Koncentracijske solarne elektrane: vijesti iz Kalifornije, Saudijske Arabije, Indije i Australije

Intenzivni rast solarnih elektrana u posljednjih nekoliko godina zasniva se gotovo isključivo na fotonaponskim sustavima. Dok se kod njih radi o zreloj tehnologiji, koncentracijske solarne elektrane (CSP) zasad su na nivou razvoja, s manjim brojem postrojenja u raznim zemljama. Postoje različita predviđanja o kretanjima slijedećih godina.

CSP with TES

Nedavni izvještaj Bloomberg New Energy Finance (BNEF) s prognozom kretanja investicija u proizvodnju električne energije do 2030. predviđa, u svim razmatranim scenarijima, da će znatna većina novih izgrađenih kapaciteta u svijetu biti obnovljivi. Generalni direktor BNEF, Michael Liebreich, smatra da smo već prešli točku okreta (tipping point) na putu prema čišćoj energetskoj budućnosti. Osobito impresivan rast očekuje se kod malih fotonaponskih sustava (o tome pogledajte prethodni tekst na ovom blogu: Izranjajuća harmonija velikog i malog u elektroenergetici). Za CSP međutim predviđaju da će ostati marginalne, zbog još uvijek visokih troškova proizvodnje. Drugi se pak nadaju da bi cijene uskoro mogle pasti.

CSIRO to lead push to bring cost of CSP to 10c/kWh

Australijska organizacija za znanstvena i industrijska istraživanja (CSIRO) pokrenula je pogram istraživanja solarnih termalnih tehnologija, nazvan Australian Solar Thermal Research Initiative (ASTRI). Vjeruju da već do 2016. godine mogu sniziti prosječnu cijenu proizvodnje (levelised costs) u CSP na 9 do 12 US centi po kilovatsatu, što je na nivou cijene proizvodnje u termoelektranama na fosilna goriva. (Današnje cijene za CSP su oko 25 c/kWh generalno, a 14–18 u najpovoljnijim područjima.) U ASTRI sudjeluju i istraživači iz SAD. Država ulaže 35 milijuna od ukupno 87 milijuna dolara.

Snažan impuls za brže uvođenje CPS mogu biti potrebe cjeline izranjajućeg elektroenergetskog sustava s dominacijom obnovljivih. O tome govore novije vijesti iz Kalifornije, Saudijske Arabije i Indije. Velika prednost CPS je mogućnost da se energija, proizvedena u doba najveće sunčanosti, spremi u toplinskom spremniku (Thermal energy storage, TES) za kasnije pokretanje parne turbine. Na taj način, u proračunima ekonomičnosti, odlučujuća je marginalna, a ne prosječna cijena proizvodnje.

Država Kalifornija odlučila je da će do 2020. godine 33% električne energije dobivati iz obnovljivih izvora, ne računajući velike hidroelektrane (danas je na oko 17%; zanimljivo je da je Kalifornija ima najmanju potrošnju po stanovniku među državama u SAD, 6.700 kWh/stan. godišnje, što je malo više od pola prosjeka SAD i na nivou Njemačke) .  Razmatraju se razne varijante za ostvarenje cilja.

Value in Concentrating Solar Power to Add to Electric Grid Calculated

Američki National Renewable Energy Laboratory (NREL, u sastavu Department of Energy, DOE) objavio je analizu “Simulating the Value of Concentrating Solar Power with Thermal Energy Storage in a Production Cost Model” (prezentacija sažetka studije je ovdje; kompletni tekst ovdje). Analiza se odnosi na mrežu kojom upravlja California Independent System Operator (CAISO). Dodatak je izvještaju NREL-a An Analysis of Concentrating Solar Power with Thermal Energy Storage in a California 33% Renewable Scenario.

Oni zaključuju da, uz velike kapacitete fotonaponskih elektrana, koncentracijske solarne elektrane s termalnim spremnicima sustavu daju stabilnost i donose znatnu ekonomsku korist, osiguravajući snabdjevanje u vrijeme velike potražnje (navečer tijekom cijele godine i ujutru tijekom zimskog dijela godine). CSP mogu biti komplementarne fotonaponskima i vjetroelektranama, zamijeniti dio konvencionalnih elektrana i osigurati potrebnu fleksibilnost sustava.

Ova analiza za Kaliforniju konkretna je razrada ranije studije, koju je NREL objavio u studenome 2011.: Enabling Greater Penetration of Solar Power via the Use of CSP with Thermal Energy Storage.

CSP Example Characteristics

U elektroenergetskom sustavu gdje obnovljivi daju većinu ili cjelokupnu proizvodnju, fleksibilnost postaje bitan pojam,a ne razlikovanje baznih i vršnih elektrana. Studija iz 2011. zaključuje: »Key factors in improving grid flexibility include increasing the ramp range and rate of all generation sources and the ability to better match the supply of renewable resources with demand via increased spatial diversity, shiftable load, or energy storage. The use of thermal energy storage in concentrating solar power plants provides one option for increased grid flexibility in two primary ways. First, TES allows shifting of the solar resource to periods of reduced solar output with relatively high efficiency. Second is the inherent flexibility of CSP/TES plants, which offer higher ramp rates and ranges than large thermal plants currently used to meet a large fraction of electric demand.«

Osim u Kaliforniji, CSP bi masovnu primjenu mogle doživjeti u Jugozapadnoj Aziji: Saudi Arabia Looks to NREL for Solar Monitoring Expertise. Saudijska Arabija i druge zemlje Zaljeva prije nekoliko godina postale su zabrinute zbog naglo rastućih troškova proizvodnje električne energije iz nafte. Uz vrlo brz rast stanovništva, ekonomskih aktivnosti i standarda, potrošnja elektrike naglo raste, za desalinaciju morske vode, klima uređaje i drugo, a država drži cijenu vrlo niskom. Zaključili su da im je mnogo isplativije naftu izvoziti, a elektriku za vlastite potrebe proizvoditi iz drugih izvora. Razmatraju paralelno mogućnosti nuklearne i obnovljive energije (sunce, vjetar, geotermalna). Za solarne, naravno, imaju odlične prirodne mogućnosti, ali i posebne probleme u pustinjama (nagle promjene temperature, pješčane oluje). Očekuje se da će do kraja ove godine sklopiti ugovore vrijedne sedam milijardi USD. Planiraju do 2032. uložiti 109 milijardi USD za instalaciju više od 50 GW obnovljivih, od toga 41 GW solarnih elektrana (16 GW fotonaponskih i 25 GW koncentracijskih), koje bi pokrivale barem 30% potreba za elektrikom. Sada u suradnji s National Renewable Energy Laboratory (NREL) iz SAD mjere klimatske uvjete za detaljnu razradu plana.

New Report: Concentrated Solar Power Important to Achieving Safer, More Reliable Energy Future

U Indiji, potrošnja električne energije danas je još vrlo niska (po stanovniku gotovo pet puta manja nego u Kini i oko 15 puta manje nego u Kaliforniji). Prošle godine godine doživjeli su najveći raspad elektroenergetskog sustava u svijetu, kad je 700 milijuna ljudi ostalo bez struje. Danas 69 posto proizvode u termoelektranama na domaći i uvozni ugljen; grade se nove (niz “Mega ultra” TE od po 4.000 MW), ali proučavaju i druge mogućnosti. U listopadu prošle godine, dvije indijske institucije objavile su izvještaj o potencijalima CSP. Iako planovi zasad nisu odmakli tako daleko kao u Kaliforniji i Saudijskoj Arabiji, zaključci su slični.

Posljednje vijesti iz Indije, međutim, vrlo su loše. Niz projekata CSP znatno kasni ili je otkazan: India May Defer Penalties on $1 Billion of Solar Thermal Plants Treba vidjeti, je li to kašnjenje kakvo je u Indiji često pri svim projektima, ili znak da su troškovi još uvijek preveliki, a perspektiva bolja u razvoju novih baterija ili drugih metoda pohrane energije: reverzibilne hidroelektrane, komprimirani zrak, vodik.

Oglasi

O autoru Zoran Oštrić

Osobni blog: http://zoranostric.blog.hr
Ovaj unos je objavljen u elektrika, obnovljivi izvori. Bookmarkirajte stalnu vezu.

Komentiraj

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava / Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava / Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava / Izmijeni )

Google+ photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google+ račun. Odjava / Izmijeni )

Spajanje na %s