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Wenn Sie sich allein auf erneuerbare Energien verlassen, werden die Kosten für die Überholung der Energie erheblich in die Höhe getrieben
Mark Wilson | Getty
Eine wachsende Zahl von US-Städten und Bundesstaaten hat Gesetze vorgeschlagen oder sogar verabschiedet, die vorschreiben, dass innerhalb weniger Jahrzehnte der gesamte Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind produziert wird.
Das klingt vielleicht nach einer tollen Idee. Aber eine wachsende Zahl von Beweisen zeigt, dass es nicht so ist.
Es zunehmend erscheint dass es verschwenderisch teuer und unnötig schwierig ist, auf 100 Prozent erneuerbaren Quellen zu bestehen – und andere zu verachten, die keine Treibhausgase produzieren, wie Kernkraftwerke und Kraftwerke für fossile Brennstoffe mit CO2-Abscheidungstechnologie.
Im jüngsten Beweisstück, einer Studie veröffentlicht in Energie- und Umweltwissenschaften festgestellt, dass Solar- und Windenergie allein zuverlässig etwa 80 Prozent des jüngsten jährlichen Strombedarfs der USA decken könnten, aber massive Investitionen in die Energiespeicherung und -übertragung erforderlich wären, um größere Stromausfälle zu vermeiden. Um 100 Prozent der Nachfrage mit diesen Ressourcen zu decken, müssten eine riesige Anzahl zusätzlicher Wind- und Solarparks gebaut werden – oder die Stromspeicher in einem Ausmaß erweitert werden, das zu den derzeitigen Preisen unerschwinglich wäre. Oder etwas von beidem.
Das Grundproblem ist, dass die Sonne nicht immer scheint und der Wind nicht immer weht. Die Studie analysierte stündliche Wetterdaten aus 36 Jahren und stellte fest, dass selbst auf kontinentaler Ebene Lücken in der Produktion erneuerbarer Energien bestehen.
Sich allein auf diese intermittierenden Quellen zu verlassen, würde den Bau von viel mehr Solar- und Windparks erfordern, um in besonders sonnigen und windigen Perioden überschüssige Energie zu produzieren, sowie riesige Speichersysteme, die Strom im Wert von Stunden oder sogar Wochen speichern können (siehe Serial Battery Entrepreneur's New Venture Tackles Das größte Problem sauberer Energie). Eine andere Möglichkeit besteht darin, Fernübertragungswege zu bauen, die den Strom genau dann durch das Land transportieren könnten, wenn er benötigt wird.
Speichersysteme sind im Fall von Batterien unglaublich teuer – und im Fall von Pumpwasserkraftwerken, die eine Reihe von Wasserreservoirs in unterschiedlichen Höhen erfordern, geografisch begrenzt (siehe Why Bad Things Happen to Clean-Energy Startups ). Langstrecken-Übertragungsleitungen sind ebenfalls teuer und es kann Jahrzehnte dauern, bis sie genehmigt und gebaut sind (siehe How to Get Wyoming Wind to California, and Cut 80% of US Carbon Emissions ).
Nur mit Wind und Sonne zuverlässig 80 Prozent des Bedarfs zu erreichen, würde entweder ein US-weites Hochgeschwindigkeits-Übertragungssystem oder 12 Stunden Stromspeicherung erfordern. Ein Speichersystem dieser Größe in den USA würde mehr als 2,5 Billionen US-Dollar für ein Batteriesystem kosten.
Um den gesamten jährlichen Strombedarf des Landes mit einer Zuverlässigkeit von 99,97 Prozent zu decken, müssten die Versorgungsunternehmen 12 Stunden Speicher plus mindestens die doppelte Menge an erneuerbarer Energie erzeugen, so die Studie. Oder Unternehmen könnten etwas mehr Wind und Sonne einsetzen, gepaart mit einer Speicherkapazität von mehr als einem Monat.
Der Vorteil anderer sauberer Optionen wie Kernenergie oder Erdgas mit CO2-Abscheidung gegenüber erneuerbaren Energien besteht darin, dass sie ständig Strom liefern oder, zumindest im letzteren Fall, schnell hoch- und herunterfahren können, um die schwankende Nachfrage zu decken (siehe Potential Carbon Capture Game Changer kurz vor dem Abschluss ).
Politische Entscheidungsträger wären gut beraten, die Daten und Kompromisse zu berücksichtigen, die sich aus dieser Art von Datenanalyse ergeben, bevor sie Richtlinien oder Mandate für ein 100-prozentiges Wind-/Solarnetz verabschieden, sagte Nathan Lewis, Chemiker am California Institute of Technology und Mitautor der Studie per E-Mail.
Dennoch tobt die heftige Debatte unter Wissenschaftlern über die Vorzüge des Ziels von 100 Prozent Erneuerbaren. Am prominentesten hat Mark Jacobson von Stanford argumentiert, dass Staaten und Nationen diesen Übergang erschwinglich machen können. Andere Forscher haben seine Arbeit kritisiert, insbesondere in a Papier veröffentlicht Anfang dieses Jahres in Proceedings of the National Academy of Sciences . Jacobson reichte daraufhin eine Verleumdungsklage gegen den Hauptautor und Herausgeber ein, die er fallen gelassen letzte Woche (siehe Ein Renewable-Energy Champion verklagt seine wissenschaftlichen Kritiker ).