Ha a napenergiára gondolunk, legtöbbünknek valószínűleg a napfényt elektromos árammá alakító fotovoltaikus panelek jutnak eszébe. Azonban a napenergia hasznosításának más módjai is vannak.
Az egyik módszer, amely egyre nagyobb érdeklődést kelt a fejlesztők és a befektetők körében az úgynevezett koncentrált nap-hő-energia vagyis CSP (concentrated solar power), amely tükröket használ a napenergia visszaverésére és koncentrálására. – számolt be a Wall Street Journal.
A CSP használatát egyelőre visszavetik a műszaki kihívások, a finanszírozás és a kormányzati ösztönzők hiánya. Mivel azonban a fosszilis tüzelőanyagok kiváltásának sürgőssége egyre inkább növekszik, és ez a karbon-kibocsáts mentes energia iránti keresletet is ösztönzi, számos, egyre több szervezet próbálja fejleszteni a technológiát. A CSP-t támogatók szerint a CSP-rendszerek használata az általuk termelt hő és tárolókapacitásuk miatt előnyös a hálózati szintű villamosenergia-termelés és a különböző ipari folyamatok működtetése szempontjából.
Hogyan működik a CSP ?
Ahelyett, hogy a napfényt közvetlenül villamos energiává alakítanák, mint a fotovoltaikus panelek, a CSP a heliosztátoknak nevezett tükröket használja, hogy a napfényt, olyan tartályok felé irányítsa, amelyek folyékony vagy szilárd anyaggal vannak töltve. A napfény rendkívül magas hőmérsékletre hevíti az anyagot, így termikus energia keletkezik.
A túlhevített anyag gőz előállítására használható, amely egy turbina megpörgetésével vagy egy motor meghajtásával villamos energiát termelhet. A CSP előnye e felhasználás szempontjából az, hogy a legtöbb CSP-rendszer elegendő hőt képes tárolni ahhoz, hogy igény esetén hat-tizenkét órányi energiát termeljen későbbi felhasználásra, szemben a fotovoltaikus rendszerek által termelt energiát tároló lítium akkumulátorok három vagy négy órájával.
A CSP számos, intenzív hőt igénylő ipari folyamatban is felhasználható, például az acélgyártásban, betongyártásban és vegyipari termelésben. A CSP hőjének ilyen módon történő felhasználása hatékonyabb lehet, mint a napelemekből származó villamos energia hővé történő átalakítása, és tisztább, mint a fosszilis tüzelőanyagok hőtermelés céljából történő elégetése.
Egyelőre a CSP hozzájárulása a globális energiaellátáshoz minimális. Benjamin Attia, a Wood Mackenzie energiakutató és tanácsadó cég energetikai átállással foglalkozó részlegének vezető elemzője szerint a világon körülbelül hat gigawattnyi CSP-kapacitás áll rendelkezésre, ebből valamivel több mint két gigawattnyi az Egyesült Államokban. Összehasonlításképpen, a fotovoltaikus napenergia nemrégiben meghaladta az egy terawatt, azaz 1000 gigawatt kapacitást.
Ez az eltérés részben a technikai kihívásoknak tudható be. Ezek közé tartozik például az, hogy a hőenergia elektromos árammá történő alakítása jelenleg drága és kevésbé hatékony, mint a fotovoltaikus folyamat. Emellett az is kihívást jelent, hogy a CSP-rendszereknek sok vízre van szükségük, ami azért probléma, mert a napfénynek való maximális kitettség érdekében a sivatagokban vagy más vízhiányos területeken a legjobb elhelyezni őket. Attia szerint az újabb technológiák, amelyek csökkenthetik a költségeket és hatékonyabbá tehetik a CSP-t, ígéretesek, de az áttörés még nem történt meg. “Még nem igazán láttunk semmilyen megbízásos, új generációs CSP-technológiát a terepen” – mondta.
De vannak új projektek i melyek a CSP villamosenergia-termelésen túli felhasználási lehetőségeit vizsgálják. A Synhelion SA, a Svájci Technológiai Intézetből kivált vállalat a CSP-t szén-dioxid-semleges kerozin előállítására kívánja felhasználni repülőgép-üzemanyagként.
A Synhelion azt tervezi, hogy a CSP hőjét használja fel az üzemanyag előállításához szükséges energiához, és 2030-ra évi 700 000 tonna szén-dioxid-semleges kerozint kíván előállítani, ami a svájci repülőgép-üzemanyag-fogyasztás mintegy felének felel meg – mondta Philipp Furler, a vállalat vezérigazgatója és alapítója.
A CSP használata előnyös ebben a folyamatban. Hatékonyabb, mint villamos energiát használni hőtermelésre. Emellett a CSP-rendszer kevesebb földterületet igényel, mint egy fotovoltaikus rendszer ugyanannyi energia előállításához. A CSP tárolókapacitása pedig azt jelenti, hogy szünetmentes energiaellátást biztosíthat.
Egy másik vállalat, a kaliforniai központú Hyperlight Energy azt tervezi, tesztelni fogja, hogy a CSP milyen mértékben alkalmazható az olajfúrás szén-dioxid-kibocsátásának csökkentésére. Egyes olajkutakban földgázt égetnek el, hogy gőzt hozzanak létre, amelyet a talajba pumpálnak, hogy az olajat a felszínre nyomják. A Hyperlight egy kísérleti CSP-erőmű építését tervezi egy olajkút közelében. Az erőmű két célt szolgálna: az erőmű által termelt hőt a föld alá táplálnák, mellyel az olajat a felszínre hoznák, illetve az erőmű általa hőt a felszín alatt tárolnák, ahol áramtermelésre használnák.
