H2020 I-ThERM Proiektua: Industria Termikoen Bihurketa eta Berreskuratze Kudeaketa
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2015 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 3.996.168,75 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto I-ThERM
I-ThERM proiektuan zehar, haien koordinazioak eta kudeaketak bermatu zuten jarduera guztiek irismen, puntualtasun eta kalitate baldintzak betetzen dituztela. Bazkideen arteko sinergia ohiko komunikazioaren eta informazio-trukearen bidez lortu zen, eta zabalkunde-jarduerak nazioarteko kongresu eta tailerrak, nazioarteko ekitaldietara joatea, hala nola Bruselako SPIRE ekitaldira, argitalpen zientifikoak eta inprimatutako materialak, baita sare sozialetan eta proiektuaren webgunean ohiko argitalpenak ere.
Europar Batasunean beroa berreskuratzeko potentziala baloratu zen, industria-sektore nagusietako energia primarioaren kontsumoa identifikatu eta kuantifikatu, hondakin-bero-fluxuak eta horien tenperatura-mailak kontuan hartuta, eta energia berreskuratzeko balizko teknologiak kontuan hartu zituen literatura-berrikuspen baten bidez. Horrez gain, balorizazio energetikoa teknologien hedapenean ezartzeko oztopoak identifikatu ziren Europako 11 herrialdetako 50 aditu ingururi banatutako galdetegi baten bidez. EINSTEIN energia-ikuskaritza tresna-tresna hobetu da I-ThERM teknologiak barne hartzeko. Errutinak garatu eta ezarri dira jarraipeneko datu historikoak automatikoki aztertzeko, ereduak kalibratzeko, energia-kontsumoa aurreikusteko eta sistemaren errendimendua optimizatzeko. Gaitasun horiek I-ThERM gainbegiratze, monitorizazio eta kontrol plataforma berritzailearekin osatu dira. I-ThERM proiektuak zuzeneko ihes-beroa berreskuratzeko sistemak diseinatzea, fabrikatzea eta erakustea dakar bero-trukagailu berritzaileak erabiliz.
Heat Pipe Condensing Economizer (HPCE) ihes-gasak beren ihintz-puntutik behera hoztea ahalbidetzen du, beroa berreskuratzeko. Hori dela eta, estaldura berritzaileak garatu dira korrosioaren babeserako azido sulfurikoa duten inguruneetan. 200 kW-ko HPCE sistema bat diseinatu zen diseinu termiko eta mekanikoari, bero-hodien estaldura eskala handiko fabrikazioan, tresneria eta kontrolei dagokienez. Flat Heat Pipe System (FHPS) tenperatura altuko gainazal erradiatzaileetatik beroa berreskuratzea du helburu. FHPS modulu prototipo bat diseinatu, fabrikatu eta probatu zen, lehenik I+G laborategietan eta, ondoren, Arcelor Mittal Gijongo (Espainia) alanbre-mahaien errotaren instalazioetan. Datu-multzo esperimentalak diseinu-tresnen kalibrazioa ahalbidetu zuen eta FHPS diseinu modular hobetua proposatu zuen, modulu kopuru handiagoarekin eta emisio handiko estaldura batekin. I-ThERM proiektuak hondakin-beroa elektrizitate bihurtzea ere kontuan hartzen du atzeko planoko bi ziklo termodinamiko berri erabiliz: hiru aldeetako flash-zikloa (TFC) gradu baxuko aplikazioetarako (70 eta 200 °C artean) eta Brayton zikloa karbono dioxido superkritikoarekin (sCO2) funtzionatzen duena tenperatura ertain eta altuetarako. Eskala osoko 100 kW TFC unitatea diseinatu zen modelizazio-jarduera konplexuen bidez, energia bihurtzeko errendimendua ebaluatzeko, diseinuz kanpoko eta funtzionamendu-baldintza iragankorretan ere.
Garatutako TFC sistemak heldutasun teknologiko handia aurkezten du. Diseinu trinkoa eta potentzia elektronika ditu Europako sare elektrikoarekin konektatzeko. TFC sistemak proba gehiago egin zituen Spirax Sarcoren Teknologia Zentroan (Erresuma Batua) eta, ondoren, arrakastaz frogatu zen TATA Steel-en Port Talbot (Erresuma Batua) instalazioetan. CO2 sistemaren erakustaldi zentroa? Londresko Brunel Unibertsitateko eskala industrialeko proba-base bat da, I-ThERM proiekturako bereziki diseinatua. Instalazio esperimentalak 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 elektrikoa bihurtzeko ekipamendu osagarriak barne hartzen ditu. sCO2 sistemak berogailuaren ihes-hodian garatu eta instalatu den ihes-beroa berreskuratzeko bero-trukagailu berritzaile bat ere erabiltzen du eta beroa zuzenean sCO2 energia-sistemako CO2 lan-fluidora transferitzen du.
Europar Batasunean, industria-prozesuak dira gaur egun energia primarioaren kontsumoaren heren baten ardura. Dena den, prozesu horietako gehienek bero-kantitate handiak isurtzen dituzte ingurunera, eta horren berreskuratzeak, bero moduan edo beste energia mota batera bihurtzeko moduan, elektrizitatea adibidez, energia-eskaria murrizten du, erregaien kostuen aurrezpena sor dezake eta isurketak murrizteko eta dekarbonizatzeko helburuak betetzen lagun dezake. Azken urteotan, beroa berreskuratzeko ahalmena gero eta gehiago aitortu da, eta sektore honen hedapen nabarmena aurreikusten da.
Hala ere, hori gauzatu dadin eta Europako fabrikazio- eta erabiltzaile-industriak aurrerapen horietaz onura ditzaten, hobekuntza eta berrikuntza teknologikoak behar dira beroa berreskuratzeko ekipoen energia-eraginkortasuna hobetzeko eta instalazio-kostuak murrizteko. Testuinguru horretan, I-ThERM proiektuaren helburuak dira erreplikagarritasun handiko eta energia berreskuratzeko potentzial handia duten aplikazioetarako, tenperatura-tarte zabal batean (70 °C-tik 1000 °C-ra), erreplikagarritasun handiko eta energia berreskuratzeko ahalmen handiko aplikazioetarako, giltza eskuan hondakin-beroa berreskuratzeko soluzio berritzaileak eta giltza eskuan beroa berreskuratzeko soluzio berritzaileak eta landarearen perimetroaren barruan zein kanpoan aprobetxatu ahal izateko.
Hondakin-beroa berreskuratzeko sistemek energia-aurrezpen handia eta berotegi-efektuko gasen emisioen murrizketa nabarmena eskain dezakete. Hondakin-beroa berreskuratzeko merkatuak 45.000 milioi euro gainditzea aurreikusten da 2018rako, baina aurreikuspen hori gauzatzeko eta Europako manufaktura- eta erabiltzaile-industriak aurrerapen horietaz onura ditzaten, hobekuntza eta berrikuntza teknologikoak egin behar dira beroa berreskuratzeko ekipoen energia-eraginkortasuna hobetzeko eta instalazio-kostuak murrizteko. Proiektuaren helburu orokorra da 70°C eta 1.000°C arteko tenperatura tartean industria-instalazioetatik beroa berreskuratzeko teknologiak eta prozesuak garatzea eta frogatzea eta teknologia horiek lehendik dagoen energia-sistemarekin edo berreskuratutako beroa eta sortutako elektrizitatea esportatzeko, hala badagokio.
Helburu erronka hori lortzeko eta garatutako teknologien eta planteamenduen aplikazio zabala bermatzeko, proiektuak oso partzuergo sendo bat biltzen du IKT-ko hornitzaileek, teknologia-hornitzaileek eta, batez ere, erabiltzaile handiek eta teknologiak erakusteko guneak eskainiko dituzten ETEek.
Proiektua bi faseko bero-transferentziako teknologia berritzaileetan oinarrituko da (HP bero-hodiak) tenperatura ertain eta baxuko iturrietatik beroa berreskuratzeko eta bero hori erabiltzeko:
- Instalazio beraren barruan edo hesiaren gainetik esportatzea.
- Energia elektrikoa sortzeko; edo beharren arabera (a) eta (b) konbinazioa.
Energia sortzeko, proiektuak industria guneetan Trilateral Flash (TFC) Sistema garatu eta erakutsiko du tenperatura baxuko hondakin-bero iturrietarako, 70°C-tik 200°C-ra, eta Karbono Dioxido Superkritikoa (sCO2) Sistema 200°C-tik gorako tenperaturetarako. Teknologia hauek, bakarrik edo HP teknologiekin konbinatuta, energia eta BEGen isurketak %15etik gorako aurrezpena eta etekin ekonomiko erakargarriak sortzea espero da, 3 urte baino gutxiagoko amortizazio epeekin.
I-ThERM proiektuaren helburua da beroa berreskuratzeko teknologiak garatzea eta frogatzea, ohiko teknologien desabantaila asko gainditzen dituztenak eta industrian beroa berreskuratzeko askoz ere zabalagoa izateko bidea zabaltzen dutenak. Artearen egoera gainditzen duten aurrerapen esanguratsuak egin dira, hots:
- EINSTEIN tresna-multzoa hobetu da I-ThERM teknologiak barne, baita lineako monitorizazio eta optimizazio gaitasunak ere. - Potentzia baxuko, plug-and-play bero-energiarako sistema diseinatu, eraiki eta arrakastaz probatu da altzairugintzako planta batean. Emaitzek garapen gehiagorako oinarri gisa balio izan dute, eta lehen unitatea bezero komertzial bati saldu zaio. TFC teknologia merkaturatzeko marketin-plan zehatza garatu da.
- Karbono dioxido superkritikoarekin funtzionatzen duen tenperatura altuko bero-potentzia bihurtzeko ~50 kW-ko ardatzean muntatutako konpresore, sorgailu, turbina (CGT) unitatea diseinatu eta fabrikatu da.
Mikrohodi-trukagailu berritzaile bat diseinatu eta fabrikatu da tenperatura altuko ihes-gasetatik CO2 superkritikora CO2 potentzia zikloan beroa zuzenean berreskuratzeko. 50 kW-ko CO2-ko potentzia-zikloa eta probak, ebaluazioak eta optimizaziorako ekipoak lotutako ekipoak diseinatu, fabrikatu eta martxan jarri dira. Bero-hodiaren kondentsazio-ekonomiagailu bat diseinatu da ihes-gas korrosiboen bero sentikorra eta ezkutua harrapatzeko. Bero-hodi lauko sistemaren diseinua laborategiko prototipo batean eta benetako erakustaldi-gunean proba-kanpainen bidez optimizatu zen. Azido sulfurikoaren presentzia duten inguruneetan korrosioaren babeserako estaldurak garatu eta arrakastaz frogatu eta ebaluatu dira.
Ezagutza zabala garatzen ari da beroa berreskuratzeko sistemei eta hondakinen bero-energia bihurtzeari buruz. Ezagutza hori sortzeak eta komunitate zientifiko eta industrialei, baita arduradun politikoei ere, hedatzeak teknologia hauen potentzialaren gaineko kontzientzia handiagoa sortzen ari da eta industriak bere hartzea errazten du, eta, horrela, EBren deskarbonizazio-helburuei laguntzen die.
- BRUNEL UNIVERSITY LONDON
Lotutako proiektuak
