Centrales solaires concentrées pour la sélection du site et de la technologie en Égypte

L'objectif de cette recherche est d'étudier la mise en œuvre de deux technologies d'énergie solaire concentrée (CSP) dans les 28 sites dédiés en Égypte, afin de sélectionner la technologie CSP optimale spécifique au site. Ceci peut être réalisé par une simulation thermo-économique validée des centrales électriques à l'aide du modèle consultatif Sam et une étude des configurations des deux technologies CSP proposées pour répondre à la demande thermique de la centrale électrique. Les simulations prennent en compte les aspects environnementaux, techniques, financiers et économiques des projets. Parmi les nombreux paramètres simulés, trois sont considérés pour comparer les configurations des deux technologies proposées dans les 28 sites utilisant l'aide du système d'information géographique. Ces paramètres sont la production annuelle d’électricité, le coût actualisé de l’énergie et la consommation d’eau. Une analyse comparative a indiqué que la tour solaire nécessite 25 % de terrain en plus que le bac parabolique. La zone de collecte supplémentaire a augmenté le coût d'investissement net du système de tour solaire de 15 % par rapport au modèle à auge parabolique. En conséquence, l’agencement de la tour solaire réduit le coût actualisé de l’énergie tout en augmentant la puissance annuelle produite et l’eau requise par la centrale électrique. Les résultats de la simulation ont favorisé la configuration proposée de la tour solaire par rapport au creux parabolique et ont recommandé la mise en œuvre de tels projets d'énergie solaire concentrée dans les zones centrales et orientales de l'Égypte.

L'une des préoccupations les plus urgentes au monde est de satisfaire la demande croissante d'énergie de manière écologique et durable (Dincer et Acar 2015), en particulier dans les pays en développement progressif et avec une population en plein essor comme l'Égypte. À cet égard, la fourniture d’options en matière d’énergies renouvelables est indispensable. La Vision égyptienne 2030 se concentre sur le développement durable dans le pays et considère l'énergie comme le deuxième pilier le plus important des dix piliers du développement durable (https://mped.gov.eg/EgyptVision?lang=en). Le rapport de vision met l'accent sur l'utilisation optimale et domestique des ressources énergétiques ainsi que sur la diversification du mix d'approvisionnement énergétique pour incorporer les énergies renouvelables pour produire de l'électricité. De plus, le rapport met l'accent sur l'atténuation des émissions de dioxyde de carbone du secteur de l'énergie. En conséquence, un décret présidentiel a été publié en 2016 pour consacrer 28 sites (http://nrea.gov.eg/test/en/Home), classés en 6 grandes zones, à développer grâce à des projets d'énergies renouvelables par le Nouveau et Renewable Energy Authority (NREA) et ministère de l’Électricité et des Énergies renouvelables, comme le montre la figure 1 (Moharram et al. 2022).

La ressource énergétique renouvelable la plus abondante en Égypte est l’énergie solaire (Aliyu et al. 2018). L’accent est donc mis en grande partie sur les énergies renouvelables sur les technologies d’énergie solaire optimales et spécifiques au site à mettre en œuvre. Il existe un potentiel de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) en Égypte de 80 à 95 % en suivant le Plan de politique énergétique pour le Moyen-Orient et l'Afrique du Nord (MENA), qui vise à réduire le changement climatique en plafonnant l'augmentation de la température mondiale à un maximum de 2 °C (Menichetti et al. 2018 ; Elshafey et al. 2018). L'intégration des technologies d'énergie solaire concentrée (CSP) avec les centrales électriques thermiques (fossiles) déjà existantes constitue l'une des solutions technologiques énergétiques à faible émission de carbone qui peuvent être adoptées (Cioccolanti et al. 2019). Bien que le CSP comporte un nombre relativement important d’éléments indépendants, ce qui en fait une technologie complexe, cette limitation est contrebalancée par le fait que la technologie offre une flexibilité d’application adaptée à la demande. La conversion à l'énergie thermique distingue le CSP des autres principales technologies d'énergie renouvelable, telles que l'hydroélectricité, l'énergie éolienne et les cellules photovoltaïques (PV). De plus, le CSP est particulièrement attrayant en raison de ses avantages en termes de haute efficacité, de faibles coûts d'exploitation et d'un bon potentiel de mise à l'échelle (Zhang et al. 2013). Le choix du site pour la construction d'une centrale électrique CSP est soumis à certaines conditions importantes qui doivent être remplies afin d'assurer une production économique d'électricité. La NREA a pris en compte ces critères lors de la sélection des 28 sites et a vérifié la faisabilité de la mise en œuvre des technologies CSP. Les exigences générales du site sont les suivantes :