Нейросети и отработанное масло: ТПУ создал топливо будущего
Ученые Томского политехнического университета создали первый в России многоступенчатый комплекс, который включает в себя все этапы испытаний и производства различных видов альтернативного топлива. На следующем этапе к работе подключат цифровые двойники и нейросети.
Новый комплекс, разработанный в ТПУ – это полная технологическая цепочка, начиная от подбора компонентов и синтеза лабораторных образцов до производства конечного продукта и его испытаний. Топливо можно получать практически из любого биологического сырья – растительных и отработанных кулинарных масел, биомассы, а также из низкосортных углей, пластика, коммунальных и промышленных отходов.
Процесс выработки топлива оптимизируют с помощью специальных интеллектуальных систем. Ученые проводят исследования полученных образцов, а наиболее перспективные тестируют на полноразмерных испытательных стендах. Сейчас для дальнейшего совершенствования технологии специалисты ТПУ создают цифровые двойники различных двигательных установок и разрабатывают нейросетевые алгоритмы, которые позволят разрабатывать оптимальные режимы применения топливных композиций.
Проект реализуется при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети» и федеральной программы «Передовые инженерные школы». Для российской ИТ-отрасли он служит наглядным примером использования ИИ для научных разработок с конкретным промышленным эффектом в энергетике и двигателестроении. В целом же применение таких технологий позволит снижать вредные выбросы и перерабатывать различные биоотходы.
Новое топливо для распределенной энергосистемы
В ближайшее время перед учеными стоит задача перейти от стендовых испытаний новых комплексных композиций к их длительной проверке. В перспективе такое биотопливо не сможет заменить традиционное, но оно позволит строить распределенную сеть установок по его выработке там, где есть большие объемы необходимых отходов и потенциальные потребители. В частности, речь идет о малых газотурбинных и автономных генераторах, обеспечивающих энергией отдаленные объекты. Гибкие возможности технологии позволят адаптировать рецептуру топлива под конкретное сырье при помощи интеллектуальной системы, разработанной в ТПУ.
Разработка томских ученых может быть востребована не только в России, но и за рубежом. На рынках стран СНГ, Азии, Африки и Ближнего Востока также есть потребность в биотопливе, получаемом из различных отходов.
Хроника открытий
Создание многоступенчатого комплекса производства и испытаний альтернативного топлива – это результат многолетней системной работы сразу нескольких научных подразделений. Над ним трудились специалисты Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов, Инженерной школы энергетики, Инженерной школы природных ресурсов и ряд других.
В 2022 году учеными были созданы математические модели поведения капель альтернативного топлива в камерах сгорания авиадвигателей. В 2023 году они получили первые образцы топлива из рыжикового, рапсового, таллового масел и отработанных кулинарных жиров. Началась работа над интеллектуальной системой оптимизации производства.
В 2024 году начала работу полупромышленная установка, которая перерабатывала отходы и низкосортное сырье. В 2025 году альтернативная топливная композиция, полученная в ТПУ, была зарегистрирована Роспатентом. В 2026 году все эти компоненты были объединены в единую технологическую цепочку.
Дело за промышленным внедрением
Создание установки полного цикла в ТПУ – это серьезный шаг от лабораторных разработок к промышленному внедрению. Цифровые двойники и использование нейросетевых алгоритмов позволит максимально ускорить адаптацию различных рецептур топлива для использования в конкретных двигательных установках.
В ближайшие годы специалистам ТПУ предстоит пройти сертификацию для своей разработки, наладить сотрудничество с представителями промышленности и найти потенциальных потребителей для того, чтобы выйти на стадию коммерческого применения.
