Den globala uppvärmningen ökar dag för dag och förväntas ha en långtgående, långvarig, förödande effekt på planeten Jorden. För att bekämpa situationen gör olika företag sitt. Aerostrovilos Energy, IIT-Madras inkuberade fordonsstart, gick med i vagnen 2017 med idén att utveckla gasturbiner som huvudsakligen används för flygindrivning eller stor kraftproduktion från tiotals till hundratals MW. Gasturbiner är de renaste förbränningsanordningarna som kan anpassas till en mängd olika bränslen, vilket skapar ett netto-kolneutralt ekosystem med hjälp av biobränslen.
Nyfiken på att veta om företaget och hur effektiva deras lösningar är för att minska miljöpåverkan satte vi oss ner med Rohit Grover, grundare och VD för Aerostrovilos Energy. Medan han studerade kandidatexamen och rymdteknik blev Rohit mycket intresserad av tekniken och förstod att det finns ett stort gap i att utveckla jetmotorteknik i Indien. Han ville vara banbrytande och arbeta för att åstadkomma förändringar i jetmotorteknik.
Rohit tog ut tiden från sitt hektiska schema och delade idén bakom att starta företaget, arbetsstil, framgångshistoria för Aerostrovilos Energy och mycket mer med CircuitDigest-teamet.
F. 'Aerostrovilos Energy' är känt för att tillverka Indiens första inhemska gasturbin för kraftproduktion. Hur var din resa att få det gjort?
Vi startade detta företag 2017 med ett litet team med tre killar och har nu expanderat till ett tvärvetenskapligt team med tio medlemmar just nu med många av dem från IIT Madras och andra IITs också. Vi är tacksamma för det enorma stöd vi fått från IIT Madras labs, nämligen NCCRD som är det största forskningscentret i världen för sådan teknik. Vi har också haft turen att kunna inkuberas på IIT Madras inkubationscell, rankad som den bästa i landet för sina djupteknologiska startups. Vi började först med utvecklingen av en 20 kW maskin som kretsade kring att köpa några av komponenterna och testa våra befintliga IP-komponenter. Framöver har vi gått in i fullständig inhemsk utveckling av ett 100 kW-system från början.
Fråga: Vänligen belysa bidrag som Aerostrovilos Energy har fått. Hur användbart visade sig IITM vara?
Vi har haft turen att få ekonomiskt stöd som bidrag från Bharat Petroleum som en del av deras projekt Ankur för vår produktutveckling. Vi har också kunnat använda tekniken från NCCRD-laboratoriet för gasturbinförbränning som gör vårt system mycket bättre än någon existerande turbinteknik. Dessutom är vi tacksamma för att få stöd från inkubationscellen för finansiering, investeraranslutningar, mentorer och andra juridiska och CS-anläggningar.
Fråga: Berätta något om LX-101, 100 kW mikrogenerator. Vilka är de viktigaste applikationerna för dessa turbiner?
Idag är Micro Turbines för 100 kW effektnivåanvänds i kontinuerlig kraftdrift utanför nätet, såsom oljeplattformar, decentraliserad kraft, industriell samproduktion. Dessa applikationer har vanligtvis ett opålitligt nät som gör turbiner som är extremt tillförlitliga som en perfekt lösning. Den har extremt låga drifts- och underhållskrav. Men på grund av extremt höga kapitalkostnader, vanligtvis tio gånger en dieselgenerator, har den inte använts som reservkraft utan endast som primärkraft och har därför en mycket liten marknadsandel. I början av 2010-talet när batterikostnaderna var höga; turbingeneratorerna testades som en förlängare av många företag och flyttade inte till en produktionsskala på grund av höga kostnader. Nu med vår innovation,vi kan sänka materialbehovet till kategorin mindre exotiska och fordonsindustrin och därmed sänka kostnaden i nivå med den befintliga dieselmotortekniken. Detta kan nu göra det möjligt att hitta applikationer på Diesel gen-set och EV-marknaden.
F. Hur fungerar dessa bränslen flexibla mikrogasturbiner (MGT)? Vilken är dess betydelse?
Micro Gas Turbines liknar Jet Engine-tekniken som driver ett flygplan eller stora gasturbinbaserade kraftverk som driver våra städer. Dessa är en miniatyrversion av samma. Medan den större kan springa upp från några Megawatt till 100 Megawatt, men mikroturbinen är från 20-200 kilowatt.
Kärntekniken är densamma som använder Brayton-cykeln där den inkommande luften komprimeras till högre tryck, bränns i en förbränningskammare och expanderas över en turbin för att skapa axeleffekten som kan användas för att driva en generator. Till skillnad från större turbiner kan mikroturbinerna vara helt oljefria. Mikroturbiner är i princip bränsle flexibla vilket kräver viss modifiering av en förbränningskammare för olika bränslen. Men med vår unika förbränningskammare behöver vi inte heller göra det. För flytande eller gasformigt bränsle behövs en liten förändring i bränsleledningen för att välja bränsle och samma maskin kan köras med olika bränsleutbud från CNG, LPG, diesel, bensin, biogas, biodiesel etc.
Turbiner, till skillnad från DG-apparater, bränner bränslet helt som en LPG-brännare i våra köksugnar och har mycket små utsläpp av föroreningar. Utsläppsnivåerna är också 20-30 gånger lägre än den strängaste BSVI. De är 5 gånger mindre i storlek och 8 gånger lättare än en dieselmotor för samma effektnivå.
Fråga: Hur kan mikrogasturbiner (MGT) användas i bilar? Vilka fördelar har den jämfört med IC-motorer och elbilar?
Mikroturbiner har tidigare testats i fordonet men kopplades mekaniskt till drivlinan för att driva fordonet. I nuvarande fall kommer de dock att producera elkraft och kommer att användas för att driva elmotorn till en EV. Detta liknar en serie hybrid-EV där vi har en inbyggd generator, som i detta fall kommer att vara en turbingenerator. I huvudsak kommer det att vara en EV på framsidan med ett EV-tåg och med 90% av batteriet ersatt av en lämplig MGT-generator.
MGT-generatorerna har olika fördelar jämfört med IC-motorer. I princip är de bränsle flexibla och kan drivas med en mängd olika flytande och gasformiga bränslen inklusive biobränslen också. De är åtta gånger lättare och tio gånger kompakta än en ICE, nästan noll vibrationer, och bullret kan enkelt rymmas i ett hölje. En lämplig teknik för förbränning som vi introducerar kallas Lean direktinsprutning resulterar i betydligt lägre utsläpp av föroreningar och med bättre effektivitet, CO 2 kommer fotavtryck också ner betydligt. ICE har en underhållsperiod på 500 timmar (30 000 km) och en livslängd på 10 000 timmar (6, 00 000 km), medan turbiner kommer att ha en underhållscykel på 10 000 timmar och en livslängd på 40 000 timmar, vilket är mycket större än ICE.
Fördelarna med en EV blir enorma när man överväger tunga nyttofordon som behövs för att transportera gods över långa sträckor. De nuvarande begränsningarna i batteriteknikeni densitet och räckvidd begränsar dess användning i detta fordonssegment och det är här turbinerna kommer att spela en viktig roll i framtiden och skulle vara den bästa tekniken för detta segment under många decennier framöver. Idag finns det tillverkningsmetoder som är tillgängliga som gör det möjligt att producera turbiner i bulk och här spelar vår LDI-teknik en viktig roll för att få ner CapeX för turbinen och totalt sett för Turbine Electric Vehicle (TEV) så att CapEx kommer att vara i nivå med en ICE. Vidare med ett elektrisk drivlina kan det ge bättre ekonomi och resultera i OpeX nästan i nivå med EV med kombinationen CNG och diesel. De batterier har en begränsad livslängdpå cirka 8 lakh km, medan turbinen kan fortsätta att gå 3-4 gånger. Slutligen resulterar fördelen med bränsleflexibilitet i förmågan att använda diesel, bensin, CNG-infrastruktur, och senare, övergå till bioetanol, kan biodiesel göras smidigt.
Fråga: Är dessa MGT: er tillräckligt kompakta för att passa in i bilar? Hur skulle prestanda jämföras med en EV?
Turbiner kan lätt passa in i ett fordon eftersom det är lättare än ICE. Som jag sa tidigare, är det som en EV och drivs av en elmotor. Turbinen ger den huvudsakliga kraftkällan för dessa motorer med ett litet batteripaket som kommer att användas för viss extra effekt för snabb acceleration eller ska laddas under bromsning.
Fråga: Huvudfokus på EV är för dess miljöfördelar. Kan MGT konkurrera med EV när det gäller luftföroreningar?
Ja absolut! Sektorn vi fokuserar på är tunga fordon och det är de som är en av de största synderna för föroreningar och batteritekniken kan kräva ytterligare 20 år globalt för att komma ikapp i utvecklade ekonomier och kanske mycket mer än det för Indien. Därför, om vi jämför det med en befintlig ICE-lastbil som skulle vara densamma under de kommande 30-40 åren, kan vi göra steg för att minska utsläppen. Vi bankerar också på CNG och biobränslen baserade tillsammans med elektrifiering som en del av regeringens plan för framtida energi för att minska utsläppen. Här är några siffror som referens för en lastbil / buss.
wrt till ICE-100 ton CO 2; 50 ton CO & NOx, 10 ton PM-minskning årligen.
till EV (med tanke på nätet med sitt koldioxidavtryck) - 50 ton CO 2 årligen
Fråga: Kommer MGT-drivna bilar att vara mer ekonomiska än IC Engine?
Ja, bränslekostnaden kan sjunka avsevärt upp till tre gånger med blandad användning av diesel och CNG jämfört med ICE.
F. Har du testat dina turbiner på fordonsindustrin än? Vilka utmaningar förväntar du dig i processen?
Vi har ännu inte testat våra turbiner med ett fordon och för det arbetar vi nära med några OEM-tillverkare inom segmentet kommersiella fordon. Vi skulle förse dem med maskinen. Den utmaning vi kan möta är att integrera tekniken med deras plattform. Dessutom kan vissa utmaningar från regleringssidan finnas där när det gäller subvention och GST-rabatt etc. Turbinerna är renare än is och bör också komma under subvention. Andra länder ger subventioner för fordon med ett nytt koncept som hybrid. Det måste göras här också.
F. Bränsle flexibla MGT kommer att bli mainstream i att ersätta befintliga DG-uppsättningar för reservkraft. Hur långt är det sant?
Det är ett troligt scenario. Turbiner har funnits sedan 40-50-talet. De har bytt ut kolvmotorerna på grund av sin överlägsna tillförlitlighet och prestanda och med vissa innovationer som vi tar med oss; de kan verkligen göra detsamma för markanvändningar inklusive DG-uppsättningar. Turbinens USP ligger i dess bränsleflexibilitet eller förmåga att köra lågt värmevärde eller smutsiga bränslen som biogas, syngas etc. som ICE: erna kämpar för att anpassa sig till. När den volymbaserade tillverkningen är etablerad för gasturbiner med befintliga billigare material och tillverkningsstandarder som används för att tillverka en turbinliknande komponent som kallas turboladdare, kan de konkurrera med generaldirektoraten om olika aspekter som inkluderar effektivitet, tillförlitlighet, utsläpp etc..
Fråga: Ditt företag har sänkt ned kostnaden för mikrobaserade generatorer med tio gånger. Hur var det möjligt? Vilka svårigheter mötte du?
Några av er kanske känner till turboladdare. Dessa liknar en MGT när det gäller konstruktion och princip. De tillverkas i bulk och används med ICE som körs på diesel för att förbättra dess prestanda. De tillverkas i massa med billigare material och väletablerade tillverkningsprocesser. Vi tänker använda samma process för att tillverka våra MGT: er och fångsten här är vår LDI-teknik som nu gör det möjligt att använda dessa processer för att göra en MGT.
Vi var tvungna att tänka utifrån den första principen och förstå varför kan inte gasturbinerna vara billigare och vad som hindrar dem från att vara så och insåg att det var det exotiska materialvalet som går in i luftfartsmaskinen. Men för fordonsapplikationer med vissa förändringar i vårt förbränningsområde lyckades vi med att sänka de temperaturer som inte krävde att vi längre skulle använda de exotiska materialen och tillverkningsprocesserna för luftkvalitets turbiner eller jetmotorer.
Fråga: Vilka är de andra tekniskt avancerade produkterna som är tillverkade av ditt företag?
Den första produktlinjen som vi planerar är ett 120 kW-produktsortiment för tunga kommersiella fordonstillämpningar. Senare kommer vi att introducera lämpliga produkter för olika kommersiella fordonssegment med effektnivåer från 20 kW till 200 kW. För den ursprungliga marknaden kommer vi att använda samma produkter och börja kombinera dem och kan erbjuda kapacitet upp till 1 MW för distribuerad kraftproduktion som använder renare bränslen som naturgas, biogas eller producentgas. Med tiden kommer vi att ta med ytterligare innovationer i vår teknik för olika delsystem som vi för närvarande importerar.