Path to commercialisation: micro gas turbine technology roadmap

• Autores: Giuseppe Tilocca
• Directores de la Tesis: David Tomás Sánchez Martínez (dir. tes.), Miguel Torres García (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2023
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 246
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen
  • español

    Las micro turbinas de gas son sistemas de producción de potencia eléctrica y térmica, de pequeño tamaño y con capacidad para emplear diferentes combustibles. El potencial de la tecnología para abordar el trilema energético ha sido reconocido por la comunidad científica desde hace décadas; no obstante, a pesar de estar presente en el mercado desde hace más de veinte años, todavía no han logrado una penetración significativa. Ciertamente, a pesar de que la industria y la comunidad científica reconocen la existencia de este problema, hasta el momento no se ha implementado ninguna acción correctora de manera efective. De hecho, la literatura científica no contiene ningún estudio que aborde este asunto de manera holística y científica. La presente tesis doctoral tiene como objetivo llenar este vacío mediante el diseño de una metodología que pueda definir el problema, identificar las causas fundamentales y proponer soluciones de manera científica. Al inicio del doctorado, el candidato investigó dos metodologías cualitativas que podrían sentar las bases para el propósito presentado, el Análisis de Causa Raíz basado en procesos tradicionales (Root Cause Analysis - RCA, por sus siglas en inglés) y la Teoría de Restricciones basada en sistemas (Theory of Constraints - TOC, por sus siglas en inglés), encontrando que esta última era más adecuada. Después de realizar la definición del problema mediante un análisis de deficiencias/debilidades y la identificación de la causa raíz mediante el el denominado Árbol de la Realidad Actual (Current Reality Tree -CRT, por sus siglas en inglés), el autor validó la causa raíz inicialmente a través de un estudio de patentes y tendencias de innovación y generación de conocimiento. Además, el autor desarrolló una herramienta numérica para medir el grado e impacto de la innovación; el estudio realizado en nichos de mercado existentes confirmó la conclusión del Árbol de la Realidad Actual y midió el posicionamiento de las micro turbinas de gas en el mercado, en comparación con otras tecnologías competidoras. Finalmente, se definió la competitividad como la combinación de un término absoluto y otro relativo, y el concepto final se aplicó a la metodología anterior para producir una herramienta sencilla. Dicha herramienta tiene como objetivo evaluar la posición actual de las tecnologías en el mercado y diferenciar las vías de innovación tecnológica que resultan factibles y no factibles. Este estudio final sugiere un trabajo adicional, más allá de esta tesis, que implemente las vías de innovación propuestas y refine las metodologías utilizadas en la presente investigación a la vista de los resultados. Estas tareas exceden los objectivos y alcance del proyecto NextMGT.

  • English

    Micro gas Turbines are small fuel-flexible units for on-site power and heat generation. The scientific community has often recognised their potential as a technology to address the energy trilemma. However, despite being in the market for over two decades, they have yet to achieve significant market success. The industry and scientific community acknowledge the existence of this problem, but any remedial action so far proved unsuccessful. In fact, the scientific literature does not contain any study tackling this matter holistically and scientifically. This study aims to fill this gap by devising a methodology that could define the problem, identify the root causes, and propose solutions in a scientific manner. The author initially investigated two qualitative methodologies that could lay the foundations for such purpose - traditional process-based Root Cause Analysis and system-based Theory of Constraint - and found the latter to be more suitable. After performing the problem definition through gap analysis and the root cause identification through the Current Reality Tree, the author validated the identified root cause with a study in patent data and innovation trends. Further, the authors developed a numerical tool to measure innovation; the study performed in existing market niches confirmed the conclusion of the Current Reality Trend andmeasured the position of micro gas turbines in the market against competing technologies. Finally, the author defined competitiveness as a combination of an absolute and relative term. This final concept is applied to the methodology above to produce a simple tool. This ultimate tool aims to gauge the current position of technologies in the market and to differentiate feasible and unfeasible technology innovation paths. This study finally suggests some final work which involves implementing the proposed innovation paths and refining the utilised methodologies employing ongoing research resulting from the NextMGT project.