Globalno zagrijavanje povećava se iz dana u dan i očekuje se da će imati dalekosežni, dugotrajni, razarajući učinak na planeti Zemlji. Da bi se izborile sa situacijom, razne tvrtke daju svoj doprinos. Aerostrovilos Energy, IIT-Madras inkubirano automobilsko pokretanje pridružilo se 2017. godine s idejom da razvije plinske turbine koje se prvenstveno koriste za zrakoplovni pogon ili veliku proizvodnju električne energije od desetaka do stotina MW. Plinske turbine najčišći su uređaji za izgaranje koji se mogu prilagoditi raznim gorivima, stvarajući tako neto ugljično-neutralni ekosustav uz pomoć biogoriva.
Radoznali znati o tvrtki i koliko su učinkovita njihova rješenja u smanjenju utjecaja na okoliš, sjeli smo s Rohitom Groverom, suosnivačem i izvršnim direktorom Aerostrovilos Energy. Dok je tražio prvostupnika i magistra zrakoplovnog inženjerstva, Rohit se živo zainteresirao za tu tehnologiju i shvatio je da postoji velika praznina u razvoju tehnologije mlaznih motora u Indiji. Želio ga je pionirati i raditi na postizanju promjena u tehnologiji mlaznih motora.
Izuzimajući vrijeme iz svog zauzetog rasporeda, Rohit je s timom CircuitDigest podijelio ideju o pokretanju tvrtke, način rada, priču o uspjehu tvrtke Aerostrovilos Energy i još mnogo toga.
P. „Aerostrovilos Energy“ poznat je po proizvodnji prve autohtone plinske turbine u Indiji za proizvodnju električne energije. Kakvo je bilo vaše putovanje u postizanju ovoga?
Ovu smo tvrtku osnovali 2017. godine s malim timom od trojice momaka, a sada smo se proširili na multidisciplinarni tim od 10 članova, s većinom njih iz IIT Madrasa i drugih IIT-a. Zahvalni smo na ogromnoj podršci koju smo dobili od laboratorija IIT Madras, odnosno NCCRD-a koji je najveći istraživački centar na svijetu za takvu tehnologiju. Imali smo i sreće da smo se mogli inkubirati u inkubacijskoj ćeliji IIT Madras, koja je rangirana među najbolje u državi po svojim duboko tehnološkim startupovima. U početku smo započeli s razvojem stroja od 20 kW koji se vrtio oko kupnje nekih komponenata i testiranja naših postojećih IP komponenata. Idući naprijed, krenuli smo u potpuni autohtoni razvoj sustava od 100 kW od nule.
P. Molim vas da malo rasvijetlite bespovratna sredstva koja je dobio Aerostrovilos Energy. Koliko se IITM pokazao korisnim?
Imali smo sreću da smo dobili financijsku potporu od Bharat Petroleuma kao potporu kao dio njihovog projekta Ankur za razvoj naših proizvoda. Također smo uspjeli usvojiti tehnologiju iz NCCRD laboratorija za plinsko turbinsko izgaranje što čini naš sustav daleko boljim od bilo koje postojeće turbinske tehnologije. Osim toga, zahvalni smo što od stanice za inkubaciju dobivamo potporu za financiranje, veze s investitorima, mentore i druge pravne i CS usluge.
P. Recite nam nešto o LX-101, mikro plinskom turbinskom generatoru od 100 kW. Koje su glavne primjene ovih turbina?
Danas su mikro turbine snage 100kWkoriste se u kontinuiranim pogonima izvan mreže, kao što su naftne platforme, decentralizirana energija, industrijska kogeneracija. Ove primjene obično imaju nepouzdanu mrežu koja turbine čini izuzetno pouzdanima kao savršeno rješenje. Ima izuzetno niske zahtjeve za rad i održavanje. Međutim, zbog izuzetno visokih kapitalnih troškova, obično 10 puta više od dizelskog generatora, on se nije koristio kao rezervna snaga već samo kao glavna snaga, stoga ima vrlo mali tržišni udio. Početkom 2010. kada su troškovi baterije bili visoki; turbinske generatore su mnoge tvrtke isprobale kao proširivače dometa i nisu prešle na proizvodnju zbog velikih troškova. Sada s našom inovacijom,u mogućnosti smo smanjiti zahtjeve za materijalom u manje egzotičnu i automobilsku kategoriju, a time i sniziti troškove na razini postojeće tehnologije dizel motora. To mu sada može omogućiti pronalaženje primjena na Diesel gen-set i EV tržištu.
P. Kako funkcioniraju ove fleksibilne mikroplinske turbine (MGT)? Koji je njegov značaj?
Mikroplinske turbine slične su tehnologiji Jet Engine koja pokreće zrakoplov ili velike elektrane na bazi plinskih turbina koje napajaju naše gradove. Radi se o minijaturiziranoj verziji iste. Dok veći mogu kretati od nekoliko megavata do 100 megavata, ali mikroturbina je u rasponu od 20-200 kilovata.
Osnovna tehnologija je ista koja koristi Braytonov ciklus gdje se dolazni zrak komprimira na viši tlak, sagorijeva u komori za izgaranje i širi preko turbine kako bi se stvorila snaga osovine koja se može koristiti za pogon generatora. Za razliku od većih turbina, mikroturbine mogu biti potpuno bez ulja. Mikroturbine su u principu fleksibilne za gorivo što zahtijeva neke preinake u komori za sagorijevanje različitih goriva. Međutim, s našom jedinstvenom tehnologijom komore za izgaranje, ni to ne trebamo činiti. Za tekuće ili plinovito gorivo potrebna je mala promjena u cijevi za gorivo kako bi se odabralo gorivo te se isti stroj može pokretati s različitim gorivima, počevši od CNG-a, UNP-a, dizela, benzina, bioplina, biodizela itd.
Turbine, za razliku od DG uređaja, sagorijevaju gorivo potpuno poput LPG plamenika u našim kuhinjskim pećima i imaju vrlo malo emisija onečišćujućih tvari. Razine emisije su 20-30 puta niže od najstrožih BSVI. Veličine su 5 puta i 8 puta lakši od dizelskog motora za istu razinu snage.
P. Kako se mikroplinske turbine (MGT) mogu koristiti u automobilima? Kakve prednosti ima u odnosu na IC motore i EV?
Mikroplinske turbine prethodno su već bile isprobane u vozilu, ali su bile mehanički spojene na pogonski sklop za pokretanje vozila. Međutim, u trenutnom će slučaju proizvoditi električnu energiju i služit će za napajanje električnog motora EV. To je slično serijskom hibridnom EV-u gdje imamo ugrađeni generator, koji će u ovom slučaju biti turbinski generator. U osnovi, to će biti EV s prednje strane s EV pogonskim sklopom i s 90% baterije zamijenjenom odgovarajućim MGT generatorom.
MGT generatori imaju razne prednosti u odnosu na IC motore. U principu, oni su fleksibilni za gorivo i mogu raditi na raznim tekućim i plinovitim gorivima, uključujući i biogoriva. Osam puta su lakši i 10 puta kompaktniji od ICE-a, gotovo nula vibracija, a buka se lako može zaustaviti u kućištu. Pogodan tehnologija za izgaranje koje uvodimo naziva Lean Izravni injekcije rezultira u znatno niže emisije onečišćujućih tvari i bolju učinkovitost, CO 2 otisak također svodi značajno. ICE ima razdoblje održavanja od 500 sati (30.000 km) i životni vijek od 10.000 sati (6, 00.000 km), dok će turbine imati ciklus održavanja od 10.000 sati i životni vijek od 40.000 sati, što je daleko veće od ICE-a.
Prednosti u odnosu na EV postaju mamutne kada se razmatraju teška gospodarska vozila koja su potrebna za prijevoz robe na velike udaljenosti. Trenutna ograničenja u tehnologiji baterijau gustoći i dometu ograničavaju njegovu upotrebu u ovom segmentu vozila, a tu će turbine igrati glavnu ulogu u budućnosti i bit će napredna tehnologija za ovaj segment tijekom sljedećih desetljeća. Danas postoje dostupne proizvodne metode koje mogu omogućiti proizvodnju turbina u rasutom stanju, a ovdje naša LDI tehnologija igra glavnu ulogu u spuštanju CapeX-a za turbinu i ukupno za turbinsko električno vozilo (TEV), tako da CapEx bit će jednak ICE-u. Dalje, s električnim pogonskim sklopom može pružiti bolju ekonomičnost i rezultirati OpeX-om gotovo paralelno s EV s kombinacijom CNG-a i dizel goriva. Na baterije imaju ograničen vijekod oko 8 lakh km, dok turbina može nastaviti ići 3-4 puta. Napokon, prednost fleksibilnosti goriva rezultira sposobnošću korištenja dizela, benzina, CNG infrastrukture, a kasnije se prelaskom na bioetanol, biodizel može glatko obaviti.
P. Jesu li ti MGT-ovi dovoljno kompaktni da se uklapaju u automobile? Kako bi se izvedba mogla usporediti s EV-om?
Turbine se lako mogu smjestiti u vozilo jer je lakše od ICE. Kao što sam već rekao sprijeda, to je poput EV-a i pokreće ga električni motor. Turbina pruža glavni izvor energije za ove motore s malim baterijama koje će se koristiti za određenu dodatnu snagu za brzo ubrzanje ili će se napuniti tijekom kočenja.
P. Glavni fokus na EV usmjeren je na njegove prednosti za okoliš, može li se MGT natjecati s EV-ima u pogledu onečišćenja zraka?
Da apsolutno! Sektor na koji smo usredotočeni su teška vozila i oni su ti koji su jedan od najvećih krivaca za zagađenje, a tehnologiji baterija možda će trebati još 20 godina na globalnoj razini da bi dostigla razvijena gospodarstva i možda puno više od one za Indiju. Stoga, ako to usporedimo sa postojećim ICE kamionom koji bi ostao isti sljedećih 30-40 godina, možemo napraviti skokove u smanjenju emisija. Također ulažemo u financiranje goriva na bazi CNG-a i biogoriva, zajedno s elektrifikacijom, kao dio vladinog plana za buduću energiju za smanjenje emisija. Evo nekoliko brojeva za referencu za kamion / autobus.
wrt do ICE- 100 tona CO 2; 50 tona CO & NOx, 10 tona smanjenja PM godišnje.
wrt do EV (s obzirom na mrežu s ugljičnim otiskom) - 50 tona CO 2 godišnje
P. Hoće li automobili s motorom MGT biti ekonomičniji od IC Enginea?
Da, trošak goriva može se značajno smanjiti i do 3 puta kod kombinirane upotrebe dizela i CNG-a u usporedbi s ICE-om.
P. Jeste li svoje turbine već testirali na automobilima? Koje izazove očekujete u tom procesu?
Tek trebamo testirati svoje turbine s vozilom i zbog toga usko surađujemo s nekoliko OEM proizvođača koji su u segmentu komercijalnih vozila. Mi bismo ih opskrbljivali strojem. Izazov s kojim bismo se mogli suočiti bio bi u integraciji tehnologije s njihovom platformom. Štoviše, određeni izazovi s regulatorne strane mogli bi postojati u pogledu subvencija i povrata GST-a itd. Turbine su čišće od leda i također bi trebale biti podložne subvencijama. Druge države daju subvencije za vozila s novim konceptom, kao što je hibrid. To treba učiniti i ovdje.
P. Fleksibilni MGT-ovi postat će glavna stvar u zamjeni postojećih DG setova za rezervno napajanje. Koliko je istina?
To je vjerojatan scenarij. Turbine postoje od 40-50-ih. Zamijenili su klipne motore, tada zbog njihove vrhunske pouzdanosti i performansi, te određenim inovacijama koje uvodimo; sigurno mogu učiniti isto za zemaljske primjene, uključujući DG setove. USP turbine leži u njenoj fleksibilnosti goriva ili sposobnosti rada s niskom toplotnom vrijednošću ili prljavim gorivima kao što su bioplin, sintetički plin itd. Kojima se ICE bore prilagoditi. Jednom kada se uspostavi proizvodnja temeljena na obujmu za plinske turbine koristeći postojeće jeftinije materijale i proizvodne standarde koji se koriste za izradu komponente nalik turbini zvanoj Turbopunjač, oni se mogu natjecati s DG setovima o različitim aspektima koji uključuju učinkovitost, pouzdanost, emisije itd.
P. Vaša tvrtka smanjila je početne troškove mikroplinskih turbinskih generatora za 10 puta. Kako je to bilo moguće? S kojim ste se poteškoćama suočili?
Neki od vas možda znaju o turbopunjaču. U strukturi i principu slični su MGT-u. Proizvode se u velikoj količini i koriste se s ICE-ima koji rade na dizel kako bi poboljšali njegove performanse. Masovno se proizvode pomoću jeftinijih materijala i dobro uspostavljenih proizvodnih procesa. Isti postupak namjeravamo koristiti za izradu naših MGT-ova, a ulov je ovdje naša LDI tehnologija koja sada omogućava korištenje tih procesa za izradu MGT-a.
Morali smo razmisliti od prvog principa i shvatiti zašto plinske turbine ne mogu biti jeftinije i što ih sprječava da postanu takvi te smo shvatili da je to egzotični odabir materijala koji ulazi u zrakoplovni stroj. Ali za primjenu u automobilskoj industriji s određenim promjenama u našoj regiji izgaranja, uspjeli smo smanjiti temperature što nije zahtijevalo da više koristimo one egzotične materijale i proizvodne procese usvojene za zrakoplovne turbine ili mlazne motore.
P. Koji su ostali tehnološki napredni proizvodi u nizu koje treba proizvesti vaša tvrtka?
Prva linija proizvoda koju planiramo je asortiman proizvoda snage 120kW za teška komercijalna vozila. Kasnije ćemo predstaviti prikladne proizvode za različite segmente komercijalnih vozila s razinama snage u rasponu od 20kW do 200kW. Za genetski postavljeno tržište koristit ćemo iste proizvode i početi ćemo ih kombinirati te možemo ponuditi kapacitet do 1 MW za distribuiranu proizvodnju električne energije koja koristi čistija goriva poput prirodnog plina, bioplina ili proizvodnog plina. S vremenom ćemo donijeti daljnje inovacije u našoj tehnologiji za razne podsustave koje trenutno uvozimo.