En sıcak yeni iklim teknolojisi tuğladır
Isı tutucu tuğlalar, dünyanın en büyük kirleticilerinden bazıları için yenilenebilir enerji sağlamanın anahtarını elinde tutabilir. Şimdiye kadar, çelikten bebek mamasına kadar her şeyi yapmak için çok fazla ısıya ihtiyaç duyan büyük endüstriler, bunu büyük ölçüde doğal gaz gibi fosil yakıtları yakarak elde ettiler. Ağır sanayinin küresel emisyonların yaklaşık dörtte birinden sorumlu olmasına şaşmamalı. Daha az sera gazı üreten rüzgar ve güneş enerjisi gibi alternatif enerji kaynakları, şimdiye kadar gerekli miktarda ısıyı tutarlı bir şekilde üretememiştir.
Tuğla şeklindeki ısı pillerinin devreye girdiği yer burasıdır. Artan sayıda şirket, temiz elektriğin ürettiği ısıyı yakalayabilen ve daha sonra kullanmak üzere tuğla yığınlarında depolayabilen sistemler geliştirmek için çalışıyor. Basit yapılara ve piyasada bulunan malzemelere dayalı olarak, her yere hızla kurulabilirler. Çoğu test sistemi henüz başlangıç aşamasındadır, ancak termal depolama sistemleri endüstriyi fosil yakıtlardan kurtarma potansiyeline sahiptir.
Termal pillerin potansiyel başarısının bir anahtarı basit olmalarıdır. Kaliforniya merkezli termal depolama kuruluşu Rondo Energy’nin CEO’su John O’Donnell, “Bunu geniş ölçekte yapmak istiyorsanız, sıkıcı ve güvenilir olduğu konusunda herkes hemfikir olmalı” diyor. Başlangıç, ilk ticari pilot projesini Mart ayında Kaliforniya’daki bir etanol fabrikasında başlattı.
geleceğin tost makinesi
Temelde özenle tasarlanmış bir tuğla yığınıdır. Rondo sisteminde akım bir ısıtma elemanından geçer ve orada ısıya dönüştürülür. O’Donnell, bunun bir ekmek kızartma makinesiyle aynı mekanizma olduğunu, ancak çok daha büyük ve daha sıcak olduğunu söylüyor. Isı daha sonra tuğla yığınını yayar ve onları 1.500 derecenin üzerindeki sıcaklıklara kadar ısıtır.
Tuğlaları barındıran yalıtımlı çelik kap onları saatlerce hatta günlerce sıcak tutabilir. Tutulan ısıya ihtiyaç duyulduğunda, fanlar tuğlaların arasından hava üfler. Hava, çatlaklardan geçerken 1.000 dereceye kadar sıcaklıklara ulaşabilir. O’Donnell, nihai ısının daha sonra nasıl kullanılacağının ticari sürece bağlı olduğunu söylüyor, ancak birçok fabrika muhtemelen suyu yüksek basınçlı buhara dönüştürmek için kullanacak.
Rondo’nun bir biyoyakıt tesisindeki pilot projesinde, etanol üretmek için fermantasyon işlemi sırasında buhar kullanılıyor. Diğer birçok endüstriyel proseste, reaktörlerde veya temizleme gibi diğer aşamalarda sıcaklık kontrolü için buhar kullanılır.
Termal piller ayrıca şu anda buhar kullanmayan daha yüksek sıcaklıklı işlemler için özel olarak tasarlanabilir: örneğin 1.000 derecenin üzerinde sıcaklık gerektiren çimento ve çelik üretimi uygun olacaktır.
Birçok endüstriyel proses günde 24 saat çalışır ve sürekli ısıtma gerektirir. Isı transferinin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi, yenilenebilir enerji kaynaklarının mevcudiyeti nedeniyle elektriğin ucuz olduğu kısa sürelerden yararlanmak için Rondo’nun sisteminin hızla yeniden şarj edilmesini sağlar. Başlatma sisteminin ısıtma serpantinlerinin, gece ve gündüz tutarlı ısı sağlamak için muhtemelen yaklaşık dört saat şarj edilmesi gerekecektir.
“Canavarca” miktarda ısı.
Termal depolama teknolojilerinin en büyük zorluklarından biri, ağır sanayinin muazzam enerji ihtiyaçlarını karşılamaya yetecek kadar sistem oluşturmaktır. Kâr amacı gütmeyen ClimateWorks’ün kıdemli endüstri direktörü Rebecca Dell, endüstrinin “korkunç miktarda ısı” tükettiğini söylüyor. Sanayide yılda tüketilen toplam enerjinin yaklaşık dörtte üçü ısı olarak tüketilirken, elektrik yalnızca dörtte birini oluşturmaktadır. Endüstriyel ısı, tüm küresel enerji ihtiyacının yaklaşık %20’sini oluşturur.
Fosil yakıtlar, bu devasa endüstriyel süreçlere güç sağlamanın en bariz ve en ucuz yolu olmuştur, ancak son on yıllarda rüzgar ve güneş enerjisi fiyatları %90’dan fazla düşmüştür. Dell’e göre bu, elektriğin sektörde daha büyük bir rol oynamasına izin verdi. O’Donnell, “Isıtma için bir şeyleri yakmayı bırakabileceğimiz harika bir andayız ve bu da daha ucuz,” dedi.
Sanayide ucuz yenilenebilir enerjiyi kullanmanın birkaç başka yolu da var. Bazı tesisler, yüksek ısı yerine doğrudan elektrik kullanacak şekilde dönüştürülebilir. Şirketler, örneğin mevcut tesislerdeki tüm altyapının değiştirilmesi on yıllar alabilecek olsa da, çimento ve çelik yapmak için elektrokimyasal süreçler üzerinde çalışıyorlar. Daha sonra elektrik üretmek için yakılabilen hidrojeni üretmek için elektriği kullanmak başka bir olası yoldur, ancak çoğu durumda hala çok pahalı ve verimsizdir.
Endüstrinin yoğun ısı talebini karşılamaya yönelik herhangi bir çaba, enerji üretiminde ciddi bir artış gerektirecektir. Dell’e göre tipik bir çimento fabrikası, çoğunlukla ısı biçiminde olmak üzere sürekli olarak yaklaşık 250 megavat enerji tüketir. Bu da yaklaşık 250.000 kişinin elektrik ihtiyacına karşılık geliyor. Büyük bir endüstriyel tesisin elektrifikasyonu, küçük bir belediyenin tamamının ihtiyaç duyduğu gibi ek bir elektrik ihtiyacını içerir.
Her seferinde bir tuğla
Rondo, termal pilleri endüstride kullanma arayışında yalnız değil. Kaliforniyalı Antora Energy şirketi de karbon bazlı ısı depolama sistemleri kuruyor. Kurucu ortak ve COO Justin Briggs, “Çok basit – kelimenin tam anlamıyla katı bloklar” diyor.
Elektriği ısıya dönüştürmek için Rondo’nun “ekmek kızartma makinesi bobini” gibi ayrı bir ısıtma elemanı kullanmak yerine Antora’nın sistemi, ısıyı hem üretebilen hem de depolayabilen dirençli ısıtıcılar olarak karbon blokları kullanıyor. Briggs, bunun maliyeti ve karmaşıklığı azaltabileceğini açıklıyor. Ancak bu karar, grafit ve diğer karbon türleri havada yüksek sıcaklıklarda ayrışabileceğinden, sistemin dikkatli bir şekilde kontrol altına alınması gerektiği anlamına da gelir.
Antora, endüstriye sadece ısı sağlamak yerine elektrik üretme seçeneği de sunmayı planlıyor. Start-up’ın yaklaşımı, güneş enerjisini yakalayan güneş panellerine benzeyen cihazlar olan termo-fotovoltaiklere dayanıyor. Bunun yerine, Antora’nın cihazları sıcak blokların yaydığı ısı enerjisini yakalar ve elektriğe dönüştürür.
(vsz)
Haberin Sonu