Was sind die Nachteile von konzentrierter Solarthermie?

Konzentrierte Solarenergie scheint an der Oberfläche eine hervorragende Netzstromquelle zu sein. Es ist nachhaltig, hat weder während des Baus noch während des Betriebs offensichtliche Abfallprodukte und kann durch Wärmespeicherung nachts oder an einem wolkigen Tag Strom erzeugen. Es scheint jedes Problem mit fossilen Brennstoffen, Atom-, PV- oder Winderzeugung anzugehen. Gibt es einen Nachteil, den ich nicht sehe? Sollten wir diese Anlagen nicht so schnell wie möglich bauen?

Es gibt keine Silberkugeln, wenn es darum geht, das Gitter zu dekarbonisieren. Das sind gute Nachrichten: Sie können aufhören, nach einer zu suchen, und akzeptieren, dass jede Generation ihre Vor- und Nachteile hat.

Konzentrierte Sonnenenergie (CSP) ist auf direktes Sonnenlicht angewiesen . Nicht nur Tageslicht, sondern das ganze Jahr über viel direktes Sonnenlicht. Während gewöhnliche Photovoltaik [PV] fast überall auf der Welt funktioniert, von den Tropen bis zu den Polen.

CSP funktioniert nicht in allen Maßstäben. Prototypen bestimmen immer noch, was am wirtschaftlichsten ist. PV arbeitet in nahezu jeder Größenordnung, von Watt bis Gigawatt.

CSP steckt noch in den Kinderschuhen. Es gibt vielleicht ein paar tausend Prototypen im Grid-Maßstab auf der Welt mit einer Gesamtkapazität von ~ 4 bis 5 GW, und solche mit eingebautem Speicher für den 24-Stunden-Betrieb sind noch seltener, weil die Wirtschaftlichkeit stinkt. Wir haben wenig Ahnung von Lebensdauerleistung, optimalem Design, optimalen Wartungsplänen und so weiter. Während PV ein Rohstoff ist, der in großen Mengen hergestellt wird, nähern wir uns weltweit einer Milliarde PV-Module mit einer Kapazität von etwa 200 GW - fünfzigmal so viel Kapazität und fünf oder sechs Größenordnungen mehr wiederholbaren Einheiten.

CSP ist komplex und zeitaufwändig in Design, Installation und Inbetriebnahme. PV ist sehr schnell und sehr einfach zu entwerfen, zu installieren und in Betrieb zu nehmen.

Lagerung ist in den meisten Teilen der Welt kein hochwertiges Gut. Eingebauter Speicher ist also an und für sich keine wertvolle Sache.

Wir wissen nicht, wie hoch die Lebenszeitkosten pro gelieferter Stromeinheit sein werden. Wir haben nur noch wenige junge Prototypen. Diese Art von Unsicherheit wirkt sich negativ auf die Anleger aus.

Alles, was wir als Menschen tun, hat Konsequenzen. Obwohl dies (meiner Meinung nach) kein großer Nachteil ist, haben Kritiker häufig die angeblichen nachteiligen Auswirkungen der Pflanze auf wild lebende Tiere angeführt:

Wikipedia Artikel :

Es wurde festgestellt, dass Insekten von dem hellen Licht angezogen werden können, das durch konzentrierte Solartechnologie verursacht wird. Infolgedessen können Vögel, die sie jagen, getötet (verbrannt) werden, wenn die Vögel in der Nähe des Punktes fliegen, auf den das Licht fokussiert wird. Dies kann auch Raubvögel betreffen, die die Vögel jagen. Bundesbeamte für Wildtiere haben begonnen, diese "umweltfreundlichen" Krafttürme "Mega-Fallen" für Wildtiere zu nennen.

Nature World News :

Unglücklicherweise bemerkten Ingenieure und Biologen vor Ort nach etwa zwei Stunden "Luftschlangen" - Spuren von Rauch und Dampf, die von Vögeln verursacht wurden, die direkt in das Feld der Sonnenstrahlung flogen. Welche Feuchtigkeit auf ihnen war, verdampfte sofort und einige gingen sofort in Flammen auf - zumindest bis sie hektisch wegflatterten. Schätzungsweise 130 Vögel wurden während des Tests verletzt oder getötet.

Die Richtigkeit dieser Behauptungen ist jedoch fraglich (aus dem Wikipedia-Artikel):

Die Geschichte über die Ivanpah Solar Power Facility war jedoch übertrieben. Sie zählte viele Zehntausende Todesfälle und verbreitete Alarm über konzentrierte Solarenergieanlagen (CSP), die nicht auf Fakten beruhten, sondern auf Spekulationen eines Gegners beruhten. Laut strenger Berichterstattung wurden in über sechs Monaten tatsächlich nur 133 versengte Vögel gezählt. Und nicht nur die Zahl der Vogelsterben ist weitaus geringer als die Hunderte von Millionen bis Milliarden, die jährlich an Kollisionen mit Fenstern, Fahrzeugen und Stromleitungen sterben, sondern durch die Fokussierung von nicht mehr als 4 Spiegeln auf einen Ort in der Luft während Im Standby-Modus des Crescent Dunes Solar Energy Project sank die Sterblichkeitsrate innerhalb von drei Monaten auf null Todesfälle.

In Großbritannien scheint die Sonne nicht jeden Tag. Wir brauchen auch im Winter die meiste Kraft, wenn die Sonne am wenigsten scheint.

Daher muss jedes Solarkraftwerk durch ein anderes Kraftwerk gesichert werden, das funktionieren kann, wenn die Sonne nicht scheint. Konzentrierte Sonnenenergie ermöglicht die kurzfristige Speicherung des Dampfes, sodass mindestens 5 Minuten Wolkendecke bewältigt werden und das „Winterproblem“ nicht viel hilft.

In einem Gebiet, in dem der Spitzenstrombedarf an heißen Sonnentagen aufgrund von Wechselstrom besteht, ist Solarenergie jedoch eine viel bessere Option.

Wir müssen uns dann fragen, ob sich die konzentrierte Solarenergie (CSP) im Vergleich zur Photovoltaik (PV) lohnt. PV ist eine Ware und wird von Jahr zu Jahr billiger. Alles, was CSP gegenüber PV anbieten kann, ist die kurzfristige Speicherung von Strom.

Wenn in den richtigen Regionen der Welt große Investitionen in CSP getätigt wurden und viele Designer gebaut und perfektioniert wurden, könnte sich dies als sehr gut herausstellen. Ich gehe jedoch davon aus, dass wir es nie erfahren werden, da der Fall für die Investition schwer zu realisieren ist, da die PV gut verstanden ist und die Klimaanlage für einige Minuten ausgeschaltet werden kann, wenn eine Wolke die PV nicht mehr funktioniert. (Das Speichern von „Kälte“ in einem Gebäude ist eine Methode zur effektiven Energiespeicherung.)

Konzentrierte Solarkraftwerke befinden sich am besten in abgelegenen Gebieten, die das ganze Jahr über viel Sonnenschein erhalten, was im Grunde genommen aride oder semi-aride Regionen bedeutet. Die meisten dieser Regionen haben keine große Bevölkerung, so dass lange Stromübertragungsleitungen benötigt werden.

Um die Leistung und Effizienz zu steigern, muss jede CSP-Anlage an jedem Ort, an dem eine CSP-Anlage errichtet wird, speziell für den Weg und die Höhe der Sonne ausgelegt und gebaut sein. speziell für das Sonnenverfolgungssystem, das benötigt wird, um das Licht einer sich bewegenden Sonne kontinuierlich auf einen Ort zu fokussieren. Der Weg der Sonne variiert im Laufe des Tages und von Tag zu Tag - niedrige Höhen im Winter, hohe Höhen im Sommer.

Die Leistung ist optimal, wenn die Sonne am höchsten Punkt des Himmels steht und 2 bis 3 Stunden zu beiden Seiten gut funktioniert. Am frühen Morgen und am späten Nachmittag erhält der CSP nicht viel nutzbares Sonnenlicht.

Einige dieser Antworten haben bereits die Umweltauswirkungen von CSP angesprochen. Ich möchte diesen Artikel als Quelle hinzufügen . Es wird auf die Punkte anderer hingewiesen, die die Frage des OP beantwortet und auf die Probleme hingewiesen haben, bei denen die biologische Vielfalt (insbesondere Vogelarten) betroffen ist.

Allerdings hat niemand auf den Wasserverbrauch hingewiesen, der für das Kühlsystem erforderlich ist, was ebenfalls wichtig ist. Mit der Zeit müssen wir mit unserem Wasserverbrauch vorsichtiger umgehen, da wir bereits eine "Blaue Revolution" brauchen.

Ich denke, dass CSP eine großartige Ergänzung zu PV-Systemen und anderen Arten alternativer Energie ist. Dadurch kann Solar ein stabileres Netz für Anlagen im industriellen Maßstab erreichen. Wir müssen jedoch darauf achten, wie wir es bauen und wie viel wir bauen, um die Umweltkosten zu minimieren.

Die Vorteile überwiegen die Nachteile, daher müssen wir den politischen Willen festigen, um die notwendigen Investitionen zu tätigen. Die idealen Standorte in sonnigen Trockengebieten wären direkt am Meer, um Entsalzungsanlagen anzutreiben. Die CSPs können für diese Anwendungen zusammen mit PV verwendet werden.

Durch die Entsalzung und Elektrolyse von Meerwasser erhalten wir neben frischem Wasser neben elektrischem Strom auch Wasserstoff. Durch die Elektrolyse können wir auch Hydroxide erhalten, um das Kohlendioxid aus dem Abgas von Kohlenwasserstoffverbrennungsanlagen zu entfernen. Die Hydroxide, hauptsächlich Natriumhydroxid, würden mit dem Kohlendioxid reagieren, um Carbonate zu bilden, die feste Niederschläge sind. Das Carbonat kann für Emissionsgutschriften auf dem Markt für Kohlenstoffbindung eingelöst werden. Wir erhalten auch Chlor aus der Elektrolyse von Meerwasser, das auch ein sehr nützliches Produkt ist, insbesondere in der Dritten Welt, wo es zur Sterilisation von Trinkwasser verwendet werden kann.

Ich möchte auf einige "zusätzliche" Informationen hinweisen. Ich denke, dass diese CSP auch verwendet werden könnten, um Wasserstoff aus der Elektrolyse zu erzeugen. Dies erhöht das Angebot, das für die Entwicklung der Wasserstoff-Kraftstoff-Technologie in Autos wichtig sein könnte. Weil ich erst kürzlich gelesen habe, dass diese Autos eine viel größere Reichweite bieten als Elektroautos, aber die Dichte der "Wasserstoffstationen" viel zu gering ist, als dass sich diese Technologie weiterentwickeln könnte. Somit könnte der CSP zusätzliche Vorteile haben, für die sie nicht einmal vorgesehen waren. Es hätte einen weiteren positiven Effekt, die Menschen müssen nicht darüber nachdenken, wie die "elektrische Energie" gespeichert werden soll, da sie in nutzbare "chemische Energie" umgewandelt wurde (obwohl die Speicherung von Wasserstoff an sich nicht allzu einfach ist).