Το έργο

Μια από τις πιο νευραλγικές βιομηχανικές διεργασίες παγκοσμίως είναι η παραγωγική διαδικασία τσιμέντου, η οποία αφενός εξασφαλίζει τη σημαντικότερη πρώτη ύλη για τον τομέα δομικών κατασκευών αλλά αφετέρου αποτελεί μια από τις κυριότερες πηγές εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (CO₂).  Η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση σε τσιμέντο και ταυτόχρονα, η μεγάλη ευαισθητοποίηση της βιομηχανικής και ερευνητικής κοινότητας για μείωση των εκπομπών θερμοκηπικών αερίων καθιστούν απαραίτητη τη διερεύνηση μετασχηματισμού της παραδοσιακής παραγωγικής διαδικασίας του τσιμέντου μέσω της ανάπτυξης τεχνολογιών που θα μειώσουν το ανθρακικό της αποτύπωμα.

Προς αυτή την κατεύθυνση, το έργο SOLCEMENT έχει ως αντικείμενο την ανάπτυξη και αξιολόγηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος που θα στοχεύει στη χρήση συγκεντρωμένης ηλιακής ακτινοβολίας για τη διεργασία διάσπασης του ασβεστόλιθου (CaCO₃) προς παραγωγή οξειδίου του ασβεστίου (CaO) που αποτελεί την βασική πρώτη ύλη της τσιμεντοβιομηχανίας.

Η υλοποίηση του SOLCEMENT θα επιτευχθεί μέσα από δραστηριότητες Έρευνας & Ανάπτυξης σε δύο κύριους άξονες.  Ο πρώτος άξονας αφορά στο σχεδιασμό, ανάπτυξη, βελτιστοποίηση και αξιολόγηση μιας ολοκληρωμένης διεργασίας που θα επιτρέπει την αποδοτική χρήση συγκεντρωμένης ηλιακής ακτινοβολίας για την ολική ή μερική κάλυψη των ενεργειακών απαιτήσεων της παραγωγής CaO για την τροφοδοσία clinker.  Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία του ηλιακού πύργου, το SOLCEMENT προβλέπει το σχεδιασμό και την κατασκευή ενός ηλιακού κλιβάνου/προ-ασβεστοποιητή.  Βασικός στόχος είναι η διερεύνηση κάλυψης των ενεργειακών απαιτήσεων αυτής της διεργασίας με ταυτόχρονη μείωση των εκπομπών CO₂ λόγω σημαντικής υποκατάστασης καυσίμου κατά την προθέρμανση και διάσπαση του CaCO₃.  Ο σχεδιασμός του συστήματος θα πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια προηγμένων υπολογιστικών εργαλείων, ενώ για την ανάπτυξη του προ-ασβεστοποιητή θα αξιοποιηθεί η πλατφόρμα ηλιακού κλιβάνου ονομαστικής ισχύος 50kWth για την αξιολόγηση του συστήματος σε πραγματικές συνθήκες.

Ο δεύτερος άξονας περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός συμπαγούς, υψηλής ενεργειακής πυκνότητας και δομικής/κυκλικής σταθερότητας συστήματος αποθήκευσης μέρους της προσφερόμενης ηλιακής ενέργειας για χρονικά ρυθμιζόμενη χρήση, με σκοπό τη μερική κάλυψη των θερμικών απαιτήσεων της παραγωγής CaO σε συνθήκες μη διαθεσιμότητας της ηλιακής ακτινοβολίας.  Το σύστημα θερμοχημικής αποθήκευσης ενέργειας θα βασιστεί στο ενεργειακό ζεύγος CaO/CaCO3, λόγω της υψηλής ενεργειακής πυκνότητάς του (έως 0.85 kWhth/kg CaO), αλλά και της συμβατότητας με την επιλεγμένη παραγωγική διεργασία.  Η ανάπτυξή του θα στηριχτεί στην παρασκευή σύνθετων υλικών και στη μορφοποίησή τους σε οργανωμένες δομές με κατά το δυνατόν αυξημένη ενεργότητα και δομική/χημική σταθερότητα κατά την αξιολόγησή τους σε πολλαπλούς κύκλους.  Μέσα από την κλιμάκωση μεγέθους παραγωγής συνθετικών ενεργών υλικών, το SOLCEMENT στοχεύει στην αξιολόγηση του συστήματος θερμοχημικής αποθήκευσης ενέργειας μέσω του σχεδιασμού και υλοποίησης μιας προσαρμοσμένης δοκιμαστικής ημι-πιλοτικής εγκατάστασης.