Исследователи из Fundación Fraunhofer Chile Research провели комплексный технико-экономический анализ потенциала использования солнечной тепловой энергии в промышленных процессах Чили. Опубликованные в научном журнале Solar Energy Advances результаты исследования показывают, что такие технологии являются не только технически осуществимым, но и экономически конкурентоспособным решением, способным заменить более 3500 ГВт·ч энергии, получаемой из ископаемого топлива, в ключевых производственных секторах страны.
Для оценки перспектив интеграции солнечных тепловых систем авторы использовали программное обеспечение TRNSYS для моделирования и язык программирования Python для анализа данных. Основными метриками стали приведенная стоимость тепла и доля солнечной энергии в общем энергопотреблении. Анализ охватил различные промышленные секторы в разных регионах страны, учитывая их климатические и производственные особенности.
При производстве горячей воды наиболее высокий потенциал продемонстрировали такие регионы, как Кокимбо, Антофагаста и Столичная область. Северные зоны страны, благодаря высокому уровню солнечной радиации, позволяют достигать более низкой стоимости энергии. В среднем, приведенная стоимость тепла в северной зоне составила 64,2% от стоимости энергии из ископаемого топлива, в то время как для центральной и южной зон этот показатель составил 80,6% и 89,5% соответственно.
В области производства пара наибольшие перспективы открываются в центральной части Чили, особенно в Столичной области. Здесь солнечные системы способны генерировать около 295 ГВт·ч тепловой энергии в год, покрывая в среднем 50% от общей тепловой потребности промышленных предприятий. Это обусловлено сочетанием благоприятных климатических условий и высокой концентрации промышленных объектов с большим спросом на тепловую энергию.
Среди отраслей промышленности наибольший потенциал для внедрения солнечных тепловых технологий выявлен в пищевой, химической и горнодобывающей промышленности. Эти секторы характеризуются значительным потреблением тепловой энергии, что делает замену традиционных источников энергии на солнечные особенно эффективной для снижения затрат и сокращения выбросов парниковых газов.
Надежность разработанной модели была подтверждена путем сравнения расчетных данных с реальными показателями действующих проектов в горнодобывающей и агропромышленной отраслях. Среднее расхождение составило 21%, что является приемлемым показателем для оценки на уровне потенциала. При этом было отмечено, что для производств с равномерным круглогодичным спросом, как в горной добыче, модель показывает более точные результаты, чем для отраслей с выраженной сезонностью.
Исследование подтверждает, что Чили обладает значительным потенциалом для широкого внедрения солнечной тепловой энергии в промышленность. Основной спрос на тепловую энергию приходится на низкотемпературные процессы – до 120 °C, что идеально соответствует возможностям современных солнечных коллекторов. Для полной реализации этого потенциала необходима дальнейшая поддержка со стороны государственной политики и привлечение инвестиций в крупномасштабные проекты.
