Salakban tárolja a zöldenergiát egy német cég, egy chipsgyártó már le is csapott a technológiára

Amerikában a PepsiCo kísérleti jelleggel már a Tesla elektromos kamionjaival szállítja a chipset, amiről mi is beszámoltunk a közelmúltban. A szállítás dekarbonizálása azonban csak egy része a képletnek, hiszen a rágcsálnivalót meg is kell sütni, ami rengeteg fosszilis energia felhasználásával jár.

Az ételkészítés természetesen megoldható volna megújuló energiával is, ez azonban kihívásokat hordoz magában: a sütőknek folyamatosan működniük kell, a nap- és a szélerőművek viszont nem mindig termelnek. Erre a problémára jelenthet megoldást az ipari léptékű hőtárolás. A PepsiCo is ezt a technológiát fogja alkalmazni abban a hollandiai üzemében, ahol a Lay’s és a Cheetos márkanevű termékei készülnek. „El kellett szakadnunk a földgáztól, és át kellett állnunk a megújuló energiára. Ennek a lépésnek ugyanakkor a költségek tekintetében is versenyképesnek kellett lennie” – emlékezett vissza a projekt előzményeire Katharina Stenholm, a vállalat korábbi igazgatója.

A megoldást a PepsiCo energiapartnerével, az Eneco-val együttműködve építi ki, és a német Kraftblock start-up cég technológiáját használja fel: egy termikus akkumulátort, amely a felesleges zöldenergiát tárolja el későbbi felhasználásra.

A Kraftblock egy olyan magas hőmérsékletű tárolórendszert fejlesztett ki, amelynek segítségével a szélerőművekből és fotovoltaikus erőművekből származó többlettermelés költséghatékonyan hasznosítható az iparban akár 1300 Celsius-fokos, magas hőmérsékletű folyamatokhoz is.

Kép: Kraftblock.

„Olyan ellenállásfűtést használunk, amely egy ipari méretű hajszárító működésére hasonlít. Ez az elektromosságot maximum 1300 Celsius-fokos hővé alakítja, és a hőt a tárolótartályba fújja.” Így jellemzi a cég szóvivője, Cedric Fritsch a Kraftblock megoldását, ami az iparban, a távfűtésben és a fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművekben alkalmazott folyamatok dekarbonizálását szolgálja. Véleménye szerint a magas hőmérsékletű tárolás az ökológiai és a gazdasági szempontokat ötvözi.

„A tároló egy jól szigetelt tartály, benne a Kraftblock nevű anyaggal. Kifejezetten tárolásra fejlesztették ki, és 85 százalékban újrahasznosított anyagokból áll.” A Kraftblock az acélgyártás egyik melléktermékét, az acélsalakot használja fel hőtároló közegként. Az anyag azért olcsó, mert szinte sehol máshol nem használják. „Nemcsak hogy 1300 Celsius-fokig stabil, de nagy hővezető képesség is jellemzi. A befújt levegő hője így gyorsan átadódik az anyagnak. Ez előnyös tulajdonság a be- és kitárolás sebességének szempontjából” – részletezte Fritsch a PV-Magazine-nak.

Granulált acélsalak. Kép: Kraftblock.

A kitárolás során a környezeti levegőt átfújják a tartályon, ami felmelegszik, majd elhagyja a tárolót. „Ezután, ha szükséges, a hőátadó közeget a folyamat függvényében a levegőből gőzre, olajra, gázra vagy forró vízre váltják. Ez azt jelenti, hogy a meglévő infrastruktúrát nem szükséges átalakítani” – folytatta a cég szóvivője.

Vannak azonban bizonyos követelmények, amelyeknek meg kell felelnie a felhasználóknak. Legalább 400 voltos csatlakozással kell rendelkezniük, emellett legalább 200 kilowattos töltési teljesítményre is szükség van. A legkisebb lehetséges kapacitás 4 MWh, ami modulárisan bővíthető, a tároló energiasűrűsége 1,2 MWh/m³.

A Kraftblock a megoldásával elsősorban a nyersanyagokat feldolgozó ipari ágazatot célozza meg. Fritsch példaként a gyümölcslégyártókat, a tejüzemeket vagy a fémfeldolgozó üzemeket említi. Az 1300 Celsius-fokig terjedő fűtési folyamatok ilyen módon történő dekarbonizálása gyakran jobban megéri, mint a közvetlen villamosítás, mert stabilan alacsony szintű áramárat biztosít az ügyfeleknek. Ez annak köszönhető, hogy az energiát alacsony áron lehet megvásárolni, majd akár két hétig is tárolni nagyobb veszteségek nélkül. Az energiablokk-rendszer hatékonysága ezen az időtávon körülbelül 90 százalékos – magyarázza Fritsch.

A Kraftblock már 2019-ben megépítette az első két kísérleti projektjét. A Pepsi csoport számára készülő rendszer kapacitása kezdetben 70 MWh lesz, amit a második fázisban 150 MWh-ra bővítenek. Az első lépésben két tárolómodult telepítenek, amelyeket naponta egyszer-kétszer töltenek fel egy északi-tengeri szélfarmról származó energiával. A töltési folyamat során a villamos energia 800 Celsius-fokos hővé alakul át, amelynek során az energia egy-két százaléka veszik el. Két modul használata esetén megvan az a rugalmasság, hogy az egyiket lehet tölteni, míg a másik épp kitárol, és a sütéshez hőt szolgáltat. Ez utóbbi során a levegő hőmérsékletét 300 Celsius-fokig engedik emelkedni. A forró levegő termikus olajat melegít fel, az pedig az étolajnak adja át a hőt, amely a házon belüli chipset megsüti.

A két tárolómodul segítségével a Pepsi a tüzelőberendezésből származó kibocsátás mintegy felét, valamint évente 4,5 millió köbméter gázt takarít meg. „Ha mind az öt modult telepítjük, a [22 MW-os] gázkazán teljesen mellőzhető, és a gyár a nap 24 órájában zöldenergiával működik” – közölte Fritsch. Legalábbis akkor, ha zöld áramot vásárolnak. Mindenesetre mivel ez egy tárolórendszer, az áram akkor használható, amikor olcsó, azaz amikor sok nap- vagy szélenergia van a hálózatban. Vagy a vállalat kombinálhatja saját fotovoltaikus rendszerével is. A megoldás mindemellett természetesen arra is alkalmas, hogy az ipari folyamatok veszteséghőjét eltárolja.

A Kraftblock szerint egy ilyen alkalmazás költségei a hőszektorban jelentősen alacsonyabbak, mint egy akkumulátoré. A beruházási költségek minden ipari folyamat esetében egyediek, mivel olyan változóktól függnek, mint a hőmérséklet, a teljesítmény és a felhasználási mód. Nem kell tartani az anyag elhasználódásától: egy több, mint két évig tartó teszt végén, 15.000 cikluson át tartó működés után sem figyeltek meg degradációt – mondta Fritsch. Csak a rendszer egyes elemei szorulnának karbantartásra néhány év múlva.

Nem a Pepsico az egyetlen élelmiszeripari cég, amely hőtárolással szeretné megoldani a megújuló energiára történő átállást. Az Ferrero egyik olaszországi beszállítója egy olyan hőtárolót építtet, amely homokot alkalmaz. Erről az alábbi cikkünkben írtunk részletesebben.

Forró homokban tárolná a naperőmű termelését egy élelmiszeripari cég

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.