Project Activate

Projekt
ACTIVATE

Głównym celem projektu jest opracowanie technologii ACTIVATEngine, która ma na celu sprostać wyzwaniom związanym z zasilaniem silników amoniakiem i jego efektywnym spalaniem. Technologia zostanie zademonstrowana w pojeździe rolniczym oraz oceniona pod kątem opłacalności ekonomicznej i wpływu środowiskowego.

Wybierz temat z listy rozwijanej:

ACTIVATE
Dowiedz się więcej o projektcie

Cele projektu:

Zademonstrowanie niskoemisyjnego pojazdu rolniczego napędzanego dwupaliwową technologią amoniak/biodiesel

Opracowanie procedury optymalizacji numerycznej umożliwiając transfer technologii

Przedstawienie charakterystyki dawki pilotującej paliwa alternatywnego

Przedstawienie analizy ekonomicznej i oceny wpływu technologii na środowisko.
Cele szczegółowe, które należy wziąć pod uwagę
podczas badania pojazdu napędzanego amoniakiem są następujące:
Opracowanie bezpiecznego i elastycznego układu wtryskowego ciekłego amoniaku zdolnego do wtrysku pod ciśnieniem 250 bar
Określenie optymalnej strategii wtrysku dla bezpośredniego wtrysku paliwa ciekłego
Określenie optymalnej strategii wtrysku biodiesla
Określenie optymalnych warunków wlotowych
Określenie wytycznych dotyczących bezpieczeństwa

Przemysłowe zapotrzebowanie na CO2

jak je zmniejszyć?

Jeśli chcemy stawić czoła kryzysowi klimatycznemu, musimy zastąpić paliwa kopalne źródłami energii wolnymi od emisji dwutlenku węgla. Głównym problemem jest uzależnienie pojazdów od energii pochodzącej z takich źródeł jak ropa naftowa. Dla sektorów takich jak:
  • transport
  • budownictwo
  • rolnictwo
  •  
istnieje zapotrzebowanie na zrównoważone, odnawialne i bezemisyjne źródła energii. Obiecującym paliwem bezemisyjnym jest amoniak (NH3).

Amoniak

– kluczowy składnik zielonej przyszłości?

Obiecującym, bezemisyjnym paliwem jest amoniak (NH3). Jest on uważany za chemiczny nośnik wodoru, łatwy w przechowywaniu i transporcie.

Amoniak mógłby odegrać kluczową rolę w zarządzaniu sieciami energetycznymi zintegrowanymi z OZE o niestabilnej dostępności poprzez zapewnienie możliwości magazynowania energii. Niniejszy projekt ma na celu badanie i dostosowanie amoniaku jako podstawowego paliwa w pojazdach rolniczych.

Dlaczego

Sektor rolniczy?

 

icon-share-of-polish-economy@2x

Udział w Polskiej Gospodarce

icon-food-production@2x

Możliwość zrównoważonej
produkcji żywności

icon-intermediate-product@2x

istniejąca i rozbudowana sieć dystrybucji amoniaku będącego półproduktem przemysłu nawozowego

W sektorze pojazdów rolniczych dominują silniki o zapłonie samoczynnym (CI), dlatego też zbadane zostaną układy napędowe wykorzystujące silnik CI.

Projekt ten ma na celu zademonstrowanie stosowania amoniaku z biodieslem w sektorze rolniczym jako technologii, która jest:

  • realistyczna,
  • osiągalna w krótkim okresie czasu,
  • opłacalna podczas transformacji przemysłu na bezemisyjny.

Połączone zastosowanie optymalizacji eksperymentalnej i numerycznej ma na celu opracowanie ogólnej metodologii modernizacji silników spalinowych w taki sposób, by możliwe było wykorzystanie amoniaku. Podejście to powinno mieć zastosowanie w innych sektorach przemysłu, takich jak przemysł morski lub ciężki i powinno pomóc w przejściu na stosowanie paliw alternatywnych.

Badania w kierunku wykorzystania amoniaku otwierają również możliwości tworzenia nowych rynków i produktów.

Opis projektu

– co oznacza ACTIVATE?

Chcemy opracować technologię, która będzie mogła być wykorzystana do modernizacji istniejących silników o zapłonie samoczynnym do spalania skroplonego amoniaku jako alternatywnego paliwa o zerowej emisji CO2.

Zielony amoniak?

Amoniak może być wytwarzany:
  • wykorzystując zasoby odnawialne (zielony amoniak)
  • w sposób neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla przy użyciu wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (niebieski amoniak).
Technologia ACTIVATEngine ma duży potencjał, aby w niedalekiej przyszłości trafić na rynek i przyczynić się do natychmiastowej redukcji emisji CO2. Po stworzeniu rynku dla amoniaku jako paliwa i sieci jego dystrybucji, amoniak mógłby być również przetwarzany na wodór przy wykorzystaniu innych koncepcji technologicznych, takich jak ogniwa paliwowe dla mniejszych pojazdów.

Nowe możliwości

i nowe wyzwania

Rosnący na świecie trend amoniaku jako inteligentnego nośnika energii może zostać wprowadzony do polskiego sektora B+R i potencjalnie przygotować rynek na nowe paliwo. Obecne wykorzystanie amoniaku jako nośnika energii jest ograniczone, ale wysoka zawartość wodoru i bezemisyjność powodują, że ma on duży potencjał do zastąpienia paliw węglowodorowych.

5 pakietów roboczych

Projekt został podzielony na 5 pakietów roboczych (WP) obejmujących badania przemysłowe oraz fazę eksperymentalną.

Wp 1 Charakterystyka zapłonu amoniaku
Wp 2 Rozwój technologii spalania amoniaku
Wp 3 Symulacja i optymalizacja systemu spalania amoniaku w silniku CI
wp 4 Analiza środowiskowa i ekonomiczna technologii
wp 5 Demonstracja technologii

WP 1

Fuel
characterization

WP lead:

  • Optimal fuel ratios
  • Emission characteristics

WP 2


Lab
scale experiments

WP lead:

  • Engine fueling technology
  • ACTIVATEngine technology testing
  • Safety strategy

WP 4

Sustainability
and
profitability

WP lead:

  • Life cycle inventory
  • LCA and its interpretation
  • Cumulative thermo-ecological analysis (TEC)
  • Exergo-economic analysis

WP 5


Technology
demonstration

WP lead:

  • Aplication of the fuel / technology
  • Sustainability and profits

WP 3


Numerical
Optimization

WP lead:

  • Optimal operation conditions
  • Engine geometry

Wspólne wysiłki

Eksperymentom dotyczącym paliwa i tym dotyczącym modernizacji silnika wysokoprężnego towarzyszyć będą badania numeryczne parametrów roboczych. Procedura numeryczna zostanie opracowana na podstawie danych eksperymentalnych. Pozwoli ona na zdefiniowanie zoptymalizowanych strategii wtrysku paliwa, sposobu tworzenie mieszanki i warunków pracy dla silników na stanowisku pomiarowym w laboratorium.

Testy

– demonstrator

Wiedza i doświadczenie zdobyte podczas WP1 i WP2 zostaną wykorzystane w WP5, w którym złożony i przetestowany zostanie pojazd demonstracyjny osiągając poziom gotowości technologicznej TRL 7.

Podczas testów terenowych, funkcjonalność wszystkich urządzeń będzie monitorowana w warunkach pracy bliskich rzeczywistym. Czujniki amoniaku zostaną zainstalowane w celu monitorowania wrażliwych obszarów pod kątem możliwych wycieków amoniaku przy użyciu tej samej strategii, która została opracowana w fazie badań przemysłowych.

Podczas transferu technologii do demonstratora modele numeryczne będą wykorzystywane do dostrajania osiągów silnika, a w laboratorium paliwowym testowane będą alternatywne paliwa pilotażowe. W ten sposób powstanie działający pojazd demonstracyjny i uwidocznione zostanie pole do przyszłych ulepszeń.

Opracowana procedura numeryczna zapewni nowe, uniwersalne narzędzie, które będzie można zastosować do modernizacji i optymalizacji silników. Wszystkie wyniki badań przemysłowych zostaną zebrane i wykorzystane do opracowania rzeczywistego pojazdu napędzanego mieszanką amoniaku i biodiesla.

O nas

Nasza współpraca była możliwa dzięki Norwegii, która dofinansowała 85% budżetu projektu oraz dzięki Budżetowi Państwa Polskiego, który wsparł projekt finansując 15% całkowitych kosztów.

Prace realizowane są przez konsorcjum, w skład którego wchodzą wysoko wyspecjalizowane grupy z:

Politechnika Śląska

Norwegian University of Science and Technology

LOGE Polska Sp. z o.o.

Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

Realizacja projektu ACTIVATE rozpoczęła się 4 miesięcy temu

Aktualności

Jednocylindrowy silnik w Motorlab w NTNU jest już gotowy do...

Mateusz Proniewicz, doktorant Politechniki Śląskiej, zajmujący się analizą wpływu technologii...

Zespół WP3 kierowany przez LOGE Polska Sp. z o.o. w...

Zespół Politechniki Śląskie kontynuuje kluczowe prace laboratoryjne mimo wielkich upałów...

Zespół badawczy projektu ACTIVATE opublikował wyniki dotyczące dwupaliwego silnika spalającego...