Evaluation of concentrating solar power production capacity in the Algerian energy mix.

Abstract

This study focuses on the integration of Concentrating Solar Power (CSP) into the Algerian power mix, which is predominantly reliant on conventional electricity generation fueled by natural gas. The objective is to increase the share of renewable energy, particularly CSP, in the national power production mix. The study proposes three scenarios based on CSP integration, with an objective of achieving an 8% share in the park, equivalent to 2000 MW. The methodology involves spatially distributing electricity demand by region, considering population density and technical parameters. The feasibility of installing CSP plant is then assessed based on three test; the first one is namely energy balance, which is developed in this study. The second and the third tests are land suitability and technical functionality of CSP. The installation capacity and performance factor are analyzed using the System Advisor Model (SAM). The results demonstrate the significant contribution of CSP plants, for each scenario where its contribution is more attractive in the third scenario with a maximum share equivalent to 20 projects distributed in ten regions. Tamanrasset region achieving the highest annual electrical output reached 383.163 GWh and capacity factor of 43.7%. The findings emphasize the potential of CSP in the height scenario that reached an annual electrical output of 9.3 TWh present approximately the half of national electrical energy demand in the residential sector (24.95 TWh). This research provides valuable insights for policymakers, energy planners, and stakeholders involved in shaping Algeria's energy mix with targets to enhance energy security, reduce carbon emissions, and stimulate economic growth in Algeria.

Cette étude se concentre sur l'intégration de l'Énergie Solaire Concentrée (CSP) dans le mix énergétique algérien, qui dépend principalement de la production d'électricité conventionnelle alimentée par le gaz naturel. L'objectif est d'augmenter la part des énergies renouvelables, en particulier le CSP, dans le mix national de production d'électricité. L'étude propose trois scénarios d'intégration du CSP, avec pour objectif d'atteindre une part de 8% dans le parc, soit l'équivalent de 2000 MW. La méthodologie consiste à répartir spatialement la demande d'électricité par région, en tenant compte de la densité de population et des paramètres techniques. La faisabilité de l'installation d'une centrale CSP est ensuite évaluée sur la base de trois tests ; le premier est appelé bilan énergétique, qui est développé dans cette étude. Les deuxièmes et troisièmes tests portent sur la pertinence des terrains et la fonctionnalité technique du CSP. La capacité d'installation et le facteur de performance sont analysés à l'aide du modèle d'analyse du système (SAM). Les résultats démontrent la contribution significative des centrales CSP, pour chaque scénario, où sa contribution est plus attractive dans le troisième scénario avec une part maximale équivalente à 20 projets répartis dans dix régions. La région de Tamanrasset atteint la plus haute production annuelle d'électricité, atteignant 383,163 GWh et un facteur de capacité de 43,7%. Les résultats soulignent le potentiel du CSP dans le scénario le plus élevé, qui atteint une production annuelle d'électricité de 9,3 TWh, représentant environ la moitié de la demande nationale d'énergie électrique dans le secteur résidentiel (24,95 TWh). Cette recherche fournit des informations précieuses pour les décideurs politiques, les planificateurs énergétiques et les parties prenantes impliquées dans la définition du mix énergétique de l'Algérie, avec pour objectifs d'améliorer la sécurité énergétique, de réduire les émissions de carbone et de stimuler la croissance économique en Algérie.

تركز هذه الدراسة على دمج الطاقة الشمسية المركزة (CSP) في مزيج الطاقة الجزائري، والذي يعتمد في الغالب على توليد الكهرباء التقليدي الذي يعمل بالغاز الطبيعي. الهدف هو زيادة حصة الطاقة المتجددة ، ولا سيما الطاقة الشمسية المركزة ، في مزيج إنتاج الطاقة الوطني. تقترح الدراسة ثلاثة سيناريوهات تستند إلى تكامل الطاقة الشمسية المركزة ، بهدف تحقيق حصة 8٪ ، أي ما يعادل 2000 ميغاواط. تتضمن المنهجية التوزيع المكاني للطلب على الكهرباء حسب المنطقة ، مع مراعاة الكثافة السكانية والمعايير الفنية. يتم بعد ذلك تقييم جدوى تركيب محطة الطاقة الشمسية المركزة على أساس ثلاثة اختبارات ؛ الأول هو توازن الطاقة ، والذي تم تطويره في هذه الدراسة. الاختبار الثاني والثالث هما مدى ملائمة الأرض والوظيفة الفنية لمحطة الطاقة الشمسية المركزة. يتم تحليل قدرة التثبيت وعامل الأداء باستخدام نموذج مستشار النظام (SAM). توضح النتائج المساهمة الكبيرة لمحطات الطاقة الشمسية المركزة ، لكل سيناريو حيث تكون مساهمتها أكثر جاذبية في السيناريو الثالث مع حصة قصوى تعادل 20 مشروعًا موزعة في عشر مناطق. منطقة تمنراست تحقق أعلى إنتاج سنوي للكهرباء بلغ 383.163 جيجاواط ساعة وعامل قدرة 43.7٪. تؤكد النتائج على إمكانات الطاقة الشمسية المركزة في سيناريو الارتفاع الذي وصل إلى ناتج كهربائي سنوي قدره 9.3 تيراواط ساعة يمثل ما يقرب من نصف الطلب الوطني على الطاقة الكهربائية في القطاع السكني (24.95 تيراواط ساعة). يوفر هذا البحث رؤى قيمة لواضعي السياسات ومخططي الطاقة وأصحاب المصلحة المشاركين في تشكيل مزيج الطاقة في الجزائر مع أهداف لتعزيز أمن الطاقة وتقليل انبعاثات الكربون وتحفيز النمو الاقتصادي في الجزائر.