Глобальное потепление усиливается день ото дня и, как ожидается, будет иметь далеко идущие, долговременные и разрушительные последствия для планеты Земля. Чтобы бороться с ситуацией, разные компании вносят свой вклад. Aerostrovilos Energy, автомобильный стартап, созданный ИИТ-Мадрас, присоединился к этой группе в 2017 году с идеей разработки газовых турбин, которые в основном используются для аэрокосмических силовых установок или генерации большой мощности от десятков до сотен МВт. Газовые турбины - это самые чистые устройства для сжигания, которые могут адаптироваться к различным видам топлива, тем самым создавая чистую углеродно-нейтральную экосистему с помощью биотоплива.
Нам интересно узнать о компании и о том, насколько эффективны ее решения для снижения воздействия на окружающую среду, поэтому мы встретились с Рохитом Гровером, соучредителем и генеральным директором Aerostrovilos Energy. Получив степень бакалавра и магистра в области аэрокосмической техники, Рохит очень заинтересовался этой технологией и понял, что в развитии технологии реактивных двигателей в Индии существует огромный пробел. Он хотел быть пионером в этой области и работать над изменением технологии реактивных двигателей.
Вырвав время из своего плотного графика, Рохит поделился идеей создания компании, стилем работы, историей успеха Aerostrovilos Energy и многим другим с командой CircuitDigest.
Q. «Аэростровилос Энерджи» известна тем, что произвела первую в Индии газовую турбину для выработки электроэнергии. Каким был ваш путь к этому?
Мы начали эту компанию в 2017 году с небольшой команды из трех человек, а сейчас расширились до многопрофильной команды из 10 человек, многие из которых также из IIT Madras, а также других IIT. Мы благодарны за безмерную поддержку, которую мы получили от лабораторий IIT Madras, а именно от NCCRD, который является крупнейшим в мире исследовательским центром в области таких технологий. Нам также повезло, что мы смогли пройти инкубацию в инкубационной ячейке IIT Madras, признанной лучшей в стране по своим стартапам в области глубоких технологий. Первоначально мы начали с разработки машины мощностью 20 кВт, которая заключалась в покупке некоторых компонентов и тестировании наших существующих IP-компонентов. В дальнейшем мы полностью завершили разработку системы мощностью 100 кВт. с нуля.
В. Просьба пролить свет на гранты, которые есть у Aerostrovilos Energy. Насколько полезен IITM?
Нам посчастливилось получить финансовую поддержку в виде гранта от Bharat Petroleum в рамках их проекта Ankur для разработки нашей продукции. Мы также смогли перенять технологию из лаборатории NCCRD по сжиганию газовых турбин, которая делает нашу систему намного лучше любых существующих турбинных технологий. Кроме того, мы благодарны за поддержку со стороны инкубационной ячейки в вопросах финансирования, связей с инвесторами, наставников и других юридических и корпоративных услуг.
В. Расскажите нам что-нибудь о LX-101, микрогазотурбинном генераторе мощностью 100 кВт. Каковы основные области применения этих турбин?
Сегодня микротурбины для уровня мощности 100 кВтиспользуются в автономных операциях непрерывного электроснабжения, таких как нефтяные вышки, децентрализованная электроэнергия, промышленная когенерация. Эти приложения обычно имеют ненадежную сеть, что делает турбины чрезвычайно надежными в качестве идеального решения. Он имеет чрезвычайно низкие требования к эксплуатации и техническому обслуживанию. Однако из-за чрезвычайно высоких капитальных затрат, обычно в 10 раз превышающих стоимость дизельной генераторной установки, она использовалась не в качестве резервного источника питания, а только в качестве основного источника энергии, следовательно, имеет очень небольшую долю рынка. В начале 2010-х, когда стоимость батарей была высока; турбогенераторы были опробованы в качестве расширителя диапазона многими компаниями и не были переведены в серийное производство из-за высокой стоимости. Теперь с нашими инновациями,мы можем снизить потребность в материалах до менее экзотической и автомобильной категории и тем самым снизить стоимость до уровня существующей технологии дизельных двигателей. Теперь это может позволить ему найти применение на рынке дизельных генераторных установок и электромобилей.
В. Как работают эти топливные гибкие микрогазовые турбины (MGT)? В чем его значение?
Микрогазовые турбины похожи на технологию реактивного двигателя, которая используется в самолетах или на больших электростанциях на базе газовых турбин, которые питают наши города. Это уменьшенная версия того же самого. В то время как больший может разгоняться от нескольких мегаватт до сотен мегаватт, а микротурбина - от 20 до 200 киловатт.
Основная технология та же, что и в цикле Брайтона, где поступающий воздух сжимается до более высокого давления, сжигается в камере сгорания и расширяется через турбину для создания мощности на валу, которая может использоваться для запуска генератора. В отличие от больших турбин, микротурбины могут быть полностью безмасляными. Микротурбины в принципе являются топливно-гибкими, что требует некоторой модификации камеры сгорания для разных видов топлива. Однако с нашей уникальной технологией камеры сгорания нам тоже не нужно этого делать. Для жидкого или газообразного топлива необходимо небольшое изменение в топливной магистрали для выбора топлива, и одна и та же машина может работать с различными видами топлива, начиная с КПГ, СНГ, дизельного топлива, бензина, биогаза, биодизеля и т. Д.
Турбины, в отличие от агрегатов DG, сжигают топливо полностью, как газовые горелки в наших кухонных плитах, и имеют очень низкие выбросы загрязняющих веществ. Уровни выбросов также в 20-30 раз ниже, чем у самых строгих BSVI. Они в 5 раз меньше по размеру и в 8 раз легче дизельного двигателя при том же уровне мощности.
В. Как можно использовать микрогазовые турбины (MGT) в автомобилях? Какие преимущества у него перед двигателями IC и электромобилями?
Микрогазовые турбины ранее использовались в автомобилях, но были механически соединены с трансмиссией для приведения в движение автомобиля. Однако в текущем случае они будут производить электроэнергию и использоваться для питания электродвигателя электромобиля. Это похоже на серийный гибридный электромобиль, где у нас есть встроенный генератор, который в данном случае будет турбогенератором. По сути, это будет электромобиль спереди с силовой передачей электромобиля и заменой 90% батареи подходящим генератором MGT.
Генераторы MGT имеют ряд преимуществ перед двигателями IC. В принципе, они могут работать на различных видах жидкого и газообразного топлива, включая биотопливо. Они в 8 раз легче и в 10 раз компактнее, чем ICE, почти нулевые вибрации, а шум можно легко сдержать с помощью кожуха. Подходящая технология для горения, что мы вводим называемся Lean Прямых результатов Инъекционных выбросов загрязняющих веществ значительно ниже и с большей эффективностью, СО- 2 след также идет вниз значительно. У ICE период обслуживания составляет 500 часов (30 000 км) и срок службы 10 000 часов (6 000 000 км), тогда как цикл обслуживания турбин будет составлять 10 000 часов, а срок службы - 40 000 часов, что намного больше, чем у ICE.
Преимущества перед электромобилем становятся гигантскими при рассмотрении тяжелых коммерческих автомобилей, которые необходимы для перевозки грузов на большие расстояния. Текущие ограничения в технологии батарейпо плотности и дальности действия ограничивают его использование в этом сегменте транспортных средств, и именно здесь турбины будут играть важную роль в будущем и станут основной технологией для этого сегмента на многие десятилетия вперед. Сегодня существуют методы производства, которые позволяют производить турбины в больших объемах, и здесь наша технология LDI играет важную роль в снижении стоимости CapeX для турбины и в целом для турбинного электромобиля (TEV), так что капитальные затраты будет на одном уровне с ДВС. Кроме того, с электроприводом это может дать лучшую экономию и привести к OpeX почти на уровне электромобилей с комбинацией КПГ и дизельного топлива. Срок службы батарей ограничен.примерно 8 лакх км, тогда как Турбина может ехать 3-4 раза. Наконец, преимущество топливной гибкости приводит к возможности использовать дизельное топливо, бензин, инфраструктуру КПГ, а позже можно плавно перейти на биоэтанол, биодизельное топливо.
В. Достаточно ли компактны эти MGT, чтобы поместиться в автомобили? Как производительность по сравнению с электромобилем?
Турбины легко помещаются в автомобиль, так как он легче ДВС. Как я уже говорил раньше, он похож на электромобиль и приводится в движение электродвигателем. Турбина является основным источником энергии для этих двигателей с небольшой аккумуляторной батареей, которая будет использоваться для получения определенной дополнительной мощности для быстрого ускорения или должна заряжаться во время торможения.
В. Основное внимание на электромобилях уделяется его экологическим преимуществам. Может ли MGT конкурировать с электромобилями с точки зрения загрязнения воздуха?
Да, конечно! Сектор, на котором мы фокусируемся, - это автомобили большой грузоподъемности, и именно они являются одними из главных виновников загрязнения окружающей среды, и технологиям аккумуляторов может потребоваться еще 20 лет во всем мире, чтобы догнать развитые страны и, возможно, намного больше, чем у Индии. Следовательно, если мы сравним это с существующим грузовиком ICE, который будет оставаться таким же в течение следующих 30-40 лет, мы сможем сделать рывок в сокращении выбросов. Мы также делаем ставку на топливо на основе КПГ и биотоплива, а также на электрификацию в рамках государственного плана по энергетике будущего, направленного на сокращение выбросов. Вот несколько номеров для грузовика / автобуса.
по ICE - 100 тонн CO 2; 50 тонн CO и NOx, сокращение выбросов PM на 10 тонн ежегодно.
по отношению к EV (с учетом сети с ее углеродным следом) - 50 тонн CO 2 в год
В. Будут ли автомобили с двигателем MGT более экономичными, чем двигатель IC?
Да, стоимость топлива может значительно снизиться до 3 раз при смешанном использовании дизельного топлива и КПГ по сравнению с ДВС.
В. Вы уже тестировали свои турбины на автомобилях? Какие проблемы вы ожидаете в этом процессе?
Нам еще предстоит испытать наши турбины на транспортном средстве, и для этого мы тесно сотрудничаем с несколькими OEM-производителями, которые работают в сегменте коммерческих автомобилей. Мы будем поставлять им машину. Проблема, с которой мы можем столкнуться, будет заключаться в интеграции технологии с их платформой. Более того, со стороны регулирующих органов могут возникнуть определенные проблемы в отношении субсидий и скидки с GST и т. Д. Турбины чище льда и также должны подпадать под субсидию. Другие страны предоставляют субсидии для автомобилей с новой концепцией, таких как гибрид. Это нужно сделать и здесь.
В. Гибкие топливные MGT станут основным направлением замены существующих комплектов DG для резервного питания. Насколько это правда?
Это вероятный сценарий. Турбины существуют с 40-50-х годов. Они заменили поршневые двигатели из-за их превосходной надежности и производительности, а также с некоторыми инновациями, которые мы вносим; они, безусловно, могут сделать то же самое для наземных приложений, включая наборы DG. УТП турбины заключается в ее топливной гибкости или способности работать с низкокалорийным или грязным топливом, таким как биогаз, синтез-газ и т. Д., К которому ДВС с трудом приспосабливаются. Как только массовое производство газовых турбин налажено с использованием существующих более дешевых материалов и производственных стандартов, которые используются для изготовления турбиноподобного компонента, называемого турбонагнетателем, они могут конкурировать с наборами DG по различным аспектам, включая эффективность, надежность, выбросы и т. Д..
В. Ваша компания сократила первоначальную стоимость микрогазотурбинных генераторов в 10 раз. Как такое возможно? С какими трудностями вы столкнулись?
Некоторые из вас могут знать о турбокомпрессоре. Они похожи на MGT с точки зрения конструкции и принципа действия. Они производятся оптом и используются с ДВС, работающими на дизельном топливе, для улучшения их характеристик. Они производятся серийно с использованием более дешевых материалов и хорошо отлаженных производственных процессов. Мы намерены использовать тот же процесс для создания MGT, и уловка здесь - наша технология LDI, которая теперь позволяет использовать эти процессы для создания MGT.
Мы должны были подумать, исходя из первого принципа, и понять, почему газовые турбины не могут быть дешевле и что им мешает, и поняли, что это экзотический выбор материала, который используется в машине авиационного класса. Но для автомобильной промышленности с определенными изменениями в области камеры сгорания нам удалось снизить температуры, которые больше не требовали от нас использования тех экзотических материалов и производственных процессов, которые были приняты для авиационных турбин или реактивных двигателей.
В. Какие еще технологически передовые продукты планирует производить ваша компания?
Первая линейка продуктов, которую мы планируем, - это линейка продуктов мощностью 120 кВт для тяжелых коммерческих автомобилей. Позже мы представим подходящие продукты для различных сегментов коммерческого транспорта с уровнями мощности от 20 кВт до 200 кВт. Для рынка генераторных установок мы будем использовать одни и те же продукты и начнем их комбинировать и можем предложить мощность до 1 МВт для распределенной выработки электроэнергии, которая использует более чистые виды топлива, такие как природный газ, биогаз или генераторный газ. Со временем мы будем вносить новые инновации в нашу технологию для различных подсистем, которые мы в настоящее время импортируем.