To jest lepsze od fotowoltaiki! Polacy mają niesamowity patent
Przejście na odnawialne źródła energii w najbliższych latach to konieczność, jeśli chcemy rozwiązać problemy energetyczne świata, ale i zwiększyć niezależność wobec dostaw surowców z zagranicy. Polskie technologie mogą odegrać kluczową rolę w energetycznej transformacji, między innymi dzięki odzyskowi energii z oczyszczalni ścieków.
W procesie pozyskiwania energii z tradycyjnych źródeł (np. paliw kopalnych) duża część energii rozprasza się w postaci ciepła. Tracimy ją bezpowrotnie, choć moglibyśmy wykorzystać jej potencjał podobnie, jak teraz robimy ze słońcem czy wiatrem, co byłoby o wiele tańsze, niż jej pozyskiwanie od zera. Dużo taniej można wykorzystać energię wygenerowaną przy okazji innego procesu, niż ją kupić lub wyprodukować. Co więcej, wykorzystanie energii stanowiącej odpad, może poprawić wydajność przemysłu i obniżyć ceny energii dla konsumentów. Ciepło odpadowe może zastąpić znaczną ilość paliw kopalnych, przyczyniając się do zielonej transformacji systemów energetycznych.
Polscy inżynierowie chcą wykorzystać ciepło odpadowe
Nad nowatorską technologią pracuje prof. dr hab. Krzysztof Wojciechowski. To jego zespół stoi za modułem termoelektrycznym ponad dziesięciokrotnie wydajniejszym, niż ogniwa fotowoltaiczne przy zbliżonych kosztach produkcji.
Zważywszy na znacznie większą gęstość mocy konwerterów termoelektrycznych, cena za 1 W mocy elektrycznej powinna być znacznie korzystniejsza niż w przypadku paneli fotowoltaicznych – zauważa prof. Wojciechowski, kierownik Laboratorium Badań Termoelektrycznych, z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.
Czytaj więcej o polskich firmach:
Udało się to osiągnąć dzięki zastąpieniu ceramicznych okładzin mniej kosztownymi i znacznie lepiej przewodzącymi ciepło stopami aluminium. Obniżyło to cenę urządzenia do porównywalnej z panelami fotowoltaicznymi. Dodatkowo jest ono pozbawione części mechanicznych, a więc bardziej odporne na uszkodzenia.
Cena plus 10-krotna skuteczność pozwala postawić tezę, że termoelektryczność to jeden z ważniejszych polskich projektów ekologicznych - dodaje prof. Wojciechowski.
Owa skuteczność odnosi się do gęstość mocy, czyli możliwości produkcji energii odniesionej do powierzchni (W/m2). W przypadku modułów termoelektrycznych jest ona ponad dziesięć razy większa niż w przypadku ogniw fotowoltaicznych. AGH uzyskuje 2,5 kW/mkw. Typowy panel fotowoltaiczny ma 250 W/mkw.
Ciepło z Czajki
Jednym ze źródeł ciepła odpadowego może być warszawska oczyszczalnia ścieków Czajka. Jeśli zsumować stołeczny potencjał trzech największych źródeł ciepła odpadowego, otrzymamy wartość 3,3 TWh, co pozwoliłoby na zapewnienie ciepła sieciowego dla ok. 380 tys. gospodarstw domowych.
Technologia zapewnia rozwiązania zarówno w zakresie recyklingu ciepła odpadowego na energię elektryczną, jak i chłodzenia punktowego. Urządzenia termoelektryczne są bezgłośne, skalowalne, bezobsługowe, a tym samym niezwykle niezawodne, czego dowodem są radioizotopowe generatory termoelektryczne (RTG), które od dziesięcioleci zasilają misje kosmiczne bez ani jednej awarii - podkreśla dr inż. Marcin Rosiński (na zdjęciu powyżej), współzałożyciel Genicore, firmy która sprzedaje urządzenia wykorzystywane do rozwoju i produkcji materiałów termoelektrycznych.
Technologię spółki wykorzystuje NASA. W zeszłym roku urządzenie skali R&D zamówił francuski CNRS, organizacja z budżetem w wysokości 4 mld euro i z 1100 laboratoriami badawczym we Francji i za granicą. Techniki wykorzystywane przez polską firmę pozwalają na stworzenie materiałów, które charakteryzują się niewielką przewodnością cieplną zagęszczonych materiałów termoelektrycznych. Im mniejsza ta wartość tym lepiej.
Aby możliwe było powszechnie korzystanie z zalet modułów i, niezbędne jest obniżenie kosztów ich wytwarzania. Obecna cena modułu termoelektrycznego stworzonego w warunkach laboratoryjnych, gdzie wszystkie prace były wykonywane niemalże ręcznie przez członków zespołu, jest bardzo wysoka. Automatyzacja i masowość produkcji pozwoliłaby na obniżenie kosztów wytworzenia co najmniej do poziomu powszechnie dostępnej fotowoltaiki - podsumowuje Rosiński.
Właśnie dlatego praca naukowców z AGH i GeniCore jest kluczowa dla przyszłości tej technologii.
