Onderzoekers van de University of South Australia hebben een nieuwe techniek ontwikkeld die de afhankelijkheid van de industrie van aardgas aanzienlijk kan verminderen. het combineren van hernieuwbare energie en goedkope thermische opslag om warmte te leveren voor industriële processen op hoge temperatuur.

Onderzoek wijst uit dat ongeveer 20 procent van de wereldwijde uitstoot van fossiele brandstoffen momenteel wordt geproduceerd door de industrie, grotendeels door verbranding van aardgas om warmte te creëren voor verschillende processen bij de vervaardiging van producten zoals papier, chemicaliën en minerale goederen.

De industriële sector is de op twee na grootste bijdrage aan de uitstoot van broeikasgassen ter wereld, en als zodanig, staat onder toenemende druk om zijn ecologische voetafdruk te verkleinen.

Onderzoeker Rhys Jacob, van UniSA's Barbara Hardy Institute, legt uit dat het door zijn team ontwikkelde systeem industriële warmte kan leveren bij temperaturen tussen 150 en 700°C met behulp van hernieuwbare energie uit zon of wind in combinatie met een nieuwe benadering van energieopslag.

"In plaats van te proberen duurzame elektriciteit op te slaan in een batterij, ons systeem gebruikt elektriciteit om warmte op te wekken en slaat die warmte vervolgens op in een bed van rotsen en faseovergangsmaterialen, zodat het op aanvraag beschikbaar kan zijn voor toepassingen bij hoge temperaturen, "zegt Jakob.

"Momenteel kunnen we temperaturen tot ongeveer 700°C leveren, die geschikt is voor veel processen in industrieën zoals papierfrezen, landbouw, minerale operaties en voedselproductie."

Naast de milieuvoordelen van een emissievrije werking, het systeem is ook economisch concurrerend, biedt potentiële besparingen tegen steeds onstabielere gasprijzen en kosteneffectievere opslag dan batterijtechnologie.

"De gasprijzen zijn de laatste tijd door het dak gegaan, wat een belangrijke stimulans is voor de industrie om alternatieven te zoeken, en het opslaan van warmte is ook een paar duizend keer goedkoper dan het opslaan van energie in batterijen, " zegt Jakob.

Ondanks zijn brancheveranderende potentieel, de technologie bestaat uit relatief basiscomponenten, wat betekent dat de initiële installatiekosten laag zijn, en doorlopend onderhoud vereist geen specialistische expertise of dure vervangende onderdelen.

"Een belangrijk voordeel van dit systeem is dat het huidige personeel in de meeste operaties het zonder enige training kan onderhouden, waardoor het uiterst eenvoudig te integreren is in een bestaand bedrijf, "zegt Jakob.

Deze eenvoudige integratie zorgt er ook voor dat het systeem kan werken in combinatie met bestaande gasgestookte verwarmingsunits, waardoor fabrikanten meer flexibiliteit en betrouwbaarheid in de productiecyclus krijgen.

"De warmteopslagcapaciteit in het systeem moet voldoende zijn om de meeste fluctuaties in de input van hernieuwbare energie op te vangen, maar als er soms een tekort is, gas kon nog steeds online worden gebracht als dat nodig was.

"Evenzo, u zou ons systeem kunnen gebruiken als voorverwarmer in toepassingen zoals cementproductie, waarvoor luchttemperaturen tot 1400°C nodig zijn.

"In beide scenario's de combinatie van ons systeem met bestaande technologie kan leiden tot een aanzienlijke verlaging van de bedrijfskosten en de uitstoot van broeikasgassen, " zegt Jakob.

Het onderzoeksteam heeft momenteel één werkend prototype in het Barbara Hardy Institute in Mawson Lakes, en ontwikkelt een tweede, enigszins verfijnde versie van het systeem die geschikt zou moeten zijn voor volledige commerciële exploitatie.

Ander onderzoek rond het project leidt tot potentieel baanbrekende vooruitgang in de thermische opslagcapaciteit van faseovergangsmaterialen en de efficiëntie van warmte-naar-energie conversies, wijzen op groeiende kansen voor innovatie op aanverwante gebieden.