Koncentratory solarne pomogą Chińczykom zredukować koszty akcji klimatycznych

Słoneczne elektrownie termalne mają być kluczem do realizacji chińskich zobowiązań klimatycznych. Tak wynika z przeprowadzonych badań, które miały wskazać jakie odnawialne źródła są najlepsze dla Chin.

Chińscy operatorzy energetyczni muszą inwestować w energię odnawialną, aby zrealizować cele klimatyczne. Obecnie najtańsze są elektrownie wiatrowe i słoneczne, ale dostarczają energię tylko wtedy, gdy wieje wiatr lub jest jasno. Droższe solarne elektrownie termiczne (CSP) mogą magazynować energię dłużej  i efektywniej.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Mimo wyższych kosztów elektrownie CSP mogą się finalnie okazać tańsze w docelowym rozrachunku, właśnie dzięki ich elastyczności. Badania wskazały, że jeśli elektrownie tego rodzaju miałyby zastąpić 5% planowanych systemów PV i 20% systemów wiatrowych w prowincjach Gansu i Qinghai, to zyski dla operatorów przewyższyłyby koszt instalacji. Dodatkowo możliwe byłoby obniżenie kosztów pracy i zmniejszenie wykorzystania elektrowni węglowych, dzięki redukcji fluktuacji poziomu dostarczanej mocy.

Za badania nad opłacalnością wykorzystania CSP w Chinach odpowiada zespół naukowców z Uniwersytetu Tsinghua w Beijing. Opublikowali oni swoje studium w lipcowym numerze „Applied Energy”. W artykule tym znajdziemy symulacje rynku energetycznego w Chinach z różnym udziałem elektrowni CSP.

Udział CSP badano w symulacjach na przykładzie dwóch prowincji – Qinghai oraz Gansu, które planują zainstalować na swoim terenie odpowiednio 83% i 104% swojego maksymalnego zużycia energii w OZE. Są to jednak źródła niestabilne. Zamiana od 5% do 20% tych mocy na stabilniejsze systemy CSP ma dać istotne zyski dla środowiska i operatorów.

Pierwszym autorem publikacji jest profesor Chongqing Kang, drugim profesor Ning Zhang. Obaj blisko współpracowali z rządem podczas swoich badań. „Proponowaliśmy szereg badań poświęconych energetyce wiatrowej i solarnej, a teraz zwiększyło się zainteresowanie CSP, które nadal jest w fazie rozwoju. Przyczyną tego zainteresowania jest bardzo agresywny cel, jaki postawiły sobie Chiny w zakresie rozwoju energetyki odnawialnej, a systemy PV i wiatrowe już rozwijają się bardzo szybko”, mówi profesor Zhang.

Badania naukowców z Beijing koncentrują się na zyskach, jakie odczują operatorzy sieci energetycznej w Qinghai i Gansu. Obie te prowincje mają doskonałe zasoby solarne i dobre potencjalne lokalizacje dla wielkich instalacji słonecznych i wiatrowych, a ich władze mają także ambitne plany, jeśli chodzi o rozwój OZE.

Władze Qinghai planują pokrywać 82,3% maksymalnego zapotrzebowania na energię elektryczną z niestabilnych źródeł OZE: 3 GW z instalacji wiatrowych i 10 GW z fotowoltaiki. W Gansu z kolei z OZE pochodzić ma 104,3% mocy – 20 GW z instalacji wiatrowych i 7 GW z systemów PV.

Badania wskazują, że łączenie typowych OZE z systemami CSP pozwala istotnie zmniejszyć cenę energii, a także zredukować konieczność wykorzystania ‘brudnych’ źródeł, takich jak elektrownie węglowe.

Chiny do 2020 roku planują wybudowanie i uruchomienie łącznie 5 GW nowych mocy w postaci systemów CSP. Pierwsza runda – 1 GW – składać ma się z osiemnastu demonstracyjnych projektów. Obecnie na całym świecie jest 5 GW mocy CSP.

Wstępne szacunki na podstawie pierwszych testowych systemów dowodzą, że realizacja planów Państwa Środka może nie być taka prosta. Projekty CSP realizowane są dłużej niż zakładano, a kilka z nich zostało anulowanych. Nie ma jednak co się zrażać – eksperci wskazują, że rozwój CSP dopiero co się zaczął, a systemy PV i wiatrowe obecne są od dawna.

Dzięki wykorzystaniu systemów CSP Chiny nie będą potrzebowały tak dużej ilości magazynów energii, jak się szacuje. Koszt składowania energii cieplnej przy systemach CSP jest o wiele tańszy niż w przypadku akumulatorów – w pierwszym przypadku to koszt około 20-70 USD/kWh, a w drugim powyżej 150 USD/kWh.

Wszystko finalnie przekłada się na cenę energii elektrycznej. Dzięki zastosowaniu CSP w prowincji Gansu, jak się szacuje, ceny prądu spadną od 24 do 30 centów za kilowatogodzinę, a w Quinghai o około 18-20 centów.