Perinteisten voimalaitosten päästöjä voidaan vähentää kolmannes aurinkovoiman avulla, arvioidaan VTT:n vetämän COMBO-CFB-projektin selvityksessä. Projektissa tutkittiin, miten hybridilaitosratkaisuilla voidaan tuottaa sähköä joustavasti kysynnän mukaan ilman energiavarastoa.

Tutkimuksen mukaan parhaassa tapauksessa voidaan ilmastoa rasittavia päästöjä ja polttoaineen kulutusta vähentää jopa yli 33 prosenttia.  Kehitetty konsepti perustuu keskittävän aurinkovoimatekniikan (CSP) yhdistämiseen perinteiseen voimalaitosprosessiin hybridilaitokseksi, joka tuottaa sähköä kulutuksen mukaan.

Voimalaitoksen päästöt pienenevät, jos osa sen käyttämästä polttoaineesta korvataan aurinkoenergialla. VTT:n johtamassa COMBO-CFB-projektissa − Combination of concentrated solar power (CSP) with circulating fluidized bed (CFB) power plants − analysoitiin ja verrattiin erilaisia hybridilaitoskonsepteja.

Päästöt ja polttoaineen kulutus vähenivät parhaimmillaan yli 33 prosenttia tapauksessa, jossa aurinkokentällä tuotettua höyryä syötettiin suoraan voimalaitoksen korkeapaineturbiiniin.  Projektissa hyödynnettiin suomalaisten toimijoiden korkeatasoista osaamista kattilatekniikassa.

Hybridilaitoksessa sään mukaan vaihteleva aurinkoenergian tuotanto tasataan höyrykattilan avulla. Projektissa kehitetyt tuotantokonseptit laajentavat CSP-tekniikan hyödyntämismahdollisuuksia. Hybridiprosessin dynaaminen luonne on haaste tuotantojärjestelmän suunnittelulle ja operoinnille erityisesti silloin, kun aurinkoenergian osuus tuotannossa on suuri.

COMBO-CFB-projektissa haasteita tarkasteltiin sekä dynaamiseen mallinnukseen kehitetyllä Apros-ohjelmistolla että polttokokeissa VTT:n pilot-laitteistolla Jyväskylässä. CSP-tekniikkaa on järkevää hyödyntää sähköntuotannossa alueilla, joissa on runsaasti auringonvaloa: Euroopassa esimerkiksi Välimeren maissa.

Teknologian tutkimuskeskus VTT, Oulun yliopisto, Amec Foster Wheeler, Vaisala, Telog, Pöyry sekä Energiateollisuuden ja Teknologiateollisuuden etujärjestöt.

LISÄÄ: Loppuraportti (LINKKI, pdf)

Kuva:Puerto Errado CPS-voimala Espanjan Calasparrassa.

TAUSTAA: Keskittävä aurinkovoima CSP (Concentrated solar power)

Keskittävä aurinkovoima on energiateknologia, jolla voidaan tuottaa sekä sähköä että lämpöä. Lisäksi tekniikan sovelluskohteisiin kuuluu esimerkiksi puhteen veden valmistus.

CSP-tekniikassa peilien avulla keskitetään aurinkosäteiden sisältämää energiaa ja muunnetaan se lämmöksi, jolla ajetaan turbiinia kuten perinteisissäkin voimalaitoksissa. Perinteisistä voimalaitoksista poiketen tuotanto kuitenkin vaihtelee säteilytason mukaan.

CSP-tekniikalla voidaan jo nyt tuottaa sähköä kulutuksen mukaan erottamalla aurinkolämmön keräys ja sähkön tuotanto lämpövarastolla. Varastointiratkaisut ovat kuitenkin edelleen kalliita, ja kaikille CSP-tekniikoille ei vielä ole teknisesti järkevää varastointiratkaisua.