ORLEN: opracowaliśmy pierwszy na świecie system wielopaliwowy do silników gazowych

System Multifuel pozwala na elastyczną, w pełni zautomatyzowaną zmianę dowolnego paliwa gazowego, w tym wodoru w trakcie jednego cyklu pracy silnika. Może być instalowany jako nakładka na już działające jednostki wytwórcze (tzw. „retrofit”), dzięki czemu umożliwi ich dekarbonizację poprzez stopniowe przestawienie na zasilanie gazami alternatywnymi: wodorem, biogazem, biometanem. 

„Opracowaliśmy, przetestowaliśmy, a teraz rozpoczynamy wdrażanie i komercjalizację innowacyjnego, unikalnego na skalę światową systemu wielopaliwowego, który umożliwia współspalanie wielu paliw gazowych jednocześnie albo zamiennie” – mówi Filip Paczkowski, kierownik Działu Rozwoju Technologii Gazowych, kierownik projektu H2Cogen w ORLEN S.A., w ramach którego opracowano Multifuel. 

W systemie Multifuel paliwa węglowodorowe – np. gaz ziemny, wodór i ich dowolne mieszaniny, są dostarczane do silnika gazowego poprzez dwa niezależne układy zintegrowane z systemem sterowania i kontroli. Dzięki nim można dowolnie, w czasie pracy jednostki, zmienić proporcje składu mieszanki, czego nie oferuje żadne inne rozwiązanie dostępne na rynku. Dawki paliwa są regulowane automatycznie, bez konieczności redukcji mocy, a zmiana parametrów może nastąpić w ciągu jednego cyklu pracy silnika.

Przedstawiciele ORLEN uważają, że technologia Multifuel przyspieszy wykorzystanie paliw alternatywnych w energetyce, przyczyniając się do redukcji emisji CO2 w branży. 

„Wykorzystanie paliw alternatywnych jest niezbędnym elementem transformacji energetycznej i warunkiem osiągnięcia neutralności klimatycznej w 2050 roku. Grupa ORLEN wspiera ten proces, m.in. rozwijając technologie pomostowe, które zapewnią płynne przejście od paliw kopalnych do nisko- i zeroemisyjnych gazów, przede wszystkim wodoru. Pomyślne wyniki testów otwierają drogę do szybkiej komercjalizacji tego rozwiązania” – mówi Iwona Waksmundzka-Olejniczak, członek zarządu ORLEN ds. strategii i zrównoważonego rozwoju.

Wysoką efektywność i niezawodność autorskiej technologii ORLEN-u potwierdziły pomiary kluczowych parametrów operacyjnych prototypowego urządzenia. Podczas testów z wykorzystaniem ponad 0,5 tony wodoru w różnych mieszaninach z gazem ziemnym maksymalna sprawność produkcji energii elektrycznej wzrosła o ponad 5 procent w odniesieniu do parametrów fabrycznych. Testy wykazały także bezpieczeństwo zastosowania mieszaniny wodoru oraz gazu ziemnego w procesach energetycznych.

„Wszystkie paliwa gazowe: gaz ziemny, LPG, biogaz, biometan czy wodór mogą być doprowadzane do silnika gazowego czy jednostki kogeneracyjnej przez nasz system Multifuel. Na potrzeby testów i walidacji technologii opracowaliśmy prototyp o mocy 1 MW zasilany wodorem i gazem ziemnym, dzięki któremu mogliśmy funkcjonalnie i eksperymentalnie zbadać, jak nasz system zachowuje się pod obciążeniem i przy zasilaniu wieloma paliwami” – podkreśla Filip Paczkowski.

Dodaje, że system Multifuel wyróżnia się tym, że zmiana stężenia paliwa może zachodzić w czasie jednego cyklu pracy – czyli znacznie szybciej niż w innych rozwiązaniach dostępnych na rynku. System jest samoregulujący się: zmiana stężenia mieszanki gazowej czy zmiana parametrów operacyjnych jednostki następują automatycznie, bez ingerencji człowieka.

System Multifuel to nakładka na silnik gazowy dużej mocy, od 300 kWel do 2 MWel, która może być stosowana w przemyśle, ale także w hubach energetycznych, klastrach energii czy jako stabilizacja Krajowego Systemu Energetycznego. 

Może być stosowany również w wielkoskalowym budownictwie wielorodzinnym, w galeriach handlowych czy obiektach użyteczności publicznej, gdzie muszą być zapewnione stałe dostawy energii elektrycznej albo konieczne jest rezerwowe źródło prądu.

Filip Paczkowski wskazuje także na potencjalne zastosowanie systemu Multifuel w procesach ładowania samochodów elektrycznych na stacjach benzynowych, gdzie problemy sprawia przyłączenie do sieci wysokiego napięcia, aby móc podłączyć szybkie ładowarki o mocy 300 kW. Takie ładowarki są niezbędne w przypadku nowoczesnych samochodów elektrycznych, np. Tesla.

„Jeżeli na stacji mamy gaz ziemny, do tego praktycznie każda stacja benzynowa posiada LPG, a docelowo będzie miała również bioLNG – stawiamy naszą jednostkę kogeneracyjną w rogu działki, podjeżdża samochód elektryczny, uruchamiamy agregat i mamy energię elektryczną dla tego pojazdu. Biorąc pod uwagę, że ponad 60 proc. naszego miksu energetycznego to węgiel, czerpiąc energię z bioLNG czy innych paliw alternatywnych, osiągamy w rezultacie dużo niższy ślad węglowy. A pozostałe ciepło z takiego procesu możemy sprzedać lub zasilić nim stację benzynową, lub - poprzez pompę absorpcyjną - zamienić ciepło na chłód w lecie” – zaznacza ekspert.

ORLEN w grudniu 2022 r. zgłosił system Multifuel do Urzędu Patentowego Rzeczpospolitej Polskiej, a w ostatnich tygodniach także do europejskiego i amerykańskiego odpowiednika – EPO oraz USPTO. W 2024 r. spółka zamierza rozpocząć komercjalizację systemu.

Źródło informacji: PAP MediaRoom