa hobetu da I-ThERM teknologiak, baita lineako monitorizazio eta optimizazio gaitasunak ere sartzeko. - Altzairu-lantegi batean, potentzia txikiko eta erraz erabiltzeko moduko bero-potentzia sistema bat diseinatu, eraiki eta arrakastaz probatu da. Emaitzek garapen gehiago egiteko oinarri gisa balio izan dute, eta lehen unitatea bezero komertzial bati saldu zaio. TFC teknologiaren merkaturatzeko marketin plan zehatza garatu da.
- Karbono dioxido superkritikoarekin funtzionatzen duen tenperatura altuko bero-potentzia bihurtzeko ~50 kW-ko ardatzean muntatutako konpresore, sorgailu eta turbina (CGT) unitate bat diseinatu eta fabrikatu da.
Mikrohodi bero-trukagailu berritzaile bat diseinatu eta fabrikatu da tenperatura altuko ihes-gasetatik CO2 superkritikora zuzenean beroa berreskuratzeko CO2 potentzia-zikloan. 50 kW-eko CO2 potentzia-ziklo bat eta probak egiteko, ebaluatzeko eta optimizatzeko lotutako ekipamendua diseinatu, fabrikatu eta martxan jarri dira. Bero-hodi kondentsaziozko ekonomizatzaile bat diseinatu da ihes-gas korrosiboetatik bero sentikorra eta latentea harrapatzeko. Bero-hodi lauen sistemaren diseinua laborategiko prototipo batean eta benetako erakustaldi-gunean egindako proba-kanpainen bidez optimizatu zen. Azido sulfurikoa dagoen inguruneetan korrosioaren aurkako babes-estaldurak garatu, frogatu eta ebaluatu dira arrakastaz.
Ezagutza zabala garatzen ari da beroa berreskuratzeko sistemei eta hondakin-beroa energia bihurtzeari buruz. Ezagutza hori sortzeak eta zientzia eta industria komunitateei, baita politikariei ere, zabaltzeak teknologia hauen potentzialaren inguruko kontzientzia handiagoa sortzen ari da eta industriak haien adopzioa errazten ari da, horrela EBren deskarbonizazio helburuei laguntzen.
- BRUNEL UNIVERSITY LONDON
Lotutako proiektuak
