Svenskt patent kan få nyckelroll för att lösa energikrisen

Dulob Innovations AB

AltText
Dulob_Innovations_AB

Så här började det

En tanke föddes vid en resa i EU där vi blev förvånade över antalet lastbilar som stod med motorn på tomgång för att hålla lasten kall eller förarhytten varm. Det finns tydligen behov av en kupevärmare som kunde ge både värme och ström. Vi har tillsammans lång erfarenhet av både termodynamik och datorstödda beräkningar. Den lösning vi hittade gav i beräkningarna dieselverkningsgrad vid 1/10 av trycket. En helt ny termodynamisk cykel såg dagens ljus! Första reaktionen brukar bli: Detta är alltför bra för att vara sant. Men den som kan lite klassisk termodynamik kan lätt kontrollräkna hela konstruktionen. Denna bild beskriver termodynamikens alla dess detaljer och med alla formler.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Hur får man ut dubbelt så mycket energi ur bränslet?

Ett stort kraftverk värmer omgivningen med minst 60% av förbrukad energi. Om ett minikraftverk kan placeras i varje källare så kan spillvärmen värma huset. På det viset spiller man bara 10% istället för 60% Denna geniala princip för CHP är känd sedan länge och Tyska regeringen har sista 10 åren efterlyst ca 20 milj sådana enheter. Ingen har dock ännu lyckats kombinera lågt pris med lång livslängd.

AltText
Dulob_Innovations_AB

En enhet i varje hus

kan ersätta olja och kol med naturgas och biogas. Länder kan uppnå mer än en halverad bränsleförbrukning och göra värme och elkraft billigare för förbrukarna. CO2 utsläppen kan samtidigt gå ner med upp till 80 % när naturgas används. Genom att öka mängden biogas kan länder bli klimatneutrala inom husuppvärmning och decentraliserad elproduktion.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Omvälvande fördelar

när central kraftproduktion blir decentraliserad och lokal. Denna kalkylator bevisar fördelarna genom att beräkna ett hus som förbrukar 5400 kWh elkraft från ett kolkraftverk (från 2.2 ton kol) samt 3 kubikmeter olja per år för uppvärmning. Driften av huset orsakar nästan 15 ton koldioxid per år. Samma hus drivet av en Dulob CHP tillsammans med några solceller och en luft-vatten värmepump drar 1 ton naturgas per år och orsakar ca 3 ton koldioxid. Det är en CO2 reduktion med 80% I båda fallen har man 5400 kWh elkraft och 27,000 kWh för uppvärmning och varmvatten. Vikten på bränslet har gått från ( 2.2 ton kol + 2.1 ton olja ) till 1 ton naturgas. Detta är bara ett exempel. Med kalkylatorn kan alla tänkbara scenarior beräknas lätt.

Ovanpå dessa fördelar så läggs också grunden för helt klimatneutral elkraft och värme. Detta uppstår redan när andelen biogas uppgår till några procent.

Den mest sensationella fördelen uppstår när allt bränsle är biogas. Då kommer växthuseffekten att backa. Vi reparerar skadorna på atmosfären. Detta innebär nästa generation miljöteknik som överträffar vind, vatten och sol i graden av miljövänlighet! (Under kalkylatorns Sheet 2 kan beräkningen följas i varje litet steg)

AltText
Dulob_Innovations_AB

En tredjedel av energin i kol eller olja blir elström

Två tredjedelar kyls bort.

De modernaste kraftverken kan nå 40% verkningsgrad men alltför många kraftverk i världen når bara 20% verkningsgrad om man räknar in förlusterna i distributionen.

År 2016 kom världens energi till 80% från fossila bränslen, 10% bio-bränsle, 5% atomkraft och 5% Sol+Vind. Av denna summa blev 18% elektricitet och resterande 82% användes för uppvärmning och transporter.

Världens el-energi tillverkades till 38% från kol , 23% från naturgas, 10% från atomkraft, 19% hydro,7% solar+wind, 3% olja. (World energy consumption)

AltText
Dulob_Innovations_AB

År 2038

är slutet för brunkolen i Tyskland. Starka krafter vill dock ha Kohleausstieg tidigare.

Vår kalkylator bevisar att kolkraften kan avvecklas inom en mycket nära framtid samtidigt som konsumenternas kostnad för energi kan sjunka. Dessutom kan utsläppen av koldioxid sjunka med upp till 80% På kalkylatorns sheet2 kan var och en följa varje steg i beräkningen. Det går att lägga in egna värden i kalkylatorn och överblicka varje tänkbart scenario.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Om stora kraftverk delas upp i tusentals små och placeras i varje källare

så kan förlustvärmen från el-framställningen värma huset och göra varmvatten. På så vis kan kan hela länder ta vara på de 2/3 av energin som hittills gått förlorad. Detta är den geniala principen bakom Combined Heat and Power (CHP) eller "Kraft Wärme Kopplung" som regeringars utredare väntar sig bli en avgörande byggsten i framtidens samhällen! Dulob siktar på rätt livslängd, pris och verkningsgrad för att möjliggöra detta i en nära framtid.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Regeringar har efterlyst detta i ett eller flera årtionden!

En sådant litet kraftverk som placeras i varje källare kallas Combined Heat and Power = CHP

I Tyskland kallas det "nano Blockheiz Kraftwerk" och processen kallas "Kraft Wärme Kopplung". Bundesregierung har en speciell hemsida för att understödja denna teknik.

Marknaden kommer att öppnas med stor kraft när det finns enheter som har rätt pris, rätt livslängd och rätt verkningsgrad. Hittills har den ideala enheten lyst med sin frånvaro. Dulob är på god väg att ändra på detta.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Ytterligare en förbättring finns inom räckhåll

om en CHP kombineras med en värmepump.

Då kan 2 kW elkraft omvandlas till ytterligare 10 kW värme utöver de 4 KW värme som motorn ger samtidigt som den genererar 2 kW elström. Allt detta kan kombineras efter behov och årstid.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Solceller på taket

kan förbättra ekonomin avsevärt. På önskelistan kan också finnas en accumulator. Då kan ett hus i princip bli självförsörjande och man kan ta ut större maximaleffekt.

Hela länder kan dra nytta av distribuerad accumulator-kapacitet. Då kan energin fångas upp när vindkraftverk eller solkraftverk på distans genererar maximal effekt. Allt detta kan styras lätt över internet så att ett helt land automatiskt kan begära hjälp i olika situationer av miljontals villaägare för att lagra energi eller leverera ut på elnätet.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Digesters

Det finns redan tiotals millioner digesters i världen.Det är en stor behållare där olika sorters avfall jäser med hjälp av bakterier. Med denna enkla teknik omvandlas avfall till metangas. Eftersom metan är 120 ggr kraftfullare än CO2 som växthusgas så är miljönyttan väldigt stor om man kan hindra denna gas från att nå atmosfären.

När den bränns så uppstår CO2 + vatten och växthuseffekten sjunker med en faktor 120. Det borde stå väldigt högt på önskelistan att varje villa blir utrustad med en digester eller att varje kvarter eller by driver en gemensam digester. Avfall blir värdefull matjord och gasen kan ge ett avsevärt bidrag till elkraft och värme genom Dulob CHP.

Miljönyttan är så kollosalt stor att om en enda Dulob CHP drivs av gas från Digester och 119 st Dulob CHP drivs av fossilt bränsle så är summan av dessa 120 enheter klimatneutral. Detta visar hur kraftfullt växthuseffekten kan backas om alla 120 enheterna drivs av digestergas eller av biogas. Om ingen digester finns så kommer avfallet att brytas ner långsamt och avge lika mycket metan till atmosfären. Genom att förhindra att denna metan når atmosfären så uppstår denna stora miljövinst.

För miljöns skull: Det måste också ha högsta prioritet att utrusta alla reningsverk med digesters och att uppmuntra olika innovationer för att bättre fånga upp metan från lantbruk. I slutänden är detta positiva åtgärder som kan ge mycket pengar tillbaka när gaserna omvandlats till elkraft och värme av en Dulob CHP.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Ett stort problem i de flesta länder är att kraftledningarna är överbelastade.

En Dulob CHP i varje källare löser situationen. Miljontals villaägare kan dessutom sälja ström ut på nätet när landets elförsörjning inte räcker till. Eftersom ström kan genereras överallt och förbrukas överallt så sänks belastningen på kraftledningarna.

När elbilarna slår igenom så kommer elnäten att bli extremt belastade. En Dulob CHP i varje källare kan förbättra situationen radikalt. Miljontals villaägare kan sälja den ström ut på nätet som elbilarna behöver och samtidigt värma huset med just den värme som annars skulle kylas bort i bilens kylare.

En otto- eller dieselmotor har ett topptryck mellan 70 och 150 bar och topptemperatur mellan 1500 C och 2000 C

Nyttiga energin motsvarar ytan i tryck-volym-diagrammet

Den höga temperaturen ger kväveoxider (NOx) och partiklar som ger motortillverkarna nästan olösliga problem när verkningsgraden skall upp och avgasvärdena skall ner.

Dulob's energilösning har en helt ny termodynamisk cykel som löser detta dilemma.

Dulob's VatneEngine har en tiondel av ottomotorns tryck och dessutom lägre topptemperatur.

Bara 7 Bars övertryck och 800 C maxtemperatur

Att man trots detta kan beräkna en diesel-liknande verkningsgrad har att göra med att tryckdiagrammet delas upp i två ytor istället för en enda.

Nyttiga energin motsvarar de två ytorna i tryck-volym-diagrammet.

Denna märkliga effekt som vi tror lägger grunden för framtidens motorer kan lätt kontrollräknas med klassisk termodynamik. Det låga topptrycket väntas ge den livslängd som krävs av en motor som skall arbeta dygnet runt i varje källare.

Den låga temperaturen gör det teoretiskt möjligt att tillämpa flamfri förbränning. Grunden är därmed lagd för NOx (kväveoxider ) under 1 ppm, vilket kan betraktas som en fullständigt ren motor. Detta bör komma att överträffa alla nu kända kolvmotorer med intern förbränning. Detta förväntas av framtidens motor.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Det går att få en stor eller liten cylindervolym

genom att bara ändra venlilrörelserna. Detta är inte möjligt hos Otto eller Diesel-motorer.

Det går också att förändra kompression och verkningsgrad

genom att bara ändra venlilrörelserna Detta är inte heller möjligt hos Otto eller Diesel-motorer.

Med en termisk verkningsgrad kring 54% visar simulatorn sådana tryckförlopp att man kan få bra balans mellan effektivitet och livslängd.

Om man vill pressa motorn så verkar enligt simulatorn en termisk verkningsgrad kring 72% motsvara den yttersta gränsen. Dulob Innovations har utvecklat en termodynamisk simulator som steg för steg visar formlerna. Här kan man snabbt överblicka olika driftsfall, temperaturer, tryck och till slut också ideal, förlustfri verkningsgrad, även kallad termisk verkningsgrad.

AltText
Dulob_Innovations_AB

En världsmarknad öppnas!

Världen söker efter lösningar för att minska klimathotet. Därför erbjuder den energilösning Dulob Innovations tagit fram en enorm affärsmöjlighet. Potentialen i större Eu-länder eller USA kan vardera ligga kring 20 miljoner enheter. Potentialen i asiatiska länder med miljardbefolkning kan gissningsvis vara en tiopotens högre. Allt detta sammanfaller också väl med oljebolagens nya globala strategi att kraftigt gå över till naturgas och flytande naturgas (LNG). I nästa steg kommer hela nationer att kraft-satsa på biogas och långsamt fasa ut den fossila naturgasen. Tyskland är föregångare som redan generar 20% av sitt gasbehov i form av biogas. Vid en viss andel biogas så börjar växthuseffekten backa.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Att backa växthuseffekten

Denna PDF från tyska Regeringen (Bundestag) visar på sidan 23 hur biogas kan backa växthuseffekten när biogas används i kombination med CHP. (Minus 409 gCO2/kWh!) Detta är precis vad Dulob Innovations CHP kan göra också. Med en kraftigt växande biogasproduktion med Tyskland som föregångsland kan elström och husuppvärmning i kombination med CHP snart bli klimatneutralt sett över hela länder. Även möjligheten att backa växthuseffekten ligger helt klart inom räckhåll.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Biogasens kraftfulla inverkan.

Se vår kalkylator som visar fördelarna med den effekt som tyska Bundestag (tyska riksdagen) lyfter fram.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Timeline

Dulob Innovations AB söker nu ett företag med riktigt stora resurser för att snabbt kunna möta hela länders och regeringars väntan på denna brådskande klimatlösning.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Det som ligger framför:

Om metan och luft blandas i sådana proportioner att allt metan förbränns och inget syre återstår så kallas detta en stökiometrisk blandning.En sådan blandning är lätt att tända även med en svag gnista. Problemet är bara att rikligt med kväveoxider (NOx) bildas när flamtemperaturen överstiger 1800 C. Metan når adiabatisk flamtemperatur på 2000 C vilket ger mycket NOx. Samtidigt har vår lösning den unika termodynamiska egenskapen att kunna arbeta vid en helt NOx -fri förbränningstemperatur på 800 C. Detta kan lättast åstadkommas genom en super-mager blandning. Hela motorindustrin vet att dessa magra blandningar ger en osäker tändning. Vid de tillfällen, enstaka varv, när vår motor tänder så kan vi konstatera att alla kurvor ligger rätt och att motorn utvecklar förväntad effekt. Att lösa detta bör vara en rutinmässig motor-ingenjörsuppgift men det kräver en betydligt bättre testmotor och omfattanden gasanalys.

Dulob Innovations AB söker alltså ett företag med resurser för det övergripande målet att snabbt kunna möta hela länders och regeringars väntan på denna brådskande klimatlösning.

AltText
Dulob_Innovations_AB

Carbon reality

Dulob vill i första hand se till Tyskland.

Men om man senare ser till den globala bilden så kan man notera denna kurva. Den antyder verkligen en stor potential för Dulob CHP i Kina och Indien!

AltText
Dulob_Innovations_AB

Kontakt och ytterligare information

Jan Lundgren

CEO

jan.lundgren@dulob.com

Mob.tel: +46 708 13 29 27

Gert Westergren

Chairman of the Board

gert.westergren@dulob.com

Mob.tel:+46 705 55 77 99

Bengt Ovelius,

Head of R&D

bengt.ovelius@dulob.com

Mob.tel: +46 707 22 50 05