В следующем году пивоваренная компания New Belgium Brewing заменит один из четырех своих паровых котлов, работающих на природном газе, на электрическую версию на главном производстве в Форт-Коллинзе, штат Колорадо. Этот шаг направлен на сокращение выбросов парниковых газов.
Модульная пилотная система котла мощностью 650 киловатт была разработана стартапом AtmosZero, который также базируется в Форт-Коллинзе и сегодня выходит из режима «скрытности» (stealth mode).
«Для декарбонизации промышленности мы должны декарбонизировать тепло», — заявляет Аддисон Старк, генеральный директор и соучредитель стартапа.
Действительно, производство тепла в промышленности может составлять около 10% мирового выброса углекислого газа. Сектор активно использует пар для передачи тепла, стерилизации оборудования и товаров, а также для разделения химических веществ. По оценкам, по всему миру эта практика может генерировать более 2 миллиардов тонн диоксида углерода ежегодно, согласно раннему анализу, проведенному Старком и его коллегой.
New Belgium Brewing, известная производством эля Fat Tire, использует огромные объемы пара для точной настройки температур внутри своих варочных котлов, что помогает извлекать ароматы из хмеля и зерна в ключевые моменты процесса пивоварения.
Электрические котлы, которые могут потреблять энергию преимущественно из возобновляемых источников, таких как солнце и ветер, уже существуют и используются в производстве. Однако они, как правило, полагаются на резистивный нагрев, который генерирует тепло путем пропускания электрического тока через проводящий материал или воду в котле. Это требует колоссального количества электроэнергии и увеличивает затраты, что до сих пор мешало этим устройствам завоевать значительную долю рынка, — говорит Старк, ранее бывший научным сотрудником и исполняющим обязанности директора ARPA-E, подразделения перспективных исследований Министерства энергетики США.
Вместо этого AtmosZero делает ставку на технологию тепловых насосов. Она использует электричество для циркуляции хладагентов с низкой точкой кипения по замкнутому контуру. Устройство забирает тепло из окружающего воздуха, использует компрессор для повышения температуры хладагента до уровня, достаточного для кипячения воды, а затем передает эту тепловую энергию через теплообменник в емкость, производящую пар.
Тепловые насосы могут быть намного эффективнее устройств, основанных на резистивном нагреве, потому что, как ранее объяснял Кейси Кроунхарт в обзоре для MIT Technology Review, большая часть электричества используется для сбора и перемещения тепла, а не для его непосредственного производства.
Старк утверждает, что коммерческая версия устройства компании может быть вдвое эффективнее резистивных котлов.
В настоящее время компания завершает разработку и тестирование своего первого прототипа в Университете штата Колорадо. Старк стал соучредителем AtmosZero вместе с Тоддом Бандхауэром, доцентом машиностроения в этом учебном заведении, и Ашвином Салви, ранее работавшим в Achates Power.
Идея компании зародилась из статьи, соавтором которой Старк выступил в начале 2021 года. В ней подчеркивалась важность ускорения исследований и разработок в области различных методов очистки промышленного тепла.
«Моим проектом на время пандемии было противостояние идее о том, что промышленность сложно декарбонизировать», — говорит Старк, добавляя, что паровые котлы представляли собой «идеальную возможность взяться за эти проблемы».
AtmosZero была основана в декабре того же года. Сейчас в компании работают 13 человек, и она привлекла 7,5 миллиона долларов венчурного финансирования от Energy Impact Partners, Starlight Ventures и AENU. Кроме того, компания получила грант от ARPA-E в размере 500 000 долларов.
Стартап все еще сталкивается с рядом проблем. Хотя компания обещает более низкие затраты по сравнению с электрическими резистивными котлами, ее продуктам может быть трудно конкурировать с крайне низкой стоимостью котлов на природном газе на некоторых рынках. Климатическая политика, стимулирующая сокращение промышленных выбросов, например, Система торговли выбросами Европейского Союза, может помочь сделать такие технологии, как система AtmosZero, более привлекательными.
Тем временем технология еще не была опробована и доказана в коммерческих условиях. Здесь и вступает в игру партнерство с New Belgium. Пилотный проект рассчитан на шесть месяцев и может привести к коммерческому соглашению, а может и не привести, в зависимости от того, насколько хорошо он сработает.
Однако New Belgium заявляет, что «уверена», что эта технология поможет компании достичь своих климатических целей, которые включают достижение углеродной нейтральности к 2030 году.
Обновление: Эта статья была отредактирована для уточнения информации о том, что у AtmosZeros три соучредителя.
