Erneuerbare Energieflüsse umfassen natürliche Phänomene wie Sonnenlicht, Wind, Gezeiten, Pflanzenwachstum und Erdwärme, wie die Internationale Energieagentur erklärt:
Erneuerbare Energie wird aus natürlichen Prozessen gewonnen, die ständig ergänzt werden. In seinen verschiedenen Formen kommt es direkt von der Sonne oder von der Hitze hervor, die tief in der Erde erzeugt wird. In der Definition enthalten sind Strom und Wärme aus Sonne, Wind, Meer, Wasserkraft, Biomasse, geothermischen Ressourcen sowie Biokraftstoffe und Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen.
Überblick
Im Gegensatz zu anderen Energiequellen, die in einer begrenzten Anzahl von Ländern konzentriert sind, existieren erneuerbare Energiequellen in weiten geographischen Gebieten. Der schnelle Einsatz erneuerbarer Energien und Energieeffizienz führt zu erheblicher Energiesicherheit, Klimaschutz und wirtschaftlichen Vorteilen. Die Ergebnisse einer kürzlich durchgeführten Literaturrecherche kamen zu dem Schluss, dass Treibhausgase als Treibhausgas-Emittenten für Schäden aufgrund von Treibhausgasemissionen, die zum Klimawandel führen, verantwortlich gemacht werden. Ein hoher Wert für die Haftungsbegrenzung würde daher starke Anreize für den Einsatz erneuerbarer Energietechnologien bieten . In internationalen Meinungsumfragen wird die Förderung erneuerbarer Energien wie Solarenergie und Windkraft stark unterstützt. Auf nationaler Ebene verfügen bereits mindestens 30 Staaten weltweit über erneuerbare Energien, die mehr als 20 Prozent zur Energieversorgung beitragen. Die nationalen Märkte für erneuerbare Energien werden voraussichtlich auch in den kommenden zehn Jahren und darüber hinaus stark wachsen. Einige Orte und mindestens zwei Länder, Island und Norwegen, erzeugen ihren gesamten Strom bereits mit erneuerbaren Energien, und viele andere Länder haben sich zum Ziel gesetzt, in Zukunft 100% erneuerbare Energie zu erreichen. In Dänemark beispielsweise beschloss die Regierung, die gesamte Energieversorgung (Strom, Mobilität und Heizung / Kühlung) bis 2050 auf 100% erneuerbare Energie umzustellen.
Im Gegensatz zu anderen Energiequellen, die in einer begrenzten Anzahl von Ländern konzentriert sind, existieren erneuerbare Energiequellen und erhebliche Möglichkeiten für Energieeffizienz über weite geografische Gebiete. Ein schneller Einsatz erneuerbarer Energien und Energieeffizienz sowie eine technologische Diversifizierung der Energiequellen würde zu einer erheblichen Energiesicherheit und zu wirtschaftlichen Vorteilen führen. Es würde auch die Umweltverschmutzung, wie Luftverschmutzung, die durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursacht wird, reduzieren und die öffentliche Gesundheit verbessern, vorzeitige Mortalitäten aufgrund von Umweltverschmutzung reduzieren und damit verbundene Gesundheitskosten einsparen, die nur in den Vereinigten Staaten mehrere hundert Milliarden Dollar jährlich betragen. Es wird erwartet, dass erneuerbare Energiequellen, die ihre Energie direkt oder indirekt aus der Sonne beziehen, wie Wasserkraft und Wind, in der Lage sein werden, der Menschheit Energie für fast weitere 1 Milliarde Jahre zu liefern, wobei der vorhergesagte Anstieg der Wärme von der Sonne erwartet wird Es wird erwartet, dass die Oberfläche der Erde zu heiß wird, damit flüssiges Wasser existieren kann.
Der Klimawandel und die Probleme der globalen Erwärmung, gepaart mit hohen Ölpreisen, Ölspitzen und zunehmender staatlicher Unterstützung, treiben die Gesetzgebung, Anreize und Kommerzialisierung der erneuerbaren Energien voran. Neue Ausgaben, Regulierungen und Richtlinien der Regierung halfen der Industrie, die globale Finanzkrise besser zu überstehen als viele andere Sektoren. Laut einer Prognose der Internationalen Energieagentur aus dem Jahr 2011 könnten Solarstromgeneratoren den größten Teil der weltweiten Stromerzeugung innerhalb von 50 Jahren produzieren und so die Emissionen umweltschädlicher Treibhausgase reduzieren.
Ab 2011 versorgen kleine Solar-PV-Anlagen einige Millionen Haushalte mit Strom, und Mikro-Hydro, die in Mini-Grids konfiguriert sind, dienen viel mehr. Über 44 Millionen Haushalte nutzen Biogas, das in Haushaltsfaulbehältern für Beleuchtung und / oder Kochen hergestellt wird, und mehr als 166 Millionen Haushalte sind auf eine neue Generation von effizienteren Biomasse-Kochherden angewiesen. Der Generalsekretär der Vereinten Nationen, Ban Ki-moon, sagte, dass erneuerbare Energien die Fähigkeit haben, die ärmsten Länder zu neuen Wohlstandsstufen zu führen. Auf nationaler Ebene verfügen bereits mindestens 30 Länder weltweit über erneuerbare Energien, die mehr als 20% zur Energieversorgung beitragen. Die nationalen Märkte für erneuerbare Energien werden voraussichtlich auch in den kommenden zehn Jahren und darüber hinaus stark wachsen, und rund 120 Länder haben verschiedene politische Ziele für längerfristige Anteile erneuerbarer Energien, einschließlich eines 20% -Ziels für die gesamte für die Europäische Union erzeugte Elektrizität bis 2020 Einige Länder haben viel höhere langfristige politische Ziele von bis zu 100% erneuerbarer Energiequellen. Außerhalb Europas zielt eine Gruppe von 20 oder mehr anderen Ländern auf erneuerbare Energieanteile im Zeitrahmen von 2020 bis 2030, die von 10% bis 50% reichen.
Erneuerbare Energien verdrängen herkömmliche Brennstoffe häufig in vier Bereichen: Stromerzeugung, Warmwasserbereitung / Raumheizung, Verkehr und ländliche (netzunabhängige) Energiedienstleistungen:
Markt- und Branchentrends
Erneuerbare Energie hat in den Vereinigten Staaten effektiver zur Schaffung von Arbeitsplätzen als Kohle oder Öl beigetragen.
Wachstum der erneuerbaren Energien
Seit Ende 2004 sind die weltweiten Kapazitäten für erneuerbare Energien bei vielen Technologien um 10-60% pro Jahr gewachsen. Im Jahr 2015 stiegen die weltweiten Investitionen in erneuerbare Energien um 5% auf 285,9 Mrd. USD und übertrafen damit den bisherigen Rekordwert von 278,5 Mrd. USD im Jahr 2011. 2015 war das erste Jahr, in dem erneuerbare Energien (ohne große Wasserkraft) den größten Teil der neuen 53,6% der Gesamtzahl). Von den erneuerbaren Energien entfielen 72 GW auf Wind und 56 GW auf Photovoltaik; beide rekordverdächtigen Zahlen und stark über den Zahlen von 2014 (49 GW und 45 GW). In finanzieller Hinsicht machte Solar 56% der gesamten Neuinvestitionen und Wind 38%.
Projektionen variieren. Die UVP hat vorausgesagt, dass fast zwei Drittel der Nettokapazitäten aus erneuerbaren Energiequellen bis 2020 aus erneuerbaren Energiequellen stammen werden, aufgrund der kombinierten politischen Vorteile von lokaler Verschmutzung, Dekarbonisierung und Energiediversifizierung. Einige Studien haben Roadmaps aufgestellt, um bis zum Jahr 2030 100% der weltweiten Energie mit Wind-, Wasser- und Solarenergie zu erzeugen.
Laut einer Prognose der Internationalen Energieagentur aus dem Jahr 2011 könnten Solarstromgeneratoren den größten Teil der weltweiten Stromerzeugung innerhalb von 50 Jahren produzieren und so die Emissionen umweltschädlicher Treibhausgase reduzieren. Cedric Philibert, leitender Analyst im Bereich Erneuerbare Energien an der IEA, sagte: „Photovoltaik- und Solarthermieanlagen werden den größten Teil des weltweiten Strombedarfs bis 2060 decken – und die Hälfte des gesamten Energiebedarfs – mit Wind-, Wasserkraft- und Biomasseanlagen der verbleibenden Generation „. „Photovoltaik und konzentrierte Solarenergie können zusammen zur wichtigsten Stromquelle werden“, sagte Philibert.
Im Jahr 2014 stieg die weltweite Windkraftkapazität um 16% auf 369.553 MW. Die jährliche Windenergieproduktion wächst ebenfalls rapide und hat etwa 4% des weltweiten Stromverbrauchs erreicht, 11,4% in der EU, und sie wird in Asien und den Vereinigten Staaten weit verbreitet verwendet. Im Jahr 2015 stieg die weltweit installierte Photovoltaik-Kapazität auf 227 Gigawatt (GW), was ausreicht, um 1 Prozent des weltweiten Strombedarfs zu decken. Solarthermische Kraftwerke sind in den Vereinigten Staaten und in Spanien in Betrieb, und ab 2016 ist das 392-MW-elektrische Stromerzeugungssystem von Ivanpah in Kalifornien das größte davon. Die größte Geothermie-Anlage der Welt ist The Geysers in Kalifornien mit einer Nennleistung von 750 MW. Brasilien hat eines der größten Programme für erneuerbare Energien der Welt, das die Produktion von Ethanol aus Zuckerrohr umfasst, und Ethanol liefert heute 18% des Kraftstoffs des Landes. Ethanol-Kraftstoff ist auch in den Vereinigten Staaten weit verbreitet.
Ab 2018 planen amerikanische Energieversorger neue oder zusätzliche Investitionen in erneuerbare Energien. Diese Investitionen sind insbesondere auf Solarenergie ausgerichtet, da das Steuersenkungs- und Beschäftigungsgesetz von 2017 in Kraft getreten ist. Das Gesetz behielt Anreize für die Entwicklung erneuerbarer Energien. Energieversorger nutzen die Steuervergünstigung für Solaranlagen, bevor sie nach 2021 dauerhaft auf 10% sinkt. Laut der Zusammenfassung des S & P Global Market Intelligence-Berichts vom 28. März sind „NextEra Energy Inc., Duke Energy Corp. und Dominion Energy Inc Die Versorgungsunternehmen von Siemens gehören zu einer Reihe von Unternehmen in der Branche, die kurzfristig bedeutende Solarinvestitionen in Betracht ziehen werden, andere Unternehmen, darunter Xcel Energy Inc. und Alliant Energy Corp., werden in naher Zukunft große Windprojekte durchführen erwägt, Solarinvestitionen in den kommenden Jahren zu erhöhen. “
Ökonomische Trends
Erneuerbare Energietechnologien werden billiger, durch technologischen Wandel und durch die Vorteile von Massenproduktion und Marktwettbewerb. Ein IEA-Bericht aus dem Jahr 2011 sagte: „Ein Portfolio erneuerbarer Energietechnologien wird in einer zunehmend breiten Palette von Umständen kostenmäßig wettbewerbsfähig und bietet in einigen Fällen Investitionsmöglichkeiten ohne besondere wirtschaftliche Unterstützung“ und fügte hinzu, dass „Kostensenkungen in kritischen Technologien wie Wind und Sonne, werden weitergehen. “
Wasserkraft und Geothermie, die an günstigen Standorten produziert werden, sind heute der günstigste Weg, um Strom zu erzeugen. Erneuerbare Energiekosten fallen weiter, und die Stromgestehungskosten (LCOE) sinken für Windkraft, Photovoltaik (PV), konzentrierte Solarenergie (CSP) und einige Biomassetechnologien. Erneuerbare Energie ist auch die wirtschaftlichste Lösung für neue netzgekoppelte Kapazitäten in Gebieten mit guten Ressourcen. Mit sinkenden Kosten für den Strom aus erneuerbaren Energiequellen steigt der Umfang der wirtschaftlichen Anwendungen. Erneuerbare Technologien sind heute oft die wirtschaftlichste Lösung für neue Erzeugungskapazitäten. Wo „Ölkraftwerke die vorherrschende Stromerzeugungsquelle sind (z. B. auf Inseln, netzfern und in einigen Ländern), gibt es heute fast immer eine kostengünstigere erneuerbare Lösung“. Eine Reihe von Studien des US National Renewable Energy Laboratory modellierte das „Netz in den westlichen USA unter einer Reihe verschiedener Szenarien, in denen intermittierende erneuerbare Energien 33 Prozent der Gesamtleistung ausmachten.“ In den Modellen führten Ineffizienzen beim zyklischen Betrieb der Anlagen mit fossilen Brennstoffen zur Kompensation der Schwankungen der Sonnen- und Windenergie zu zusätzlichen Kosten von „zwischen 0,47 und 1,28 USD für jede erzeugte Megawattstunde“; Die Einsparungen bei den Kosten für die eingesparten Kraftstoffe belaufen sich jedoch auf 7 Milliarden Dollar, was bedeutet, dass die zusätzlichen Kosten höchstens zwei Prozent der Einsparungen betragen.
Wasserkraft
Nur ein Viertel des weltweit geschätzten Wasserkraftpotenzials von 14.000 TWh / Jahr wurde entwickelt, die regionalen Potenziale für das Wachstum der Wasserkraft auf der ganzen Welt sind 71% Europa, 75% Nordamerika, 79% Südamerika, 95% Afrika, 95 % Mittlerer Osten, 82% Asien-Pazifik. Die politischen Realitäten neuer Reservoire in den westlichen Ländern, wirtschaftliche Einschränkungen in der Dritten Welt und das Fehlen eines Übertragungssystems in unbebauten Gebieten führen jedoch dazu, dass bis zum Jahr 2050 25% des verbleibenden Potenzials entwickelt werden können im asiatisch-pazifischen Raum. Es gibt ein langsames Wachstum in den westlichen Landkreisen, aber nicht im konventionellen Damm- und Reservoirstil der Vergangenheit. Neue Projekte haben die Form von Laufwasser und Kleinwasserkraft, ohne große Wasserspeicher zu verwenden. Es ist beliebt, alte Dämme zu rüsten und dadurch ihre Effizienz und Kapazität zu erhöhen sowie schneller auf das Netz zu reagieren. Wo es die Umstände erlauben, können bestehende Staudämme wie der 1985 gebaute Russell Dam mit Pump-back-Anlagen für Pumpspeicherwerke ausgestattet werden, die für Spitzenlasten oder zur Unterstützung von intermittierender Wind- und Sonnenenergie nützlich sind. Länder mit großen hydroelektrischen Entwicklungen wie Kanada und Norwegen geben Milliarden aus, um ihre Netze für den Handel mit Nachbarländern mit begrenzter Wasserkraft auszubauen.
Windkraft Entwicklung
Windkraft wird in Europa, China und den Vereinigten Staaten häufig verwendet. Von 2004 bis 2014 stieg die weltweit installierte Kapazität von Windenergie von 47 GW auf 369 GW – eine Steigerung um mehr als das Siebenfache innerhalb von 10 Jahren. 2014 wurde damit ein neuer Weltrekord erreicht (51 GW). Ende 2014 entfielen auf China, die USA und Deutschland zusammen die Hälfte der globalen Kapazitäten. Mehrere andere Länder haben eine relativ hohe Durchdringung mit Windenergie erreicht, so etwa 21% der stationären Stromerzeugung in Dänemark, 18% in Portugal, 16% in Spanien und 14% in Irland im Jahr 2010 und haben seitdem ihre installierte Kapazität weiter ausgebaut . Mehr als 80 Länder auf der ganzen Welt nutzen Windenergie auf kommerzieller Basis.
Offshore-Windenergie
Ab 2014 belief sich die Offshore-Windenergie auf 8.771 Megawatt weltweit installierte Kapazität. Obwohl sich die Offshore-Kapazitäten innerhalb von drei Jahren verdoppelten (von 4.117 MW im Jahr 2011), machten sie nur 2,3% der gesamten Windkraftkapazität aus. Das Vereinigte Königreich ist der unangefochtene Marktführer im Offshore-Bereich mit der Hälfte der weltweit installierten Kapazität vor Dänemark, Deutschland, Belgien und China.
Solarthermie
Die Vereinigten Staaten haben viel früher Forschung in der Photovoltaik und konzentrierte Solarenergie durchgeführt. Die USA gehören zu den Spitzenländern der Welt in Bezug auf die von der Sonne erzeugte Elektrizität, und einige der weltweit größten Versorgungsanlagen befinden sich im Südwesten der Wüste.
Das älteste solarthermische Kraftwerk der Welt ist das 354 Megawatt (MW) SEGS-Wärmekraftwerk in Kalifornien. Das Solar Electric Generating System von Ivanpah ist ein solarthermisches Kraftwerksprojekt in der kalifornischen Mojave-Wüste, 64 km südwestlich von Las Vegas, mit einer Bruttokapazität von 377 MW. Die 280 MW Solana Generating Station ist ein Solarkraftwerk in der Nähe von Gila Bend, Arizona, etwa 110 km südwestlich von Phoenix, das 2013 fertiggestellt wurde. Bei der Inbetriebnahme war es die größte Parabolrinnenanlage der Welt und die erste US-Solaranlage mit geschmolzenem Salz thermische Energiespeicher.
Die solarthermische Kraftwerksindustrie wächst 2012 mit 1,3 GW stark und ist in Planung. Spanien ist das Zentrum der Solarthermie mit 873 MW im Bau und weitere 271 MW in Entwicklung. In den USA wurden 5.600 MW solarthermische Kraftwerke angekündigt. In der Mojave-Wüste im Südwesten der USA wurden mehrere Kraftwerke errichtet. Die Ivanpah Solar Power Facility ist die jüngste. In Entwicklungsländern wurden drei Projekte der Weltbank für integrierte solarthermische / Gas-Kombikraftwerke in Ägypten, Mexiko und Marokko genehmigt.
Photovoltaik-Entwicklung
Photovoltaik (PV) verwendet Solarzellen, die zu Sonnenkollektoren zusammengebaut werden, um Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln. Es ist eine schnell wachsende Technologie, die ihre weltweit installierte Kapazität alle paar Jahre verdoppelt. PV-Systeme reichen von kleinen, privaten und kommerziellen Dach- oder Gebäude-integrierten Anlagen bis hin zu Photovoltaik-Kraftwerken im großen Maßstab. Die vorherrschende PV-Technologie ist kristallines Silizium, während die Dünnschicht-Solarzellentechnologie etwa 10 Prozent des weltweiten Photovoltaik-Einsatzes ausmacht. In den letzten Jahren hat die PV-Technologie ihre Stromerzeugungseffizienz verbessert, die Installationskosten pro Watt sowie die Energierücklaufzeit gesenkt und bis 2014 die Netzparität in mindestens 30 verschiedenen Märkten erreicht. Finanzinstitute prognostizieren ein zweites Solar- „Gold“ rush „in naher Zukunft.
Ende 2014 erreichte die weltweite PV-Kapazität mindestens 177.000 Megawatt. Am schnellsten wuchs die Photovoltaik in China, gefolgt von Japan und den USA, während Deutschland nach wie vor der weltweit größte Produzent von Photovoltaik ist und rund 7,0 Prozent zur gesamten Stromerzeugung beitrug. Italien deckt 7,9 Prozent seines Strombedarfs mit Photovoltaik – der höchste Anteil weltweit. Für 2015 wird eine Zunahme der kumulierten Gesamtkapazität um mehr als 50 Gigawatt (GW) prognostiziert. Bis 2018 wird die weltweite Kapazität voraussichtlich 430 Gigawatt erreichen. Dies entspricht einer Verdreifachung innerhalb von fünf Jahren. Es wird prognostiziert, dass die Solarenergie bis zum Jahr 2050 zur weltweit größten Stromquelle werden wird, wobei Solar- und konzentrierte Solarenergie 16% bzw. 11% beitragen werden. Dies erfordert eine Erhöhung der installierten PV-Kapazität auf 4.600 GW, von denen mehr als die Hälfte in China und Indien eingesetzt wird.
Photovoltaische Kraftwerke
Kommerzielle konzentrierte Solarkraftwerke wurden zuerst in den 1980er Jahren entwickelt. Da die Kosten für Solarstrom gefallen sind, ist die Anzahl der netzgekoppelten Solar-PV-Anlagen auf Millionen angewachsen und Solarkraftwerke im Versorgungsmaßstab mit Hunderten von Megawatt werden gebaut. Solar PV wird schnell zu einer kostengünstigen, CO2-armen Technologie, um erneuerbare Energie von der Sonne zu nutzen.
Viele Photovoltaik-Kraftwerke wurden vor allem in Europa, China und den USA gebaut. Der 579 MW Solar Star in den USA ist das größte PV-Kraftwerk der Welt.
Viele dieser Anlagen sind in die Landwirtschaft integriert, und einige nutzen Tracking-Systeme, die dem täglichen Sonnenlauf folgen, um mehr Strom zu erzeugen als ortsfeste Systeme. Beim Betrieb der Kraftwerke fallen keine Brennstoffkosten oder Emissionen an.
Wenn es jedoch um erneuerbare Energiesysteme und PV geht, sind nicht nur große Systeme von Bedeutung. Gebäudeintegrierte Photovoltaik oder „Onsite“ -PV-Systeme nutzen vorhandene Flächen und Strukturen und erzeugen Strom nahe am Ort des Verbrauchs.
Biokraftstoffentwicklung
Biokraftstoffe lieferten im Jahr 2010 3% des weltweiten Kraftstoffs für Kraftstoffe. In 31 Ländern gibt es auf nationaler Ebene und in 29 Bundesstaaten / Provinzen Mandate für die Beimischung von Biokraftstoffen. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur können Biokraftstoffe bis 2050 mehr als ein Viertel der weltweiten Nachfrage nach Transportkraftstoffen decken.
Seit den 1970er Jahren hat Brasilien ein Ethanol-Kraftstoff-Programm, das es dem Land ermöglicht hat, der weltweit zweitgrößte Produzent von Ethanol (nach den Vereinigten Staaten) und der weltweit größte Exporteur zu werden. Brasiliens Ethanol-Kraftstoff-Programm nutzt moderne Ausrüstung und billiges Zuckerrohr als Rohstoff, und der Rest-Rohr-Abfall (Bagasse) wird verwendet, um Wärme und Strom zu produzieren. In Brasilien gibt es keine Leichtfahrzeuge mehr, die mit reinem Benzin fahren. Ende 2008 gab es in Brasilien 35.000 Tankstellen mit mindestens einer Ethanolpumpe. Bedauerlicherweise hat die Operation Car Wash das Vertrauen der Öffentlichkeit in Ölgesellschaften stark untergraben und mehrere hochrangige brasilianische Regierungsvertreter in Mitleidenschaft gezogen.
Fast das gesamte Benzin, das heute in den Vereinigten Staaten verkauft wird, wird mit 10% Ethanol gemischt, und Kraftfahrzeughersteller produzieren bereits Fahrzeuge, die für viel höhere Ethanolmischungen ausgelegt sind. Ford, Daimler AG und GM gehören zu den Automobilunternehmen, die „flexible-Kraftstoff“ Autos, Lastwagen und Minivans verkaufen, die Benzin und Ethanol-Mischungen von reinem Benzin bis zu 85% Ethanol verwenden können. Mitte 2006 gab es etwa 6 Millionen Ethanol-kompatible Fahrzeuge auf US-Straßen.
Geothermische Entwicklung
Geothermische Energie ist kosteneffektiv, zuverlässig, nachhaltig und umweltfreundlich, war jedoch historisch auf Gebiete in der Nähe tektonischer Plattengrenzen beschränkt. Jüngste technologische Fortschritte haben die Reichweite und Größe lebensfähiger Ressourcen erweitert, insbesondere für Anwendungen wie die Beheizung von Haushalten, wodurch ein Potenzial für eine breite Nutzung eröffnet wird. Geothermische Bohrlöcher setzen Treibhausgase frei, die tief in der Erde eingeschlossen sind, aber diese Emissionen sind pro Energieeinheit viel niedriger als bei fossilen Brennstoffen. Daher kann Geothermie die globale Erwärmung abschwächen, wenn sie anstelle fossiler Brennstoffe weit verbreitet ist.
Die International Geothermal Association (IGA) hat berichtet, dass 10.715 MW Geothermie in 24 Ländern online sind und 2010 voraussichtlich 67.246 GWh Strom erzeugen werden. Dies entspricht einer Steigerung der Online-Kapazität von Geothermie seit 2005 um 20% Aufgrund der großen Anzahl von Projekten, die derzeit in Betracht gezogen werden, wird die Kapazität bis zum Jahr 2015 auf 18.500 MW anwachsen, oft in Gebieten, von denen bisher angenommen wurde, dass sie nur wenig ausbeutbare Ressourcen haben.
Im Jahr 2010 haben die Vereinigten Staaten die Welt in Geothermie-Stromerzeugung mit 3.086 MW installierte Kapazität von 77 Kraftwerken geführt; Die größte Gruppe geothermischer Kraftwerke der Welt befindet sich in The Geysers, einem geothermischen Feld in Kalifornien. Die Philippinen folgen den USA als zweithöchster Geothermie-Produzent der Welt mit einer Online-Kapazität von 1.904 MW; Geothermie macht etwa 18% der Stromerzeugung des Landes aus.
Entwicklungsländer
Erneuerbare Energietechnologie wurde von Kritikern manchmal als kostspieliger Luxusartikel angesehen und nur in den wohlhabenden Industrieländern erschwinglich. Diese falsche Sichtweise besteht seit vielen Jahren, doch war das Jahr 2015 das erste Jahr, in dem die Investitionen in erneuerbare Energien in Entwicklungsländern mit einem Investitionsvolumen von 156 Mrd. USD, hauptsächlich in China, Indien und Brasilien, höher ausfielen.
Erneuerbare Energie kann besonders für Entwicklungsländer geeignet sein. In ländlichen und abgelegenen Gebieten kann die Übertragung und Verteilung von Energie aus fossilen Brennstoffen schwierig und teuer sein. Die lokale Erzeugung erneuerbarer Energie kann eine praktikable Alternative darstellen.
Technologische Fortschritte eröffnen einen riesigen neuen Markt für Solarenergie: Die rund 1,3 Milliarden Menschen auf der Welt, die keinen Zugang zu Strom haben. Obwohl sie in der Regel sehr arm sind, müssen diese Menschen viel mehr für Beleuchtung zahlen als Menschen in reichen Ländern, weil sie ineffiziente Kerosinlampen verwenden. Sonnenenergie kostet halb so viel wie die Beleuchtung mit Kerosin. Ab 2010 beziehen schätzungsweise 3 Millionen Haushalte Strom aus kleinen PV-Anlagen. Kenia ist weltweit führend in der Anzahl der pro Kopf installierten Solarstromanlagen. Mehr als 30.000 sehr kleine Solarzellen mit einer Leistung von jeweils 12 bis 30 Watt werden jährlich in Kenia verkauft. Einige Small Island Developing States (SIDS) wenden sich auch der Solarenergie zu, um ihre Kosten zu senken und ihre Nachhaltigkeit zu erhöhen.
Micro-Hydro in Mini-Grids konfiguriert liefern auch Strom. Über 44 Millionen Haushalte nutzen Biogas, das in Haushaltsfaulbehältern für Beleuchtung und / oder Kochen hergestellt wird, und mehr als 166 Millionen Haushalte sind auf eine neue Generation von effizienteren Biomasse-Kochherden angewiesen. Sauberer flüssiger Brennstoff aus erneuerbaren Rohstoffen wird in armen Regionen der Entwicklungsländer zum Kochen und zur Beleuchtung verwendet. Alkoholbrennstoffe (Ethanol und Methanol) können nachhaltig aus zuckerfreien, stärkehaltigen und cellulosischen Ausgangsmaterialien hergestellt werden. Das Projekt Gaia, Inc. und CleanStar Mosambik führen in Äthiopien, Kenia, Nigeria und Mosambik Clean-Cooking-Programme mit Ethanol-Öfen durch.
Erneuerbare Energieprojekte in vielen Entwicklungsländern haben gezeigt, dass erneuerbare Energie direkt zur Armutsminderung beitragen kann, indem sie die Energie bereitstellt, die für die Schaffung von Unternehmen und Beschäftigung benötigt wird. Erneuerbare Energietechnologien können auch indirekt zur Armutsbekämpfung beitragen, indem sie Energie für Kochen, Raumheizung und Beleuchtung bereitstellen. Erneuerbare Energie kann auch zur Bildung beitragen, indem sie Schulen Strom liefert.
Trends in Industrie und Politik
Das American Recovery and Reinvestment Act von US-Präsident Barack Obama von 2009 umfasst direkte Ausgaben und Steuergutschriften von mehr als 70 Milliarden US-Dollar für saubere Energie und damit verbundene Transportprogramme. Zu den führenden Unternehmen für erneuerbare Energien gehören First Solar, Gamesa, GE Energy, Hanwha Q Cells, Sharp Solar, Siemens, SunOpta, Suntech Power und Vestas.
Viele nationale, staatliche und lokale Regierungen haben auch grüne Banken geschaffen. Eine grüne Bank ist eine quasi öffentliche Finanzinstitution, die öffentliches Kapital nutzt, um private Investitionen in saubere Energietechnologien zu fördern. Grüne Banken nutzen eine Vielzahl von Finanzinstrumenten, um Marktlücken zu schließen, die den Einsatz sauberer Energie behindern.
Das Militär hat sich auch auf die Verwendung von erneuerbaren Kraftstoffen für Militärfahrzeuge konzentriert. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen können erneuerbare Brennstoffe in jedem Land produziert werden, was einen strategischen Vorteil schafft. Das US-Militär hat sich bereits verpflichtet, 50% seines Energieverbrauchs aus alternativen Quellen zu beziehen.
Die Internationale Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) ist eine zwischenstaatliche Organisation zur weltweiten Förderung der erneuerbaren Energien. Es zielt darauf ab, konkrete politische Empfehlungen zu geben und den Aufbau von Kapazitäten und den Technologietransfer zu erleichtern. IRENA wurde am 26. Januar 2009 von 75 Ländern gegründet, die die Charta von IRENA unterzeichnen. Seit März 2010 hat IRENA 143 Mitgliedstaaten, die alle als Gründungsmitglieder gelten, von denen 14 das Statut ebenfalls ratifiziert haben.
Ab dem Jahr 2011 haben 119 Länder eine Form der nationalen Politik für erneuerbare Energie oder erneuerbare Energien. Nationale Ziele existieren jetzt in mindestens 98 Ländern. Es gibt auch eine breite Palette von politischen Maßnahmen auf der Ebene der Bundesstaaten / Provinzen und Kommunen.
Der Generalsekretär der Vereinten Nationen, Ban Ki-moon, sagte, dass erneuerbare Energien die Fähigkeit haben, die ärmsten Länder zu neuen Wohlstandsstufen zu führen. Im Oktober 2011 kündigte er die Schaffung einer hochrangigen Gruppe an, die Unterstützung für den Zugang zu Energie, Energieeffizienz und den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien einwerben soll. Die Gruppe wird von Kandeh Yumkella, dem Vorsitzenden von UN Energy and Co, geleitet Generaldirektor der UN-Organisation für industrielle Entwicklung und Charles Holliday, Vorsitzender der Bank of America „.
100% erneuerbare Energie
Der Anreiz, 100% erneuerbare Energie für Strom, Transport oder sogar die gesamte Primärenergieversorgung weltweit zu verwenden, wurde durch die globale Erwärmung und andere ökologische sowie wirtschaftliche Bedenken motiviert. Der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen hat erklärt, dass es wenige grundlegende technologische Grenzen für die Integration eines Portfolios erneuerbarer Energietechnologien gibt, um den größten Teil des globalen Energiebedarfs zu decken. Der Verbrauch erneuerbarer Energien ist viel schneller gewachsen, als selbst Befürworter erwartet haben. Auf nationaler Ebene verfügen bereits mindestens 30 Länder weltweit über erneuerbare Energien, die mehr als 20% zur Energieversorgung beitragen. Außerdem haben die Professoren S. Pacala und Robert H. Socolow eine Reihe von „Stabilisierungskeilen“ entwickelt, die es uns ermöglichen, unsere Lebensqualität zu erhalten und gleichzeitig katastrophalen Klimawandel zu vermeiden. Die „erneuerbaren Energiequellen“ bilden insgesamt die größte Anzahl von ihren „Wedges“.
Die Verwendung von 100% erneuerbarer Energie wurde erstmals in einem 1975 vom dänischen Physiker Bent Sørensen veröffentlichten Science-Paper vorgeschlagen. Es folgten weitere Vorschläge, bis 1998 die erste detaillierte Analyse von Szenarien mit sehr hohen Anteilen erneuerbarer Energien veröffentlicht wurde. Diesen folgten die ersten detaillierten 100% -Szenarien. Im Jahr 2006 veröffentlichte Czisch eine Doktorarbeit, in der gezeigt wurde, dass die Energieversorgung in einem 100% erneuerbaren Szenario die Nachfrage in jeder Stunde des Jahres in Europa und Nordafrika decken kann. Im selben Jahr veröffentlichte der dänische Energieprofessor Henrik Lund eine erste Arbeit, in der er die optimale Kombination erneuerbarer Energien ansprach, die von mehreren anderen Artikeln über den Übergang zu 100% erneuerbarer Energie in Dänemark gefolgt wurde. Seitdem hat Lund mehrere Artikel über 100% erneuerbare Energie veröffentlicht. Nach 2009 stiegen die Publikationen steil an und deckten 100% Szenarien für Länder in Europa, Amerika, Australien und anderen Teilen der Welt ab.
Im Jahr 2011 veröffentlichten Mark Z. Jacobson, Professor für Bauingenieurwesen und Umwelttechnik an der Stanford University, und Mark Delucchi eine Studie über 100% erneuerbare globale Energieversorgung in der Fachzeitschrift Energy Policy. Sie stellten fest, dass die Erzeugung von neuer Energie mit Windkraft, Solarenergie und Wasserkraft bis 2030 machbar ist und die bestehende Energieversorgung bis 2050 ersetzt werden könnte. Hindernisse bei der Umsetzung des Erneuerbare-Energien-Plans werden als „primär sozial und politisch, nicht technologisch“ angesehen Wirtschaft „. Sie fanden auch, dass die Energiekosten mit einem Wind-, Solar- und Wassersystem den heutigen Energiekosten ähnlich sein sollten.
In ähnlicher Weise hat der unabhängige Nationale Forschungsrat in den Vereinigten Staaten festgestellt, dass „genügend erneuerbare Ressourcen im Inland vorhanden sind, damit erneuerbare Elektrizität eine wichtige Rolle bei der zukünftigen Stromerzeugung spielen kann und damit Probleme im Zusammenhang mit Klimawandel, Energiesicherheit und Eskalation angegangen werden können von Energiekosten … Erneuerbare Energie ist eine attraktive Option, weil erneuerbare Ressourcen, die in den Vereinigten Staaten verfügbar sind, zusammengenommen wesentlich mehr Strom liefern können als die gesamte gegenwärtige oder prognostizierte Inlandsnachfrage. “
Die wichtigsten Hindernisse für die umfassende Umsetzung von großangelegten Strategien für erneuerbare Energien und kohlenstoffarme Energie sind in erster Linie politische und nicht technologische. Laut dem Post-Carbon-Pathways-Bericht von 2013, in dem zahlreiche internationale Studien geprüft wurden, sind die Haupthindernisse: Verweigerung des Klimawandels, Lobbyarbeit für fossile Brennstoffe, politische Untätigkeit, nicht nachhaltiger Energieverbrauch, veraltete Energieinfrastruktur und finanzielle Zwänge.
Debatte
Die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie wird manchmal als variabel oder zeitweilig kritisiert, trifft aber nicht auf konzentrierte Solar-, Geothermal- und Biokraftstoffe zu, die Kontinuität aufweisen. In jedem Fall hat die Internationale Energieagentur erklärt, dass der Einsatz erneuerbarer Technologien in der Regel die Vielfalt der Stromquellen erhöht und durch die lokale Erzeugung zur Flexibilität des Systems und seiner Widerstandsfähigkeit gegen zentrale Schocks beiträgt.
Es gab „nicht in meinem Hinterhof“ (NIMBY) Bedenken in Bezug auf die visuellen und anderen Auswirkungen einiger Windparks, wobei die Anwohner manchmal den Bau bekämpfen oder blockieren. In den USA verzögerte sich das Cape Wind Projekt in Massachusetts zum Teil wegen ästhetischer Bedenken. Die Bewohner in anderen Gebieten waren jedoch positiver. Laut einem Stadtrat glaubt die überwältigende Mehrheit der Einheimischen, dass der Windpark Ardrossan in Schottland das Gebiet verbessert hat.
In einem kürzlich veröffentlichten Dokument der britischen Regierung heißt es: „Projekte werden im Allgemeinen eher erfolgreich sein, wenn sie eine breite öffentliche Unterstützung und die Zustimmung der lokalen Gemeinschaften haben. Das bedeutet, den Gemeinden sowohl Mitsprache als auch Anteil zu geben.“ In Ländern wie Deutschland und Dänemark sind viele erneuerbare Projekte im Besitz von Gemeinden, insbesondere durch genossenschaftliche Strukturen, und tragen erheblich zum allgemeinen Einsatz von erneuerbaren Energien bei.
Der Markt für erneuerbare Energietechnologien ist weiter gewachsen. Klimawandel und zunehmende grüne Arbeitsplätze in Verbindung mit hohen Ölpreisen, Ölhöchstständen, Ölkriegen, Ölunfällen, der Förderung von Elektrofahrzeugen und Strom aus erneuerbaren Quellen, Atomkatastrophen und zunehmender staatlicher Unterstützung treiben die Rechtsvorschriften für erneuerbare Energien, Anreize und Kommerzialisierung voran. Neue Ausgaben, Regulierungen und politische Maßnahmen der Regierung halfen der Industrie, die Wirtschaftskrise 2009 besser zu überstehen als viele andere Sektoren.
Während die erneuerbaren Energien in ihrem ständig wachsenden Beitrag zur Stromerzeugung sehr erfolgreich waren, gibt es keine Länder, die von fossilen Brennstoffen dominiert werden, die einen Plan haben, diesen Strom aus Erneuerbaren zu beziehen. Nur Schottland und Ontario haben die Kohleverbrennung gestoppt, vor allem aufgrund der guten Erdgasversorgung. Im Bereich des Transports sind fossile Brennstoffe noch fester und Lösungen schwieriger zu finden. Es ist unklar, ob politische oder erneuerbare Energien versagen, aber zwanzig Jahre nach dem Kyoto-Protokoll sind fossile Brennstoffe immer noch unsere primäre Energiequelle, und der Verbrauch wächst weiter.