我们所生产的能源中，大约70%会以热量的形式直接散失到大气中。最难利用的是100°C以下的低温热量，因为回收它通常得不偿失。瑞典公司ZIGRID称，他们找到了办法，而且完全不用涡轮：一种有节奏地膨胀和收缩的气体，最终带动发电机转动。来看看它是怎么工作的、这项技术将走向何方，然后测测这道能源拼图你记住了多少。
欧洲希望在2050年前实现净零排放。方向看起来很明确：减少化石燃料，增加太阳能和风能。煤炭产量持续下降，而太阳能和风能在能源结构中的地位日益重要。
然而，有一个问题被提及的次数远不如光伏板和风力涡轮机。所生产的能源中约有70%以热量的形式白白浪费，直接排入大气。这并不是抽象的损失：它影响碳足迹和高耗能行业的成本，还会让周围环境升温。
工厂可以回收余热，但这在经济上并不总是划算。当热量品质较低，也就是低于100°C时，这类方案通常得不偿失。
结果呢？已经生产出来的能源被白白浪费。
瑞典公司ZIGRID着手解决这个问题。该项目名为ZiGrid Technology，其英文标题很好地体现了雄心：Shifting Waste Heat from Problem to Power，大意是把废热从“问题”类转入“能源”类。
这个课题从何而来？项目协调人拉尔斯·比尔金（Lars Birging）指出了团队自身的经验：“我们的一位创始人对制造业余热问题有深刻的理解。”进一步的研究以及对其他行业的走访表明，废热是一个严重的问题，而不是某一个行业的个别现象。
这个原理无需公式就能讲明白。该技术利用50–80°C的余热来加热并膨胀气体。这种物质周期性地膨胀和收缩，有点像不断吸进和呼出空气的肺。
“这种周期性运动的力量通过液压系统加以利用，由它驱动发电机发电，”比尔金解释说。
最有意思的是这套系统没有的东西。“这项技术的独特之处在于它不使用涡轮，”这位协调人强调。据其研发者介绍，正因如此，这套装置在低温下仍能保持较高的效率，最低只需50°C即可运行。
值得把这个故事里出现的数字放在一起看看：
该项目获得了欧洲创新理事会（EIC）的支持。目标是让这项技术做好进入市场的准备，公司在此过程中还分析了可以把它卖到哪里。项目总成本为4,147,365欧元，其中欧盟出资2,499,999欧元。工作从2024年3月1日持续到2026年8月31日。
“我们的想法是，让我们从在客户现场做测试，转向优化产品并保证产品质量，”比尔金说。为此，公司组建了一支技术团队来处理放大规模时遇到的问题。
不同规模的配置在钢铁行业中进行了测试。结果与氢气生产商以及造纸和纸浆行业的结果作了比较。
并非一切都一帆风顺。“在我们的一个试点现场，我们不得不应对比预期更具挑战性的温度，但这对我们的开发有所帮助，”比尔金坦言。团队指出了需要改进的关键领域，并把结果转化为与商业计划相一致的技术工作计划。
这项技术在哪里最有用？团队指向了会产生大量热量的数据中心。“它们与我们的方案非常契合，并已成为我们最具战略意义的细分市场，”比尔金说。公司认为这一细分市场在战略上最为重要。
接下来的步骤是认证、扩大产能，以及与客户签订协议，客户包括氢气生产商和数据中心。所有这些努力都是为了支持欧盟的能源和气候目标。
这个故事表明，能源转型不只是新建风电场和屋顶铺满光伏板。同样重要的是，如何处理已经生产出来、此刻正在流失的能源。对于能源工程、机械工程或环境工程专业的学生来说，这是一个很好的例子：简单的物理原理，也就是一种膨胀和收缩的气体，可以变成一款有商业计划、有钢厂测试、有客户名单的产品。而对未来的计算机专业人士来说还有个趣事：服务器机房的热量，今天是个麻烦，对这家公司来说却是原料。
在ZiGrid Technology项目中，瑞典公司ZIGRID正在开发一套系统，借助周期性膨胀和收缩的气体以及液压系统，无需涡轮即可把50–80°C的废热转化为电能。这项技术已在钢铁行业中经过测试，公司现在的目标是认证、提高产量，并争取数据中心和氢气生产商等客户。
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