Гелиоконцетраторная техника должна выйти на иные масштабы чтобы впредь конкурировать с фотовольтаикой

Группа исследователей Reuters Events сообщает, что отсутствие поддерживающих тендеров ставит под угрозу стремление отрасли CSP к снижению затрат и установления лидирующего положения в области возобновляемых источников энергии.

По мере того как стоимость фотовольтаики и аккумуляторных батарей продолжает падать, разработчики CSP сталкиваются всё с более растущей конкуренцией на рынке электроэнергии.

CSP с возможностью накопления тепловой энергии более конкурентоспособны по стоимости, чем фотоэлектрические системы с аккумуляторными батареями с хранением энергии более трех часов. Но более быстрое развертывание фотоэлектрических модулей и аккумуляторных батарей в ближайшие годы сведет на нет это преимущество, сообщает в своём новом отчёте группа исследователей из технического универститета Вены - Energy Economics Group (EEG) и Институт перспективных исследований в области устойчивого развития (IASS) в Потсдаме.

Исследовательская группа изучила влияние отраслевых разработок на конкурентоспособность систем CSP плюс хранение по сравнению с PV плюс АКБ. Команда изучила текущие затраты и спрогнозировала сценарии средних и низких затрат до 2050 года.

Активность по строительству новых установок CSP заметно замедлилась, и без резкого увеличения количества заказов долгосрочная конкурентоспособность отрасли CSP может быть подорвана, сообщил Reuters Events научный сотрудник IASS Ричард Тониг, соавтор отчета.

Чего сейчас не хватает, так это ряда краткосрочных проектов в идеале гигаваттных масштабов, чтобы реализовать ожидаемое сокращение затрат, - сказал Тониг. Сокращение затрат следует за внедрением и экономией от масштабов в современном производстве на крупных предприятиях

Рост установленных мощностей солнечной и ветровой энергетики приведет к увеличению спроса на более эенргоёмкие накопители, и приверженцы CSP сохраняют оптимизм в отношении перспектив роста. По мере того, как страны наращивают целевые показатели декарбонизации, мы можем увидеть «экспоненциальный рост CSP в краткосрочной и среднесрочной перспективе», - сказал Reuters Events Мигель Мендес Триго, директор по солнечным технологиям испанской группы компаний Abengoa.

Одни из первых подрядчиков в сфере CSP, Abengoa поставили технологии, установил или эксплуатировал около 2 ГВт электростанций на базе CSP, что составляет треть мировой установленной мощности CSP, в том числе 730 МВт в Испании.

Полученные знания в области технологий и внедрения позволили разработчикам CSP получить конкурентное преимущество в энергоснабжении в вечернее и ночное время.

Однако, если цены на PV продолжат падать быстрыми темпами в долгосрочной перспективе, «они захватят большую часть ниши CSP, даже если CSP также будет быстро прогрессировать», - предупреждают исследователи в своем отчете.

 

Глобальная средневзвешенная нормированная стоимость электроэнергии и цены аукциона Philadelphia Parking Authority для гелиоконцентраторной техники, фотовольтаики, наземных и морских ветроэлектростанций на промежутке от 2010 до 2023 гг.
Нормированная стоимость электроэнергии (англ. Levelised Cost of Energy (LCOE)) — средняя расчётная себестоимость производства электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла электростанции (включая все возможные инвестиции, затраты и доходы).

В отчете говорится, что переломный момент, когда CSP плюс накопители тепловой энергии становятся более конкурентоспособными, чем PV плюс АКБ, в настоящее время составляет от 2 до 3 часов хранения. Если в долгосрочной перспективе затраты на PV и CSP снижаются со «средней» скоростью, этот переломный момент смещается до четырех часов, а при сценарии с «низкими» затратами переломный момент смещается до 10 часов. В настоящее время оптимальная продолжительность хранения для CSP, как правило, составляет от 8 до 14 часов, в зависимости от солнечных ресурсов и потребностей рынка.

Сценарий низкой стоимости, используемый в отчете, предполагает, что затраты на фотовольтаику упадут на 56%, а затраты на литий-ионные батареи упадут на 80%, в то время как стоимость полевых компонентов (гелиостатов, концентраторов и т.п.) CSP упадет на 50%, а стоимость систем хранения для CSP упадет на 75%, а энергоблоков CSP на 20%. Исследователи приняли во внимание ожидаемые достижения в области технологий.

В исследовании предполагается, что мировые цены на фотовольтаику будут падать примерно на 20–30% при каждом удвоении мировых мощностей. Ожидается, что мощности фотовольтаки в мире будут увеличиваться примерно на 20% в год, что означает удвоение мощности каждые 3,5 года.

Многие факторы могут повлиять на долгосрочные тенденции стоимости фотоэлектрических модулей и аккумуляторных батарей, отметила Франциска Шонигер, исследователь EEG и соавтор исследования.

Стоимость аккумуляторов будет зависеть от внедрения электромобилей и бытовой электроники. По словам Шонигер, на стоимость фотовольтаики и аккумуляторов может повлиять более широкая переработка продукции и вторичного применения.

«Необходимо создать хорошо спроектированную и широко распространенную инфраструктуру утилизации аккумуляторов ... то, как эта инфраструктура будет спроектирована, также повлияет на цену», - сказала она.

Самая острая необходимость для разработчиков CSP - это достаточный поток проектов. По словам Шонигер, компании CSP продолжают совершенствовать свои технологии, и появляется новое поколение более эффективных заводов, но более медленные темпы внедрения CSP в ближайшие годы могут помешать достижению целей по снижению затрат.

Несколько крупных проектов находятся в стадии строительства, но некоторые многообещающие рынки, такие как Южная Африка, отказались от своих планов на CSP.

«Мы не видим общего роста количества новых станций на 20-30% в год. Мы видим что-то вроде 200–500 МВт в год, и нового крупного рынка не видно», - предупредила Шонигер, и также отметила, что

Существует реальный риск того, что CSP останется более или менее с его нынешней стоимостью, даже несмотря на то, что были предложены инновационные новые конструкции!

Параболоцилиндрические концентраторы (ПЦК) - это наиболее проверенная технология CSP, но башенная технология с более высокими температурами обеспечивает более эффективное хранение энергии. В проекте CSP-PV Noor Energy 1 мощностью 950 МВт в Дубае используется сочетание ПЦК, башни и фотовольтаики, при выгодных условия финансирования для достижения рекордно низкой цены CSP в 74 доллара за МВтч в 2017 году.

По словам Шонигер, растущее участие китайских фирм-поставщиков помогает снизить затраты в отрасли, но необходимо построить и эксплуатировать больше проектов CSP башенного типа, чтобы добиться экономии за счет масштабов и снижения финансовых затрат.

Ключевым вопросом для среднесрочного сокращения затрат является то, как быстро установки третьего поколения могут быть выведены на рынок. Эти установки достигают более высоких температур и обладают более высокой эффективностью преобразования энергии, но их широкое коммерческое внедрение произойдет через много лет.

Одна из компаний-разработчиков технологий CSP нового поколения, Vast Solar, разработала высокотемпературную модульную установку с натриевым контуром и планирует построить свою первую промышленную установку в горнодобывающем городке Маунт-Айза в Квинсленде, Австралия. С 2018 года компания эксплуатирует пилотную установку CSP мощностью 1,1 МВт в Новом Южном Уэльсе.

Многие крупномасштабные CSP проекты в настоящее время для снижения затрат включают в себя и фракцию фотовольтаики, используя её для генерации энергии в дневное время, а установку CSP для сохрания и передачи энергии в ночное время.

Проект Noor Midelt I CSP-PV мощностью 800 МВт в Марокко состоит из 200 МВт параболических концентраторов, 600 МВт фотовольтаики с системой хранения энергии на 5 часов с использованием сохранения тепла и электрических аккумуляторов. Проект был оценён за рекордно низкую цену CSP в 68 дирхамов / МВтч (71 доллар США / МВтч) в 2019 году.

«Мы думаем, что гибридные установки PV-CSP будут доминирующей конфигурацией на большинстве рынков», - заявил Крейг Вуд, генеральный директор Vast Solar. Для своей первой электростанции в Квинсленде Vast Solar планирует построить комбинированную установку CSP-PV-газ мощностью 50 МВт.

Гибридные установки, такие как Noor Midelt, могут помочь разработчикам CSP минимизировать затраты и обеспечить финансирование, но они могут «каннибализировать» долгосрочный рынок CSP, сказал Тониг.

«Очевидный риск для долгосрочного развития технологии CSP состоит в том, что гибриды ПЦК и фотовольтаики возьмут на себя то, что осталось от конвейера проектов CSP», - сказал он.

Многие разработчики CSP также видят огромный потенциал роста в системах отопления, поскольку страны стремятся к декарбонизации промышленности. Высокотемпературные возможности установок CSP делают их пригодными для промышленного производства тепла и электроэнергии. В Италии группа компаний строит пилотную башенную установку CSP с использованием высокотемпературных керамических частиц на макаронной фабрике, принадлежащей Barilla. HiFlex будет производить 3360 МВт-ч тепловой энергии в год для сушки макаронных изделий, что снизит зависимость завода от природного газа.

По словам Шонигер, страны, вложившие средства в технологию CSP, должны реализовать «конкретные политические меры» для обеспечения будущего роста и сохранения отраслевого опыта.

Технологии распределения и декарбонизации потребуются для интеграции большого количества фотоэлектрических и ветряных электростанций в энергосистему.

«CSP имеет возможность генерировать экологически чистую энергию, когда это необходимо, и с таким же качеством (синхронная генерация, регулирование частоты и т. д.) как и у любой традиционной электростанции», - отметил Мендес Триго.

«Правильное планирование энергосистемы, ориентированное на систему с наименьшими затратами, - это то, на что должны быть нацелены все политические меры», - сказал Вуд. «Примеров того как это сделано правильно может быть Испания, где значительная роль CSP проявляется благодаря его низкой предельной стоимости хранения и дополнительным ролям, которые он играет в сети».Испания планирует возродить свой рынок CSP в этом году и провести тендер на 600 МВт мощности к 2025 году.

«Индустрия CSP готова к крупномасштабному внедрению», - сказала Шонигер.

«Если это произойдет, CSP будет играть огромную роль - если же этого не произойдет, и многие из нынешних опытных компаний оставят CSP, будет намного сложнее перезапустить отрасль через 10-20 лет, когда спрос на возобновляемые источники энергии, большие накопители, возобновляемое тепло и солнечный водород будет больше".

Источник: Reuters Events

Pin It on Pinterest