De restwarmtemotor van Luminescent vangt de verspilde warmte van industriële generatoren op en slaat deze op. Foto met dank aan Luminescent via ISRAEL21C
Volgens een studie van de School of the Environment van Yale University wordt zo'n 70 procent van alle door de mensheid geproduceerde energie verspild als "afvalwarmte", grotendeels als bijproduct van het runnen van grote industriële installaties.
Afvalwarmte "is de grootste energiebron ter wereld", zegt Joseph King, een van de programmadirecteuren van het Advanced Research Projects Agency Energy van de Amerikaanse overheid.
De Israëlische start-up Luminescent heeft een technologie ontwikkeld om deze afvalwarmte – die vol zit met CO2 dat de klimaatverandering verergert – op te vangen en om te zetten in elektriciteit, hetzij om de faciliteit zelf tegen lagere kosten van stroom te voorzien, hetzij om terug te verkopen aan het elektriciteitsnet.
Het opvangen van verspilde warmte is een bekende behoefte; Facebook kondigde in 2020 een plan aan om de afvalwarmte van zijn centrum in Odense, Denemarken, te kanaliseren om bijna 7.000 huizen te verwarmen, en een andere Deense onderneming gebruikt warmte van een crematorium om lokale huizen te verwarmen.
Maar de activiteiten van warmteafvang richten zich vooral op grote faciliteiten met substantiële generatoren, waar het produceren en opslaan van emissievrije elektriciteit kosteneffectiever is.
Luminescent richt zich als eerste op de kleine stroomgeneratoren die het grootste deel van de markt uitmaken. De superefficiënte afvalwarmtemotor zal medio 2023 als pilot beschikbaar zijn en de verkoop start in 2025.
Hoewel afvalwarmte die vrijkomt in de lucht niet veel direct effect heeft op de klimaatverandering, vermindert elk beetje afvalwarmte dat wordt gerecycleerd in energie ons gebruik van fossiele brandstoffen.
Een studie in het VK wees uit dat als enkele van de grootste energiecentrales van het land afvalwarmte zouden omleiden naar het verwarmen van huizen en kantoren, dit de uitstoot van zo'n 10 miljoen ton CO2-uitstoot per jaar zou kunnen voorkomen.
Kinetische energie
De unieke afvalwarmtemotor van Luminescent maakt gebruik van een warmteoverdrachtsvloeistof (HTL), die in een mondstuk stroomt waar het wordt gemengd met perslucht of andere gasbellen.
De vloeistof heeft duizend keer meer thermische energiedichtheid dan welk gas dan ook voor een vergelijkbaar volume.
De bellen zetten isotherm uit (zonder enige verandering in temperatuur), waardoor de HTL wordt versneld en omgezet in kinetische energie. De kinetische energie drijft een generator bovenop de motoras aan.
Het komt erop neer: Luminescent zegt dat het isotherme proces de grootte verkleint en de efficiëntie van een motor verdubbelt in vergelijking met andere operaties, terwijl het tot 70% meer vermogen levert dan bestaande opstellingen.
Het Luminescent-systeem kan de resulterende energie maximaal 20 uur opslaan.
Na onlangs een financieringsronde van $ 7 miljoen te hebben opgehaald onder leiding van Grove Ventures, richt het bedrijf zich op industriële activiteiten in de Verenigde Staten, Europa, Japan, China en Zuid-Korea.
Nul-emissie energie
Van links, Van links, Luminescent oprichter en CEO Doron Tamir, oprichter en CTO Prof. Carmel Rotschild, VP Product Tomer Stern, VP Engineering Erez Klein. Foto door Noi Einav via ISRAEL21C
Het in Tel Aviv gevestigde bedrijf werd mede opgericht door Doron Tamir, een voormalig directeur van het zonne-energiebedrijf Solex Renewable, en prof. Carmel Rotschild van de afdeling werktuigbouwkunde van Technion, die het isotherme proces uitvond dat door Luminescent wordt gebruikt.
Tamir vertelt ISRAEL21c dat ik na tien jaar in de zonne-industrie tot de conclusie kwam dat zonne-energie met batterijen belangrijk is, maar als je de energietransitie serieus wilt nemen, is het een deel van de oplossing, maar niet de oplossing .
Aangezien afvalwarmte een noodzakelijk bijproduct is van warmtemotoren, is de efficiëntie van elektriciteitscentrales en grote industriële fabrieken beperkt en moeten ze daarom meer brandstof verbranden om hun gewenste energieopbrengst te bereiken.
Foto via Luminescent
Toen Tamir afvalwarmte identificeerde als misschien wel het grootste stuk van de klimaatveranderingspuzzel, realiseerde hij zich dat “we het potentieel hebben om honderden gigawatt aan emissievrije energie op te wekken. Maar tegenwoordig gebruikt bijna niemand het. Alle warmtemotoren zijn erg inefficiënt en duur als ze minder dan 10 megawatt hebben,' genoeg om 300 huishoudens van stroom te voorzien.
Door te werken met een industriële installatie die elke energiebron gebruikt - gas, kolen of zonne-energie - kan het systeem van Luminescent "elektriciteit teruggeven tegen zeer lage kosten."
Tamir geeft het voorbeeld van de Amerikaanse gaspijpleiding die van de oost- naar de westkust loopt. “Ze hebben kleine turbines van 25 gigawatt die een compressor aandrijven. Het rendement is zo laag als 24%. We kunnen die 24% nemen en er 41% van maken.”
Dat klinkt misschien niet als een enorme sprong, maar Tamir wijst erop dat "alleen al vanuit deze markt in de VS, we de volledige capaciteit van de elektriciteitsvraag in Israël zouden kunnen genereren, allemaal zonder uitstoot."
Klaar voor de verkoop
Luminescent zal zijn eerste motoren in Israël bouwen met partnerschappen buiten het Midden-Oosten die worden verwacht wanneer het bedrijf internationale klanten begint aan te trekken.
Tamir kijkt naar een prijs van $ 1.500 per motor en het aantal daalt naarmate het bedrijf schaalt.
En hoewel afvalenergie het doel is, is dat nog maar het beginpunt. “Afvalwarmte die tientallen jaren kan werken, is een grote. Maar duurzame opslag kan ook een eindeloze markt zijn. Koeling van datacenters, productie van geothermische energie – dit kunnen allemaal eindeloze markten zijn”, vertelt Tamir aan ISRAEL21c.
Zoals de Yale-studie opmerkte: "Afvalwarmte is een probleem van duizend sneden, waarvoor een massa innovaties nodig zijn om verschillende delen van het probleem aan te pakken."
Bezoek de Luminescent website voor meer informatie over het opvangen van afvalwarmte op de Israëlische manier
