Die erneuerbaren Energiequellen (RES) sind Energiequellen, einschließlich der natürlichen Erneuerung, die schnell genug ist, um auf der menschlichen Zeitskala als unerschöpflich angesehen zu werden. Sie kommen von zyklischen oder konstanten Naturphänomenen, die von den Sternen induziert werden : die Sonne hauptsächlich für die von ihr erzeugte Wärme und das Licht, aber auch die Anziehungskraft des Mondes ( Gezeiten ) und die von der Erde erzeugte Wärme ( Geothermie ). Ihr erneuerbarer Charakter hängt einerseits von der Geschwindigkeit ab, mit der die Quelle verbraucht wird, und andererseits von der Geschwindigkeit, mit der sie erneuert wird.
Der Begriff „erneuerbare Energie“ ist die kurze und gebräuchliche Form der physikalisch zutreffenderen Ausdrücke „erneuerbare Energieträger“ oder „erneuerbare Energieträger“ .
Der Anteil der erneuerbaren Energien im globalen endgültigen Energieverbrauch wurde im Jahr 2018 bei 17,9%, einschließlich 6,9% der geschätzten traditionellen Biomasse (Holz, landwirtschaftliche Abfälle, usw. 4,3% erzeugte Wärme durch thermische erneuerbare:) und 11,0% der erneuerbaren Energien „modern“ Energien (Biomasse, Geothermie, Solar ), 3,6% Wasserkraft , 2,1% für sonstige erneuerbare Elektrizität ( Wind , Solar , Geothermie, Biomasse, Biogas ) und 1% für Biokraftstoffe ; ihr Anteil an der Stromproduktion wurde 2018 auf 26,4 % geschätzt.
Die Sonne die Hauptquelle für die verschiedenen Formen der erneuerbaren Energien ist: seine Strahlung ist der Vektor des Transports von nutzbarer Energie (direkt oder indirekt) während der Fotosynthese , oder während des Wasserkreislaufes (das ermöglicht die Wasserkraft ) und Wellenenergie (Wellenenergie), der Temperaturunterschied zwischen Oberflächenwasser und Tiefseewasser ( thermische Energie der Meere ) oder die Ionendiffusion, die durch die Ankunft von Süßwasser im Wasser des Meeres verursacht wird ( osmotische Energie ). Diese Sonnenenergie in Kombination mit der Erdrotation ist der Ursprung von Winden ( Windenergie ) und Meeresströmungen ( Gezeitenenergie ).
Die innere Wärme der Erde ( geothermische Energie ) , wird in eine Form von erneuerbarer Energie assimiliert und das Erde - Mond - System erzeugt die Gezeiten der Meere und Ozeane die Entwicklung ermöglicht Gezeitenenergie .
Sowohl die Sonnenenergie als auch die innere Wärme der Erde stammen aus Kernreaktionen ( Kernfusion bei der Sonne, Kernspaltung bei der der inneren Wärme der Erde).
Die fossilen Brennstoffe oder Mineralien ( spaltbares Material ) sind keine erneuerbaren Energiequellen, deren Ressourcenverbrauch viel höher ist, als sie auf natürliche Weise erzeugt oder verfügbar sind.
Der Ausdruck „erneuerbare und zurückgewonnene Energien“ (EnR & R) wird manchmal verwendet, wenn erneuerbare Energien zur Wärmerückgewinnung aus verschiedenen Produktionsaktivitäten hinzugefügt werden .
Die Menschheit hatte den größten Teil ihrer Geschichte nur erneuerbare Energien, um ihren Energiebedarf zu decken. Im Paläolithikum waren die einzigen verfügbaren Energien die menschliche Muskelkraft und die Energie der nutzbaren Biomasse dank des Feuers ; aber viele Fortschritte haben es möglich gemacht, diese Energien immer effizienter zu nutzen (Erfindungen immer effizienterer Werkzeuge).
Der bedeutendste Fortschritt war die Erfindung der Tiertraktion , die später als die Domestikation der Tiere erfolgte. Es wird geschätzt , dass der Mann zu hitch Vieh begann mit Pflügen oder Radfahrzeugen während der IV th Jahrtausend vor Christus. AD Diese Techniken wurden im alten Fruchtbaren Halbmond und in der Ukraine erfunden , später als globale Entwicklung bekannt.
Die Erfindung des Segelbootes war ein wichtiger Fortschritt für die Entwicklung des Handels in der Welt.
Auch die der Wasser- und Windmühlen brachten erhebliche zusätzliche Energie. Fernand Braudel als „erste mechanische Revolution“ die allmähliche Einführung des XI - ten Jahrhundert bis XIII - ten Jahrhundert, Wasser- und Windmühlen: „diese“ Kraftmaschinen „sind wahrscheinlich geringer Leistung, 2 bis 5 PS für ein Wasserrad, manchmal fünf , höchstens zehn für die Flügel einer Windmühle. In einer schlecht mit Energie versorgten Volkswirtschaft stellen sie jedoch eine erhebliche Zusatzleistung dar. Die Wassermühle ist älter als die Windkraftanlage. Es kommt nicht auf die Unregelmäßigkeiten des Windes an, sondern auf das Wasser, ungefähr weniger launisch. Es ist aufgrund seines Alters, der Vielzahl von Flüssen, ... ” weiter verbreitet .
Am Ende der XVIII - ten Jahrhundert, am Vorabend der industriellen Revolution , praktisch die gesamte Menschheit war noch Energiebedarf durch erneuerbare Energien bereitgestellt. Um die Verteilung des Verbrauchs nach Energieträgern abzuschätzen , schätzt Fernand Braudel den Anteil der tierischen Traktion auf über 50 %, den von Holz auf etwa 25 %, den von Wassermühlen auf 10 bis 15 %, den der menschlichen Kraft auf 5 % und etwas mehr als 1% des Windes für die Handelsmarine; er verzichtet aus Mangel an Daten auf die Quantifizierung des Anteils von Windmühlen und stellt fest: "Windturbinen, die weniger zahlreich sind als Wasserräder, können nur ein Viertel oder ein Drittel der Leistung disziplinierter Gewässer repräsentieren" . Wir können daher den Gesamtanteil der Windenergie (Segel + Windräder) zwischen 3 und 5 % schätzen. Er erwähnt für den Rekord Binnenwasserstraßen, die Marine, Holzkohle und Land.
Das Aussehen der Dampfmaschine und der Dieselmotors , führte zur Abnahme von Wassermühlen und Windenergie in der XIX - ten Jahrhundert; die Wasser- und Windmühlen sind verschwunden und wurden durch industrielle Getreidemühlen ersetzt . Wasserkraft war ein neues goldenes Zeitalter mit Wasserkraft, erschien in der Schweiz, Italien, Frankreich und den Vereinigten Staaten am Ende der XIX - ten Jahrhundert.
Im XIX - ten Jahrhundert, François Larderel entwickelt, Italien, die technische Nutzung von Erdwärme .
In den 1910er Jahren kamen in Kalifornien die ersten individuellen Solarwarmwasserbereiter auf den Markt. 1911 wurde in Larderello das erste geothermische Kraftwerk gebaut .
In der Mitte des XX - ten Jahrhundert wurde Windkraft nicht mehr für die Schifffahrt und zum Pumpen (Landwirtschaft, Polder).
Dann tauchten Windturbinen wieder auf und profitierten von effizienteren Techniken aus der Luftfahrt; ihre Entwicklung nahm ab den 1990er Jahren Fahrt auf. Solarthermische und solare Photovoltaik-Anlagen entwickelten sich Anfang der 2000er Jahre. Unter dem Einfluss des technologischen Fortschritts und der Skaleneffekte in Verbindung mit den steigenden Installationsmengen entwickelten sich die Sektoren der erneuerbaren Energieerzeugung, die Anfang der 2000er Jahre noch auftauchten , sehen, dass sich ihre Kosten schnell ändern.
Seit dem Ende der XX - ten Jahrhundert, als Reaktion auf einen Beginn der Ölknappheit , Klimafolgen und Gesundheitsschäden von Kohlenstoff Energie sowie nuklearer Unfälle in Tschernobyl und Fukushima und Kontroversen über die Behandlung von Abfällen aus Kern , einer globalen Neuausrichtung hin zu erneuerbaren Energien beobachtet.
Im Jahr 2017 ist der Anteil der erneuerbaren Energien im globalen endgültigen Energieverbrauch wurde auf 18,1% geschätzt, einschließlich 7,5% der traditionellen Biomasse (Holz, landwirtschaftliche Abfälle, usw. ) und 10,6% der erneuerbaren Energien „Moderne“:. 4,2% Wärme erzeugt durch Erneuerbare thermische Energien (Biomasse, Geothermie, Solar ), 3,6 % Wasserkraft , 2 % sonstiger erneuerbarer Strom ( Wind , Sonne , Geothermie, Biomasse, Biogas ) und 1 % Biokraftstoffe .
Im Stromsektor lag der Gesamtanteil 2018 bei 26,2 %, wobei Wasserkraft mit 15,8 % den größten Anteil hatte. Der Anteil der Erneuerbaren am Primärenergieverbrauch , bei dem die Erneuerbaren aufgrund der angewandten Berechnungsmethode (siehe Energiebilanz ) tendenziell unterrepräsentiert sind , lag 2016 bei 13,7%.
Um die Verzögerung in Bezug auf die Ziele von Rio de Janeiro und Kyoto aufzuholen , schlug die UNO 2011 als Ziel vor, 30 % des Energiebedarfs im Jahr 2030 durch erneuerbare Energien zu erzeugen, gegenüber 13 % im Jahr 2010. Erneuerbare Energien sind von verschiedenen Typen, die unten beschrieben werden.
Erneuerbare Energien werden konventionelle Energien eher ergänzen als ersetzen, insbesondere im Strombereich.
Zwei Hauptfamilien der Solarenergienutzung stechen heraus:
Solarthermie ist seit sehr langer Zeit bekannt und wird beispielsweise verwendet, um Gegenstände durch Sonneneinstrahlung zu erwärmen oder zu trocknen.
Wärmeenergie kann direkt oder indirekt genutzt werden:
Auch zum Kochen kann Solarthermie genutzt werden. Das Solarkochen, das erstmals in den 1970er Jahren auftauchte, besteht aus der Zubereitung von Speisen mit einem Solarkocher oder -ofen. Kleine Solaröfen ermöglichen Gartemperaturen um 150 °C , Solarparabeln ermöglichen das Garen der gleichen Speisen wie ein herkömmlicher Gas- oder Elektroherd.
SolarenergieDie photovoltaische Sonnenenergie ist eine elektrische Energie, die mittels Sonnenkollektoren oder Photovoltaik-Solarkraftwerken aus Sonnenstrahlung erzeugt wird . Photovoltaik nutzt den photoelektrischen Effekt , um einen elektrischen Strom zu erzeugen. Je nach den Technologien produziert eine Photovoltaik - Anlage zwischen 20 und 40 mal mehr Energie während des Betriebes ( Primär äquivalent ) als das, was verwendet wurde , es in der Herstellung.
Die Windkraft soll die mechanische Energie der Massenverdrängung von Luft innerhalb der Atmosphäre nutzen .
Windenergie wird seit der Antike mit Segelbooten genutzt, wie das " Solarboot " von Khufu beweist . Windenergie wurde auch mit Windmühlen mit segelförmigen Blättern genutzt, wie sie in den Niederlanden zu sehen sind oder in Don Quijote erwähnt werden . Diese Mühlen verwenden mechanische Energie, um verschiedene Geräte anzutreiben. Müller verwenden Mühlen , um eine Getreidemühle zu spinnen .
Windkraftanlagen ersetzen heute Windräder. Windkraftanlagen wandeln mechanische Energie in elektrische Energie um.
Hydraulische Energien (mit Ausnahme der Gezeitenenergie ) haben ihren hauptsächlichen Ursprung in meteorologischen Phänomenen und damit in der Sonnenenergie . Die Sonne lässt Wasser hauptsächlich in den Ozeanen verdunsten und gibt einen Teil davon in unterschiedlichen Höhen auf die Kontinente ab. Wir sprechen vom Wasserkreislauf , um diese Bewegungen zu beschreiben. Wasser (eigentlich Wasserdampf) erhält in der Höhe eine potentielle Energie der Schwerkraft ; Wenn das Wasser fällt, kann ein Teil dieser Energie eingefangen und in Staudämme umgewandelt werden , wenn das Wasser in die Ozeane zurückkehrt. Vor dem Aufkommen der Elektrizität war es durch Wassermühlen möglich, diese mechanische Energie einzufangen, um Maschinen oder Werkzeuge anzutreiben (Webmaschinen, Mühlen zum Mahlen von Weizen usw. ).
Seit der Erfindung der Elektrizität kann mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt werden. Andere hydraulische Energien existieren und kommen im Allgemeinen aus Meeresquellen :
WellenenergieEs wird durch die Bewegung von Wellen erzeugt und kann von Geräten wie dem Pelamis , einer Art gelenkiger Metallwurm , oder dem Searev aufgenommen werden .
GezeitenkraftDie Gezeitenenergie wird durch die Bewegung des Wassers erzeugt, das durch die Gezeiten (Änderungen des Meeresspiegels) entsteht.
GezeitenkraftEs kommt aus der Nutzung von Unterwasserströmungen (einschließlich Gezeiten).
Thermische Energie der MeereThalassothermie ist die direkte Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Wasser mittels einer Wärmepumpe, um beispielsweise einen Fernwärmekreis zu beheizen .
Der Temperaturunterschied zwischen Oberflächenwasser und Tiefenwasser (eine heiße Quelle, eine kalte Quelle) ermöglicht es, den Carnot-Zyklus anzuwenden , um mechanische Energie und dann elektrische Energie zu erzeugen .
Osmotische EnergieEs entsteht aus der Ionendiffusion, die während der Ankunft und der Vermischung von Süßwasser mit dem Salzwasser des Meeres stattfindet, und besteht darin, das Phänomen der Osmose zu nutzen, das beim Vermischen von Wasser auftritt Meer und Süßwasser ( aufgrund ihres unterschiedlichen Salzgehalts). Die erste osmotische Anlage wurde 2009 in Hurum, Norwegen, von der Firma Statkraft an der Mündung des Oslofjords an der Nordseeküste eröffnet.
Die aus Biomasse gewonnene Energie stammt indirekt aus Sonnenenergie, die durch Photosynthese in organischer Form gespeichert wird . Es wird durch Verbrennung oder Metabolisierung ausgenutzt . Diese Energie ist erneuerbar, sofern die verbrannten Mengen die produzierten Mengen nicht überschreiten; diese Bedingung ist nicht immer erfüllt. Die Umweltbilanz ist ein wichtiges Anliegen im Zusammenhang mit der Nutzung zurückgewonnener Energie.
Bis zum XVIII - ten Jahrhundert war Biomasse die wichtigste Energiequelle der Menschheit verwendet, vor allem in Form von Holz ; sie ist auch heute noch mit Abstand die wichtigste erneuerbare Energie. Diese Ressource produziert jedoch viele Schadstoffe und hat den großen Nachteil, dass sie aufgrund der geringen Energieeffizienz der Photosynthese erhebliche Flächen für ihre Herstellung benötigt : 3 bis 6 % gegenüber beispielsweise 14 bis 16 % für eine Zelle monokristalline Silizium-Photovoltaik; außerdem steht seine Produktion in Form von Biokraftstoffen im Widerspruch zur Nahrungsmittelproduktion. Die Biokraftstoffe haben einen umstrittenen ökologischen und sozialen Einfluss (Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion, sehr hoher Energieaufwand für Transport und Verarbeitung der Rohstoffe).
Das Prinzip besteht darin, die im Erdreich enthaltene Erdwärme zu gewinnen, um sie in Form von Wärme zu nutzen oder in Strom umzuwandeln . In den tiefen Schichten wird die Erdwärme durch die natürliche Radioaktivität der Gesteine im Erdkern und der Erdkruste aus Kernenergie erzeugt, die durch den Zerfall von Uran , Thorium und Kalium entsteht . Geothermie birgt jedoch auch Risiken auf menschlicher Ebene. Die Techniken entwickeln sich weiter und ermöglichen es, Wärme in größeren Tiefen zu suchen. Sich ändernde Drücke in Kellern haben einen Einfluss auf die seismische Aktivität. Durch die Nutzung dieser Energie kann die Häufigkeit von Erdbeben, aber auch deren Stärke erhöht werden. Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energien ist die tiefe Geothermie nicht von atmosphärischen Bedingungen (Sonne, Regen, Wind) abhängig.
Die sehr geringe Geothermie nutzt die Wärme der oberflächlichen Bodenschicht, die nicht aus den Tiefen der Erdkruste stammt, sondern der Sonne und dem abfließenden Regenwasser; es wird genutzt für:
Die moderne Zivilisation ist sehr abhängig von Energie und insbesondere von nicht erneuerbaren Energien, die früher oder später zur Neige gehen werden . Der Wechsel von einer derzeit nicht erneuerbaren Ressource zu einer erneuerbaren Ressource kann einen Wechsel von sogenannten „Kohlenstoff“ ( Erdöl , Erdgas , Kohle ) oder als gefährlich eingestuften ( nuklearen ) Energien zu sauberen und sicheren Energien, wie insbesondere Solarenergie, bedeuten . (thermisch oder photovoltaisch), Wind- , Hydraulik- , Geothermie- und Gezeitenkraft . Die angestrebten Vorteile sind insbesondere:
Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen große Mengen Kohlendioxid (CO 2). Der vom Menschen verursachte Treibhauseffekt wird hauptsächlich durch den erhöhten Verbrauch fossiler Brennstoffe verursacht. Da erneuerbare Energien in der Regel deutlich weniger Treibhausgase ausstoßen , fördern viele Länder weltweit ihren Ausbau. Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien und den daraus resultierenden Einsparungen an fossilen Brennstoffen müssen die durch menschliches Handeln verursachten Kohlendioxidemissionen reduziert werden.
Die durch erneuerbare Energien emittierten Treibhausgase entstehen hauptsächlich bei der Produktion und in geringerem Maße beim Materialtransport, da der aktuelle Energiemix hierfür noch überwiegend auf Energie aus fossilen Brennstoffen setzt. Diese Emissionen amortisieren sich jedoch mehrmals über den Lebenszyklus , was zu einer Nettoeinsparung von Treibhausgasen führt.
Ein Sonderfall ist die Bioenergie , bei der zur Herstellung der eingesetzten Brennstoffe neue Flächen bewirtschaftet werden müssen. Das Abbrennen von Primärwald für Flächen, die mit Sojabohnen oder Ölpalmen angebaut werden, und der Einsatz von Inputs, die selbst Treibhausgase ( Lachgas ) freisetzen, können den Nutzen dieser Energieart für das Klima mindern. Ob der erwartete ökologische Nutzen im Einzelfall real ist, kann durch eine Lebenszyklusanalyse ermittelt werden. Die CO2-Bilanz von Biokraftstoffen ist oft schlechter als die von fossilen Brennstoffen ( vgl. Carbon Footprint, Energieeinsparungen und Treibhausgasemissionen von Biokraftstoffen ).
Die Erschöpfung nicht erneuerbarer Ressourcen (wie fossile und nukleare Brennstoffe) ist ein ungelöstes Problem in der Geschichte des ökonomischen Denkens . Diese nur zeitlich begrenzt verfügbaren Ressourcen haben in der Energiewirtschaft eine zentrale Rolle gespielt. Unabhängig von anderen Aspekten wie dem Klimawandel scheint ein langfristiger Übergang zu anderen Formen der Energieversorgung, wie beispielsweise erneuerbaren Energien, unausweichlich.
Laut dem englischen Wirtschaftshistoriker Edward Anthony Wrigley befindet sich die Menschheit in einer Phase, in der neue Lösungen gefunden werden müssen. Der Zugang zu fossilen Brennstoffquellen hat drei Kontinenten beispiellosen Wohlstand gebracht und verändert zwei andere schnell. Da es sich um Konsumgüter handelt , sind sie auf dem Weg nach draußen. Während der Umfang der Kohle- , Öl- und Gasressourcen Gegenstand vieler Studien ist und vorerst ungewiss bleibt, ist es unwahrscheinlich, dass sie länger als zwei oder drei Generationen halten werden, um den zukünftigen Energiebedarf zu decken, insbesondere wenn dieser weiter ansteigt. Eine fortgesetzte Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen würde zu einer Katastrophe führen .
Erneuerbare Energien, wenn sie fossile Brennstoffe oder Kernenergie ersetzen, fördern die Energieunabhängigkeit von Ländern, die nicht über fossile oder spaltbare Ressourcen verfügen. Dies wird erklärt durch:
Viele Gesundheits- und Umweltprobleme lassen sich durch die großflächige Nutzung erneuerbarer Energien aus Wind-, Wasser- und Solarenergie stark reduzieren oder sogar ganz beseitigen. Die Vermeidung von Gesundheitsschäden kann die Kosten der Klimapolitik teilweise mehr als kompensieren . Für die Vereinigten Staaten durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, dass der wirtschaftliche Nutzen für die Gesundheit, der sich aus dem Ersatz fossiler Energieträger ergibt, die Subventionen für Windenergie um etwa 60 % überstieg . Darüber hinaus wirkt sich der gesundheitliche Nutzen einer geringeren Luftverschmutzung im Gegensatz zum globalen Klimaschutz , der eine langfristige Wirkung hat, lokal und kurzfristig aus.
Die Solarenergie und seine Derivate (Wind, Wasserfall, Gezeitenenergie, Gezeiten verwandte Strömungen, usw. ) sind fast immer intermittierenden Quellen , das heißt, ihre natürlichen Strömungen sind nicht immer verfügbar sind und dass ihre Verfügbarkeit variiert erheblich , ohne die Möglichkeit der Kontrolle . Einige dieser Energiequellen haben regelmäßige Schwankungen, wie Gezeitenkraft und (teilweise) Sonneneinstrahlung, andere sind weniger regelmäßig, wie Windkraft .
Speicher sind notwendig, um erneuerbare und „ saubere “ Energien effizient zu entwickeln, wenn sie intermittierend sind. Der Energiespeicher soll eine Reserveenergiemenge aus einer Quelle an einem gegebenen Ort in einer gut nutzbaren Form für die spätere Verwendung bereitstellen . Je nach Anlagengröße sind unterschiedliche Mittel notwendig: kleine externe Speicher (1 bis 100 kW ), semi-massive oder regionale Speicher (1 MW bis 1 GW ) und große und zentrale Systeme (mehrere Gigawatt). Die Analysen im Rahmen von Szenariostudien zur Dominanz erneuerbarer Energien (ADEME, Agora Energiewende) zeigen, dass der Bedarf an Flexibilität und insbesondere an Stromspeicherung nichtlinear mit der Penetrationsrate steigt.
Eine 2015 veröffentlichte Studie der Forschungs- und Entwicklungsabteilung der EDF simuliert den Betrieb des europäischen Stromsystems mit 60 % erneuerbaren Energien, davon 40 % intermittierenden Energien, anhand von meteorologischen Daten der letzten 30 Jahre. Es kommt zu dem Schluss, dass 500 GW an regelbaren Kraftwerken (thermisch, hydraulisch und Biomasse) weiterhin notwendig sind, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Bei einer installierten Leistung von 705 GW Wind- und Solarstrom würde die Tagesproduktion je nach Wetterbedingungen um 50 % variieren; bei 280 GW Onshore-Windenergie kann die durchschnittliche Stundenproduktion an einem Wintertag je nach Jahr zwischen 40 und 170 GW schwanken . Erhebliche Netzverstärkungen werden notwendig sein, aber die Klimaprobleme, die ganz Europa betreffen (Antizyklone), werden nicht in der Lage sein, eine Lösung zu bieten.
Ein Artikel, der 2022 im The Energy Journal veröffentlicht werden soll, untersucht die Produktions- und Speicherkapazitäten, die den Strombedarf für die französische Metropole im Jahr 2050 zu den niedrigsten Kosten decken würden, indem ausschließlich erneuerbare Energiequellen ohne Tageszeit verwendet würden . Die Autoren untersuchten 315 Szenarien, indem sie die Kosten der wichtigsten Stromerzeugungs- und Energiespeichertechnologien variierten. In ihrem zentralen Kostenszenario, das auf dem Ausblick der Gemeinsamen Forschungsstelle der Europäischen Kommission basiert, sind die mobilisierten Produktionsquellen Onshore-Wind (46%), Offshore-Wind (11%), Solar-Photovoltaik (31%), Hydraulik (11% ) und Biogas (3%). Drei Speichertechniken werden verwendet: Methanisierung (die Teil der Techniken zur Umwandlung von Strom in Gas ist ), die zur Langzeitspeicherung verwendet wird, Pumpstationen und Lithium-Ionen-Batterien , die zur Kurzzeitspeicherung verwendet werden. Die annualisierten Gesamtkosten für Produktion und Speicherung betragen dann 51 € / verbrauchte MWh , davon 85 % für die Produktion und 15 % für die Speicherung.
Ein intelligentes Stromnetz ( auf Englisch :Smart Grid) Ist ein Stromverteilungsnetz , das den Informationsfluss zwischen Lieferanten und Verbrauchern fördert , um den Fluss von einzustellen Strom in Echtzeit und ermöglichen eine effizientere Verwaltung des Stromnetzes. Diese Netzwerke verwenden Computertechnologien , die zur Optimierung der Produktion , Verteilung, Verbrauch und möglicherweise Speicherung von Energie, um alle Verbindungen im Netzwerk zu koordinieren, vom Erzeuger bis zum Ende der Verbraucher . Ein solches Verbundnetz auf kontinentaler Ebene würde es ermöglichen, die Schwankungen der Produktion und des Verbrauchs zu reduzieren, dank der Vervielfachung der verfügbaren Produktionsquellen und der Überschneidung verschiedener Nutzungszeiten; das Problem der Intermittivität würde damit weniger kritisch (siehe Debatte zur Windenergie ).
Die lokale Nutzung erneuerbarer Energien hergestellt in situ reduziert die Anforderungen an den Stromverteilungssystemen, sondern darüber hinaus eine Schwelle (etwa 25 bis 30% der Produktion in Inselregionen aufgrund mangelnder Verbindung), erhöht die Schwierigkeit der Überschüsse intermittency oder Produktion zu verwalten. Nach Angaben der Erneuerbare Energien Union bedeutet die Verpflichtung für EE-Anlagen in nicht-verbundenen Gebieten (wenn sie 30 % des Strombedarfs übersteigen) zur Implementierung von Speichertechnologien, die ihnen eine reibungslose Produktion ermöglichen, und die Bereitstellung von Stromreserven, eine Erhöhung ihrer Produktionskosten von um 100 %.
Die Erhöhung des Anteils fluktuierender erneuerbarer Energien am Strommix eines Landes oder einer Region kann zu unerwünschten Effekten führen, wenn sie nicht von den zur Beherrschung dieser Unterbrechung erforderlichen Maßnahmen (Speicherung, Bedarfssteuerung etc. ) begleitet wird. So fielen im Sommer 2020 in Kalifornien Stromausfälle , die auf erneuerbare Energien zur Stromerzeugung setzten, von denen etwa ein Drittel dank der immensen Felder von Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen erzeugt wird, die bestimmte entvölkerte Orte bedecken. Fast 220.000 Haushalte sind im August 60 bis 90 Minuten lang ohne Strom . Windräder und Sonnenkollektoren sollten theoretisch die Stilllegung eines 2.000- MW- Kernkraftwerks im Jahr 2012 kompensieren , aber während dieser Hitzewelle bläst der Wind wenig und Sonnenkollektoren sind nachts ineffizient, während die Temperaturen hoch bleiben Klimaanlagen funktionieren. Die zweite Konsequenz dieser Situation ist die Bedeutung der CO 2 -Emissionen. : Mehr als die Hälfte des in Kalifornien produzierten Stroms stammt aus Gaskraftwerken, einer fossilen Energiequelle, die 490 Gramm CO 2 emittiertpro produzierter Kilowattstunde, 40-mal mehr als Kernkraft.
Ein weiteres Problem ist der Energietransport in Zeit und Raum. In Industrieländern sind Energieverbraucher und -erzeuger fast alle an ein Stromnetz angeschlossen , das den Austausch von einem Ende eines Landes zum anderen oder zwischen Ländern gewährleisten kann, jedoch mit größeren Verlusten auf langen Distanzen (die mit dem neuen Hoch reduziert werden können). Spannung Gleichstromleitungen ). Es ist auch notwendig, die Verteilung der Energieströme im Zeitverlauf zu steuern, um Engpässe zu vermeiden und das Angebots-Nachfrage-System bei Strom oder anderen Energieformen besser auszugleichen . Neue Herausforderungen ergeben sich beispielsweise durch den zukünftigen Bedarf an Aufladungen von Elektrofahrzeugen (Intermittivität und variable Standorte).
Diese Energien werden teilweise weit entfernt von ihrer Verbrauchszone erzeugt (auf See zB für Windkraft). Um ein Netz zu versorgen, ist es daher notwendig, Diversifizierung des Energiemixes , aktives Nachfragemanagement zum Puffern von Produktionsschwankungen, Verlagerung von Spitzenverbrauch in Schwachlastzeiten und Ausgleich von „Produktionseinbrüchen“ durch die Verknüpfung von Quellen zu kombinieren ausreichend mittels Lager , von stromaufwärts nach stromabwärts von dem Bereich, der vom Erzeuger zum Verbraucher zu sagen ist. Bei letzterer Maßnahme geht es darum, das Verteilernetz (zB Gasnetz) eventuell als „Puffer“ zu nutzen oder größere Austauschnetze (anders als das alte Verteilernetz) zu schaffen.
Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt , dass etwa ein Viertel der Investitionen 2010-2035 in (Kraftübertragung) Grids von ‚‘ erneuerbarem Ursprung (zB für das Wachstum in der Stromerzeugung wird verknüpft werden gemacht: in Europa, 20.000 km neue Hochspannungsleitungen laut Ademe notwendig, insbesondere um das Energiepaket bis 2020 zu integrieren , wobei in Frankreich mindestens 25.000 MW Windkraft und 5.400 MW „peak“-Photovoltaik geplant sind: „mit einem Ziel von 19 GW an Land , muss RTE über zehn Jahre eine Milliarde Euro in die Verkehrsinfrastruktur investieren .
In Deutschland liegen die Windfelder im Norden des Landes geografisch weit entfernt von den großen Verbrauchszentren, insbesondere vom industriellen Süden. Die Energiewende hat daher den Aufbau eines flächendeckenden Stromübertragungsnetzes erforderlich gemacht. Der Ende 2014 erstellte Netzentwicklungsplan schätzt 7.700 Kilometer als hohe Priorität ein. Die BNetzA stellte in ihrem Bericht vom Mai 2017 fest, dass seit diesem Zeitpunkt nur 850 km neue Leitungen verlegt wurden, davon nur 90 im Jahr 2016. Die Bevölkerung wehre sich „in virulenter Weise“ gegen die Verlegung der Leitungen, um den Erhalt der Leitungen zu gewährleisten die Landschaften, denn die durchquerten Bundesländer profitieren oft weder von der Stromführung noch von den Einnahmen aus der Erzeugung erneuerbarer Energien.
Die Sammlung und Verbrennung von Biomasse produzieren können Belästigungen (Abholzung, Verringerung der Artenvielfalt, usw. ) und Schadstoffe ( NOx , Ruß, Dioxine , usw. , insbesondere durch die erzeugte feste Biomasse wie Holz ).
Laut WHO werden in Süd- und Ostasien, insbesondere Indien, wo 700 Millionen Menschen auf feste Brennstoffe (Holz, Holzkohle, pflanzliche und tierische Abfälle) angewiesen sind , fast 1,7 Millionen vorzeitige Todesfälle pro Jahr auf die Luftverschmutzung in Innenräumen zurückgeführt, die hauptsächlich durch das Kochen verursacht wird ) und traditionelle Herde zum Kochen.
Seit 2007 hat sich der Holzenergiesektor auch in Großbritannien sehr schnell entwickelt, wo Kohlekraftwerke durch Holzkraftwerke ersetzt wurden. Diese Pflanzen sind sehr holzgierig, so dass das Land gezwungen ist, sie aus den feuchten Wäldern des Südens der Vereinigten Staaten, in Louisiana oder in Mississippi zu importieren, wo die Förster die weniger schützenden Standards nicht tun Zögern Sie nicht, Kahlschläge zu machen, ohne sich über das Nachwachsen oder die Auswirkungen auf die Artenvielfalt, die diese Wälder schützen, Sorgen machen zu müssen .
Wasserkraftanlagen können zusätzlich zu den Zerstörungen durch die Einschwemmung eines Tals brechen; zwischen 1959 und 1987 forderten 30 Unfälle weltweit 18.000 Opfer, davon mehr als 2.000 in Europa) oder verursachten Erdbeben. Die Treibhausgasemissionen in Wasserspeichern (insbesondere Methan ) können erheblich sein und aufgrund des Quecksilbergehalts von Böden (Amazonien usw.) kann eine bakterielle Entwicklung im Wasser zur Bildung von Methylquecksilber mit toxischer Belastung stromabwärts führen (insbesondere in Süd Amerika).
Die zur Herstellung bestimmter Windenergieanlagen verwendeten Seltenen Erden ( Neodym und Dysprosium für die Generatoren bestimmter Offshore-Windenergieanlagen ) sind hinsichtlich ihrer Gewinnung sehr bedeutende Verschmutzungsquellen. Laut einer für 2029 prognostizierten Offshore-Windkapazität von 120 GW weltweit macht der Bedarf weniger als 6% der Jahresproduktion von Neodym und mehr als 30% der Jahresproduktion von Dysprosium aus. In diesem Zusammenhang bietet zumindest ein Hersteller Windenergieanlagen ohne Permanentmagnete für die Installation auf See an, bestehende Substitutionslösungen: zum Beispiel Asynchrongeneratoren oder Synchrongeneratoren ohne Permanentmagneten. Die im Jahr 2019 vermarkteten Photovoltaik-Technologien verwenden keine Seltenen Erden. Nur ein kleiner Teil der Onshore-Windkraftanlagen nutzt es, etwa 3 % in Frankreich.
Minen wirken sich auf 50 Millionen Quadratkilometer der Erdoberfläche aus, von denen 82% zur Gewinnung von Materialien verwendet werden, die (unter anderem) für erneuerbare Energien verwendet werden.
Während erneuerbare Energien während ihres Betriebs geringe bis null Treibhausgasemissionen (Wind, Sonne usw.) oder eine relativ neutrale CO2-Bilanz (Holzverbrennung kompensiert durch Speicherung, letztlich Kohlenstoff aus Wäldern) aufweisen können, ist der Lebenszyklus von Systeme müssen auch berücksichtigt werden :
Die Stiftung für Biodiversitätsforschung (FRB) fordert, die beiden Bedürfnisse des Kampfes gegen die globale Erwärmung und der Erhaltung der Biodiversität nicht mehr zu trennen . Eine im April 2017 veröffentlichte und vom FRB übersetzte Studie unter der Leitung von Alexandros Gasparatos, Professor an der Universität Tokio , analysiert anhand von 500 wissenschaftlichen Referenzen die Zusammenhänge zwischen erneuerbaren Energien und Biodiversität: durch Windkraftanlagen getötete Vögel , Abholzung zur Holzversorgung befeuerte Kraftwerke , Wasserkraftwerke, die die Wanderung bestimmter Fischarten unterbrechen, weite Gebiete flussaufwärts überfluten, Lebensräume fragmentieren und Ökosysteme beeinträchtigen. Diese Auswirkungen müssen vor Investitionsentscheidungen bewertet werden: Sollen beispielsweise Windkraftanlagen auf Vogelzugkorridoren oder in Gebieten mit hoher Biodiversität installiert werden?
Statistisch gesehen tötet eine Windkraftanlage null bis drei Vögel pro Jahr, während ein Kilometer Hochspannungsleitung jährlich mehrere Dutzend tötet. Außerdem besteht eine Gefahr für Fledermäuse. Laut FRB schwanken die Schätzungen zwischen 234.000 und 573.000 Vögeln, die jährlich von Windkraftanlagen in den Vereinigten Staaten getötet werden. Fledermäuse wären noch stärker betroffen, weniger durch Kollisionen als durch innere Traumata, sogenannte Barotrauma, die mit einem plötzlichen Luftdruckabfall in der Nähe der Flügel verbunden sind. Windturbinen mit vertikaler Achse vom Typ Savonius Helix reduzieren das Risiko, Vögel zu töten, während sie weniger Platz benötigen.
Der Bau eines Wasserkraft Damm hat gravierende Folgen: Überschwemmungen ganze Täler, tiefe Veränderung des lokalen Ökosystems. Darüber hinaus behindern Wasserkraftwerke die Fischwanderung, was für Flüsse im Nordwesten Nordamerikas ein Problem darstellt, wo die Lachspopulationen erheblich zurückgegangen sind. Dieses Problem wurde jedoch durch den Bau von Fischaufstiegshilfen gemildert und der Rückgang der Populationen ist hauptsächlich auf andere Faktoren zurückzuführen: Überfischung , Umweltverschmutzung, erhöhte Sterblichkeit auf See usw.
Erneuerbare Energien benötigen in der Regel mehr Platz als andere Energieträger. Die Umsetzung dieser Lösungen an Land kann bestimmte Naturräume degradieren und Probleme hinsichtlich der Biodiversität aufwerfen.
Windturbinen auf See entgehen diesem Nachteil und können im Gegenteil isolierte Biodiversitätszonen für Krebstiere und Fische bilden, die vor Schäden durch intensive Fischerei geschützt sind.
Ein signifikanter Ausbau der erneuerbaren Energien wird Auswirkungen auf Landschaft und Umwelt haben, mit erheblichen Unterschieden in den ökologischen oder landschaftlichen Auswirkungen je nach Anlage und je nachdem, ob die Umwelt bereits künstlich ist oder ob die geplante Entwicklung auf ein noch unberührtes Gebiet abzielt . Die landschaftlichen und visuellen Auswirkungen sind teilweise subjektiv .
Der Bau von Großanlagen (Solarkraftwerkstyp) hat immer auch Auswirkungen auf das Landschaftsbild. Häufig werden große Windkraftanlagen genannt , seltener Solardächer . Deshalb wird versucht, diese Anlagen besser in die Landschaft zu integrieren. Eine dezentrale Produktion kann theoretisch auch den Bedarf an Masten und Stromleitungen reduzieren , aber die Erfahrungen von Ländern, die bereits stark auf erneuerbare Energien setzen, zeigen, dass sie den Strombedarf erhöhen: Deutschland braucht beispielsweise bis 2025 3.600 km zusätzliche 380- kV-Leitungen auf transportieren Strom von Windkraftanlagen, die sich hauptsächlich im Norden des Landes befinden, in die Städte im Süden. Der Aufstieg von Offshore-Windkraftanlagen erfordert die Installation von Hochspannungsleitungen, um sie an das Netz anzuschließen; Da erneuerbare Energien zudem intermittierend sind, müssen die Verbundnetze so stark ausgebaut werden, dass eine Energieversorgung durch andere Produktionsmittel möglich ist; Norwegen nutzt daher die Regulierungskapazitäten seiner Staudämme, um seine Verbindungen massiv auszubauen: Vier existieren bereits mit Dänemark, weitere sind mit Deutschland, den Niederlanden und Großbritannien im Gespräch. Mittelspannungsnetze können vergraben werden.
RTE und die Internationale Energieagentur glauben, dass der Ausbau der erneuerbaren Energien eine umfassendere Vernetzung erfordert : Ein "Stromsystem mit einem sehr hohen Anteil an erneuerbaren Energien würde mit einem größeren territorialen Fußabdruck der Netze einhergehen" , was ein soziales Problem aufwirft Annehmbarkeit.
Die für die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien entwickelten Technologien erfordern im Vergleich zu herkömmlichen Technologien (hydraulisch, fossil und nuklear) eine erhöhte und diversifiziertere Menge an mineralischen Materialien bei konstanter Energieerzeugung.
Erneuerbare Technologien hängen von mehreren funktionell wichtigen Metallen wie Silber, Indium , Tellur , Neodym , Gallium und einigen Seltenen Erden ab . Die wissenschaftliche Literatur ist sich nicht einig über die Schwere der möglichen Lieferengpässe für diese kritischen Materialien. Dennoch werden diese Seltenen Erden bei der Herstellung von erneuerbaren Energieanlagen immer seltener benötigt, die Industrie sucht nach Ersatz: So machen Permanentmagnete den Verzicht auf Dysprosium in Windkraftanlagen möglich und das neue Elektroauto von Renault-Nissan Alliance enthält keine Seltenen Erden. Erneuerbare Energieunternehmen haben die Seltenen Erden vollständig eliminiert. Außerdem wird für die Gewinnung von Mineralien viel Wasser benötigt.
Die konkrete Umsetzung ist mit Umwelt- und Marktzwängen (die Logik von Investmentfonds ist nicht immer eine Anlagelogik), Governance und rechtlichen Rahmenbedingungen konfrontiert , die sich alle weiterentwickeln.
Auch die betroffenen Wirtschaftsakteure sind häufig verstreut. Wir müssen sie zusammenbringen und uns die entsprechenden organisatorischen Rahmenbedingungen vorstellen: Sektorverträge, Gebietsverträge, Planung von intelligenten Stromnetzen angepasst an erneuerbare Energien, „Installationsverträge“ für Energieerzeugungseinheiten. Die Definition von Sektoren und ihre Organisation werden nach und nach und mit technischen und rechtlichen Entwicklungen aufgebaut.
Wasserkraft reagiert sensibel auf die Auswirkungen des Klimawandels. Im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung empfiehlt die IEA auch im Jahr 2013, das Stromnetz besser auf klimatische Ereignisse vorzubereiten . Beispielsweise haben sich die wetterbedingten Störungen des Stromnetzes in den USA von 1992 bis 2012 verzehnfacht. Anfang der 90er Jahre machten Wetterereignisse etwa 20 % aller Störungen aus, 2008 jedoch 65 % die Effizienz von Klimaanlagen, auch in Entwicklungsländern.
Für den Bau neuer Kraftwerke ist es laut einer Studie der Bank Lazard vorteilhafter geworden, in fast allen Ländern, von Europa bis in die USA, über Australien, Brasilien, Indien, Süd auf Solar- und Windkraft zu setzen Afrika und Japan; Diese Energien stehen jedoch nicht immer sofort zur Verfügung und bleiben daher „komplementär“ zur Stromerzeugung auf Basis fossiler Brennstoffe oder Kernenergie. Die IEA ist der Ansicht, dass in Schwellenländern regulatorische Hindernisse, Netzbeschränkungen und mikroökonomische Bedingungen die Entwicklung bremsen, während in entwickelten Ländern der rasche Ausbau erneuerbarer Energien zur Stilllegung von Wärmekraftwerken führt.
Quelle | Windkraft | Solar PV | Kohle | Kombigas |
---|---|---|---|---|
Schwacher Onshore-Wind | Weg | Geringer industrieller Maßstab | Weg | Vorhanden | Neu | Vorhanden | Neu | |
BNEF | 27 | 47 | 26 | 51 | ||
Lazard | 28 | 41 | 32 | 37 | 33 | 109 | 44 | 56 |
IRENA | 44 | 56 | 58 | 85 |
Im Vergleich dazu liegen die Produktionskosten der historischen Kernenergie in Frankreich in der Größenordnung von 30 bis 60 € / MWh ; die Zahl von 60 beinhaltet die Kosten für den Abbau und die Wiederaufbereitung des Brennstoffs. Die Kosten des Flamanville EPR werden 2019 auf 12,4 Milliarden Euro geschätzt; bei einer Leistung von 1.630 MW und einem Nutzungsgrad von 85 % würde der Selbstkostenpreis 154 € / MWh betragen .
Im Oktober 2019 stellte Bloomberg New Energy Finance (BNEF) fest, dass „der Preis für Wind- und Solarstrom weiter sinkt, wobei Offshore-Wind die beeindruckendsten Kostensenkungen aufweist und Solar-Photovoltaik und Onshore-Wind jetzt so günstig sind wie jede andere Energiequelle“. in Kalifornien, China und Teilen Europas ” . Die Organisation kommt zu dem Schluss: „Infolgedessen werden fossil befeuerte Kraftwerke in einer Reihe von Märkten zunehmend an den Rand gedrängt, ein Trend, der sich voraussichtlich in den kommenden Jahren fortsetzen wird . “
Stand November 2019, so die Lazard Bank , „halten Onshore-Windenergie und Solarenergie im industriellen Maßstab, die vor einigen Jahren auf neuer Basis kostenwettbewerbsfähig mit konventioneller Erzeugung geworden sind Produktionstechnologien. "
Im Mai 2019 veröffentlichte die Internationale Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) eine Studie zu den Kosten von 17.000 EE-Projekten und 9.000 Ausschreibungen, die feststellte, dass „Erneuerbare Energien heute in den meisten Teilen der Welt die günstigste Quelle für neue Stromerzeugung sind. Mit weiter sinkenden Kosten für Solar- und Windtechnologien wird dies in noch mehr Ländern der Fall sein. Von den Projekten, die 2020 in Betrieb genommen werden, sollen 77 % der Onshore-Windenergieprojekte und 83 % der großen PV-Projekte eine neue Stromquelle bieten, die ohne finanzielle Unterstützung günstiger ist als die billigere Alternative zu fossilen Brennstoffen. "
Im Dezember 2019 schätzte der World Nuclear Industry Status Report (WNISR) des Anti-Atomkraft-Aktivisten Mycle Schneider , dass „die aktualisierte Energiekostenanalyse (LCOE) für die Vereinigten Staaten zeigt, dass alle Produktionskosten für Strom aus erneuerbaren Quellen jetzt unter“ liegen die von Kohle und GuD-Gas. Zwischen 2009 und 2018 sind die Kosten für kommerzielle Solarenergie um 88 % und die für Windenergie um 69 % gesunken, während die Kosten für Kernenergie um 23 % gestiegen sind .
Intermittierende Energiequellen wie Wind- und Solarenergie können jedoch zu zusätzlichen Kosten im Zusammenhang mit der Notwendigkeit von Backup-Speicher oder -Produktion führen. In einigen Regionen und Zeiten kann Photovoltaik sehr wettbewerbsfähig sein, wenn sie produziert, wenn die Nachfrage und die Preise am höchsten sind, wie zum Beispiel während der Mittagsspitzen im Sommer, wie man sie in Ländern mit Klimaanlagen sieht.
Vergleicht man den Preis für Strom aus erneuerbaren Energien mit den anderen Quellen bedeutet unter Berücksichtigung der Kosten der negativen Externalitäten (Schäden , den Dritten oder die Umwelt ohne Entschädigung , einschließlich diejenigen , die durch die Auswirkungen des Treibhaus Ausgasungen oder GES). Diese Kosten fließen nämlich nicht in die Marktpreisbildung ein; Es wurden Versuche unternommen, diese Marktverzerrung zu korrigieren, insbesondere durch den Kohlenstoffmarkt, auf dem Treibhausgasemissionsrechte gehandelt werden . Die CO2-Steuer hat sich in den Ländern, in denen sie eingeführt wurde, als wirksam erwiesen (Dänemark, Finnland, Schweden).
Erneuerbare Energien verursachen, wie alle anderen auch, Externalitäten , dh Kosten, die von anderen Personen oder Einrichtungen als ihren Erzeugern getragen werden.
Eine 2014 veröffentlichte Studie zweier Forscher von EDF und Compass Lexecon zur Debatte um die Energiewende beschreibt diese Externalitäten und versucht eine erste Quantifizierung, indem sie nach den drei Hauptproblemen unterteilt wird, die sich durch den Einsatz intermittierender erneuerbarer Energien ergeben:
Ein viertes Problem könnte wichtig werden, wenn erneuerbare Energien hohe Penetrationsraten erreichen: Spills (Produktionsverluste, die in Zeiten, in denen die Produktion erneuerbarer Energien die Gesamtnachfrage übersteigt, einschließlich der Exportmöglichkeiten, unvermeidlich werden); in Dänemark und Deutschland gibt es solche Verluste bereits.
Die Studie von Renaud Crassous und Fabien Roques gibt anhand von Studien an vor 2013 bestehenden Systemen eine Einschätzung zu den Kosten der Einspeisung intermittierender Energien bei einer Penetrationsrate von 10 bis 15 %:
Bei höheren Penetrationsraten werden die Netzkosten voraussichtlich stark ansteigen, da erhebliche Verstärkungen zur Strukturierung der Hochspannung erforderlich werden ; die Aussichten auf technologische Durchbrüche bei neuen Speichertechnologien (Batterien, Wasserstoff), die noch weit von der Wettbewerbsfähigkeit für Netznutzungen entfernt sind, könnten diese Diagnose langfristig ändern, wobei die zukünftigen Kosten der Speicherung in die Kosten der 'Einfügung.
Der 2019 von der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung und der Nuclear Energy Agency (NEA) veröffentlichte Dekarbonisierungskostenbericht schätzt die Systemkosten im Zusammenhang mit intermittierenden Energien (Wind und Photovoltaik) auf weniger als 10 US-Dollar / kWh, wenn der Anteil von diese Energien sind 10 % und mehr als 50 $ / kWh , oder fast 100 %, wenn ihr Anteil 75 % erreicht. Diese Zahlen stehen im Widerspruch zu den Schätzungen im Rahmen von Szenariostudien, in denen erneuerbare Energien vorherrschen (ADEME, Agora Energiewende, Enerpresse).
In Zeiten geringer Nachfrage (Sonntag, Sommer) fallen die Strompreise an den Großhandelsmärkten zunehmend in den negativen Bereich. Also am Sonntag5. April 2020, während die Nachfrage aufgrund einer sehr milden Temperatur und insbesondere der als Reaktion auf die Covid-19-Pandemie beschlossenen Eindämmungsmaßnahmen stark reduziert wurde , wurden die Großhandelsstrompreise in Frankreich, England, in Belgien, Deutschland, den Niederlanden und Österreich negativ. In Frankreich, wo dieses Phänomen dann den vierten Sonntag in Folge auftrat, erreichten sie mit 21,06 €/MWh und in Deutschland mit 50,26 €/MWh einen Tiefpunkt . Das Wachstum der erneuerbaren Energien im Energiemix der europäischen Länder verstärkt das Marktungleichgewicht: Vom Stromübertragungsnetz vorrangig genannt, profitieren Solar- und Windenergieerzeuger sogar von garantierten Einspeisetarifen für ihren Strom; sie haben daher kein Interesse daran, ihre Anlagen unabhängig von der Nachfrage abzuschalten.
Negative Preise, die insbesondere bei Verbrauchstiefs aufgrund schwer einstellbarer Produktionskapazitäten auftreten können, insbesondere wenn Wind- und Solarproduktion einen Großteil des Verbrauchs decken, treten in Deutschland immer häufiger auf: Die Zahl der Stundenperioden mit negativen Preisen ging zurück von 134 im Jahr 2018 auf 211 im Jahr 2019.
Laut dem vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen in Auftrag gegebenen Jahresbericht 2015 stiegen die weltweiten Investitionen in erneuerbare Energien im Jahr 2015 um 5 % auf 286 Milliarden US-Dollar (Milliarden US-Dollar) (ohne große Wasserkraftprojekte, geschätzt auf 43 Milliarden US-Dollar) und übertrafen damit ihre vorherigen Rekord von 278,5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2011 erreicht; dieser Rekord wurde trotz sinkender Preise für fossile Brennstoffe erreicht. Die Investitionen in Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien machten mehr als das Doppelte der Investitionen in fossile Brennstoffe (Kohle und Gas) aus und werden auf 130 Milliarden US-Dollar geschätzt. Allerdings liegt der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung noch immer nur knapp über 10 %. Erstmals überstiegen die Investitionen der Entwicklungs- und Schwellenländer die der Industrieländer: 156 Mrd. USD (+ 19%) gegenüber 130 Mrd. USD (−8%); Allein China investierte 102,9 Mrd. $ (+ 17 %) oder 36 % des weltweiten Gesamtvolumens, gefolgt von Europa: 48,8 Mrd. $ (−21 %), den USA: 44,1 Mrd. $ (+ 19 %) und Indien: 10,2 $ Mrd. (+ 22%). Solar führt mit 161 Mrd. USD (+ 12%), gefolgt von Windkraft: 109,6 Mrd. USD (+4%); andere erneuerbare Energien belaufen sich auf 15,2 Milliarden US-Dollar und verzeichneten alle einen starken Rückgang im Jahr 2015; so sanken die Investitionen in Biokraftstoffe auf 3,1 Milliarden US-Dollar, während sie 2007 auf ihrem Höhepunkt 28,3 Milliarden US-Dollar erreichten; Die Investitionen in Biomasse und Abfall sanken auf 6,0 Milliarden US-Dollar gegenüber 18 Milliarden US-Dollar im Jahr 2011.
Die Reife des Erneuerbaren-Energien-Marktes zeigt sich im Boom der Green Bonds : Während die kumulierten Emissionen dieser Wertpapiere Ende 2013 17,4 Milliarden US-Dollar erreichten, wurden in den ersten neun Monaten 2014 mehr als 26 Milliarden US-Dollar emittiert; Die Ausgaben für 2014 sollen 40 Milliarden US-Dollar betragen und die von 2015 fast 100 Milliarden US-Dollar . Im November 2013 begab EDF 1,4 Mrd. €, davon 550 Mio. € in neun Windparks und eine Biogasanlage in den USA, Kanada und Frankreich; GDF Suez hat im Mai 2014 2,5 Milliarden Euro gesammelt .
Im Oktober 2014 gaben der größte europäische Vermögensverwalter , Amundi , und der Elektriker EDF eine Partnerschaft bekannt, um in erneuerbare Energien investierte Sparprodukte durch die Gründung einer gemeinsamen Verwaltungsgesellschaft anzubieten, die 1,5 Milliarden Euro von institutionellen Anlegern und Privatpersonen in ihren ersten beiden Praxisjahren.
Die Initiative RE 100, die im September 2014 während der New Yorker Klimawoche ins Leben gerufen wurde, bringt Anfang Dezember 2015 45 große Unternehmen zusammen, die sich verpflichtet haben, im Jahr 2020 oder manchmal etwas später 100 % Ökostrom zu verbrauchen. Darunter Hersteller (Johnson & Johnson, Nestlé, Nike, Philips, Unilever), Banken (Goldman Sachs, Commerzbank, UBS), Distributoren (Ikea, Marks & Spencer, H&M) und ein französisches Unternehmen: La Poste. Apple erhielt in seinem neuesten Bericht über die Umweltpolitik der Webgiganten großes Lob von Greenpeace, da es in seinen Rechenzentren eine Quote von 100 % erreicht . Google investiert auch in Wind- und Solarenergieprojekte und gilt bereits als größter „Corporate“-Käufer von Ökostrom weltweit. Der Campus in Mountain View wird zu 100 % von Windkraftanlagen angetrieben. Im Jahr 2014 stammten 37 % des von der Gruppe verbrauchten Stroms aus erneuerbaren Quellen, und sie hat sich öffentlich dazu verpflichtet, ihren Einkauf von Ökostrom bis 2025 zu verdreifachen. EDF Renouvelables hat einen Vertrag mit Google abgeschlossen, der sich verpflichtet, für fünfzehn Jahre der Strom, der vom Windpark Great Western im Nordwesten von Oklahoma (200 MW ) produziert wird; EDF Renouvelables hat auch ähnliche Vereinbarungen mit Microsoft und Procter & Gamble getroffen.
Langfristige Stromabnahmeverträge (PPA) zwischen Erzeugern von erneuerbarem Strom und großen Unternehmen sind in den Vereinigten Staaten üblich, die Ende 2016 60 % der weltweit kontrahierten Kapazität (16 GW ) ausmachten . In Europa wurden solche Verträge in Großbritannien, den Niederlanden, Schweden und Spanien ausgehandelt; in Frankreich haben die SNCF und die Aéroports de Paris Konsultationen für Lieferungen zu einem Festpreis über 10 bis 20 Jahre eingeleitet.
Im Jahr 2018 wurden zwischen Januar und Juli 7,2 GW an neuen langfristigen Verträgen von Unternehmen unterzeichnet, verglichen mit 5,4 GW für das Gesamtjahr 2017. Die Vereinigten Staaten bleiben an der Spitze, mit Facebook (1,1 GW ) gefolgt von AT&T; in Europa wurden 2017 1,6 GW gegenüber 1,1 GW unterzeichnet , davon drei Viertel von den Aluminiumproduzenten Norsk Hydro und Alcoa ; In Frankreich hat Engie einen Aufruf zur Einreichung von Anträgen für den Verkauf erneuerbarer Erzeugung „im Rahmen ohne Subventionen“ über einen langfristigen Kaufvertrag an seine Kunden gestartet.
Bestimmte erneuerbare Energien sind profitabel und haben sich spontan entwickelt: Wasserkraft (Wasserreserve und potenzielle Energie ), bestimmte aus Biomasse gewonnene Energien (Holz, landwirtschaftliche Reststoffe, Siedlungsabfälle); andere, deren Produktionskosten ihren wirtschaftlichen Wert übersteigen oder deren Kapitalrendite lang ist, konnten nur dank Beihilfen oder Subventionen starten, die sie für Investoren rentabel machten.
Die derzeitigen Subventionssysteme variieren je nach Land und lokalem Kontext und können sich manchmal überschneiden, insbesondere wenn mehrere politische Machtebenen beteiligt sind:
Vereinigte StaatenDer American Reinvestment and Recovery Act ( Konjunkturplan 2009 ) gewährte eine Steuergutschrift für die Erzeugung von erneuerbaren Energien (PTC) von 2,3 c$/kWh für zehn Jahre; der Energy Policy Act von 2005 auf Bundesebene Steuergutschriften für erneuerbare Energien eingeführt, im Jahr 2008 erneuert: die erneuerbaren Energien Investment Tax Credit (ITC), Steuergutschrift von 30% der Investitionen in Wohn-Solaranlagen und kommerzielle, Brennstoffzellen und kleinen Wind Turbinen (<100 kW ) und 10 % für Geothermie , Mikroturbinen und Blockheizkraftwerke unter 50 MW , bis zu31. Dezember 2016 ; Darüber hinaus haben auch rund dreißig Staaten ihr Förderprogramm in Form von Einspeisevergütungen, Subventionen oder Quoten. Kalifornien gewährte in den 1980er Jahren Steuerabzüge, die den Bau von Windparks wie dem Altamont Pass (576 MW , 1981-1986) ermöglichten.
AustralienEs wird das Green Certificate- System verwendet. Das RET-Programm ( Renewable Energy Target ), das durch die Gesetze von 2000 und 2001 ins Leben gerufen wurde, zielt darauf ab, den Anteil erneuerbarer Energien an der australischen Stromproduktion bis 2020 dank eines Zertifikatssystems ( Large-scale Generation Certificates und Small- Scale-Technologiezertifikate ), die für jede MWh erneuerbaren Stroms von Erzeugern erneuerbarer Energien ausgestellt werden, die sie an Stromlieferanten verkaufen, die sie am Ende des Jahres an die Regulierungsbehörde für saubere Energie zurückgeben , um die Einhaltung der jährlichen Ziele des RET-Programms zu bescheinigen . Diese grünen Zertifikate werden verwendet , auch im Vereinigten Königreich (ROCs - Renewable Obligation Certificate System ), in Schweden, in Belgien, in Polen, sowie in 31 Staaten der Vereinigten Staaten . Die Quoten für erneuerbare Energien in Strom eingeleitet hat vertrieben wird ( siehe unten: Quotensysteme).
EuropaDie am meisten genutzte Systemunterstützung ist nach der Umsetzung der Richtlinie 2001/77/EG zunächst die der regulierten Tarife (auf Englisch: Einspeisetarif , d. h. Einspeisetarif (in das Netz)): Stromversorger haben eine gesetzliche Verpflichtung zur Abnahme der gesamten Erzeugung von Stromerzeugungsanlagen aus erneuerbaren Energien für 10 bis 20 Jahre zu festen Tarifen durch die Verwaltung; die zusätzlichen Kosten dieser Tarife gegenüber den Großhandelsmarktpreisen werden den Anbietern durch einen Zuschlag auf die Stromrechnung der Verbraucher erstattet.
DeutschlandDer regulierte Kaufpreis im Jahr 2012 betrug 8,8 c € / kWh für Windenergieanlagen an Land und 15,6 c € / kWh für Windenergieanlagen auf See; es wird weiter durch das Äquivalent der CSPE für die Stromverbraucher weitergegeben, die so genannten EEG -Umlage die erreichte 5,277 c € / kWh im Jahr 2013 (+ 0,25 c € / kWh Steuer für Offshore - Windkraftanlagen) auf einem durchschnittlichen Strompreis für ein typischen Deutscher Haushalt von 28,5 c € / kWh .
FrankreichDer Kaufpreis für Windkraft wurde durch Erlass vom 17. November 2008bei 8,2 c € / kWh (damals indexiert nach einer Formel, die es 2012 auf 8,74 c € / kWh brachte ) für Windkraft; die Mehrkosten im Verhältnis zum Marktpreis (Durchschnitt 2015: 42,6 € / MWh ), die 2013 von der Energieregulierungskommission mit 3.156 Mio. € berechnet und für 2013 auf 3.722,5 Mio. € und für 2015 auf 4.041,4 Mio. € geschätzt werden, werden verabschiedet auf den Stromverbraucher durch den Beitrag zur öffentlichen Stromversorgung (CSPE), eingestellt auf € 13,5 / MWh im Jahr 2013 16,5 € / MWh im Jahr 2014 und € 19,5 / MWh im Jahr 2015, während CRE schätzt , dass es gesetzt werden sollte , € 25,93 / MWh zur Deckung von Gebühren und Zahlungsrückständen; der Ausgleich für die Mehrkosten der erneuerbaren Energien macht 63,7% des CSPE aus, und die Photovoltaik macht 62% dieser 63,7% aus.
Ein weiteres häufig genutztes System (zusammen mit dem der Einkaufstarife) sind Ausschreibungen: In Frankreich dient es der Unterstützung von Sektoren mit Entwicklungsrückstand und wird vor allem für große Anlagen (Windparks in Arbeit) genutzt. große Solarkraftwerke, Biomassekraftwerke usw.); Der Rechnungshof stellt fest, dass einige Ausschreibungen ihre Ziele nicht erreicht haben (von den Projekten unzureichend eingehaltene Spezifikationen, zu hohe vorgeschlagene Tarife, zu wenige Bewerberprojekte usw. ): die Ausschreibung von 2004, die nur für die Installation von 500 MW Onshore-Windkraftanlage vorgesehen war 287 MW oder 56% des Ziels beibehalten ; der von 2010 behielt nur 66 MW für ein Ziel von 95 MW bei . Schlimmer noch: Bei vielen Ausschreibungen war es nicht möglich, die von den Projektträgern angebotenen Preise zu begrenzen, entweder aufgrund mangelnden Wettbewerbs oder aufgrund technischer Schwierigkeiten, die die Bewerber dazu veranlasst haben, erhebliche Risikomargen einzugehen, insbesondere die im Jahr 2011 eingeführte Ausschreibung für Offshore Windparks: Der in der Ausschreibung festgelegte Referenzpreis wurde bei drei der vier betroffenen Standorte nicht eingehalten.
KontingenteIn den USA und in China werden Quotensysteme verwendet: Die öffentliche Hand schreibt den Elektrizitätsunternehmen einen Mindestbeitrag erneuerbarer Energien in Form von Quoten vor, die sich im Laufe der Zeit mit energiepolitischen Zielen ändern, bezogen auf die installierte Leistung oder den produzierten Strom; Dieses System wird sehr oft durch andere Fördermechanismen wie Steuergutschriften ergänzt, so dass in den amerikanischen Staaten, in denen dieses System eingerichtet ist, sein Beitrag zur Bewertung von kWh nur in der Größenordnung von 25 % liegt. Diese 31 US-Bundesstaaten haben „ Renewable Portfolio Standards“ (RPS) eingeführt, die von den Stromanbietern verlangen, einen bestimmten Anteil erneuerbarer Energien am vermarkteten Strom zu erreichen (z. B. 15 % im Jahr 2025 in Arizona, 30 % im Jahr 2020 in Colorado, 33 % im Jahr 2020 in Kalifornien); die Erzeuger dieser Energien erhalten für jede produzierte kWh Zertifikate (REC), die sie gleichzeitig mit ihrem Strom an ihre Versorgerkunden verkaufen; Lieferanten können diese Zertifikate dann der Verwaltung vorlegen, um ihre Einhaltung der RPS nachzuweisen; andernfalls müssen sie Strafen zahlen. Ein Bericht stellt fest, dass dieses RPS-System am effektivsten ist, wenn es mit Federal Tax Credits (PTC) kombiniert wird.
DifferenzvertragDer Differenzvertrag (oder Ex-post-Prämie) ist ein neues System, das 2014 auf Option in Deutschland, Italien und dem Vereinigten Königreich in Kraft ist und von der Europäischen Kommission empfohlen wird: ein Referenzniveau ( Zielpreis ) wird von der Regulierungsbehörde festgelegt; der Produzent vertreibt den produzierten Strom zum Großhandelsmarktpreis direkt oder über einen „Integrator“, insbesondere an Akteure ohne direkten Marktzugang (Kleinerzeuger); der Produzent erhält bei positiver Differenz zwischen Referenzniveau und Marktpreis eine zusätzliche Vergütung („Prämie“); andernfalls muss der Produzent den wahrgenommenen Überschuss zahlen; eine Variante (der Vertrag für asymmetrische Differenz) sieht diese Rückzahlung nicht vor. Laut SER verursacht dieses System dem Hersteller zusätzliche Marketingkosten von bis zu 10 % der Einkaufskosten.
Eine Variante, die in Spanien bis 2008 und im Vereinigten Königreich seit 2014 optional geltende Ex-ante- Prämie , sieht eine von der Regulierungsbehörde zunächst festgelegte und zeitlich befristete Prämie vor; dies vereinfacht das System und senkt somit seine Kosten, beinhaltet aber Annahmen über zukünftige Marktpreise und damit ein Risiko für den Hersteller. Als Reaktion auf das wachsende Gewicht der Subventionen für erneuerbare Energien erwägen die Staaten Reformen zur Verbesserung der Effizienz der Fördersysteme durch Erhöhung ihrer Selektivität und versuchen, erneuerbare Energien schrittweise in Marktmechanismen einzubinden; dies empfehlen die Europäische Kommission , der Rechnungshof und die CRE und stellen die Herausforderung des SER . In diese Richtung gehen auch die in Deutschland eingeleitete Reform und die von der französischen Regierung skizzierten Projekte im Rahmen der ökologischen Wende ; der SER und der CLER bestreiten diese Projekte, insbesondere die Idee der Europäischen Kommission, technologieneutrale Ausschreibungen (Wettbewerb für alle Technologien) durchzuführen, die ihrer Ansicht nach die Entwicklung neuer Industriezweige verhindern würden. für sie sollten Ausschreibungen Großprojekten vorbehalten bleiben, ebenso wie die eventuelle Einführung eines Mechanismus von "Marktpreis plus Ex-post-Prämie" (Ex-post- Feed-in-Premium oder Differenzkontrakt); sie wollen, dass kleine Anlagen weiterhin von der Verpflichtung zum Kauf zu regulierten Preisen profitieren.
Das Energieministerium gab bekannt, dass 16. Januar 2015seine Entscheidung: Das derzeitige System der Abnahmetarife wird durch einen Verkaufsmechanismus auf dem Markt mit einer variablen Prämie ersetzt, die sich aus der Differenz zwischen dem durchschnittlichen Strompreis auf dem Markt und einem maximalen Zielpreis ergibt. Ein Gerät nach deutschem Vorbild oder dem britischen „ Contract for Difference “. Diese Änderung gilt nur für große Anlagen (ausgenommen aufstrebende Sektoren wie Offshore-Windenergie); es entspricht den im April 2014 von der Europäischen Kommission verabschiedeten neuen Richtlinien für staatliche Beihilfen und wird in das Gesetz zur Energiewende aufgenommen. Starten der1 st Januar 2017, müssen die Hersteller auch für Anlagen ab einer bestimmten Größe auf das Open-Window-System verzichten, die dann ausschließlich im Wettbewerb vergeben werden.
Starten der 1 st Januar 2016, das System regulierter Einkaufstarife, von dem erneuerbare Energien profitieren, wird wegfallen, um einem System des Verkaufs auf dem Markt mit einer Prämie Platz zu machen; dieses von Brüssel eingeführte neue System gilt für Anlagen mit einer installierten Leistung von mehr als 500 kW , ausgenommen aufstrebende Sektoren wie Offshore-Windenergie; Onshore-Windenergie wird von einem zusätzlichen Zeitraum von voraussichtlich zwei Jahren profitieren; Betroffen sind ab 2016 photovoltaische Solarenergie, die von Ausschreibungen für Großkraftwerke abhängig ist, sowie Biomasse, Geothermie und Biogas. Um ihren Strom auf dem Markt zu verkaufen, müssen sich viele Ökostromproduzenten an einen Zwischenhändler wenden: den Aggregator, weil die Produzenten im Voraus Prognosen abgeben müssen und im Fehlerfall mit Strafen belegt werden; Bei erneuerbaren Energien ist es jedoch schwierig, zuverlässige Schätzungen zu erstellen, insbesondere für kleine Erzeuger; Aggregatoren, die Strom von mehreren Erzeugern beziehen, sehen ihr Fehlerrisiko durch die Diversifizierung ihres Portfolios minimiert. Unter den Aggregatoren werden neben EDF und Engie auch deutsche Spieler ihre Erfahrungen einbringen.
In Deutschland ist der Direktvertrieb erneuerbarer Energien mit Marktprämie, seit 2012 möglich und seit 2014 für Neuinstallationen über 500 Kilowatt verpflichtend, erfolgreich: Nach Angaben der Netzbetreiber werden zwei Drittel der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen 2016 und rund drei Viertel im Jahr 2019 auf dem Markt verkauft werden sollen, so der Berufsverband BDEW. Deutsche Aggregatoren, darunter der norwegische Elektriker Statkraft , Marktführer in Deutschland mit 8.700 MW , und Next Kraftwerke mit einem Portfolio von 1.500 MW mit 3.000 Anlagen, hauptsächlich kleine Biomasse-, Wind- und Solarkraftwerke, setzen auf die französische Markt.
ZuschussbetragIn Frankreich erstellt die Energieregulierungskommission (CRE) jährlich eine Bestandsaufnahme der öffentlichen Dienstleistungsentgelte (zusätzliche Kosten durch gemeinwirtschaftliche Verpflichtungen); 2018 beliefen sich die Mehrkosten aus der Verpflichtung zum Bezug von erneuerbaren Energien auf 4.659 Mio. € aus Kaufverträgen und 8,8 Mio. € aus Zusatzvergütungen. Diese Subventionen werden durch die interne Abgabe auf den Stromverbrauch (TICFE) und die interne Abgabe auf den Erdgasverbrauch (TICGN) finanziert; Die TICFE für Strom wird von 2017 bis 2019 auf 22,5 € / MWh festgelegt , d. h. 2,25 € c / kWh . CRE stellt fest, dass die öffentlichen Dienstleistungsgebühren für erneuerbare Energien im Jahr 2018 aufgrund des beobachteten Anstiegs der Großhandelsmarktpreise für Strom in der zweiten Jahreshälfte 2018 und des Rückgangs von Produktion und Kosten gesunken sind Bedingungen im Sommer 2018.
In Deutschland sank der EEG-Beitrag ( EEG-Umlage ) im Jahr 2019 um 5,7 % auf 6,405 c € / kWh gegenüber 6,792 c € / kWh im Jahr 2018, nach einem ersten Rückgang von 1,3 % im Jahr 2017. Dieser Rückgang hängt hauptsächlich mit dem prognostizierten Anstieg der Großhandelsstrompreise und den Reformen zusammen, die Ausschreibungen begünstigt haben; der EEG-Beitrag war von 1 c € / kWh im Jahr 2006 auf 6,35 c € / kWh im Jahr 2016 gestiegen. Für 2020 wurde der EEG-Beitrag um 0,35 c € auf 6,756 c € / kWh erhöht .
Ein Ende 2016 veröffentlichter Bericht des Instituts für Marktwirtschaft in Düsseldorf schätzt die Kosten der Energiewende in Deutschland bis 2025 auf 520 Mrd. €, davon 408 Mrd. € an Förderungen für erneuerbare Energien (EEG-Umlage) und 55 € and Milliarden an Netzwerkverstärkungen.
In den 2020 angekündigten Konjunkturplänen zugunsten erneuerbarer Energien kündigen die Majors der erneuerbaren Energien ehrgeizige Ziele an: Die italienische Enel kündigt ein Investitionsziel von 70 Milliarden Euro an, um im Jahr 2023 60 GW Produktionskapazität zu erreichen , dann 120 GW bis 2030 gegenüber 48 GW derzeitGW ; Spaniens Iberdrola strebt 2025 60 GW an, also fast das Doppelte seiner derzeitigen Kapazität, dann 95 GW im Jahr 2030. Total hat sein Ziel auf 35 GW erneuerbarer Kapazität im Jahr 2025 und dann auf 85 GW im Jahr 2030 erhöht. Engie beabsichtigt, seine Flotte auf 9 . zu erhöhen GW über drei Jahre, dann 4 GW pro Jahr. Pierre Georges, Direktor bei S&P Global, "erwartet bis 2030 eine Vervierfachung der Solarkapazität, sieben der Offshore-Windenergie und die dreifache der Onshore-Windenergie" . Die acht großen westlichen Player könnten bis 2030 mehr als 250 Milliarden Dollar investieren, um ihre Ziele für erneuerbare Energien zu erreichen.
Gruppe | Land | Installierte Leistung in GW (ohne Wasserkraft) Ende 2019 |
Marktkapitalisierung (Mrd. Euro) am 25.11.2020 |
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China Longyan Power | China | 20,5 | 6.2 |
Iberdrola | Spanien | 18,9 | 71,8 |
NextEra Energie | Vereinigte Staaten | 17 | 127.9 |
Enel | Italien | 14,3 | 86,4 |
Erneuerbare Energien in Huaneng | China | 12.1 | nicht bewertet |
EDV Renovaveis | Portugal | 11,4 | 15,2 |
Orsted | Dänemark | 9,8 | 61,6 |
China Resources Power (Hongkong) |
China | 9,8 | 4.4 |
EDF | Frankreich | 9,8 | 36,7 |
Huadian Fuxin Energy (Hongkong) |
China | 9,4 | 2.3 |
China Datang Corporation | China | 9 | 1.1 |
RWE | Deutschland | 8,6 | 23,3 |
Engie | Frankreich | 7.3 | 30.8 |
Acciona | Spanien | 7.2 | 5.7 |
GCL New Energy (Hongkong) |
China | 7 | 0,3 |
Die Internationale Energieagentur (IEA) prognostiziert im Oktober 2019, dass bis 2024 weltweit 1.200 GW zusätzliche erneuerbare Energiekapazität installiert werden, was einem Anstieg der installierten Basis um 50 % entspricht, und dass die Solarenergie fast 60 % dieses Anstiegs ausmachen wird. dank sinkender Kosten für Photovoltaikzellen, die bis 2024 um 15 bis 35 % voraussichtlich weiter sinken werden; Onshore-Wind kommt an zweiter Stelle; Offshore-Wind wird seine installierte Basis in den nächsten fünf Jahren verdreifachen, insbesondere in Europa, wo Ausschreibungen zunehmen, in den Vereinigten Staaten und China, aber es wird nur 4 % der neuen Kapazität ausmachen. Der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung würde von heute 25 % auf 30 % in fünf Jahren sinken. Der Anteil der Kohle würde zwar auf unter 35 % sinken, ihr absoluter Wert aber weiter steigen und die weltweit wichtigste Stromquelle bleiben. Die Wachstumsprognose der IEA reicht jedoch nicht aus, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen: Dafür wären 280 GW pro Jahr an erneuerbaren Kapazitäten erforderlich, also die Hälfte des derzeitigen Niveaus. Ein Jahr später hat sich der Ausblick für die IEA grundlegend geändert: Die Covid-19-Krise hat die Grundlagen emissionsreicher Wirtschaftssektoren erschüttert und mehrere Länder haben bis Mitte des Jahrhunderts CO2-Neutralitätsziele angekündigt . In ihren globalen Prognosen hat die IEA ein SDS-Szenario (Szenario für nachhaltige Entwicklung) und ein NZE2050-Szenario (Null Nettoemissionen im Jahr 2050) hinzugefügt und erkennt an, dass „die Solarenergie zum neuen König der Elektrizität wird“ und dass die Krise von Covid-19 „katalysierte einen strukturellen Rückgang der Kohlenachfrage“ mit der Entscheidung, bis 2025 275 GW Kohlekraftwerke zu schließen , oder 13% der installierten Kapazität im Jahr 2019. Die IEA schätzt jedoch, dass „ohne eine größere Änderung“ in der Politik ist es noch zu früh, um einen schnellen Rückgang der Ölnachfrage vorherzusagen“ und betont, dass zur Erreichung der Klimaziele schnell und gut drastische Maßnahmen ergriffen werden müssen – über den Energiesektor hinaus.
Der 2014 veröffentlichte IPCC- Synthesebericht hat 1.184 Szenarien aus 31 Modellen zusammengestellt, die größtenteils vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und der Stanford University entwickelt wurden . In seinem Abschnitt „Anpassung, Minderung und nachhaltige Entwicklung“ stellte er fest, dass in Szenarien, die einen eingeschränkten Zugang zu einer der kohlenstoffarmen Technologien vorschreiben (Abkehr von Kernenergie oder Kohlendioxidabscheidung und -speicherung, Rückgriff auf erneuerbare Energien), „Die Kosten für die Eindämmung des Klimawandels können dramatisch steigen“ .
Eine 2014 veröffentlichte Studie des Fraunhofer-Instituts prognostiziert, dass die deutsche Energiewende ab 2030 oder 2035 durch die damit verbundenen Einsparungen an fossilen Brennstoffen profitabel wird. Die Prognose erfolgt innerhalb eines Szenarios ohne Verteuerung fossiler Energieträger unter Berücksichtigung der Nebeninvestitionen: Speicher ( Power-to-Gas , Power-to-Heat , Batterien), Ladestationen für Elektromobilität, Wärme Pumpen, Netze usw. ; Die Autoren bestehen darauf, dass dem Verkehrs- und dem Wärmesektor Vorrang vor der Stromerzeugung eingeräumt wird.
Der im Mai 2014 veröffentlichte ETP-Bericht 2014 der Internationalen Energieagentur untersucht das „2DS“-Szenario (für „ 2- Grad- Szenario “), das darauf abzielt, den durchschnittlichen Temperaturanstieg gemäß den Empfehlungen des IPCC auf 2 °C zu begrenzen . Die Analyse dieses Szenarios durch die IEA prognostiziert, dass die 44 Billionen Dollar an weltweiten Investitionen, die für eine Dekarbonisierung des Energiesystems notwendig sind, durch die damit verbundenen Kraftstoffeinsparungen in Höhe von 115.000 Milliarden Dollar ausgeglichen werden ; selbst bei einem Abzinsungssatz von 10 % würde der Nettogewinn immer noch 5.000 Milliarden US-Dollar betragen.
Ein Forschungsteam der Stanford University hat gezeigt, dass die Stromerzeugung aus Biomasse wirtschaftlich und ökologisch rentabler wäre, als sie im Verkehr als Biokraftstoff zu verwenden. Dazu schätzten Elliott Campbell und seine Kollegen die Menge an CO 2emittiert von einem Elektroauto und einem mit Bioethanol betriebenen Auto , indem die direkt verbrauchte Energie und die graue Energie integriert werden . Nach ihrer Berechnung stößt ein Elektroauto die Hälfte des CO 2 ausals ein identisches Fahrzeug, das mit Ethanol betrieben wird. Darüber hinaus ermöglicht ein Hektar Anbau, 52.000 km mit Strom gegenüber 31.000 km mit Ethanol .
Eine 2018 veröffentlichte Studie von Ademe sagt voraus, dass „die wirtschaftliche Optimierung der Entwicklung des französischen Stromsystems zu einem EE-Anteil von durchschnittlich 85 % im Jahr 2050 und mehr als 95 % im Jahr 2060 führt“ . Neben erneuerbaren Energien wurde die Möglichkeit erwogen, einen Nuklearsektor der neuen Generation (EPR) zu entwickeln. Nach den Hypothesen der Studie würde der Ausbau eines Teils der aktuellen Nuklearflotte einen effizienten Übergang zu erneuerbaren Energien ermöglichen, während der Ausbau des EPR- Sektors nicht wettbewerbsfähig wäre. Diese Studie ist Gegenstand einer Kontroverse, "denn wenn wir uns entscheiden, Raum für intermittierende erneuerbare Energien zu schaffen, wie von Ademe vorgeschlagen, sollte dies für Frankreich teuer sein, verglichen mit einer vernünftigen Zukunft, in der alle kohlenstoffarmen Optionen, einschließlich neuer Atomenergie, miteinander konkurrieren würden wirtschaftliche Gleichberechtigung“ . Darüber hinaus halten einige Beobachter die Annahmen, die der Studie von Ademe zugrunde lagen, für zu optimistisch.
Im Oktober 2018 hat die Deutsche Energie-Agentur ( Deutsche Energie-Agentur ) eine ausführliche Studie zu den notwendigen Transformationen veröffentlicht, um bis 2050 das Ziel zu erreichen, die Treibhausgasemissionen Deutschlands um 80 % auf 95 % zu reduzieren. Ein Referenzszenario zeigt, dass mit der aktuellen Politik, die im Wesentlichen auf dem Ausbau der erneuerbaren Energien basiert, nur eine Minderung von 62 % möglich wäre. Die Studie erstellt vier Szenarien (zwei mit einer 80-prozentigen Reduktion, zwei mit einer 95-%-Reduktion), die ehrgeizigere Anstrengungen zur Senkung des Energieverbrauchs (-44 % bis -50 %) und zur allgemeinen Verwendung von Kraftstoffen aus erneuerbaren Kunststoffen (Wasserstoff, Methan, LNG, synthetisches Benzin und Kerosin) sowie CO2-Abscheidung und -Sequestrierung für industrielle Prozesse, deren Dekarbonisierung sonst nicht möglich ist. Die Erzeugung von erneuerbarem Strom soll um mehr als das Vierfache gesteigert werden, und Deutschland würde in den Jahren 2030-2040 (92 bis 155 TWh/Jahr ) zu einem bedeutenden Stromimporteur werden . In den Szenarien zur Reduzierung der Emissionen um 95 % würden die Importe erneuerbarer synthetischer Kraftstoffe zwischen 396 und 744 TWh / Jahr betragen , wobei die nationale Produktion nur 18 bis 26 % des Bedarfs decken würde.
Eine finnische Universitätsstudie aus dem Jahr 2019 schätzt, dass eine globale Energiewende zu 100 % erneuerbarer Energie machbar und im Betrieb kostengünstiger ist als das aktuelle globale Energiesystem und bis 2050 erreicht werden kann. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass ein klimaneutrales Stromsystem insgesamt gebaut werden kann Regionen der Welt wirtschaftlich tragfähig. In diesem Szenario erfordert die Transformation in den nächsten 35 Jahren ständige, aber sich weiterentwickelnde Veränderungen. Insbesondere ermöglicht das Szenario Kostensenkungen, ohne auf Kernenergie oder Kohlendioxid-Sequestrierung zurückzugreifen; bestehende kerntechnische Anlagen werden jedoch bis zum Ende ihrer technischen Lebensdauer genutzt. Diese Studie war Gegenstand einer wissenschaftlichen Veröffentlichung in der Zeitschrift Nature Communications .
Die 2019 von Forschern der Stanford University veröffentlichte Studie analysiert die Energiesysteme von 143 Ländern, auf die 99,7 % der weltweiten CO 2 -Emissionen entfallen. Für diese Länder stellen die Autoren die Hypothese einer Energiewende auf 100 % erneuerbare Energien (Wind, Wasser, Solar) bis spätestens 2050. Die Studie schätzt, dass diese Umstellung die Energiekosten der 143 analysierten Länder um 61 % pro Jahr senkt.
Das 5. Juli 2013empfahl die IEA vier dringende und „keine Reue“ -Maßnahmen , „die das Wirtschaftswachstum nicht gefährden sollten“ :
Die Entwicklung erneuerbarer Energien war ein Ziel der nachhaltigen Entwicklung Ziel n o 7 der UNO. Ende 2019 haben sich fast alle Länder Ziele für erneuerbare Energien gesetzt; 166 Länder haben sich Ziele für elektrische erneuerbare Energien gesetzt, 46 für den Verkehr und 49 für Wärme und Kälte.
Im Jahr 2018, nach zwei Jahrzehnten des Wachstums, stabilisierte sich die Wachstumsrate der neuen Solar-, Wind- und Wasserkraftkapazitäten bei 177 GW . Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) "wird diese unerwartete Verlangsamung der Wachstumstrends Bedenken hinsichtlich der Fähigkeit aufkommen, die langfristigen Klimaziele zu erreichen" . Diese Verlangsamung hängt vor allem mit China zusammen, dessen Inbetriebnahme von 80 auf 75 GW gesunken ist , nachdem die Regierung im Juni 2018 ohne Vorankündigung angekündigt hatte, bis Ende des Jahres keine Genehmigung zur Inbetriebnahme von Solaranlagen mehr zu erteilen Preise für Neuinstallationen; Trotzdem konzentriert das Land fast 45% der weltweit installierten Kapazität für das Jahr.
Im Jahr 2018 betrug der Anteil erneuerbarer Energien am weltweiten Primärenergieverbrauch laut Internationaler Energieagentur 13,8 %, davon 9,3 % aus Biomasse und Abfall, 2,5 % Wasserkraft und 2,0 % sonstiger erneuerbarer Energien (Wind, Sonne etc.). ). Zum Vergleich: 1973 betrug der Anteil der erneuerbaren Energien 12,4 %, davon 10,5 % für Biomasse und Abfall, 1,8 % für Wasserkraft und 0,1 % für sonstige erneuerbare Energien.
Der Anteil der Biomasse am gesamten Endenergieverbrauch lag 2018 bei rund 12 %, davon entfallen 6,9 % auf traditionelle Biomassenutzungen und 5,1 % auf moderne Bioenergie. Es liefert 33 % der Gebäudeheizung, davon 28 % der traditionellen Biomasse (hauptsächlich Holz) und 5 % der modernen Biomasse; 9,7 % der Wärmeerzeugung in der Industrie, 3,1 % im Verkehr und 2,1 % der Stromerzeugung.
Im Jahr 2018 ist der Anteil der erneuerbaren Energien an den globalen endgültigem Energieverbrauch wurde auf 17,9% geschätzt ( im Vergleich zu 79,9% für fossile Brennstoffe und 2,2% für die Kernenergie), von denen 6,9% für traditionelle Biomasse und 11,0% für „moderne“ Erneuerbare Energien: 4,3% der Wärmeerzeugung aus thermischen erneuerbaren Energien (Biomasse, Geothermie, Solar), 3,6% aus Wasserkraft, 2,1% für sonstigen erneuerbaren Strom (Wind, Sonne, Geothermie, Biomasse, Biogas) und 1,0% für Biokraftstoffe. Die höchsten jährlichen durchschnittlichen Wachstumsraten über fünf Jahre (2013-2018) waren die der „modernen“ erneuerbaren Energien: + 4 % pro Jahr, d. h. das Dreifache des Gesamtverbrauchs: + 1,4 % pro Jahr; das Wachstum der fossilen Brennstoffe um 1,3 % pro Jahr machte jedoch mehr als zwei Drittel des Anstiegs des Verbrauchsvolumens aus. Der Anteil der erneuerbaren Energien am Endenergieverbrauch beträgt 26,4 % beim Strom, 10,1 % bei der thermischen Nutzung und 3,3 % beim Verkehr.
Der Unterschied zwischen der AIE- und REN21-Statistik ergibt sich aus den für die IEA-Energiebilanzen verabschiedeten Konventionen, die den Anteil erneuerbarer elektrischer Energien an der Primärenergie reduzieren (siehe Energiebilanzen ).
Thermische erneuerbare EnergieRang | Solarthermie | Geothermie (Erzeugung) | Biodiesel (Produktion) | Bioethanol (Produktion) |
---|---|---|---|---|
1. | China | China | Indonesien | Vereinigte Staaten |
2. | Vereinigte Staaten | Truthahn | Vereinigte Staaten | Brasilien |
3. | Truthahn | Island | Brasilien | China |
4. | Deutschland | Japan | Deutschland | Indien |
5. | Brasilien | Neuseeland | Frankreich | Kanada |
Die am weitesten verbreitete erneuerbare Primärenergie ist Biomasse: rund 45,2 EJ ( Exajoule ) im Jahr 2019 oder rund 12 % des Endenergieverbrauchs, davon 6,9 % traditionelle Biomasse und 5,1 % moderne Biomasse. Die traditionelle Nutzung von Biomasse im Jahr 2018 wird auf 26 EJ (Holz, Holzkohle, Exkremente, landwirtschaftliche Reststoffe) geschätzt , gegenüber 27,2 EJ im Jahr 2010; dieser Rückgang ist das Ergebnis der Bemühungen, die durch die Verbrennung von Biomasse verursachte Luftverschmutzung zu verringern ; Moderne Biomassenutzungsmuster erzeugten 2018 direkt rund 13,2 EJ Wärme, ein Plus von 9,5 % gegenüber 2010, plus 0,7 EJ indirekt über Fernwärmenetze, davon 8, 9 EJ in Industrie und Landwirtschaft und 4,3 EJ im Wohn- und Gewerbesektor.
Biomasse liefert der Industrie 8,9 EJ oder 9,7 % ihres gesamten Wärmeverbrauchs, insbesondere aus fester Biomasse; sie ist über fünf Jahre um 1,8 % pro Jahr gestiegen; die Nutzung von Biomassereststoffen zur Wärmeerzeugung ist in der Lebensmittelindustrie, der Holz- und Papierindustrie weit verbreitet; 40% der in der Papierindustrie verbrauchten Energie stammt aus Biomasse; rund 6% des Zementsektors werden durch Biomasse und Abfall gedeckt, insbesondere in Europa, wo dieser Anteil 25% erreicht; diese industriellen Verwendungen konzentrieren sich auf Länder mit der größten Agrar- und Lebensmittelindustrie: Brasilien liegt mit 1,6 EJ im Jahr 2018 an der Spitze , hauptsächlich aufgrund der Verwendung von Bagasse zur Wärmeerzeugung in der Zuckerindustrie; Indien (1,4 EJ ) ist auch ein großer Zuckerproduzent und die Vereinigten Staaten (1,3 EJ ) haben eine große Papierindustrie.
Die Verwendung von Holz zur Beheizung von Wohngebäuden ist in Europa und Nordamerika hoch entwickelt; der Holzpelletsmarkt wuchs 2018 um 5 % auf 15,8 Mio. t , davon 4,3 Mio. t in Italien, 2,4 Mio. t in Dänemark, 2,2 Mio. t in Deutschland, 1,6 Mio. t in Schweden, 1,6 Mio. t in Frankreich und 2,7 Mio. t in Nordamerika; der Einsatz von Biomasse (hauptsächlich Holz) in Heizkesselräumen (0,7 EJ ) stieg im Zeitraum 2013-2018 um 5,7 % pro Jahr, insbesondere in Nordeuropa; in Litauen stammten 61 % der Fernwärmeenergie aus Holzabfällen; in den Vereinigten Staaten verwendeten 2014 2,5 Millionen Haushalte Holz als Primärbrennstoff zum Heizen und 9 Millionen als Sekundärbrennstoff; in China fördert ein 2008 gestartetes Programm die Nutzung von Pellets aus landwirtschaftlichen Reststoffen zum Heizen und die Reduzierung des Kohleeinsatzes in der Fernwärme; mehr als 6 Mio. t Pellets mit einem Energiegehalt von 96 PJ wurden 2015 in China produziert und verkauft.
BiogasTrotz des zunehmenden Einsatzes von Biogas zum Heizen, insbesondere durch die Erzeugung von Biomethan und dessen Einspeisung in Gasnetze, lieferte Biogas im Jahr 2018 nur 4 % der Bioenergie, die zum Heizen von Gebäuden in Europa verbraucht wird Kraftstoff für den Verkehr in Europa und den USA, wo der Einsatz von Biomethankraftstoff im Jahr 2019 um 20 % auf rund 30 PJ gestiegen ist . In Europa stieg dieser Verbrauch 2018 um 20 % auf 8,2 PJ ; Schweden liegt mit rund 60 % weiterhin an der Spitze, gefolgt von Deutschland, Norwegen und dem Vereinigten Königreich, wo sich der Verbrauch 2018 dank der Einrichtung eines öffentlichen Tankstellennetzes auf 0,6 PJ vervierfachte . ähnliche Netzwerke entwickeln sich in Finnland und Schweden. Auch der Einsatz von Biomethan für den öffentlichen Verkehr wächst: 409 Biogasbusse wurden in Ile-de-France, 189 in Trondheim in Norwegen und 77 in Bristol (Großbritannien) bestellt. Die Stromproduktion aus Biogas wird 2019 in neue Länder ausgeweitet, mit Erfolgen in Ghana, Maharashtra (Indien), Mexiko, Brasilien, Oman und Dubai. In Europa wurden 2018 70 neue Biomethan-Produktionsanlagen gebaut, sodass sich die Gesamtzahl auf 660 Anlagen erhöht, die 90 PJ (2,3 Milliarden Kubikmeter) pro Jahr produzieren; die Vereinigten Staaten weihten mehrere große Einrichtungen ein; Indien hat ein Programm zum Bau von 5.000 kleinen Biogasanlagen bis 2023 gestartet, die jährlich 750 PJ aus landwirtschaftlichen und kommunalen Abfällen produzieren. Asien nimmt eine führende Rolle bei der Entwicklung kleiner Fermenter ein, die Biogas zum Kochen und Heizen produzieren: Indien hat beispielsweise 4,9 Millionen Familien- oder Dorffermenter; Ende 2017 baut es auch eine Produktion im industriellen Maßstab mit 300 MW auf .
BiokraftstoffeDie Biokraftstoffe machten 2018 3,1 % des weltweiten Kraftstoffverbrauchs aus; Die weltweite Produktion flüssiger Biokraftstoffe stieg 2019 um 5 % auf 161 Gl ( Gigaliter = Milliarden Liter) oder rund 4 EJ . Die Vereinigten Staaten bleiben trotz des Rückgangs der Ethanol- und Biodieselproduktion mit einem Marktanteil von 41 % der Hauptproduzent, gefolgt von Brasilien (26 %), Indonesien (4,5 %), China (2,9 %) und Deutschland (2,8 %). ). Die weltweite Produktion im Jahr 2019 verteilte sich auf 59 % Ethanol , 35 % EMHV- Biodiesel und 6 % EEHV- Biodiesel und hydrierte Pflanzenöle. Die weltweite Ethanolproduktion stieg 2019 um 2 % auf 114 Gl , davon 50 % in den Vereinigten Staaten (minus 2 % durch Mais) und 33 % in Brasilien (plus 7 % durch Rohrzucker), gefolgt von China, Indien und Kanada und Thailand. Die weltweite Biodieselproduktion stieg 2019 um 13 % auf 47,4 Gl , davon 17 % in Indonesien, 14 % in den USA, 12 % in Brasilien, 8 % in Deutschland, 6,3 % in Frankreich und 5, 3 % in Argentinien.
SolarthermieDie thermische Leistung der im Jahr 2019 installierten Solarkollektoren wird auf 31,3 GWth geschätzt , was einer Gesamtinstallation von 479 GWth entspricht ; diese Summe ist erstmals um 1 % niedriger als im Jahr 2018 mit 482 GWth ; Die installierte Leistung hat sich von 209 GWth im Jahr 2009 auf 409 GWth im Jahr 2014 mehr als verdoppelt , bevor sie ihr Wachstum allmählich verlangsamte. Ihre Heizleistung erreicht 389 TWh (1.402 PJ ). China bleibt mit 69 % der installierten Leistung der wichtigste Solarthermiemarkt, gefolgt von den USA, der Türkei, Deutschland und Brasilien; ohne China erhöhte sich die Kapazität um 3 % auf 148 GWth .
Die Installationen im Jahr 2019 sind aufgrund des in China beobachteten Rückgangs von 8 % um 7 % zurückgegangen; deutliche Beschleunigungen wurden in Dänemark (+ 170 %), Zypern (+ 24 %) und Südafrika (+ 20 %) festgestellt, aber deutliche Rückgänge betrafen Deutschland (−11 %), Polen (−15 %) und Italien (−15%) ). In China bestätigt sich der Trend zur Entwicklung kollektiver Systeme: Ihr Anteil an Neuinstallationen stieg von 61 % im Jahr 2015 auf 74 % im Jahr 2019.
Die Europäische Union bleibt nach Asien der zweitgrößte Markt mit 1,5 GWth installierter Leistung im Jahr 2019 (−1,8%), davon 358 MWth in Deutschland und 253 MWth in Griechenland. Ende 2019 sind mehr als 10 Millionen Solarthermieanlagen in Betrieb.
Die solare Fernwärme beschleunigte sich 2019 mit 417 Installationen, insbesondere in China, Deutschland und Dänemark.
GeothermieDie direkte Nutzung von Erdwärme (Thermalbäder, Schwimmbadheizung, Raumheizung, landwirtschaftliche und industrielle Prozesse), teilweise in Kraft-Wärme-Kopplung, wird 2019 auf 117 TWh (421 PJ ) geschätzt. Die installierte Leistung wird auf 30 GWth geschätzt, ein Plus von 2,2 GWth im Jahr 2019 (+ 8 %). Die Hauptnutzung ist die von Bädern und Schwimmbädern (44%), um 9% pro Jahr; dann kommt Raumheizung (39%), um 13% pro Jahr, dann Gewächshausheizung (8,5%), industrielle Anwendungen (3,9%), Aquakultur (3,2%), Trocknung in der Landwirtschaft (0,8%) und Schneeschmelze (0,6%). Die wichtigsten Länder, die diese Verwendungen praktizieren, sind China (47%), das in den letzten fünf Jahren einen Anstieg von mehr als 20% pro Jahr verzeichnet hat, gefolgt von der Türkei, Island und Japan.
WärmepumpenFast 18 Millionen Haushalte kauften 2018 Wärmepumpen , 30 % mehr als 2017, darunter rund 80 % in China, Japan und den USA. Der Beitrag von Wärmepumpen zur Raumheizung beträgt 2018 jedoch nur rund 3 %.
Im Jahr 2019 erreichte der Absatz von Wärmepumpen für die Warmwasserbereitung 1,5 Millionen Einheiten in China, 0,5 Millionen in Japan und 0,2 Millionen in Europa. Der Markt für Luft-Luft-Wärmepumpen für Raumheizungen wird ebenfalls von China mit einem Umsatz im zweistelligen Millionenbereich im Jahr 2019 dominiert; in den USA erreichte der Umsatz mehr als 3,1 Millionen; in Europa war 2019 das sechste Jahr in Folge mit einem Wachstum von über 10 % und Wärmepumpen machten fast 10 % des Raumwärmebedarfs aus; Luft-Luft-Wärmepumpen machten über 90 % der 1,5 Millionen verkauften Wärmepumpen in Europa für den Wohn- und Gewerbemarkt aus. Große Wärmepumpen entwickeln sich in Fernwärme- und Fernkältenetzanwendungen .
Ende 2016 erreichte die installierte Gesamtleistung von Wärmepumpen in Europa 73,6 GWth , die rund 148 TWh Wärme produzierten, davon 94,7 TWh (also 64 %) aus der Umgebungsluft oder aus dem Erdreich und der restlichen Antriebsenergie (Strom allgemein).
Erneuerbarer StromStromerzeugung aus erneuerbaren Quellen
„Andere“ = Biomasse, Abfall, Geothermie, Gezeiten.
Quelle: Internationale Energieagentur .
Laut der Internationalen Energieagentur werden sich die Neuinstallationen erneuerbarer Stromerzeugungskapazitäten weltweit im Jahr 2020 im Vergleich zu 2019 verlangsamen: −18 % bei Solarenergie und −12 % bei Windkraft aufgrund von Maßnahmen als Reaktion auf die Covid-19-Pandemie . Die weltweit im Jahr 2020 in Betrieb genommenen erneuerbaren Stromproduktionskapazitäten würden 167 GW oder 13% weniger als 2019 betragen, was das Wachstum der Ökostrom-Produktionskapazität auf 6% begrenzen würde.
Im Jahr 2019 wurden mehr als 200 GW erneuerbarer Strom installiert, wodurch sich die installierte Kapazität der erneuerbaren Stromerzeugung auf 2.588 GW erhöht . Die Wachstumsrate dieser Macht überstieg in den letzten fünf Jahren 8%. Dieser zusätzliche Strom teilt sich auf in 57 % Photovoltaik, 30 % Windkraft, 8 % Wasserkraft und 5 % Biomasse, Geothermie und thermodynamische Solarenergie. China bleibt mit 789 GW weitgehend an der Spitze des kumulierten Leistungsrankings , gefolgt von den USA (282 GW ), Brasilien (144 GW ), Indien (137 GW ) und Deutschland (124 GW ).
Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromproduktion wurde Ende 2019 auf 27,3% geschätzt: 15,9% Wasserkraft, 5,9% Wind, 2,8% Photovoltaik, 2,2% Biomasse und 0,4% Sonstiges (Geothermie, Solarthermodynamik, Meeresenergien).
Im Jahr 2018 erreichte der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung 25,6 %, davon 15,8 % Wasserkraft und 9,8 % sonstige erneuerbare Energien und Abfall; 1973 betrug der Anteil der erneuerbaren Energien 21,5 %, davon 20,9 % Wasserkraft und 0,6 % sonstige erneuerbare Energien.
Energie | 1990 | % | 2000 | % | 2010 | % | 2015 | 2018 | % 2018 | div. 2018/1990 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hydraulisch | 2 192 | 18,4% | 2.696 | 17,4% | 3.535 | 16,4% | 3 982 | 4.325 | 16,2% | + 97% |
Biomasse | 105 | 0,9% | 114 | 0,7% | 278 | 1,3 % | 416 | 518 | 1,9% | + 392% |
Abfall | 8 | 0,1% | 17 | 0,1% | 33 | 0,2% | 38 | 39 | 0,1% | + 365 % |
Geothermie | 36 | 0,3% | 52 | 0,3% | 68 | 0,3% | 81 | 89 | 0,3% | + 144% |
Solar-PV * | 0,09 | 0,001% | 0.8 | 0,005% | 32 | 0,15% | 250 | 554 | 2,1% | × 6.092 |
Solarthermie * | 0,7 | 0,006% | 0,5 | 0,003% | 1,6 | 0,008% | 10 | 11 | 0,04% | +1 608% |
Windkraft | 4 | 0,03% | 31 | 0,2% | 342 | 1,6 % | 834 | 1.273 | 4,8% | × 328 |
Gezeiten | 0,5 | 0,005% | 0,5 | 0,004 % | 0,5 | 0,002 % | 1.0 | 1.0 | 0,004 % | + 88% |
Gesamt-EnR | 2 347 | 19,7% | 2 912 | 18,8% | 4.291 | 19,9% | 5 610 | 6.811 | 25,5% | +190% |
Datenquelle: Internationale Energieagentur . *% = Anteil an der Stromerzeugung; Solar PV = Solar-Photovoltaik; Solarthermie = Thermodynamische Sonne. Hinweis: Die IEA umfasst die Wasserkrafterzeugung aus Pumpspeicherkraftwerken, die nicht erneuerbar ist. |
Im Jahr 2018 waren mehr als zwei Drittel der weltweit neu installierten Stromkapazität erneuerbar, aber nach zwei Jahrzehnten des Wachstums hat sich das Tempo der neuen Solar-, Wind- und Wasserkraftkapazitäten bei 177 GW stabilisiert . Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) "wird diese unerwartete Verlangsamung der Wachstumstrends Bedenken hinsichtlich der Fähigkeit aufkommen, die langfristigen Klimaziele zu erreichen" . Diese Verlangsamung hängt vor allem mit China zusammen, dessen Inbetriebnahme von 80 auf 75 GW gesunken ist , nachdem die Regierung im Juni 2018 ohne Vorankündigung angekündigt hatte, bis zum Ende des Zeitraums keine Genehmigung zur Inbetriebnahme von Solaranlagen mehr zu erteilen Preise für Neuinstallationen; Trotzdem konzentriert das Land fast 45% der weltweit installierten Kapazität für das Jahr. Während erneuerbare Energien 63 % des Neuinstallationswachstums ausmachen, beträgt ihr Anteil an der Stromproduktion aufgrund ihrer kürzeren Betriebszeiten als bei thermischen Kraftwerken nur 25 %.
Rang | Wasserkraft (Produktion) |
Geothermie (Kapazität) |
Wind (Kapazität) |
Biomasse (Kapazität) |
Solar PV (Kapazität) |
Thermodynamische Solar (Kapazität) |
---|---|---|---|---|---|---|
1. | China | Vereinigte Staaten | China | China | China | Spanien |
2. | Brasilien | Indonesien | Vereinigte Staaten | Vereinigte Staaten | Vereinigte Staaten | Vereinigte Staaten |
3. | Kanada | Philippinen | Deutschland | Brasilien | Japan | Marokko |
4. | Vereinigte Staaten | Truthahn | Indien | Indien | Deutschland | Südafrika |
5. | Russland | Neuseeland | Spanien | Deutschland | Indien | China |
Energie | Ende 2003 | Ende 2012 | Ende 2013 | Ende 2014 | Ende 2015 | Ende 2016 | Ende 2017 | Ende 2018 | Ende 2019 |
Wasserkraft | 715 | 960 | 1000 | 1.036 | 1.071 | 1.095 | 1.114 | 1.135 | 1150 |
Windkraft | 48 | 283 | 318 | 370 | 433 | 487 | 539 | 591 | 651 |
Solar-Photovoltaik | 2.6 | 100 | 139 | 177 | 228 | 303 | 402 | 512 | 627 |
Thermodynamische Solar | 0,4 | 2.5 | 3.4 | 4.3 | 4.7 | 4,8 | 4.9 | 5,6 | 6.2 |
Biomasse | <36 | 83 | 88 | 101 | 106 | 114 | 122 | 131 | 139 |
Geothermie | 8,9 | 11,5 | 12 | 12.9 | 13 | 12.1 | 12,8 | 13.2 | 13,9 |
Gesamt-EnR | 800 | 1440 | 1.560 | 1.701 | 1.856 | 2.017 | 2 195 | 2 387 | 2.588 |
Die globale Wasserkraftproduktion wird 2019 auf 4.306 TWh geschätzt, ein Plus von 2,3 %, was 15,9 % der weltweiten Stromproduktion entspricht; 15,6 GW wurden 2019 in Betrieb genommen, womit sich die weltweit installierte Leistung auf rund 1.150 GW (+ 1,4 %) erhöht ; diese Entwicklung verlangsamt sich seit mehreren Jahren; diese Summen schließen die 150 GW Pumpspeicherkraftwerke aus , die als nicht erneuerbar gelten. Die weltweit installierte Wasserkraftkapazität verteilt sich 2019 auf China (28%), Brasilien (9%), Kanada (7%), USA (7%), Russland (4%), Indien (4%), Norwegen (3 %), die Türkei (3%) und 35% für den Rest der Welt. Zum ersten Mal seit 2004 verlor China seinen ersten Platz in der Rangliste der Neuinstallationen, überholt von Brasilien, das 4,95 GW in Betrieb nahm , fast ein Drittel der weltweiten Gesamtleistung, einschließlich der letzten sechs Turbinen mit 611 MW des Kraftwerks Belo Monte ; In China wurden 3,87 GW in Betrieb genommen, womit sich die installierte Leistung auf 326,1 GW und die Produktion auf 1.302 TWh erhöht ; weitere Länder, die große Kraftwerke eingeweiht haben, sind Laos (+1,9 GW ), Bhutan (+0,7 GW ), Tadschikistan (+0,6 GW ) und Russland (+0,5 GW ).
MeeresenergienObwohl das Potenzial der Meeresenergien enorm ist, befinden sich die Techniken zu ihrer Nutzung noch im Anfangsstadium ihrer Entwicklung. Die Anlagen im Jahr 2019, also rund 3 MW , bringen die installierte Gesamtleistung auf 535 MW , wovon mehr als 90 % durch zwei Gezeitenkraftwerke repräsentiert werden : Sihwa in Südkorea (254 MW ) und La Rance in Frankreich (240 MW ). Die Energie der Gezeitenströmungen produzierte 2019 mehr als 45 GWh , davon 15 GWh in Europa, was einem Anstieg von 50% entspricht. Die Wellenenergie befindet sich noch im konzeptionellen Stadium, ebenso wie die Umwandlung der thermischen Energie des Ozeans und der Salzgehaltsgradient.
BiomasseDie Leistung der Biomassekraftwerke stieg 2019 um 8 GW auf 139 GW (+ 6 %), mit einer Produktion von 591 TWh (+ 9 %), einschließlich der Stromerzeugung aus KWK-Anlagen . Asien produzierte 225 TWh (+ 17 %), davon knapp die Hälfte in China, Europa 200 TWh (+ 5 %) und Nordamerika 76 TWh (− 2 %). Chinas installierte Kapazität stieg 2019 um 26 % auf 22,5 GW und seine Produktion um 23 % auf 111 TWh ; Dieses Wachstum konzentriert sich auf Blockheizkraftwerke, die feste Biomasse und Siedlungsabfälle verwenden. In Japan stieg die installierte Leistung um 8 % auf 4,3 GW und die Produktion um 18 % auf 24 TWh . In der Europäischen Union stieg die installierte Leistung um 4 % auf 44 GW und die Produktion um 5 % auf 200 TWh . Die installierte US-Biomassekapazität blieb bei 16 GW und die Produktion ging um 6% auf 64 TWh zurück . In Brasilien stieg die installierte Leistung um 2 % auf 15 GW und die Produktion um 2 % auf 55 TWh .
GeothermieDie installierte Leistung von Geothermiekraftwerken stieg 2019 um rund 0,7 GW , davon 32 % in der Türkei (+232 MW nach +219 MW in 2018), 25 % in Indonesien (+182 MW nach +140 MW in 2018) und 22 % in Kenia (+160 MW ), womit sich die globale Flotte auf 13,9 GW erhöht , davon 2,5 GW in den USA (+14,8 MW im Jahr 2019), 2,1 GW in Indonesien, 1,9 GW auf den Philippinen, 1,5 GW in der Türkei.
Solar-PhotovoltaikDie Kapazität des Photovoltaik-Solarparks stieg 2017 um 12%: Rund 115 GWp kamen hinzu (103 GWp im Jahr 2018), trotz eines deutlichen Rückgangs in China, auf 627 GWp gegenüber weniger als 23 GWp zehn Jahre zuvor; Auf China entfielen 26 % dieses Anstiegs: + 30,1 GWp (minus 32 %, nach einem Rückgang von 15 % im Jahr 2018), was seine installierte Kapazität auf 204,7 GWp und seine Produktion auf 224 TWh (+ 26 %) oder 3 % von erhöht die Stromproduktion des Landes. An zweiter Stelle stehen die USA: +13,3 GWp (+ 23%), Flotte: 76 GWp, Produktion: 104 TWh . An dritter Stelle Indien: +9,9 GWp, Flotte: 42,8 GWp, Produktion: + 27 %. An vierter Stelle Japan: +7 GWp (seit dem Höchststand 2015 kontinuierlich rückläufig), Flotte: 63 GWp. Ende 2019 liegt der Anteil der Photovoltaik in 22 Ländern über 3 % und in 12 Ländern über 5 %; er erreichte im Gesamtjahr 2019 10,7% in Honduras, 8,6% in Italien, 8,3% in Griechenland, 8,2% in Deutschland, 8,1% in Chile, 7,8% in Australien, 7,4% in Japan.
Thermodynamische SolarDie thermodynamische Solarenergie wuchs um 600 MW (gegenüber 700 MW im Jahr 2018) auf 6,2 GW (11 % gegenüber einem durchschnittlichen Anstieg von 24 % über 10 Jahre); Projekte im Bau erreichen 1,1 GW , davon mehr als 60 % in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Fünf Länder haben neue Anlagen in Betrieb genommen: Israel (242 MW , darunter der 121 MW Megalim Solarturm und die 121 MW Negev Parabolspiegelanlage ), China (200 MW : vier 50 MW Anlagen : Dacheng Dunhuang Fresnel Spiegelanlage und Qinghai Gonghe, CPECC Hami und Luneng Haixi Solar Towers), Südafrika (100 MW : Kathu Parabolspiegelanlage), Kuwait (50 MW : Spiegelanlage Parabolzylinder von Shagaya, die erste des Landes) und Frankreich (9 MW : eLLO-Anlage mit Fresnel-Spiegeln, die zuerst in Frankreich). Die thermische Speicherkapazität der in Betrieb befindlichen Kraftwerke erreicht 21 GWh in Form von Salzschmelzen. Spanien (2,3 GW ) und die Vereinigten Staaten (1,7 GW ) machen fast 70 % der Flotte aus, und der Markt verlagert sich weiterhin in Richtung Schwellenländer und Länder mit hoher Sonneneinstrahlung, insbesondere die Region Naher Osten und Nordafrika, die Ende 2019 sind 15 Kraftwerke mit insgesamt 1,8 GW in Betrieb, das sind knapp 30 % des weltweiten Gesamtvolumens; weitere Projekte sind in China, Indien und Chile im Bau.
WindkraftDie installierte Windleistung stieg 2019 um rund 60 GW auf 651 GW (+ 10 %), davon 30 GW offshore; dies ist der stärkste Anstieg nach dem von 2015 (63,8 GW ), nach drei Jahren des Rückgangs; es ist um 19 % höher als 2018. Diese Beschleunigung ist vor allem auf das erneute Wachstum in China, den USA und Europa, außer in Deutschland, zurückzuführen. Neue Windparks wurden 2018 in mindestens 55 Ländern in Betrieb genommen, gegenüber 47 im Jahr 2018. Ende 2019 haben 102 Länder Windparks, von denen 35 mehr als 1 GW in Betrieb sind.
Asien bleibt für das 11 - ten Jahr in Folge der größte Markt, für 50% des Auftrags Buchhaltung, gefolgt von Europa (24%), Nordamerika (16%) und Lateinamerika (6%). China bleibt mit 26,8 GW an der Spitze, gefolgt von den USA: +9,1 GW , Großbritannien: 2,4 GW , Indien: +2,4 GW , Spanien: +2,3 GW , Deutschland: +2,1 GW .
Wind deckt rund 47 % des Strombedarfs in Dänemark und macht fast 57 % der Stromerzeugung aus. Ihr Anteil an der Stromerzeugung erreichte 32 % in Irland, 29,5 % in Uruguay, 26,4 % in Portugal, 21,8 % in Deutschland, 20,9 % in Spanien. Ende 2019 reichte die installierte Windkraft aus, um 5,9 % der Stromproduktion zu decken.
China hat 26,8 GW (+ 22 %) in Betrieb genommen, davon 24,3 GW an Land und 2,5 GW auf See, was seine Flotte auf 136,3 GW erhöht ; der indische Markt wuchs um 8,5% auf 37,5 GW ; die Europäische Union installierte insgesamt 14,7 GW , d. h. 34 % mehr als 2018, was ihre Flotte auf 196,8 GW erhöht , davon 192,2 GW in der Europäischen Union auf 28 (EU28), davon 22 , 1 GW auf See; 19 EU28-Länder haben neue Parks errichtet, verglichen mit 16 im Jahr 2018. Fünf Länder machen drei Viertel des Marktes aus: das Vereinigte Königreich, Spanien, Deutschland, Schweden und Frankreich. In Deutschland (seit 2017, als das Ausschreibungssystem eingeführt wurde, sind sie jedoch um 84 % für Windkraft an Land) und in Frankreich zurückgegangen. Die Windstromerzeugung in Deutschland wuchs jedoch um 12 % an Land und 27 % auf See und erreichte 126 TWh oder 21,8 % der deutschen Stromproduktion. In der Europäischen Union insgesamt liefert die Onshore-Windenergie rund 12,2 % der Stromproduktion und die Offshore-Windenergie 2,3 %.
Offshore-Wind hat ein starkes Wachstum erfahren: 6,1 GW Installationen oder 35,5% mehr als 2018, davon mehr als 3,6 GW in Europa (59%), insbesondere 1,8 GW in Großbritannien und 1,1 GW in Deutschland und 2,4 GW in China mit einer weltweiten Flotte von mehr als 29 GW , davon 22,1 GW in Europa und 6,8 GW in China. Ende 2019 hatten 18 Länder (12 in Europa, 5 in Asien und 1 in Nordamerika) Offshore-Windenergie in Betrieb; an der Spitze bleibt Großbritannien mit 9,9 GW , gefolgt von Deutschland (7,5 GW ), China (6,8 GW ), Dänemark (1,7 GW ) und Belgien (1,6 GW) ).
Im Jahr 2018 machten erneuerbare Energien 18 % des Endenergieverbrauchs der Europäischen Union aus. Im Jahr 2019 lieferten erneuerbare Energien 35 % des Stroms in der EU. Zwölf europäische Länder haben ihre Entwicklungsziele für erneuerbare Energien für 2020 bereits erreicht, während die beiden Niederlande und Frankreich am weitesten hinter dem Zeitplan liegen.
Der Ausbau erneuerbarer Energien ist eines der wichtigen Elemente der Energiepolitik der Europäischen Union. Im Weißbuch von 1997 wurde das Ziel von 12 % erneuerbarer Energie, die 2010 für die Union vermarktet werden soll, festgelegt. Anschließend wurden Richtlinien erlassen, um dieses Ziel zu konkretisieren:
Im Jahr 2018 haben die Kommission, der Rat und das Parlament (Richtlinie 2018/2001) das Ziel von 32 % erneuerbaren Energien am Bruttoendverbrauch der EU bis 2030 sowie ein Ziel von 14 % erneuerbarer Energie im Verkehr bis zum Jahr 2030; Biokraftstoffe der ersten Generation werden auf ihrem Produktionsniveau von 2020 eingefroren, und die auf Palmöl basierenden müssen bis 2030 verschwinden, und ihre Einfuhren werden zu Beginn auf dem im Jahr 2019 erreichten Niveau eingefroren; der Anteil fortschrittlicher Biokraftstoffe und Biogas soll bis 2025 mindestens 1 % und bis 2030 mindestens 3,5 % betragen.
Das Österreich , die Griechenland und Deutschland sind führend auf dem Gebiet der Herstellung von Solarwärme. Das Spanien erlebte einen Boom dank der Erweiterung auf das gesamte Gebiet der Verordnung Solar - Barcelona (Pflicht zu installieren Solar-Warmwasserbereiter auf aller neue Konstruktion kollektiven Wohnung oder bei Renovierungen). Die Erfolge dieser Länder beruhen teilweise auf ihren geografischen Vorteilen, obwohl Deutschland keine außergewöhnlichen Ressourcen an Sonne oder Wind hat (viel schlechter für den Wind zum Beispiel als England ).
Beihilfen stimulieren den Ausbau erneuerbarer Energien:
Im Jahr 2014 bestätigte ein Urteil des Gerichtshofs der Europäischen Union das Recht der Staaten, ihre nationalen Beihilfen für erneuerbare Energien Anlagen in ihrem Hoheitsgebiet vorzubehalten. Erneuerbare Energien würden jedoch besser genutzt, wenn sie in Regionen mit den günstigsten Wetterbedingungen genutzt würden; Deutschland hat die fünffache Fläche von Sonnenkollektoren als Spanien oder Griechenland, und die in Spanien installierte Windkraft ist doppelt so groß wie im Vereinigten Königreich, das noch besser windig ist. Aber jedes Land möchte mit seiner Hilfe Arbeitsplätze auf seinem Territorium schaffen, ohne die sehr hohen Kosten dieser Schaffung von Arbeitsplätzen zu berücksichtigen.
Deutschland2018 machten erneuerbare Energien 16,7% der Endenergie in Deutschland aus. Erneuerbare Energien produzierten 2019 40 % des Stroms in Deutschland; dies entspricht 43 % der deutschen Nachfrage, aber das Wachstum der Onshore-Windenergieanlagen hat sich deutlich verlangsamt.
Österreich32,6 % der aus erneuerbaren Quellen erzeugten Energie gehen 2017 in Österreichs Bruttoendverbrauch ein.
DänemarkDas Dänemark war ein Pionier der Windkraft und ist das Land, das die meisten Ströme aus Wind pro Kopf produziert. Im Jahr 2019 erreichte der Anteil erneuerbarer Energien am Strommix 75 % (47 % Wind, 3 % Solar, 25 % Biomasse). Dänemark ist das erste Land in Europa, das die Hälfte seines Stroms aus intermittierenden Energiequellen produziert, unter anderem unter Verwendung von Untersee-Verbindungskabeln, die das Land mit Wasserkraftwerken in Norwegen und Schweden verbinden und so die intermittierende Produktion ausgleichen können. Zahlen der Internationalen Energieagentur (IEA) zeigen, dass Kohle, Gas und Öl 2010 noch 66,1 % des dänischen Stroms produzierten. Im Strommix spielten diese fossilen Energieträger 2018 jedoch nur mit einem Anteil von 28,4 % eine Rolle. Ein Rückgang von fast 40 % vor allem aufgrund des Booms der erneuerbaren Energien seit die Dänen schon immer auf die Atomkraft verzichtet haben. Im Jahr 2017 erreichte der Anteil der aus erneuerbaren Quellen erzeugten Energie 35,8 % am Bruttoendverbrauch Dänemarks.
SchottlandVorreiter in den Bereichen Offshore-Wind- und Meeresenergie und dank günstiger demografischer und geografischer Gegebenheiten (regelmäßige Winde, maritime Fassaden) und des politischen Willens zum Ausbau erneuerbarer Energien produziert Schottland 80 % seines Stroms aus diesen beiden Ressourcen , und das private Unternehmen Scottish Power hat die Errichtung eines Parks mit 215 Windturbinen angekündigt, die 539 MW produzieren und 300.000 Haushalte oder die gesamte Stadt Glasgow mit Strom versorgen können; Schottland will daher im Jahr 2020 eine 100-prozentige erneuerbare Produktion erreichen.
SpanienIm Jahr 2019 erreichte der Anteil erneuerbarer Energien am spanischen Strommix 36,8 %. Die Spanien wurde im Jahr 2017 befindet sich 6 th in der Welt für die Produktion von Windkraft, der 9 th in der Welt für die Produktion von Photovoltaik - Solarstrom und 1 st in der Welt für die Herstellung von solarthermischen Strom.
FinnlandIn Finnland gingen 2017 41 % der aus erneuerbaren Quellen erzeugten Energie in den Bruttoendverbrauch ein.
FrankreichIm Jahr 2017 lag der Anteil der erneuerbaren Energien am französischen Energiemix bei 10,7 %.
Gemäß den Zielen von Grenelle de l'Environnement sollen erneuerbare Energien bis 2020 23 % des französischen Endenergieverbrauchs erzeugen. Windenergie soll 2020 in Frankreich 10 % des Stroms erzeugen. Mehrjährige Programminvestitionen in die Wärmeerzeugung haben Ziele für die Geothermie Energie: Versechsfachung der Wärmeproduktion aus Geothermie zwischen 2006 und 2020.
Finanziert wird diese Entwicklung durch den Beitrag zum öffentlichen Stromdienst . In Frankreich wird Photovoltaik von vielen Betreibern (Einzelpersonen, Eigentümer von Industrie- oder Landwirtschaftsgebäuden usw. ) erzeugt, die den von ihrer Anlage erzeugten Strom zu gesetzlich geregelten Tarifbedingungen an abnahmepflichtige Stromlieferanten verkaufen. Die Einkaufstarife werden vom für Energie zuständigen Minister nach Rücksprache mit der Energieregulierungskommission festgelegt , um Investitionen dieser Betreiber zu stimulieren und gleichzeitig „Windfall-Effekte“ zu begrenzen; die aus diesen Bezugstarifen resultierenden Mehrkosten werden den Stromverbrauchern über den Beitrag zum öffentlichen Stromdienst verrechnet .
Im April 2014 veröffentlichte CRE einen Bericht zu Kosten und Wirtschaftlichkeit erneuerbarer Energien; Dieser Bericht empfiehlt für Windkraft:
Für die Photovoltaik empfiehlt sie die Verallgemeinerung der Ausschreibungen auf alle reifen Sektoren und die Beibehaltung dynamischer Einkaufspreise (jedes Quartal entsprechend der kumulierten Leistung der im Vorquartal erfassten Anschlussanfragen angepasst. ).
Für den Biomassesektor stellte er die große Anlagenvielfalt und eine hohe Abbruchrate (60%) der Gewinnerprojekte der Ausschreibungen, insbesondere aufgrund des Ausfalls einer Wärmeabnahme, fest; er behält jedoch seine Präferenz für Ausschreibungen bei und empfiehlt, die regionale Dimension der Projekte zu berücksichtigen; Auch ein regionalisierter Bezugstarif mit verbindlichen Klauseln insbesondere zur Steuerung der Versorgungspläne der Anlage könnte eine geeignete Lösung darstellen, allerdings wäre die Erstellung der Tarifpläne sehr aufwendig.
Das 22. Oktober 2015veröffentlichte ADEME eine Studie mit 14 Szenarien für 2050 mit Anteilen an erneuerbaren Energien ( EE ) von 40 % bis 100 %:
Um zu diesen Ergebnissen zu kommen, gingen die Studienautoren davon aus, dass die Kosten der Kernenergie auf 80 € / MWh gegenüber 42 € / MWh im Jahr 2015 und die der erneuerbaren Energien stark sinken würden: 60 € / MWh für erdgebundene Solar, 107 € / MWh für schwimmende Offshore-Windenergieanlagen. Es wird angenommen, dass der Stromverbrauch von 465 TWh im Jahr 2014 auf 422 TWh im Jahr 2050 sinkt . Das Management der Unterbrechung der erneuerbaren Energien würde auf verschiedene Weise gelöst: die Intelligenz der Systeme (zum Beispiel: Aufladen von Elektrogeräten bei Sonnenschein), Intraday Speicherung mit Batterien oder hydraulischen Mitteln ( Pumpstation ) und zwischensaisonale Speicherung mit Power-to-Gas (Umwandlung von Strom in Gas).
Im Jahr 2013 produzierten erneuerbare Energien 8,8 % der in Frankreich verbrauchten Primärenergie (Holz 3,9 %, Wasserkraft 1,9 %, Agrotreibstoffe 1 %, Windkraft 0,5 %, erneuerbare Siedlungsabfälle 0,4 % , Sonstige 1 %) und 18,6 % des erzeugten Stroms in Frankreich (Wasserkraft: 13,8%; Windkraft: 2,9%; Solar: 0,8%; sonstige erneuerbare Energien: 1,1%). Beim Endenergieverbrauch im Jahr 2012 machten thermische erneuerbare Energien 9 % und Strom 23,9 % aus, davon 18,6 % erneuerbar; der Anteil erneuerbarer Energien am Endverbrauch beträgt damit 13,4 %. Nach Angaben der Energy Regulatory Commission , die 2013 geschätzten zusätzlichen Kosten durch erneuerbare Energien belaufen sich auf € 3,018.8 Mio., davon € 2,106.8 Millionen für die Photovoltaik, also 70%; 2014 werden sie auf 3.722,5 Mio. € ansteigen , davon 2.393 Mio. € Photovoltaik oder 62 %.
IslandIsland hat 100 % erneuerbaren Strom: 30 % stammen aus Geothermie und 70 % aus Wasserkraftwerken im Jahr 2018. Bezogen auf den Endverbrauch aller Energien beträgt der Anteil des Stroms 51,8 %, der der Wärmenetze 97 % 7% aus Geothermie 21,7 % und der Anteil fossiler Brennstoffe 23 %; der Anteil der erneuerbaren Energien beträgt 77 %.
ItalienIm Jahr 2017 betrug der Anteil der EE am Endenergieverbrauch 17,4%, im Stromsektor erzeugten EE 35% der nationalen Stromproduktion.
Lettland39 % der aus erneuerbaren Quellen erzeugten Energie gehen 2017 in den Bruttoendverbrauch Lettlands ein.
PortugalIm Jahr 2005 waren 16 % des portugiesischen Stroms erneuerbare Energien. Die Schwelle von 50 % wurde 2010 überschritten, und 2014 erreichte Portugal 63 % der EE.
Vereinigtes KönigreichDas Vereinigte Königreich ist der 3 e Windenergieproduzent in Europa und die 1 st Welt für Wind auf See. Seit vier Monaten von 2019, die Energie in Großbritannien verwendet kam aus mehr Ressourcen erneuerbare Energien als fossile Brennstoffe.
SchwedenMit 54,5% des aus erneuerbaren Quellen erzeugten Stroms am Bruttoendverbrauch im Jahr 2017 ist Schweden das Land in der Europäischen Union, in dem dieser Anteil am höchsten ist.
schweizerischDie Schweiz produziert dank ihrer zahlreichen, hauptsächlich alpinen Flüsse und Talsperren einen hohen Anteil ihres Stroms auf erneuerbare Weise. Im Jahr 2017 stammten 59,6 % der Stromerzeugung aus Wasserkraft . Hinzu kommen 4,0% sonstige erneuerbare Energien, hauptsächlich Solar-Photovoltaik oder aus der Hausmüllverbrennung; der Beitrag anderer erneuerbarer Energiequellen (Windkraft, Geothermie usw. ) ist marginal.
Mehrere Netze sind in Betrieb oder geplant, um die Wärme der Seen über Wärmepumpen für Fernwärme oder Fernkühlung zu nutzen.
Im Jahr 2012 machten erneuerbare Energien 82,7 % der gesamten Stromproduktion aus.
Kanada ChileIm Jahr 2019 stammen 43 % der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien.
Vereinigte StaatenIm Jahr 2007 machten erneuerbare Energien 9,6 % der gesamten in den Vereinigten Staaten vermarkteten Primärenergieproduktion aus, gegenüber 11,7 % der Kernenergie. 2008 belegten die USA bei Investitionen in erneuerbare Energien (24 Milliarden Dollar) weltweit den ersten Platz.
ParaguaySeit den 2000er Jahren stammen fast 100 % der Stromproduktion Paraguays aus erneuerbaren Energien.
Das China ist der größte Produzent von erneuerbaren Energien in der Welt; Es ist auch der führende Produzent von erneuerbarem Strom in jeder Kategorie: Wasserkraft, Wind, Sonne und Biomasse. Im Jahr 2017 betrug der Anteil erneuerbarer Energien am Primärenergieverbrauch Chinas 9,2 % (3,7 % Biomasse und Abfall, 3,2 % Wasserkraft und 2,3 % Wind und Sonne). 2017 investiert die chinesische Regierung zusätzlich 361 Milliarden US-Dollar, um ihre erneuerbaren Energien auszubauen und die Abhängigkeit von Kohle zu verringern.
IndienIm Jahr 2017 betrug der Anteil erneuerbarer Energien am Primärenergieverbrauch Indiens 23,4% (21,2% Biomasse und Abfall, 1,4% Hydraulik und 0,8% Sonne und Wind).
Japan2018 stammten 20,3 % der Stromproduktion aus erneuerbaren Quellen (8,8 % Wasserkraft, 1,9 % Biomasse, 2 % Abfall, 6,6 % Sonne, 0,7 % Wind, 0,2 % Geothermie).
Im Jahr 2016 lag der Anteil erneuerbarer Energien am Primärenergieverbrauch der afrikanischen Länder aufgrund eines hohen Holzenergieeinsatzes bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch bei knapp 50 %. Im Jahr 2016 würden die Investitionen 5,8 Milliarden Euro erreichen. Das Kenia sollte 1,4 GW erneuerbarer Energien beherbergen ; das Äthiopien 570 installiert MW von Geothermie und Windkraft zwischen 2014 und 2016; das Südafrika sollte 3.9 installieren GW in 2015-16, vor allem Wind und Sonne und bietet 17,8 GW bis zum Jahr 2030.
Im großen Stil baut die Desertec Foundation konzentrierte solarthermische Kraftwerke in der Sahara. Laut seinen Ingenieuren "bekommen die Wüsten des Planeten alle sechs Stunden von der Sonne das Äquivalent dessen, was die Menschheit jedes Jahr verbraucht", und einige hundert km 2 Wüstenfläche könnten den gesamten Energiebedarf des Planeten decken.
AlgerienAlgerien hat am 3. Februar 2011 sein Nationales Programm zur Entwicklung neuer und erneuerbarer Energien und Energieeffizienz gestartet. Dieses von 2011 bis 2013 laufende Programm hatte zum Ziel, 22.000 MW Strom aus Sonnen- und Windkraft zu produzieren, davon 10.000 MW für den Export.
Die algerische Regierung hat Ende Februar 2015 ihr Entwicklungsprogramm für erneuerbare Energien 2015-2030 verabschiedet. In einer ersten Phase des Programms, die 2011 gestartet wurde, konnten Pilotprojekte und Studien zum nationalen Potenzial durchgeführt werden. Das neue Programm legt die Installationsziele bis 2030 fest:
Die Gesamtsumme beträgt damit 22 GW , von denen bis 2020 mehr als 4,5 GW erreicht werden müssen.
Südafrika KongoIm Jahr 2015 machten erneuerbare Energien rund 95,8% des gesamten tatsächlichen Verbrauchs in der Demokratischen Republik Kongo aus.
MarokkoMarokko wird von den marokkanischen Medien als "führend bei erneuerbaren Energien in Afrika" dargestellt . Im Jahr 2018 betrug der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung jedoch nur 19% (Wind: 11,3%; Wasser: 5%; Solar: 2,8%) gegenüber 18% im Jahr 2010, und ihr Anteil am Primärenergieverbrauch sank von 10,9% im Jahr 2010 auf 8,8 % im Jahr 2017.
Es arbeitet an der Steigerung seines solaren Potenzials (rund 3.000 Sonnenstunden pro Jahr). Ende 2019 waren in Marokko 700 MW Solarstrom installiert und 2.700 MW zugesagt.
Auch Marokko hat einen Prozess zur Steigerung seines Windkraftpotenzials eingeleitet . Ende 2019 verfügte Marokko über eine installierte Leistung von 1.207 MW und eine zugesagte Leistung von 1.320 MW .
Marokko verfügt auch über Wasserkraftwerke . Seine Wasserproduktion erreichte 2,17 TWh im Jahr 2018, die 17 th größten in Afrika mit 1,6% der afrikanischen Produktion, hinter Mosambik: 14,4 TWh , Sambia: 13,65 TWh und Ägypten: 13,1 TWh . Angefangen hat es in den 1960er Jahren mit dem Bau von Staudämmen: 148 Staudämme wurden gebaut, davon mehr als 24 Wasserkraftwerke und 1 Pumpspeicherwerk (STEP). Ziel ist es, bis 2020 einen Strommix zu erreichen, von dem 14 % hydraulischen Ursprungs sind. Zwei neue Kläranlagen sind in Planung. Ende 2019 verfügt Marokko über eine installierte Leistung von fast 1.770 MW hydraulischen Ursprungs. Eine 350 MW Kläranlage ist im Bau.
Es gibt einen wachsenden Konsens über erneuerbare Energien.
In Frankreich erklärten sich 2010 97 % der Franzosen für den Ausbau erneuerbarer Energien mit einer Präferenz für Solarenergie (61 % gegenüber 68 % im Jahr 2009), Windkraft (53 % gegenüber 43 % im Jahr 2009), vor ahead hydraulische (20%) und Geothermie (20%). Die allgemeine Akzeptanz ist gestiegen (74 % der Befragten im Jahr 2010 befürworteten die Installation von Windkraftanlagen in der Region (−3 Punkte im Vergleich zu 2009)), aber ästhetische Kriterien wurden von 67 % der Befragten genannt und Angst vor Lärmbelästigung (59 %) als Entwicklungsbremse, es sei denn, sie befinden sich mehr als 1 km von ihrem Wohnort entfernt. Die Nutzung ihres Eigenheims zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen erscheint für 44 % der Befragten interessant und für 28 % sehr interessant. Im Jahr 2010 gewannen Solar + 13 % und Wärmepumpen (+ 5 %) insbesondere dank öffentlicher Hilfen. Die allgemeine Akzeptanz der erneuerbaren Energien steigt, 75 % der Franzosen befürworten ihre Installation. ADEME verzeichnete jedoch eine Abnahme der Akzeptanz für Projekte, die „auf dem Dach“ installiert wurden, wobei die Installation von Geräten für Einzelpersonen als zu kompliziert (für 44 % der Befragten, + 8 % gegenüber 2009) und zunächst als zu teuer (für 45 % der Befragten oder + 11 % im Vergleich zu 2009) oder mit einer zu langen Kapitalrendite. Das Prinzip des Drittinvestors tut sich für kleine Projekte in Frankreich schwer, und die gesunkenen Anschaffungskosten für elektrifizierte Photovoltaik dürften dazu beigetragen haben, diesen sich in anderen Ländern stark entwickelnden Sektor zu verlangsamen.
Die Internationale Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) wurde nach einem Vorbereitungstreffen am26. Januar 2009in Bonn (Konferenz zur Gründung der Agentur); es kam in Betrieb am4. April 2011.
Ende 2012 repräsentierte der Gesamtmarkt der erneuerbaren Energien für das Europa der Siebenundzwanzig fast 1,2 Millionen Arbeitsplätze (vor allem in Photovoltaik, fester Biomasse und Windkraft, bei einem kumulierten Umsatz (alle erneuerbaren Energien zusammen) von mehr als 137 Milliarden Euro.)
Im Mai 2014 hat sie 131 Mitgliedstaaten und 37 weitere Beitrittskandidaten.
Ziel der „RES Champions League“ ist es, einen Wettbewerb zwischen europäischen Städten nach ihrer Produktion erneuerbarer Energien zu schaffen. Dieser Wettbewerb hat zwei Ranglisten, eine für Solar und eine für Biomasse. Es gibt nationale RE-Ligen für Deutschland, Bulgarien, Frankreich, Ungarn, Italien, Polen und Tschechien.
In Frankreich sind die beiden wichtigsten Verbände, die den Sektor der erneuerbaren Energien vertreten:
Ein klarer Trend in der Neuausrichtung hin zu erneuerbaren Energien ist seit dem Ende des beobachteten XX - ten Jahrhunderts, als Reaktion auf einen frühen Abbau von Öl , Klima und negative Auswirkungen auf die Gesundheit von Kohlenstoff Energien , auf die Gefahren der Kernenergie und der Schwierigkeit der Behandlung seiner Abfall oder zu seiner geringeren Akzeptanz nach den Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima .
Airborne Windrad Konzepte untersucht werden, um die höheren, stärker, mehr regelmäßige Winde zu erhalten: Magenn, Kite Gen und Skywindpower entworfen von 300 bis 5000 steigen m mit der Hoffnung auf die Herstellung viel mehr Strom als mit einem Onshore - Windturbine, weil Die Kraft der Jetstreams ist 20- bis 30-mal größer als die von schwachen Winden.
Laut Statkraft würde das weltweite technische Potenzial der osmotischen Energie 1.600 TWh / Jahr oder 50 % der Stromproduktion der Europäischen Union betragen. Statkraft entwickelt einen 3- kW- Prototyp , um die Zuverlässigkeit des Verfahrens zu testen und seinen Wirkungsgrad zu verbessern, mit dem Ziel, im Jahr 2015 25 MW zu erreichen. Seitdem wurde in Japan ein Kraftwerk gebaut; ein weiteres befindet sich in den USA im Bau.
Modifizierte Cyanobakterien könnten Sonnenenergie in Treibstoff umwandeln und CO 2 . verbrauchen. Diese Technik und die Verwendung dieses Brennstoffs würden die Produktion und den Verbrauch von CO 2 ausgleichen. Ein Unternehmen hat diese Technik gentechnisch entwickelt und verbessert sie nach und nach.
Laut Jean-Marc Jancovici wird der Ausbau der erneuerbaren Energien nicht ausreichen, um eine deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs zu vermeiden: "Trotz erneuerbarer Energien erscheinen ihm Veränderungen unseres Lebensstils notwendig".
Die Futuristen Jeremy Rifkin Ankündigung für den Beginn des XXI ten Jahrhunderts eine mögliche „ dritte industrielle Revolution “ nach der Konvergenz des Energiesektors und der Computerindustrie. Die Entwicklung von irregulärem Energiespeichersystem ( über den Wasserstoff oder Elektrofahrzeuge als mobile Batterien verwendet wird) und der von intelligenten Netzen ermöglichen , der Bündelung und gemeinsame Nutzung von Millionen von verteilten Energiequellen (Sonne, Wind, Meeres-, Erdwärme, Wasserkraft, aus Biomasse und Abfall usw. ). Jeremy Rifkin glaubt, dass diese Revolution dringend ist; es muss vor umgesetzt wird 2050 und weit verbreitet in gestartet 2020 , wenn die Menschheit auf die Herausforderungen zu reagieren , ist der Klimawandel , die Ölkrise und die wirtschaftlichen und ökologischen Krisen.
Seit den 1970er Jahren sind Schulungen zu erneuerbaren Energien erschienen und strukturiert. Sie entwickeln sich regelmäßig zu berücksichtigen neue Technologien zu übernehmen und Energien (einschließlich intelligente Stromnetze , usw. ) und neue Regelungen.
Im Jahr 2015 wurden 215 Schulungen gelistet (darunter 16 auf CAP-Niveau bei BAC pro, 13 auf Bac+2-Niveau, 30 auf Bac+3-Niveau, 34 auf Bac+5-Niveau und 24 von Industriellen sowie rund hundert in der Weiterbildung ). Die letzte im Jahr 2016 eröffnete Ausbildung mit dem Namen Sup'EnR (dreijähriger Kurs offen für Bac + 2) von der Universität Perpignan zu den Themen Solar, Onshore- und Floating-Wind, Biomasse, Hydraulik und Geothermie bietet Schulungen in Energietechnik für Industrie und Bauwesen mit Zugang zum Solarofen Odeillo und zum Solarkraftwerk Thémis .
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