Istraživači koje financira EU testiraju nove plamenike na vodik koji bi mogli smanjiti emisije iz jedne od najintenzivnijih industrija na svijetu – bez zaustavljanja proizvodnje
ODRŽIVA PROIZVODNJA
Novi vodikovi plamenici smanjit će štetne emisije u industriji
Čitanje članka:
4
min
Kada kamioni ispunjeni vodikom stignu izvan čeličane u Barceloni sljedeće godine, većina prolaznika jedva će zamijetiti njihov dolazak. Ali za Raquel Torruellu Martínez, voditeljicu projekta u španjolskoj čeličani CELSA, njihov će dolazak biti blagoslov.
POGLEDAJ VIDEO: Tihana živi bez plastike: Dala nam je savjete za početnike
Pokretanje videa...
00:58
Vodi inicijativu za istraživanje i razvoj pod nazivom TWINGHY koju financira EU, a koja razvija plamenike na vodik za peći za podgrijavanje čelika kako bi pomogla u dekarbonizaciji sektora čelika.
CELSA Group, sa sjedištem u Barceloni, jedan je od najvećih europskih proizvođača kružnog čelika, koji reciklira gotovo sve svoje sirovine od otpadnog metala u elektrolučnim pećima. To čini njegovo poslovanje znatno čišćim od tradicionalne proizvodnje čelika na bazi ugljena.
Kroz projekt TWINGHY, CELSA se bavi jednim od posljednjih glavnih izvora emisija u svom procesu: prirodnim plinom koji se upotrebljava za podgrijavanje čelika prije valjanja.
Ove peći zagrijavaju poluproizvode od čelika prije daljnjeg oblikovanja u valjaonicama. Istraživači u projektu TWINGHY žele smanjiti zagađenje koje je posljedica tog procesa upotrebom vodika umjesto plina.
- Moramo smanjiti utjecaj industrije čelika, a to je jedan od načina na koji to možemo učiniti - rekla je Torruella Martínez.
Čišćenje onečišćujuće industrije Proizvodnja čelika jedna je od industrija s najviše emisija na svijetu. Prema Međunarodnoj agenciji za energiju, ona je odgovorna za oko 8 % globalnih emisija CO₂ – više nego trostruko u usporedbi sa zrakoplovstvom. Većina tih emisija dolazi iz sagorijevanja ugljena ili prirodnog plina kako bi se dosegle visoke temperature potrebne za taljenje i preoblikovanje čelika.
Vodik nudi čišću alternativu. Kad se sagorijeva, otpušta samo vodenu paru, ne CO₂. Ipak, opskrba zelenim vodikom – proizvedenim pomoću obnovljive energije – i dalje je ograničena, posebno u regijama kao što je Katalonija.
- U Kataloniji vodikova infrastruktura još nije spremna pružiti dovoljnu opskrbu, posebno zelenim vodikom. Ali osigurali smo dostatne količine za naša ispitivanja - rekla je Torruella Martínez.
Planirana za početak 2026. godine, ispitivanja će testirati hibridne plamenike koji mogu raditi na vodik ili prirodni plin, ili kombinaciju oba materijala, ovisno o dostupnosti goriva.
Plamenovi budućnosti
Plamenici projekta TWHINGHY upotrijebit će se u recikliranju čelika, gdje se otpadni metal topi i preoblikuje. Trenutačni plamenici za podgrijavanje upotrebljavaju prirodni plin, rasprskavaju plamen duljine do 7 metara i zagrijavaju čelik do 1.250 °C.
Njihova zamjena vodikom složen je izazov.
- Vodik gori brže. To plamen čini kraćim, što daje drugačiji rezultat, poput prevruće pizze, spaljene na rubovima i sirove u sredini - objasnio je Sébastien Caillat, glavni stručnjak za izgaranje u francuskoj inženjerskoj tvrtki FIVES, koja je dizajnirala i izgradila ove nove plamenike.
Kako bi se to riješilo, tim je projektirao hibridne plamenike za vodik i plin koji mogu održavati ravnomjeran plamen, a istovremeno omogućiti operaterima da prilagode omjer vodika prema opskrbi.
- Čak i u budućnosti, malo je vjerojatno da će čeličane uvijek imati dovoljno vodika. Fleksibilnost je ključna - rekao je Caillat.
Digitalni dvojnik
Projekt također uključuje digitalnog blizanca – virtualnu repliku peći – kako bi se inženjerima pomoglo pratiti performanse i simulirati kako različite mješavine goriva utječu na učinkovitost i emisije.
- Digitalni blizanac ažurira se u stvarnom vremenu operativnim podacima. To nam omogućuje da simuliramo scenarije, optimiziramo izgaranje i podržimo donošenje odluka - rekla je Torruella Martínez.
Centar Barcelona Supercomputing Center (BSC), jedna od vodećih europskih računalnih institucija visokih performansi i partner u projektu, igra ključnu ulogu u razvoju napredne verzije ovog digitalnog blizanca.
Koristeći svoju računalnu infrastrukturu, BSC gradi detaljne modele protoka topline i plinova unutar peći, pomažući u predviđanju kako će se izgaranje vodika ponašati u industrijskim razmjerima.
- Superračunalna snaga BSC-a omogućuje nam modeliranje vrlo složenih fizičkih procesa koje bi inače bilo nemoguće testirati u stvarnom vremenu. To nam pomaže da poboljšamo dizajn plamenika, smanjimo emisije i optimiziramo prijelaz s plina na vodik - objasnila je Torruella Martínez.
Tim centra BSC sada usavršava digitalnog blizanca, za kojeg se očekuje da će biti u potpunosti operativan 2026. godine. To će omogućiti postrojenju CELSA 3 da simulira rad peći, predvidi njeno ponašanje i poboljša energetsku učinkovitost.
Potpora težnje EU-a za čišćim čelikom
Financiranje ovog projekta dolazi iz Istraživačkog fonda EU-a za ugljen i čelik (RFCS), koji reinvestira imovinu bivše Europske zajednice za ugljen i čelik kako bi podržao čišću i učinkovitiju proizvodnju čelika.
U skladu s europskim zelenim planom, RFCS podupire opsežna istraživanja kako bi se do 2030. postigla proizvodnja čelika uz gotovo nultu stopu emisija.
Vodik je u središtu ove vizije, nudeći realističan put za dekarbonizaciju peći koje su previše energetski intenzivne za elektrifikaciju.
- Projekt TWINGHY kombinira europsku zelenu i digitalnu tranziciju. Hibridni plamenici postupno povećavaju upotrebu vodika, dok nam digitalni blizanac pomaže u kontroli i optimizaciji procesa - rekla je Torruella Martínez.
Ključno je da se sustav može naknadno ugraditi u postojeće peći, čime se produžuje njihov životni vijek i izbjegavaju skupe zamjene – pragmatičan put do čišćeg čelika.
Utrka s opskrbom
Tijekom ljeta, tvornica CELSA u Barceloni ugradila je hibridne plamenike tijekom redovitog razdoblja održavanja. Oni već rade na prirodni plin dok čekaju ispitivanja vodika sljedeće godine.
Ako sve prođe dobro, plamenici bi mogli stići na tržište prije kraja projekta 2027. godine – brz napredak prema standardima industrije čelika. No, uspjeh ovisi o dostupnosti dovoljnih količina zelenog vodika.
- Tehnologija je spremna. Pitanje je hoće li opskrba vodikom pratiti potražnju. Ulaganja u čisti čelik uvelike ovise o tome - rekla je Torruella Martínez.
Novi su plamenici relativno skupi, a čeličane ih možda neće htjeti kupiti prije nego što budu sigurne da ima dovoljno vodika.
- To bi moglo usporiti odluke o ulaganjima - rekla je Torruella Martínez.
Međutim, i dalje je optimistična:
- Moramo krenuti sada. Svaki nas korak dovodi bliže zelenijoj, čišćoj industriji čelika.
Autor: Tom Cassauwers
Istraživanje u ovom članku financirao je Istraživački fond EU-a za ugljen i čelik (RFCS). Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije. Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
Više informacija:
· Internetska stranica projekta TWINGHY
· Istraživački fond za ugljen i čelik
· Plan EU-a za čistu industriju
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
