Концентрированная солнечная энергия (CSP), или солнечная тепловая энергия, представляет собой возобновляемый источник энергии, основанный на использовании тепла Солнца, собранного фокусирующими зеркалами. Энергия от концентрированного солнечного света нагревает высокотемпературную жидкость в приемнике, которая затем поступает в теплообменник и, наконец, приводит в действие паровую или газовую турбину для производства электроэнергии. Несмотря на рост в начале 2000-х годов, рынок CSP не достиг ожидаемых масштабов. Хотя строительство новых электростанций продолжается, в основном в Китае, стоимость производства электроэнергии на них выше, чем у других возобновляемых источников, таких как солнечные фотоэлектрические установки и ветроэнергетика. Цена обусловлена сложностью и дороговизной строительства и обслуживания полей концентраторов в пустынных условиях.
Солнечная фотоэлектрическая энергетика, благодаря снижению стоимости солнечных панелей за последние 15 лет и простоте установки, вытеснила солнечную тепловую энергетику с рынка, говорят эксперты. Однако солнечная тепловая энергия обладает важным преимуществом: недорогое хранение энергии. Типичная система хранения тепла состоит из изолированных емкостей с горячей расплавленной солью, а также насосов и теплообменников. Подобные установки значительно экономичнее литий-ионных аккумуляторов, которые доминируют на рынке энергохранилищ. Несмотря на прогресс в области аккумуляторных технологий, тепловое хранение по-прежнему выигрывает по стоимости, будучи дешевле примерно в сто раз.
Для повышения конкурентоспособности технологии предлагается внедрять системы теплового хранения, способные стабилизировать энергосистему за счет выработки электроэнергии в пиковые часы и накопления энергии в периоды профицита. Комбинирование CSP с другими возобновляемыми источниками позволит создать масштабные энергохранилища, особенно в жарких странах.
Концентрированную солнечную энергию можно применять в отраслях, требующих больших энергозатрат на нагрев — нефтепереработке, химическом производстве, металлургии, производстве цемента и продуктов питания. Например, для изготовления цемента известняк и глину нагревают до 1450°C, используя энергию ископаемого топлива — одного из основных источников углеродных выбросов. Ее можно заменить на концентрированную солнечную энергию, которая обеспечивает такие же высокие температуры. Кроме того, CSP находит применение в производстве солнечного топлива, интерес к которому растет.
С 2017 года Международная электротехническая комиссия разрабатывает стандарты для систем концентрированной солнечной энергии. Нормативы направлены на стабилизацию качества компонентов и установок, а также на снижение стоимости технологий CSP, что повышает их конкурентоспособность. Стандарты также обеспечивают безопасность и надежность систем CSP, используемых по всему миру. Станция CSP — это не просто электроустановка, а почти химический завод. Процесс задействует опасные материалы, которые нагреваются до очень высоких температур. Поэтому снижение рисков для работников и окружающей среды — одно из ключевых направлений работы. Для развития стандартизации в области CSP необходимо привлечь больше специалистов из промышленности. В целом, технологии концентрации солнечной энергии обладают большим потенциалом для декарбонизации энергетического сектора.
