Бъдещето на зелената енергия: Слънчевите концентратори като най-икономичен избор

Концентрираната слънчева енергия използва топлината на Слънцето за нагряване на течности, които след това задвижват турбини, генериращи електроенергия. Въпреки че е обещаваща, тя отстъпва на фотоволтаичните и вятърните инсталации поради по-високите разходи за изграждане и поддръжка. Въпреки това CSP (Concentrated solar power) има важно предимство: тя позволява ефективно и евтино акумулиране на енергия с помощта на топлинно съхранение, което е около сто пъти по-евтино от използването на литиево-йонни батерии. За да се подобри конкурентоспособността и безопасността на CSP, е необходимо да се разработят международни стандарти, които да регулират качеството и надеждността на технологията.

Концентрираната слънчева енергия (CSP) или слънчевата топлинна енергия е възобновяем източник на енергия, основан на използването на топлината от Слънцето, събрана от фокусиращи огледала. Енергията от концентрираната слънчева светлина нагрява високотемпературна течност в приемник, която след това преминава в топлообменник и накрая задвижва парна или газова турбина за производство на електроенергия. Въпреки ръста в началото на 2000-те години, пазарът на CSP не достигна очаквания мащаб. Въпреки че продължават да се строят нови електроцентрали, главно в Китай, разходите за производство на електроенергия от тях са по-високи от тези на другите възобновяеми източници като фотоволтаиците и вятърната енергия. Цената се определя от сложността и разходите за изграждане и поддържане на концентраторни полета в пустинна среда.

Слънчевата фотоволтаична енергия, благодарение на намаляването на цената на соларните панели през последните 15 години и лесния монтаж, изтласка слънчевата топлинна енергия от пазара, твърдят експерти. Въпреки това слънчевата топлинна енергия има важно предимство: евтино съхранение на енергията. Типичната система за съхранение на топлината се състои от изолирани резервоари с гореща разтопена сол, както и от помпи и топлообменници. Тези инсталации са съществено по-икономични от литиево-йонните батерии, които доминират на пазара за съхранение на енергия. Въпреки напредъка в технологията на батериите, топлинното съхранение все още печели по отношение на цената, тъй като е по-евтино около сто пъти.

За да се подобри конкурентоспособността на технологията, се предлага въвеждането на системи за съхранение на топлинна енергия, които могат да стабилизират енергийната система, като произвеждат енергия в пиковите часове и съхраняват енергията в периодите на излишък. Комбинирането на CSP с други възобновяеми източници ще даде възможност за широкомащабно съхранение на енергия, особено в горещите страни.

Концентрираната слънчева енергия може да се използва в отрасли, които изискват големи количества топлинна енергия – рафиниране на петрол, химическо производство, металургия, производство на цимент и храни. Така например варовикът и глината се нагряват до 1450°C за производството на цимент, като се използва енергия от изкопаеми горива, които са основен източник на въглеродни емисии. Тя може да бъде заменена с концентрирана слънчева енергия, която осигурява също толкова високи температури. Концентрираната слънчева енергия намира приложение и в производството на слънчеви горива – нова област с нарастващ интерес.

От 2017 г. насам Международната електротехническа комисия разработва стандарти за системите за концентрирана слънчева енергия. Стандартите имат за цел да стабилизират качеството на компонентите и инсталациите, както и да намалят цената на CSP технологиите, като по този начин повишат тяхната конкурентоспособност. Стандартите също така гарантират безопасността и надеждността на CSP системите, използвани в световен мащаб. Една CSP инсталация не е просто електрическа инсталация, а почти химически завод. Процесът включва опасни материали, които се нагряват до много високи температури. Ето защо намаляването на рисковете за работниците и околната среда е ключов акцент. За да се развие стандартизацията в областта на CSP, е необходимо да се включат повече експерти от индустрията. Като цяло технологиите за концентриране на слънчева енергия имат голям потенциал за декарбонизиране на енергийния сектор.