IWT SBO

De huidige procesindustrie (cement, glas, papier, plastic, chemicaliën,…) heeft te maken met een enorme hoeveelheid aan restwarmte. Experts nemen aan dat het jaarlijkse potentieel aan ongebruikte industriële restwarmte voor Europa alleen al 140Twh bedraagt, hetgeen een mogelijke CO2 vermindering van 14M ton CO2 per jaar betekent. Deze restwarmte is beschikbaar op een lagere temperatuur en kan herwonnen worden in de vorm van elektrische stroom met de ORC-technologie (Organic Ranking Cycles). Deze technologie heeft bijgevolg een enorm economisch potentieel en helpt de ’20-20-20’ doelstellingen van de EU te realiseren.

Verschillende bedrijven bieden ORC aan voor het herwinnen van restwarmte. Ook al is er reeds veel interesse in dit soort technologie, er is ook nog steeds een grote hoeveelheid restwarmte in de industrie waarvoor ORC’s gebruikt zouden kunnen worden. Onderzoeken tonen aan dat investeringen in deze ORC’s vaak niet gunstig blijken als de pay back time of de interne opbrengstvoet in rekening worden gebracht.

Hiervoor kunnen we twee belangrijke technische redenen aanduiden:

In de eerste plaats is het rendement van de cycli te laag voor de restwarmte van lage temperatuur bronnen, hetgeen resulteert in een te lage energieproductie. Ten tweede richten de huidige ORC’s zich op een te hoge restenergie stroom. Een eerste onderzoek zal zich richten op de constructie van nieuwe cycli om zo de efficiëntie te verhogen. Een veelbelovende stap zijn de superkritische cycli die gebruik maken van superkritische vloeistoffen. Deze worden bijvoorbeeld reeds gebruikt in koelsystemen. De vooruitgang wordt gerealiseerd door thermodynamisch modelleren en experimentele validatie. Men verwacht een verbetering van ongeveer 20-25% wat overeenkomt met stoomcycli-verbeteringen.

Een tweede doel is om efficiënte systemen voor kleinere stroomseries te onderzoeken en om zo mogelijkheden te bieden voor heel wat kleinschalige systemen op de markt. Hiervoor moet een specifieke technologie worden ontwikkeld, gebruik makend van geavanceerde CFD-algoritmes. Deze ontwikkeling zal in nauwe samenwerking gebeuren met een industriële onderzoekspartner.
Er zijn nog twee andere belangrijke factoren die meespelen in de potentiële toepassing van deze systemen.

Ten eerste is het erg belangrijk dat er slimme controlealgoritmes worden ontwikkeld die kunnen omgaan met een variabel vermogen. De resultaten van het project zullen opnieuw vele mogelijkheden voor deze cycli met zich meebrengen aangezien vele warmtebronnen een sterk variabel karakter hebben. In tweede instantie moeten de financiële en economische restricties en mogelijkheden duidelijk genoeg in kaart gebracht worden. Vorige studies gaven aan dat een samenwerking tussen economen en ingenieurs erg positieve resultaten oplevert. Daarom zal het project gebenchmarked worden zowel met technische mogelijkheden als met financiële en economische voordelen.

Partners

• Universiteit Gent
• Universiteit Antwerpen
• Universiteit Luik
• Howest
• Universiteit Gent, Power-Link
• Atlas Copco

Meer informatie

Dit project wordt gesteund door het IWT SBO voor de periode januari 2012 t/m december 2015.

Bijkomende informatie over ORCNext is beschikbaar op de projectwebsite http://www.orcnext.be.