Projektu siekiama įsigyti skaičiavimo klasterį, kuris padėtų išspręsti esminius uždavinius, numatytus susietosios paraiškos RENDER (Advanced Process for Sustainable Production of RENewable Dimethyl EtheR (liet. Pažangus procesas, skirtas tvariai gaminti atsinaujinantį dimetileterį)), Nr. 101235501, kuri galutiniame programos „Europos horizontas“ paraiškų (HORIZON-CL5-2024-D3-02-02, HORIZON-RIA) vertinime pripažinta finansuotina, tačiau Europos Komisijos finansavimo negavo dėl lėšų trūkumo, plane. Projektu prisidedama prie 2023–2030 m. plėtros programos valdytojos Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerijos Mokslo plėtros programos pažangos priemonės Nr. 12-001-01-02-01 „Stiprinti inovacijų ekosistemas mokslo centruose“ apraše suplanuotų veiksmų. Šiuo projektu planuojama prisidėti prie Nacionalinio pažangos plano 1 strateginio tikslo („Pereiti prie mokslo žiniomis, pažangiosiomis technologijomis, inovacijomis grįsto darnaus ekonomikos vystymosi ir didinti šalies tarptautinį konkurencingumą“) įgyvendinimo apimant netiesiogiai 1.1 uždavinį „Stiprinti žmonių išteklius ir kompetencijas aukšto lygio mokslui ir mokslu grįstoms technologijoms kurti“ ir tiesiogiai 1.2 uždavinį „Kurti aukšto lygio mokslo žinias, didinančias šalies konkurencingumą“. RENDER projekto paraiška buvo nukreipta į Europos siekį tapti aplinką tausojančia, neutralaus klimato ir tvarios ekonomikos pradininke, nepriklausoma nuo iškastinio kuro, įtakojančio mobilumo, energetikos ir gamybos procesus. Šiam siekiui įgyvendinti lemiamą vaidmenį turi pažangių technologijų atsinaujinančiam kurui išgauti diegimas. Aplinkos tvarumo didinimas biokuro naudojimo aspektu yra tampriai susijęs su biomasės transformavimo procesu ir išgauto kuro kokybe. Biologiškai suskystintos naftos dujos (Bio-SND) yra švari ir tvari biokuro rūšis, prisidedanti prie transporto, pramonės, šilumos gamybos ir ūkio sektorių dekarbonizacijos. Tai yra hidrinto augalinio aliejaus šalutinis produktas, kurio gamybos apimtys yra nepakankamos būsimoms reikmėms patenkinti ir R-DME, būdamas saugiu, netoksišku, švariai degančiu ir tvariu kuru, ženkliai sumažinančiu šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimus (iki 85 %), prisideda prie geresnės oro kokybės (nėra suodžių, nėra SOx ir mažiau NOx), ir cheminėmis savybėmis būdamas panašus į biodegalus, gali būti naudojamas tose pačiose srityse. R-DME gaminamas iš įvairių biomasės šaltinių, biogeninių atliekų ir net CO2, todėl jo gamybos apimtys yra daug didesnės ir gamyba yra labiau paskirstyta, palyginti su Bio-SND. Tačiau, kad R-DME taptų konkurencingu kainos atžvilgiu ir perspektyviu naujos kartos atsinaujinančio kuro pakaitalu, privalu ištobulinti du pagrindinius aspektus: bendrą proceso ir anglies konversijos efektyvumą. Tuo tikslu, RENDER projektu buvo siekiama išvystyti inovatyvų, integruotą didelio efektyvumo R-DME gamybos procesą, kaip žaliavą pasitelkiant įvairius biomasės išteklius, biogenines atliekas ar CO2, ir atsinaujinančią energiją, beveik be anglies emisijų. Šis procesas apima plazminio dujinimo technologiją kartu su aukšto slėgio elektrolizeriu ir inovatyvia membraninio reaktoriaus koncepcija DME sintezei. RENDER konsorciumo siekis buvo padidinti bendrą anglies konversiją į R-DME bent iki 70 % vieno ciklo metu ir pagerinti šaltų dujų efektyvumą 15 %, lyginant su esama DME gamybos technologija. RENDER projekte numatytus skaičiavimus atlikti sėkmingai ir pilna apimtimi, reikalingi ištekliai, kurie yra pagrindžiami užduočių sudėtingumu, mastu ir skaičiavimo intensyvumu. Detalių daugiapakopių modelių, skirtų įrenginio operacijoms (pvz., membranoms, katalizatoriams ir reaktoriams), kūrimas reikalauja didelės skaičiavimo galios imituoti sudėtingą reakcijos kinetiką, atskyrimo procesą ir termodinamines savybes. Šie modeliai apima didelių diferencialinių lygčių rinkinių sprendinius ir iteracinius skaičiavimus, kurie yra labai intensyvūs skaičiavimo požiūriu. Sistemos integracija, t.y. detalių struktūrinių modelių integravimas į bendrą proceso schemą (RENDER projekte numatyta programinė įranga Aspen Plus) apima didelių duomenų rinkinių tvarkymą ir jautrumo analizės atlikimą pagal kelis kintamuosius. Tai reikalauja didelio apdorojimo greičio ir atminties talpos. Atliekant gyvavimo ciklo vertinimą, LCA, naudojant SimaPro, reikia analizuoti didelės apimties aplinkos duomenų bazes ir atlikti Monte Carlo simuliacijas jautrumo analizei. Šios užduotys reikalauja didelių skaičiavimo išteklių. Jautrumo analizė ir bendro sistemos modelio optimizavimas reikalauja vienu metu vykdyti kelis scenarijus, siekiant nustatyti geriausias veikimo sąlygas. Klasterio įrenginys leidžia vykdyti lygiagretųjį duomenų apdorojimą, žymiai sumažinant skaičiavimo laiką. Pilnos apimties pramoninių įrenginių modeliai apima kelių tarpusavyje sujungtų sisteminių vienetų (pvz., plazminio dujofikatoriaus, elektrolizerio, MADMES reaktoriaus) modeliavimą. Sisteminis aukšto našumo skaičiavimo įrenginys (klasteris) užtikrina efektyvų šių didelio masto modeliavimo procesų apdorojimą. Tokios apimties skaičiavimų metu generuojami dideli duomenų rinkiniai iš eksperimentinių rezultatų, procesų modeliavimų ir poveikio aplinkai vertinimų. Šiuo aspektu klasteris užtikrina reikiamus saugojimo ir apdorojimo pajėgumus, kad šiuos duomenų rinkinius būtų galima veiksmingai valdyti ir analizuoti. Jis taip pat įgalina keliems projekto partneriams vienu metu naudotis ir vykdyti modeliavimus, palengvindamas bendradarbiavimą ir užtikrindamas veiksmingą skaičiavimo išteklių naudojimą. Be to, keičiant kuriamos sistemos mastelį, modelių sudėtingumas didėja. Klasteris užtikrintų mastelio keitimo galimybę, reikalingą ateities skaičiavimo poreikiams patenkinti be vėlavimų. Tokių daugialypių modeliavimo ir skaičiavimų uždavinių sprendimai, įsigijus skaičiavimo klasterį, tiesiogiai prisidėtų prie Europos žaliojo kurso, REPowerEU plano ir klimato neutralumo strategijų planavimo ir įgyvendinimo. Sukurti daugiamatės analizės modeliai leistų optimizuoti procesų efektyvumą, sumažinti energijos ir žaliavų sąnaudas bei didinti atsinaujinančių išteklių panaudojimą pramonėje. Tokiu būdu būtų prisidedama kuriant žiedinės ekonomikos sprendimus, mažinančius priklausomybę nuo iškastinio kuro. Skaičiavimų rezultatai, siekiant optimizuoti, pagal susietąjį RENDER projektą, R-DME kuro gamybos procesą iš biogeninio, surinkto CO₂ ir žaliojo vandenilio, sukurtų sąlygas decentralizuotai energijos gamybai ir stabilesnei elektros kainai. Aplinkosauginiu požiūriu, RENDER projekto metu suplanuotų išvystyti technologijų ir skaičiavimų dėka, įsigijus skaičiavimo klasterį, būtų sukurtos sąlygos sumažinti CO₂ pėdsaką, pakeisti iškastinius degalus mažos emisijos R-DME kuru bei prisidėti prie 2050 m. klimato neutralumo tikslo. Tuo pačiu, kadangi šio kuro deginimas neprodukuoja kenksmingų junginių (SOx, NOx, suodžių), mažėtų oro tarša, kuri tiesiogiai paveiktų visuomenės sveikatą ir gyvenimo kokybę. Galiausiai, modeliavimo rezultatai būtų sėkmingai panaudojami formuojant realiais duomenimis grįstus pasiūlymus politikos formuotojams, siekiantiems teisingos energetikos transformacijos. Todėl šiuo Projektu planuojama įsigyti skaičiavimo klasterį išsamiam netaršių atsinaujinančių energetinių sistemų modeliavimui, įskaitant procesų intensyvumo didinimą, sistemų integraciją ir tvarumo vertinimą, siekiant naujų kuro rūšių gavybos būdų praktinio taikomumo plėtros, mokslinės pažangos augimo bei stiprėjančio technologinio pasirengimo lygmens. Projektas pagal savo pobūdį nepažeidžia horizontaliųjų principų ir neprieštarauja Jungtinių Tautų neįgaliųjų teisių konvencijos nuostatoms. Projekto įgyvendinimo metu nenumatoma jokių apribojimų, kurie turėtų neigiamą poveikį lygių galimybių ir nediskriminavimo dėl lyties, rasės, tautybės, kalbos, kilmės, socialinės padėties, tikėjimo, įsitikinimų ar pažiūrų, amžiaus, negalios, lytinės orientacijos, etninės priklausomybės, religijos ar kitų bruožų principams įgyvendinti. Projekte nenumatyta veiksmų, kurie turėtų neigiamą poveikį darnaus vystymosi principui įgyvendinti ar veiksmų, kurie turėtų neigiamą poveikį inovatyvumo (kūrybingumo) principui įgyvendinti (finansuojama veikla netiesiogiai prisideda prie šio principo įgyvendinimo, nes yra orientuota į mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros vystymą). Projekto įgyvendinimo metu nenumatyta veiksmų, kurie pažeistų PFSA nustatytų reikalavimų dėl atitinkamų Europos Sąjungos pagrindinių teisių chartijos nuostatų laikymąsi. Susietasis projektas, jo tikslai, uždaviniai ir Lietuvos energetikos instituto rolės, šio projekto tikslas įsigyti skaiččiavimo klasterį su išsamiu jo poreikio pagrindimu papildomai pateikti paraiškos, PĮP, prieduose.