Исследование, проведенное в Стелленбосском университете, показало, что 100-мегаваттная концентрационная солнечная электростанция (CSP), адаптированная для одновременной генерации воды с помощью мультиэффективной дистилляции (MED), потенциально может быть финансово жизнеспособной в Намибии, учитывая солнечный ресурс мирового класса в Арандисе, где государственная коммунальная компания NamPower планирует построить солнечный завод.
Включение многоступенчатой дистилляции добавило бы относительно небольшие дополнительные затраты по сравнению с автономной установкой CSP в Намибии, говорится в исследовании Integrating desalination with concentrating solar thermal power: A Namibian case, опубликованном в журнале Renewable Energy.
CSP — это тепловая форма солнечной энергии, которая производит электричество, используя обычный блок питания, но вместо ископаемого топлива использует только солнечный свет.
Технико-экономическое обоснование для Намибии делалось в контексте многих исследований и разработок крупных исследовательских центров CSP, проводившихся по всему миру крупными исследовательскими центрами CSP, включая Массачусетский технологический и Кипрский институты.
Предлагаемая установка опреснительной установки CSP + опреснительная установка мощностью 100 МВт будет дороже, чем существующая установка опреснения, расположенная к северу от Свакопмунда, где используется обратный осмос.
Однако совместное производство электроэнергии и воды будет иметь дополнительные преимущества по сравнению методом обратного осмоса. Например, такая электростанция сможет одновременно генерировать электроэнергию, в то время как опреснительный завод потребляет дефицитную для Намибии электроэнергию.
Благодаря хранению тепловой энергии исследовательская CSP + опреснительная установка даст управляемую солнечную энергию, которая обеспечит 15% пикового спроса Намибии вечером, дав маленькой солнечной стране большую энергетическую независимость от своих соседей и уменьшив ее углеродный след.
При малом населении всего 2,5 миллиона человек, максимальная нагрузка в сети Намибии в 2017 году составляла около 656 МВт, из которых 347 МВт генерируются, хотя и сезонно, местной ГЭС Руакана.
— В 2017 году Намибия импортировала около 60% своей электроэнергии из соседних стран. Большую часть — из энергетической компании Южной Африки Eskom, и в основном это уголь, — говорится в исследовании.
Рентабельность совместного производства как электроэнергии, так и воды эквивалентна доходности завода CSP, производящего электроэнергию. Добавленная стоимость незначительна, около 13%.
При этом продажи воды будут субсидировать производство электроэнергии, так как цены на воду относительно высокие. В этой стране вода считается крайне ценным товаром, особенно после засухи, которая длилась там в последние годы.
— Технико-экономическое обоснование будет зависеть от различных граничных условий, таких как местные тарифы на воду и электроэнергию, солнечный ресурс, спрос и т. д. Будет ли вода более или менее дорогой по сравнению с ценой на электроэнергию, что повлияет на то, как будет оптимизирована установка опреснения воды + CSP.
NamPower планирует сделать установку CSP рядом с Арандисом, одним из лучших солнечных городов Намибии, с почти 3000 киловатт-часов освещенности на квадратный метр в год. Такое месторасположение выгодно из-за высокого спроса на электроэнергию, а также существующей автомобильной и железнодорожной инфраструктуры.
Существующий опреснительный завод Треккопье находится к северу от Свакопмунда.
Тем не менее, Арандис находится в 48 километрах от побережья и на высоте 580 метров над уровнем моря. Поэтому насосу пришлось бы очень сильно качать воду из-за разности высоты и расстояния. Перекачка морской воды от побережья до солнечного парка добавила бы 12% к паразитной нагрузке
. Это около 12 МВт, что представляет довольно много электроэнергии, произведенной на заводе CSP мощностью всего 100 МВт.
Все это привело бы к тому, что стоимость электроэнергии CSP составила бы 13 центов за кВтч, при условии, что финансовые затраты на риск составляют 18%. То есть накачка воды будет составлять почти половину стоимости опреснения.
Поэтому исследователи предложили использовать фотопанели для накачки воды. Солнечное электричество могло бы запускать насосы, снизим стоимость почти на половину, причем последние цены в соседней Южной Африке колебались от 6 до 8 центов за киловатт-час.