211service.com
Hvordan varme fra solen kan hjelpe til med å rydde opp i stål og sement
Heliogen solvarmeanlegg i Lancaster, California. Med tillatelse fra Heliogen
I løpet av årene har diverse startups og forskningsgrupper utbasunert løftet om solvarmeanlegg, som bruker et stort utvalg av speil for å konsentrere sollys og produsere elektrisitet fra den resulterende varmen. Men feltet har slitt med å produsere billig kraft og få fotfeste på markedet, selv om prisen på solcellepaneler har falt.
Seriegründer Bill Gross er imidlertid fortsatt en sann troende på teknologien. På tirsdag Gross, styreleder i Idealab-inkubatoren og administrerende direktør i tidligere solvarmeselskap eSolar, annonserte en satsing som hopper over elektrisitetsdelen og tar varmen i bruk direkte i industrielle prosesser.
Heliogen planlegger å oppnå høyere temperaturer enn tidligere kommersielle anlegg - nok varme til å produsere ting som sement, stål og hydrogen. Håpet er at denne solvarmen kan erstatte fossilt brensel som vanligvis kreves for å drive de nødvendige reaksjonene, og redusere klimagassutslippene som produseres i prosessen.
Hvis det fungerer som håpet, kan det gi en kritisk brikke i avkarboniseringspuslespillet. An oktober rapport fra Columbia Universitys senter for global energipolitikk fant at brenning av fossilt brensel for å produsere varme til industrielle prosesser produserer omtrent 10 % av globale karbondioksidutslipp, mer enn alle biler i verden.
Det vil imidlertid være begrensninger på hvor og hvordan denne teknologien kan brukes. Konsentrerte solenergianlegg fungerer vanligvis bare i svært solrike områder, og du kan ikke sende varme over lange avstander. Så industribedrifter som ønsker å dra nytte av denne prosessen kan måtte bygge nye anlegg i nærheten av disse solvarmeanleggene, eller omvendt.
Midt i ørkenen er ikke typisk et industrielt knutepunkt, sier Julio Friedmann, seniorforsker ved Senter for global energipolitikk og hovedforfatter av rapporten.
Heliogen, basert i Pasadena, California, trenger fortsatt å demonstrere at teknologien vil fungere slik den hevder, og til konkurransedyktige kostnader. Selskapet sysselsetter rundt 25 personer, men nekter å opplyse om hvor mye penger det har samlet inn.
Et standard solvarmeanlegg oppnår temperaturer på litt under 600 ˚C for å varme opp et medium som smeltet salt. Som igjen brukes til å omdanne vann til damp, som sveiver turbinen som produserer elektrisitet.
Heliogens triks er å bruke høyoppløselige kameraer og datasynsprogramvare for å gjøre små justeringer på hvert av speilene, og justere hver solstråle til et enkelt, bitte lite punkt.
Selskapet har allerede bygget et lite termisk solcelleanlegg i Lancaster, California, som har nådd temperaturer over 1000 ˚C. Gross sier at det er første gang slike temperaturer er nådd i et kommersielt anlegg, og pressemeldingen proklamerer at det er en enestående vitenskapelig prestasjon. Men observatører i feltet bemerker at andre kommersielle og forskningsgrupper har oppnådd lignende temperaturer, i det minste i begrensede eksperimenter, og at uansett er den vanskeligere delen å utvikle systemer som tåler, holder på og overfører varmen.
Heliogen sier at det kan bruke forskjellige medier, inkludert keramiske partikler, for å sende varme til stedene der industrielle prosesser utføres. Enkelte enkelttrinnsprosesser, som kalkproduksjon, kan imidlertid varmes opp direkte på stedet av solspeilene.
Men oppstarten må også nå (og beholde) temperaturer over 1000 ˚C for å utføre noen av applikasjonene den nevner. Stålmasovner opererer ved rundt 1100 ˚C, mens sementovner jobber ved rundt 1400 ˚C, noterer Center for Global Energy Policy. Og å spalte vann for å gi hydrogen ville kreve temperaturer rundt 1500 ˚C, sier Heliogen.
Gross sier teknologien gjør det mulig å nå det, og at selskapet vil jobbe mot det målet neste år. Men et teknologisk veikart er ikke en demonstrasjon.
Hydrogen, som vanligvis er avledet fra naturgass, brukes i en rekke industrielle prosesser, inkludert produksjon av ammoniakk til gjødsel. En ren form kan redusere utslippene i disse sektorene, fungere direkte som drivstoff, eller kombineres med karbondioksid for å produsere mer energitett drivstoff.
Gitt de geografiske begrensningene, er det ikke sannsynlig at termisk solenergi vil fortrenge eksisterende industrielle operasjoner når som helst snart, sier Friedmann. Men det kan gi et lavutslippsalternativ for ytterligere vekst i disse sektorene, spesielt i områder med sterk klimapolitikk, sier han.