Мечта физика сбылась: крупнейшая промышленная солнечная теплостанция в Европе | Технологии

Промышленность пожирает ресурсы, некоторые из которых столь же скудны, как вода и ископаемое топливо, и загрязняет окружающую среду. Однако преобразование завода в энергонезависимый центр без выбросов CO‚ и возвращающий эквивалент использованного в водотоки газа возможно и выгодно. Это было предложение доктора физики и профессора термодинамики Севильского университета. Валериано Руис пять лет назад. Сегодня мечта об этом эталоне в секторе чистой энергетики, которую он не пережил (он умер в 2021 году), является реальностью и технологической моделью: крупнейшая промышленная солнечная тепловая электростанция в Европе, установленная компанией Engie на транснациональном заводе. Пивоварня Heineken в Севилье.

Солнечные тепловые установки, занимающие восемь гектаров заводской земли, только начали работать и более чем наполовину сократили потребление ископаемого газа для получения тепловой энергии, необходимой в производственном процессе (варка и пастеризация), что составляет 65% его требование. Они надеются превысить 85% после этого года. Остальные 35% необходимой энергии — электрическая, в основном для розлива и очистки, и они уже производят ее собственными силами: солнечная электростанция в Уэльве и еще одна установка по переработке биомассы в Хаэне.

Глобальные инвестиции пивоваренной компании в устойчивое развитие за последние два года составили 30 миллионов евро. Эквивалент двух третей этой суммы (20 476 668 евро, из которых 13 369 356 приходится на Федер европейские обои) составила стоимость завода «Компенса», построенного Энджи в Севилье. Цифры очевидны», — прямо говорит Томас Мадуэньо, инженер транснациональной компании, заказавшей проект.

Эта стратегия отличается от стратегии других компаний, которые ограничиваются закупкой дополнительной энергии из возобновляемых источников, чтобы компенсировать свои балансы выбросов без сокращения использования источников загрязнения. «Стратегия компенсации, основанная на краткосрочном воздействии эксплуатационных выбросов, ничего не говорит о долгосрочном эффекте», – предупреждает он. Джесси Дженкинспрофессор Центра энергетики и окружающей среды Андлингера и соавтор Исследование Принстонского университета, опубликованное в Джоуль.

Уилсон Рикс, исследователь из этого американского университета, добавляет: «Есть солнечные проекты, которые конкурируют не с энергетикой, основанной на ископаемом топливе, а с другими солнечными проектами, которые могли бы быть построены на их месте». По его мнению, «наиболее экономически эффективный подход для компании к декларированию чистых нулевых выбросов почти полностью основан на приобретении достаточного количества солнечной или ветровой энергии для удовлетворения ее годового потребления».

Саграрио Саес, директор по устойчивому развитию компании Хайнекен, соответствовать. «Если план состоит в том, чтобы компенсировать это, но вы продолжаете производить продукцию с использованием невозобновляемых источников энергии, производство и выбросы увеличиваются».

С этой предпосылкой нулевых выбросов из возобновляемых источников, достаточных для всего производственного процесса, родился завод в Севилье. Восемь гектаров параболических зеркал концентрируют солнечный свет в центральную трубу (коллектор), которая, в отличие от установок по выработке электроэнергии с помощью этой системы, содержит только воду вместо синтетического масла.

Эта жидкость, по словам Франциско Коррала, инженера из Энджи, достигает 210 градусов и находится под давлением. Оттуда она поступает во вторичный контур, который через теплообменники снижает температуру до 160 градусов, необходимую заводу для варки крупы и пастеризации продукта. Мощность этого прямого процесса составляет 30 тепловых мегаватт (МВт) в час.

Но эта система позволит использовать ее только в оптимальных условиях. Чтобы использовать всю солнечную тепловую энергию, вырабатываемую в часы солнечной радиации, и поддерживать завод на полную мощность в ночное время или в безсолнечные дни, был создан склад для хранения 1115 кубометров горячей воды. Есть восемь гигантских резервуаров, изолированных 200-миллиметровой углеродистой сталью, способных обеспечить мощность 68 МВт.

В резервуарах вода распределяется слоями с разной температурой, постоянно контролируемой для выпуска только нижнего слоя, когда он, охлажденный механическим путем, достигает необходимой степени. Сложная система извилистых труб, спроектированная так, чтобы противостоять расширению, вызванному нагреванием, напрямую соединяет воду из коллекторов и хранимую воду с установкой.

Принцип аналогичен принципу хорошо известных бытовых солнечных водонагревателей, поэтому легко предположить, что его промышленное применение очевидно. Однако весь завод, единственный в Европе, пришлось создавать с нуля. «Технология существовала, но не в таких масштабах», — объясняет Коррал, указывая рукой на объекты, эквивалентные восьми футбольным полям.

Раньше этого не делалось, потому что необходимо было сбалансировать счета, чтобы инвестиции, независимо от экологической и социальной компенсации, были прибыльными, а рост цен на энергию ускорил это. Завод был построен за два года, почти в два раза раньше запланированного срока, в ходе процесса, затрудненного сроками доступа к средствам Федерации, и на который потребовалось 150 000 часов работы.

Энджи теперь является строителем, владельцем и оператором завода. Через 20 лет оно будет передано его клиенту Heineken, за пять лет до окончания теоретического срока полезного использования нынешнего объекта. «Их могло бы быть больше», — поясняет Коррал. «Это срок для электростанций, которые выдерживают температуру до 350 градусов».

Этот срок полезного использования является ключом к прибыльности этих объектов. В этом смысле Стефан Де Вольф, исследователь Солнечного центра KAUST и ведущий автор произведение, опубликованное в Наука, предупреждает: «Срок службы установленных солнечных панелей должен составлять десятилетия. Понимание темпов деградации имеет решающее значение для установления конкурентоспособных цен и гарантий».

И, помимо экономических причин, существует экологическая проблема образования отходов, когда заводы устаревают. Саграрио Саес уверяет, что политика нулевых отходов и полной переработки, согласованная для всего производственного процесса, будет распространяться и на новое предприятие. Используемые панели по сути являются зеркалами и не содержат токсичных и редких материалов других систем, таких как перовскит.

По прогнозам, этот проект будет повторен, с другой технологией и масштабом, на заводе Heineken в Валенсии, который откроется 28 февраля этого года. Но создатели всей системы считают, что она применима к любому промышленному процессу, который требует тепла для производства и имеет землю рядом с заводом, поскольку расстояние является основным фактором, ухудшающим получаемую мощность.

Агуа

Хотя выбранная система (концентрированная солнечная энергия или CSP) потребляет гораздо меньше воды, чем электростанции с центральной башней, мечта Валериано Руиса все еще оставалась незавершенной. Пивоварня, по чистой логике, — пожиратель воды. В традиционных системах на каждый конечный продукт требуется более трех литров этого ресурса.

Севильскому заводу, где вода — это масло, удалось снизить эту долю до 2,6 л на каждый литр пива. Из этого общего количества большая часть является частью потребляемого продукта (95% пива — это вода), пол-литра испаряется в процессе, а часть остального используется повторно для других целей, кроме потребления. «Каждая капля имеет значение», — подчеркивает Саграрио Саес. Но цель была более амбициозной: восстановить 1,9 миллиарда литров.

Стратегия в данном случае заключалась в том, чтобы сосредоточиться на природных водоемах, которые были истощены и стали непригодными для использования в результате деятельности человека. Канал, естественно, создает эквивалент искусственных ливневых резервуаров, пространств, в которых хранится вода из осадков.

На реке Харама в Мадриде старый цементный завод свел на нет естественные водно-болотные угодья, построив плотину, чтобы предотвратить наводнение на заводе. Завод покинул анклав и оставил пробку. Восстановление природного пространства возродило лагуну, и тропы животных снова отмечают ее берега. Та же стратегия использовалась в нескольких анклавах вокруг Доньяны. В Валенсийской Альбуфере целью было уничтожить километры тростника, агрессивной травы, завезенной в 16 веке, которая изменяет окружающую среду и высушивает ее.

Вмешательство в полдюжины природных пространств позволило вернуть в бассейны миллионы литров воды, запланированных при инвестициях в один миллион евро.

Вы можете следить Технология Эль-Паис в Фейсбук й Икс или зарегистрируйтесь здесь, чтобы получать наши Семанал информационного бюллетеня.