Usinas de energia solar concentrada para seleção de local e tecnologia no Egito

O objetivo desta pesquisa é investigar a implementação de duas tecnologias de energia solar concentrada (CSP) nos 28 locais dedicados no Egito, a fim de selecionar a tecnologia CSP ideal para o local específico. Isto pode ser conseguido através de uma simulação termoeconómica validada de centrais eléctricas utilizando o modelo consultivo Sam e uma investigação das configurações das duas tecnologias CSP propostas para satisfazer a procura térmica da central eléctrica. As simulações levam em consideração os aspectos ambientais, técnicos, financeiros e econômicos dos projetos. Dentre os vários parâmetros simulados, três são considerados para comparar as configurações das duas tecnologias propostas nas 28 localidades utilizando o auxílio de sistemas de informações geográficas. Esses parâmetros são a produção anual de energia, o custo nivelado de energia e o consumo de água. Uma análise comparativa indicou que a torre solar requer 25% mais terreno do que a calha parabólica. A área de coleta adicional aumentou o custo líquido de capital do sistema de torre solar em 15% em relação ao modelo de calha parabólica. Como resultado, o arranjo da torre solar reduz o custo nivelado de energia, ao mesmo tempo que aumenta a energia gerada anualmente e a água necessária para a usina. Os resultados da simulação favoreceram a configuração proposta da torre solar em vez da calha parabólica e recomendaram a implementação de tais projetos de energia solar concentrada nas localidades central e oriental do Egito.

Uma das preocupações mais prementes do mundo é satisfazer as crescentes exigências energéticas de uma forma ecológica e sustentável (Dincer e Acar 2015), especialmente em países em desenvolvimento progressivo com populações em expansão como o Egipto. A este respeito, a oferta de opções de energias renováveis ​​é uma obrigação. A Visão 2030 do Egipto centra-se no desenvolvimento sustentável do país e considera a energia o segundo pilar mais importante dos dez pilares do desenvolvimento sustentável (https://mped.gov.eg/EgyptVision?lang=en). O relatório de visão enfatiza a utilização óptima e doméstica dos recursos energéticos, bem como a diversificação do mix de fornecimento de energia para incorporar energias renováveis ​​para produzir electricidade. Além disso, o relatório enfatiza a mitigação das emissões de dióxido de carbono do sector energético. Consequentemente, foi emitido um decreto presidencial em 2016 para dedicar 28 locais (http://nrea.gov.eg/test/en/Home), que são categorizados em 6 zonas principais, a serem desenvolvidas através de projetos de energias renováveis ​​pelo Novo e Autoridade de Energia Renovável (NREA) e Ministério da Eletricidade e Energias Renováveis, conforme mostrado na Figura 1 (Moharram et al. 2022).

O recurso de energia renovável mais abundante no Egito é a energia solar (Aliyu et al. 2018). Grande parte da ênfase nas energias renováveis ​​é, portanto, direcionada para as tecnologias de energia solar ideais e específicas para o local a serem implementadas. Existe um potencial para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa (GEE) no Egipto em 80-95%, seguindo o Plano de Política Energética do Médio Oriente e Norte de África (MENA), que procura reduzir as alterações climáticas, limitando o aumento da temperatura global a não mais do que 2 °C (Menichetti et al. 2018; Elshafey et al. 2018). A integração de tecnologias de energia solar concentrada (CSP) com usinas térmicas (fósseis) já existentes apresenta uma das soluções tecnológicas de energia de baixo carbono que pode ser adotada (Cioccolanti et al. 2019). Embora o CSP tenha um número relativamente grande de elementos independentes, tornando-o uma tecnologia complexa, esta limitação é contrabalançada pelo facto de a tecnologia proporcionar flexibilidade de aplicação para se adequar à procura. A conversão para energia térmica distingue o CSP das outras principais tecnologias de energia renovável, como energia hidrelétrica, energia eólica e células fotovoltaicas (PV). Além disso, o CSP é particularmente atraente devido às suas vantagens em termos de alta eficiência, baixos custos operacionais e bom potencial de expansão (Zhang et al. 2013). A seleção do local para a construção de uma central CSP está sujeita a determinadas condições importantes que devem ser cumpridas para garantir a produção económica de eletricidade. A NREA considerou estes critérios durante a seleção dos 28 locais e verificou a viabilidade de implementação de tecnologias CSP. Os requisitos gerais do local são os seguintes: