211service.com
Hvordan varme fra solen kunne hjælpe med at rense stål og cement
Heliogen solvarmeanlæg i Lancaster, Californien. Udlånt af Heliogen
I årenes løb har forskellige startups og forskningsgrupper udbasuneret løftet om solvarmeanlæg, som bruger en lang række spejle til at koncentrere sollys og producere elektricitet fra den resulterende varme. Men feltet har kæmpet for at producere billig strøm og få fodfæste på markedet, selvom prisen på solpaneler er styrtdykket.
Serieiværksætteren Bill Gross er dog stadig en sand tilhænger af teknologien. På tirsdag Gross, formanden for Idealab-inkubatoren og administrerende direktør for tidligere solvarmevirksomhed eSolar, annonceret en satsning, der springer el-delen over og bruger varmen direkte i industrielle processer.
Heliogen planlægger at opnå højere temperaturer end tidligere kommercielle anlæg - nok varme til at producere ting som cement, stål og brint. Håbet er, at denne solvarme kan erstatte de fossile brændstoffer, der normalt kræves for at drive de nødvendige reaktioner, og reducere drivhusgasemissionerne produceret i processen.
Hvis det virker som håbet, kan det give en kritisk brik i dekarboniseringspuslespillet. An oktober beretning fra Columbia University's Center for Global Energy Policy fandt ud af, at afbrænding af fossile brændstoffer til at producere varme til industrielle processer producerer omkring 10% af den globale kuldioxidemission, mere end alle biler i verden.
Der vil dog være begrænsninger for, hvor og hvordan denne teknologi kan anvendes. Koncentrerede solcelleanlæg fungerer generelt kun i meget solrige områder, og du kan ikke sende varme over lange afstande. Så industrivirksomheder, der ønsker at drage fordel af denne proces, kan blive nødt til at bygge nye anlæg i nærheden af disse solvarmeanlæg eller omvendt.
Midten af ørkenen er ikke typisk et industrielt knudepunkt, siger Julio Friedmann, seniorforsker ved Center for Global Energy Policy og hovedforfatter af rapporten.
Heliogen, der er baseret i Pasadena, Californien, mangler stadig at demonstrere, at teknologien vil fungere, som den hævder, og til konkurrencedygtige omkostninger. Virksomheden beskæftiger omkring 25 personer, men afviser at oplyse, hvor mange penge det har rejst.
Et standard solvarmeanlæg opnår temperaturer på lidt under 600 ˚C for at opvarme et medium som smeltet salt. Det bruges til gengæld til at omdanne vand til damp, som starter turbinen, der producerer elektricitet.
Heliogens trick er at bruge højopløsningskameraer og computervisionssoftware til at foretage små justeringer af hvert af dets spejle, og justere hver solstråle på et enkelt, lillebitte punkt.
Virksomheden har allerede bygget et lille termisk solcelleanlæg i Lancaster, Californien, som har nået temperaturer over 1.000 ˚C. Gross siger, at det er første gang, sådanne temperaturer er nået i et kommercielt anlæg, og pressemeddelelsen proklamerer, at det er en enestående videnskabelig præstation. Men iagttagere på området bemærker, at andre kommercielle og forskningsgrupper har opnået lignende temperaturer, i det mindste i begrænsede eksperimenter, og at den vanskeligere del i hvert fald er at udvikle systemer, der kan modstå, fastholde og overføre varmen.
Heliogen siger, at det kunne bruge forskellige medier, herunder keramiske partikler, til at sende varme til de steder, hvor industrielle processer udføres. Visse enkelttrinsprocesser, såsom kalkfremstilling, kan dog opvarmes direkte på stedet af solspejlene.
Men opstarten skal også nå (og bevare) temperaturer over 1.000 ˚C for at udføre nogle af de applikationer, den nævner. Stål højovne arbejder ved omkring 1.100 ˚C, mens cementovne arbejder ved omkring 1.400 ˚C, bemærker Center for Global Energy Policy. Og at spalte vand for at give brint ville kræve temperaturer omkring 1.500 ˚C, siger Heliogen.
Gross siger, at teknologien fuldstændig gør det muligt at nå det, og at virksomheden vil arbejde hen imod det mål næste år. Men en teknologisk køreplan er ikke en demonstration.
Brint, som normalt stammer fra naturgas, bruges i en række industrielle processer, herunder produktion af ammoniak til gødning. En ren form kunne reducere emissionerne i disse sektorer, fungere direkte som brændstof eller kombineres med kuldioxid for at producere mere energitætte brændstoffer.
I betragtning af de geografiske begrænsninger er det ikke sandsynligt, at termisk solenergi vil fortrænge eksisterende industrielle operationer snart, siger Friedmann. Men det kunne give et lavemissionsalternativ til yderligere vækst i disse sektorer, især i områder med stærke klimapolitikker, siger han.