RECITHERM: Reversible thermodynamic energy storage for renewable energy carriers via efficient work to heat to work transformation for the process industries

„RECITHERM: Reversible thermodynamic energy storage for renewable energy carriers via efficient work to heat to work transformation for the process industries”, umowa o dofinansowanie nr 101294402 w ramach Horyzontu Europa, call HORIZON-CL4-2025-01.

Projekt dotyczy opracowania nowej technologii konwersji energii w formie tak zwanej baterii Carnota, odpowiadającej na uwarunkowania rosnącej różnorodności źródeł energii, rosnącego udziału odnawialnych nośników energii, wieloma ścieżkami konwersji oraz przejściem od scentralizowanego wytwarzania do rozproszonych producentów energii. Obiekty przemysłowe borykają się z coraz bardziej zróżnicowanym i nieregularnym zaopatrzeniem w energię. Odnawialne nośniki energii, takie jak energia elektryczna, wodór i ciepło słoneczne, wykazują znaczne wahania czasowe; obiekty przemysłu przetwórczego muszą radzić sobie ze zmiennymi nakładami energii, spełniając jednocześnie rygorystyczne kryteria efektywności energetycznej, środowiskowe i ekonomiczne. Projekt stawia czoła temu wyzwaniu, opracowując technologię konwersji energii dla zintegrowanych struktur w obiektach przemysłowych, w tym elementów magazynowania energii, oraz weryfikując rozwiązania dotyczące ich funkcjonowania w zmiennych warunkach podaży i popytu na energię.

W ramach projektu zostanie opracowana technologia umożliwiająca zintegrowane wykorzystanie różnych rodzajów odnawialnych nośników energii, zapewniając stały, stabilny, niskoemisyjny i ekonomiczny dopływ energii do przemysłu przetwórczego. Bezpośrednio wspiera on strategię rozwoju technologii i prototypów, które stabilizują przemysłowe dopływy energii, przy jednoczesnym uwzględnieniu aspektów logistycznych, oceny ryzyka i zarządzania nim. Projekt będzie promował stosowanie energii odnawialnej, harmonogramowania zużycia energii i modeli kompensacji cen, aby ułatwić optymalne obciążenie sieci elektroenergetycznej. Dzięki systemowemu i cyfrowemu podejściu projekt wpisuje się w strategię symbiozy systemów energetycznych przemysłu przetwórczego, interakcji ze stroną podaży (sieci elektroenergetyczne i ciepłownictwo miejskie) oraz pełnej integracji zaawansowanych technologii cyfrowych, takich jak strategie rozproszonego sterowania procesami, optymalizacja wykorzystująca algorytmy sztucznej inteligencji oparta na danych oraz technologie oparte na modelach. Prace eksperymentalne będą prowadzone w rzeczywistych obiektach przemysłowych.

Projekt łączy zaawansowane obiegi termodynamiczne, technologie magazynowania energii w postaci ciepła wysokotemperaturowego, konwersję termoelektryczną i odnawialne źródła ciepła w zintegrowane, innowacyjne prototypy, nadające się do wdrożenia w rzeczywistych warunkach przemysłowych. W projekcie stosuje się systemowe podejście integracyjne, umożliwiające integrację z procesami przemysłowymi, wspieranie symbiozy przemysłowej (odzysk ciepła odpadowego) oraz zapewnienie interoperacyjności z infrastrukturą obiektów przemysłowych. W ramach projektu dokona na zostanie gruntowna ocena wydajności systemu energetycznego za pomocą wskaźników efektywności energetycznej, oceny techniczno-ekonomicznej (TEA) oraz oceny cyklu życia (LCA). Symulacje zostaną przeprowadzone z wykorzystaniem integracji w pętli otwartej z rzeczywistymi danymi z zakładów przemysłowych. Symulacje te będą wspierane przez modele cyfrowe, zweryfikowane przy użyciu rzeczywistych danych z wielkoskalowego centrum przemysłowego. Projekt ma zakończyć się na poziomie TRL 5–6.

W zakresie zadania badawczego koordynowanego przez Politechnikę Białostocką, ma powstać pierwsze w skali międzynarodowej prototypowe rozwiązanie układu tzw. baterii Carnota z zastosowaniem wody jako czynnika roboczego. Bateria ta pozwoli na zmagazynowanie nadmiarowej mocy elektrycznej oraz odpadowej mocy grzewczej w postaci ciepła wysokotemperaturowego, a następnie wytworzenie mocy elektrycznej oraz odpadowej mocy grzewczej w okresie zapotrzebowania dla obiektu przemysłowego. W projekcie zaproponowano innowacyjną konfigurację takiego układu umożliwiającą osiągniecie wysokiej efektywności energetycznej oraz elastyczności współpracy z różnymi źródłami energii. Należy podkreślić, że opracowany prototypowy układ powstanie w skali przemysłowej. Zastosowanie wody jako czynnika roboczego sprawi, że rozwiązanie spełni w maksymalnym stopniu uwarunkowania związane z ochroną środowiska oraz bezpieczeństwa eksploatacyjnego i otworzy efektywną perspektywę do wycofywania substancji o wysokim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego z zastosowań w układach konwersji energii.

Skład konsorcjum:

1. INEGI – INSTITUTO DE CIENCIA E INOVACAO EM ENGENHA – Portugalia – Lider
2. POLITECHNIKA BIALOSTOCKA – Polska – Partner
3. UNIVERSITATEA CONSTANTIN BRANCUSI TARGU JIU – Rumunia – Partner
4. PHASE CHANGE MATERIAL PRODUCTS LTD – United Kingdom – Partner
5. IRIS TECHNOLOGY SOLUTIONS, SOCIEDAD LIMITADA – Hiszpania – Partner
6. AMS INNOVATION CENTER – AMS-IC – Grecja – Partner
7. SVENSKA ROTOR MASKINERINTERNATIONAL AB – Szwecja – Partner
8. A.SPIRE – Belgia – Partner
9. EXPANDER TECH SL – Hiszpania – Partner
10. UNIVERSIDADE DE EVORA – Portugalia – Partner
11. SINTEF HELGELAND AS – Norwegia – Partner
12. Mo Industripark AS – Norwegia – Partner
13. FERROGLOBE MANGAN NORGE AS – Norwegia – Partner

Okres realizacji:

01.05.2026 – 30.04.2030

Budżet projektu:

Całkowity budżet projektu maksymalnie: 10 117 311.25 EUR, w tym budżet Politechniki Białostockiej wynosi 2 049 380.00 EUR

Kluczowy zespół projektowy PB tworzą:

• prof. dr hab. inż. Dariusz Butrymowicz – Koordynator projektu
• dr hab. inż. prof. PB Kamil Śmierciew
• dr hab. inż. prof. PB Jerzy Gagan
• dr hab. inż. Paweł Dzienis
• dr inż. Adam Dudar
• dr inż. Michał Łukaszuk
• mgr inż. Paweł Jakończuk
• mgr inż. Andrzej Pawluczuk
• mgr inż. Mateusz Pawłowski
• mgr inż. Adam Kuryłowicz