Siemens đang nghiên cứu các công nghệ giúp sử dụng hiệu quả lượng nhiệt thải từ các phương tiện và các thiết bị công nghiệp mà không sản sinh ra khí cacbonic.
Cho tới nay, khí thải nói chung chỉ được sử dụng nếu nó ở nhiệt độ hàng trăm độ C. Ví dụ, các tuabin khí trong các nhà máy điện khí tự nhiên sản sinh ra khí thải mà sau đó được sử dụng để tạo hơi nước nhằm vận hành tuabin hơi nước.
Trong khi đó, ngành hóa chất sử dụng lại nhiệt thải từ các phản ứng, ví dụ để đun nóng sơ bộ các chất khác. Tuy nhiên, nhiệt thải càng “nguội” thì càng khó sử dụng.
Vì thế, bộ phận Công nghệ thuộc Ban nghiên cứu toàn cầu của Siemens (CT) đang nghiên cứu một loạt các giải pháp khả thi cho vấn đề này, bao gồm việc sử dụng máy phát nhiệt điện để sản xuất điện cácbon trung tính trong môi trường nhiệt độ từ 200 đến 300 độ C.
Công nghệ này có tiềm năng rất lớn bởi các bộ phận nhiệt điện đều không đắt tiền và có thể sản xuất hàng loạt. Tiếc là các nhà nghiên cứu chưa tạo ra được các vật liệu có thể đạt được cấp độ hiệu quả cao trong khoảng nhiệt độ nêu trên.
Điện truyền qua các vật liệu nhiệt điện bất kể khi nào có sự khác biệt về nhiệt độ - ví dụ như giữa bề mặt nóng và lạnh. Những vật liệu này có thể được lắp đặt trong ống xả và ống đuôi. Các vật liệu nhiệt điện là chất rắn và dễ dàng cho việc truyền điện.
Nhờ vậy, chúng có thể xử lý được cả nhiệt thải chỉ được sản xuất ra trong một thời gian ngắn. Chức năng này có tính ứng dụng cao. Ví dụ như trong các nhà máy điện cần phải vận hành trong thời gian ngắn nhằm bù đắp cho những dao động bất thường về điện bị gây ra bởi các nguồn năng lượng tái tạo.
Tuy nhiên, một trong những thách thức cần vượt qua trước khi đưa máy phát nhiệt điện vào sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp là sự phát triển của các vật liệu có thể vận hành hiệu quả tại nhiệt độ trên 200 độ C.
Bên cạnh đó, các loại công nghệ kết nối cũng cần được phát triển thêm do các công nghệ hàn truyền thống không thể chịu được các nhiệt độ cao cũng như các dao động nhiệt độ lớn.
Để giải quyết những vấn đề này, Siemens đang phối hợp cùng các trường cao đẳng và đối tác công nghiệp trong dự án NEXTEC do chính phủ cấp vốn. Một mô hình trình diễn phòng thí nghiệm đang được xây dựng tại CT.
Một lĩnh vực nghiên cứu khác là việc sử dụng máy phát nhiệt điện trong các phương tiện. Mặc dù các đầu máy xe lửa và các toa xe chạy bằng dầu diezel là phương tiện có tiềm năng lớn nhất, công nghệ này vẫn có thể mang lại lợi ích cho các xe khách, đặc biệt khi giá xăng dầu tăng.
Trong lĩnh vực này, Siemens đang hợp tác với các công ty ôtô trong dự án HeatReCar do liên minh châu Âu cấp vốn. Tại đây, một mô hình đang được sử dụng để nghiên cứu tiềm năng của việc thu giữ lại nhiệt từ khí thải của xe ôtô./.
Cho tới nay, khí thải nói chung chỉ được sử dụng nếu nó ở nhiệt độ hàng trăm độ C. Ví dụ, các tuabin khí trong các nhà máy điện khí tự nhiên sản sinh ra khí thải mà sau đó được sử dụng để tạo hơi nước nhằm vận hành tuabin hơi nước.
Trong khi đó, ngành hóa chất sử dụng lại nhiệt thải từ các phản ứng, ví dụ để đun nóng sơ bộ các chất khác. Tuy nhiên, nhiệt thải càng “nguội” thì càng khó sử dụng.
Vì thế, bộ phận Công nghệ thuộc Ban nghiên cứu toàn cầu của Siemens (CT) đang nghiên cứu một loạt các giải pháp khả thi cho vấn đề này, bao gồm việc sử dụng máy phát nhiệt điện để sản xuất điện cácbon trung tính trong môi trường nhiệt độ từ 200 đến 300 độ C.
Công nghệ này có tiềm năng rất lớn bởi các bộ phận nhiệt điện đều không đắt tiền và có thể sản xuất hàng loạt. Tiếc là các nhà nghiên cứu chưa tạo ra được các vật liệu có thể đạt được cấp độ hiệu quả cao trong khoảng nhiệt độ nêu trên.
Điện truyền qua các vật liệu nhiệt điện bất kể khi nào có sự khác biệt về nhiệt độ - ví dụ như giữa bề mặt nóng và lạnh. Những vật liệu này có thể được lắp đặt trong ống xả và ống đuôi. Các vật liệu nhiệt điện là chất rắn và dễ dàng cho việc truyền điện.
Nhờ vậy, chúng có thể xử lý được cả nhiệt thải chỉ được sản xuất ra trong một thời gian ngắn. Chức năng này có tính ứng dụng cao. Ví dụ như trong các nhà máy điện cần phải vận hành trong thời gian ngắn nhằm bù đắp cho những dao động bất thường về điện bị gây ra bởi các nguồn năng lượng tái tạo.
Tuy nhiên, một trong những thách thức cần vượt qua trước khi đưa máy phát nhiệt điện vào sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp là sự phát triển của các vật liệu có thể vận hành hiệu quả tại nhiệt độ trên 200 độ C.
Bên cạnh đó, các loại công nghệ kết nối cũng cần được phát triển thêm do các công nghệ hàn truyền thống không thể chịu được các nhiệt độ cao cũng như các dao động nhiệt độ lớn.
Để giải quyết những vấn đề này, Siemens đang phối hợp cùng các trường cao đẳng và đối tác công nghiệp trong dự án NEXTEC do chính phủ cấp vốn. Một mô hình trình diễn phòng thí nghiệm đang được xây dựng tại CT.
Một lĩnh vực nghiên cứu khác là việc sử dụng máy phát nhiệt điện trong các phương tiện. Mặc dù các đầu máy xe lửa và các toa xe chạy bằng dầu diezel là phương tiện có tiềm năng lớn nhất, công nghệ này vẫn có thể mang lại lợi ích cho các xe khách, đặc biệt khi giá xăng dầu tăng.
Trong lĩnh vực này, Siemens đang hợp tác với các công ty ôtô trong dự án HeatReCar do liên minh châu Âu cấp vốn. Tại đây, một mô hình đang được sử dụng để nghiên cứu tiềm năng của việc thu giữ lại nhiệt từ khí thải của xe ôtô./.
(Vietnam+)
