Большое количество тепловой энергии, производимой человечеством, уходит в атмосферу. И виновны в этом не только водные градирни – колоссальное количество тепла передается атмосферному воздуху в результате промышленных производственных процессов и охлаждения вычислительных машин в специальных дата центрах.
Как бы специалисты не пытались оптимизировать существующие технологии строительства эффективных тепловых электрических станций, около пятидесяти процентов от энергетического потенциала, сжигаемого в них топлива, рассеивается в виде тепловой энергии. Даже если направить произведенное тепло на отопление зданий, более двадцати процентов генерируемого электростанцией тепла использовать не получится, поскольку это тепло имеет низкий потенциал. Так, если температура водного теплоносителя снижается до отметки в восемьдесят градусов Цельсия, его транспортировка на необходимые расстояния практически не представляется возможной по причине значительных потерь тепла по пути к потребителям. В пункте назначения вода будет иметь недостаточную температуру для необходимого теплоснабжения.
В то же время для эффективной генерации электрической энергии, требуется температура свыше ста пятидесяти градусов Цельсия.
Сотрудники швейцарской лаборатории микросистем, функционирующей на базе федеральной политехнической школы Лозанны, во главе с Elodie Dahan (Элоди Доханой) запустили уникальный стартап. Ими был разработан оригинальный метод, способный по их убеждению в корне изменить ситуацию и позволить человечеству использовать эти колоссальные объемы энергии. Причем уверенность специалиста столь высока, что они намерены в ближайшем обозримом будущем внедрять свою технологию в существующую инфраструктуру.
Швейцарские ученые предложили оригинальную схему, в которой тепло с низким потенциалом вовлекается в осмотический процесс. Говоря простым языком, два раствора разделяются специальной мембранной, в результате чего менее насыщенный раствор перетекает к раствору с более высокой насыщенностью. Образующаяся в результате данного процесса механическая энергия может быть использована турбиной для генерации электрической энергии. Разработанная система является замкнутой и не требует испарения в атмосферу, поэтому тепло в ней обладает способностью к разделению потока на два разных раствора, причем в теории данный поток может иметь невысокий потенциал. Таким образом, для генерации электрического тока в системе может быть использована обычная теплая вода.
Схожую концепцию можно заметить в природе, когда под действием солнечного света происходит испарение воды в поверхности океана, в результате чего содержание соли в морской воде повышается. Эта природная система послужила основной для создания экспериментальных электростанций осмотического типа в Норвегии. Однако специалисты из оригинального швейцарского стартапа OsmiBlue отмечают, что, в случае использования этого принципа в условиях тепловых электрических станций, эффективность производства энергии будет значительно более высокой. Экономически выгодной утилизация тепла воды в охлаждающем контуре достигается лишь при тридцати градусах Цельсия, в то время как морская вода прогревается до таких температур в очень редких случаях.
Вместе с тем, швейцарские ученые не скрывают того факта, что разработанный ими способ использования тепловых потерь имеет относительно невысокий коэффициент эффективности. Их система способна преобразовывать в электрическую энергию лишь от одного до шести процентов тепла, в зависимости от температуры теплоносителя. Однако этот показатель не такой незначительный, как это может показаться на первый взгляд. В наше время в течение каждого года во всем мире производится свыше четырнадцати триллионов киловатт-часов энергии только посредством тепловых электростанций. Потери тепла на электрических станциях данного типа, как уже было упомянуто ранее, составляют около пятидесяти процентов. Таким образом, если ученым удастся внедрить предложенную систему на все тепловые электростанции планеты, дополнительная генерация энергии при сжигании того же объема ископаемого топлива превысит сто пятьдесят миллиардов киловатт-часов.
Помимо прочего, специалисты компании OsmoBlue экспериментально доказали, что разработанную ими систему можно использовать не только для получения энергии из нагретой жидкости, но также и за счет теплого воздуха от заводов по сжиганию мусора, вычислительных центров, вентиляционных систем промышленных зданий и так далее. Поскольку потери тепла наблюдаются во всех областях промышленности, внедрение такой системы будет оправдана для многих объектов, не относящихся к большой энергетике.
В настоящее время группа швейцарских ученых успешно завершила предварительные испытания оригинальной системы и работает над созданием полноценной экспериментальной установки для внедрения ее на одном из заводов по сжиганию мусора в Швейцарии. Осуществить запуск системы планируется уже в следующем году.{odnaknopka}