Fornybar energi

Eksempler på bruk av fornybare energikilder : biogass, solceller og vindenergi
Globalt primærenergiforbruk i henhold til energikilder (fossil, fornybar og kjernekraft) i TWh.
Andel fornybar energi i endelig energiforbruk (2015)

Som fornybar energi (også veldig viktig: Fornybar energi ) eller fornybar energi er energikilder som i menneskets tidshorisont for bærekraftig energiforsyning er praktisk talt uuttømmelig tilgjengelig eller fornyer relativt raskt. Dette skiller dem fra fossile energikilder som er endelige eller bare regenererer seg over en periode på millioner av år. Fornybare energikilder er, i tillegg til effektiv bruk av energi, som den viktigste søylen i en bærekraftig energipolitikk ( engelsk bærekraftig energi ) og energirevolusjonen . Disse inkluderer bioenergi ( biomassepotensial ), geotermisk energi , vannkraft , havenergi , solenergi og vindenergi . De får energien sin fra den kjernefysiske fusjonen til solen , som er den klart viktigste energikilden, fra den kinetiske energien til jordens rotasjon og planetbevegelse og fra jordens varme .

I 2018 dekket fornybare energier 17,9% av det globale endelige energiforbruket . Tradisjonell biomasse, brukt til matlaging og oppvarming i utviklingsland, utgjorde den største andelen på 6,9%. Etterfulgt av moderne biomasse og sol- og geotermisk energi (4,3%), vannkraft (3,6%), andre moderne fornybare energier som fremfor alt vindkraft og solceller (sammen 2,1%) og biodrivstoff (1%). Utvidelsen av fornybar energi fremmes i mange land rundt om i verden. Andelen av det globale endelige energiforbruket øker bare sakte med et gjennomsnitt på 0,8% per år mellom 2006 og 2016.

Fornybare energikilder

Uttrykkene "fornybare energier" og "energikilder" skal ikke forstås i fysikkens forstand , fordi i henhold til loven om bevaring av energi kan energi verken ødelegges eller skapes, men kun konverteres til forskjellige former. Sekundære energikilder hentet fra fornybar energi (elektrisitet, varme, drivstoff) blir ofte upresist referert til som fornybare energier. Begrepet fornybar varme brukes også som et begrep for termisk energi hentet fra geotermisk, solvarme eller bioenergi, og for indirekte bruk av solenergi gjennom solarkitektur . Elektrisitet fra fornybare energikilder er også kjent som grønn elektrisitet og grønn elektrisitet .

I denne forstand ville det være riktig å snakke om fornybare primære energikilder som mates fra langvarige prosesser. Grunnlaget for de fornybare energiene er de tre energiomdannelsene av kjernefusjon i solen , radioaktivt forfall i det indre av jorden med dyp geotermisk energi, og når det gjelder tidevannskrefter, bevegelse av himmellegemer i gravitasjonsfeltet . Den desidert mest produktive formen er solenergi, hvis årlige energiforsyning på jorden er 3.900.000 EJ ( exajoules ). Geotermisk energi gir 996 EJ, mens tyngdekraften gir 94 EJ.

Solenergien som sendes ut på jorden tilsvarer mer enn ti tusen ganger det nåværende menneskelige energibehovet . Geotermisk energi og tidevannskraft gir betydelig mindre, men høye bidrag sammenlignet med menneskelige behov. Fra et rent fysisk synspunkt er et mangfold av energien tilgjengelig som vil være nødvendig i overskuelig fremtid, selv om det teoretiske potensialet som er nevnt her er redusert av tekniske og økologiske bekymringer. Den nødvendige teknologien og konseptene for å realisere en bærekraftig energiforsyning anses også å være tilgjengelig.

Det internasjonale energibyrået (IEA) antar i WEO 2020 at nesten 40% av verdens elektrisitetsbehov vil bli dekket av fornybar energi innen 2030, med solceller som den sentrale driveren (estimert 13% vekst p.a. fra 2020–2030). I følge en IPCC- rapport fra 2012, under optimistiske forutsetninger, kunne 77% av verdens primære energiforsyning komme fra fornybar energi innen 2050.

Solenergi (strålingsenergi)

Solen avgir store mengder energi som når jorden som solstråling ( elektromagnetisk bølge ). Kraften som utstråles fra solen til jorden er omtrent 174 PW ( Petawatt ). Cirka 30% av strålingen reflekteres, slik at omtrent 122 PW når jorden (jordens skall og overflate). Det er omtrent 1 070 EWH (Exawattstunden) i løpet av året og for tiden omtrent 7500 ganger verdens årlige energibehov .

Solenergi kan brukes direkte eller indirekte på en rekke måter. Den direkte bruken skjer med solcelleanlegg så vel som solvarme . I tillegg tilfører solenergien som absorberes av atmosfæren og jordoverflaten mekanisk, kinetisk og potensiell energi . Potensiell energi opprettes når vann transporteres til høyere høyder gjennom atmosfæriske prosesser. Solenergien genererer også vind i atmosfæren gjennom meteorologiske prosesser. Disse vindene (= bevegelige luftmassene) inneholder kinetisk energi ( vindenergi ); de genererer bølger ( bølgeenergi ) i havene . Planter absorberer strålingen i løpet av fotosyntese og fester den i biomasse , som kan brukes til energiomdannelse. Bruk av omgivelsesvarme ved hjelp av varmepumper med geotermiske solfangere eller luft-til-luft varmepumper teller også som solenergi.

I utgangspunktet, i tillegg til direkte bruk, kan solens energi også brukes indirekte i form av bioenergi, vindenergi og vannkraft. Mulige bruksformer er:

Teoretisk plassbehov for solfangere for å generere den etterspørselen etter elektrisitet i verden , Europa (EU-25) eller Tyskland i solvarmekraftverk

Geotermisk energi

Geotermisk kraftverk i Krafla, Island

På den ene siden kommer varmen som er lagret i jordens indre fra gjenværende varme fra jorden ble dannet . På den annen side genererer kjernefysiske forfallsprosesser av urradionuklider og friksjonen mellom den faste jordskorpen og den flytende jordens kjerne forårsaket av tidevannskrefter kontinuerlig ekstra varme. Den kan brukes til oppvarmingsformål (spesielt geotermisk nær overflate ) eller til å generere elektrisitet (for det meste dyp geotermisk energi ) .

I Tyskland, Østerrike og Sveits er det hovedsakelig lave entalpieavsetninger . I disse avsetningene strømmer imidlertid ikke varmen fra de dypere lagene i samme grad som den blir ekstrahert av et geotermisk system, slik at området til utvinningspunktet avkjøles og ekstraksjon bare er mulig over en begrenset periode på noen tiår, hvoretter en regenerering av varmebeholderen er nødvendig. Systemer nær overflaten kan imidlertid fylles med termisk energi fra kjøleprosesser om sommeren ved å snu retningen på energitransporten. Geotermiske prosjekter krever nøye utforskning og analyse av de geologiske forholdene, da inngrep i lagstrukturen kan få alvorlige konsekvenser.

Planetbevegelser og gravitasjon

Den tiltrekkende kraften ( tyngdekraften ) fra solen og månen (og andre himmellegemer) gir inn og på den roterende jordvannet , jordens rotasjonshastighet blir gradvis redusert av denne energiomdannelsen. Strømmene indusert av dette kan brukes som mekanisk energi i tidevannskraftverk og havstrømskraftverk . Disse tiltrekningskreftene fører også til deformasjoner av jordens kropp og dermed til friksjon i den faste jorden og i den flytende kjernen på jorden , noe som tilfører jordens indre ytterligere varme. Friksjonseffekten er rundt 2,5 TW ( teravatt ), det økonomisk brukbare potensialet er estimert til rundt 9% av denne effekten. I denne sammenhengen oppstår mekanisk energi også gjennom samspill med været , hvis energi brukes indirekte av vann- og vindkraftverk.

Integrering av fornybar energi i energisystemet

I kraftnettet tilsvarer produksjon til enhver tid forbruk, siden nettet ikke lagrer elektrisk energi . Lokale ubalanser fører i utgangspunktet til små avvik fra nominell spenning, noe som ikke bare fører til balanserende kraftstrømmer mellom delnettene, men også en fallende nettverksfrekvens, ettersom roterende elektriske maskiner leverer mer strøm eller bruker mindre strøm enn det som tilsvarer stasjonen eller belastningen dreiemoment (i kraftverk eller for forbrukere). Takket være det aktive nettverkskontrollnettverket og tilførselen av kontrollkraft forblir delnettverkene i fase og frekvensen konstant innenfor trange grenser. I forbindelse med utvidelsen av fornybar energi diskuteres behovet for kontrollkraft kontroversielt.

For å muliggjøre høye andeler elektrisitet fra fornybar energi i forsyningen, kan forskjellige tiltak brukes hver for seg eller i kombinasjon. Studier, for eksempel av Fraunhofer IWES på vegne av BEE (desember 2009), viser at en så pålitelig strømforsyning er mulig.

Disse tiltakene inkluderer B. stabilisering av kraftproduksjon fra fornybar energi, utvidelse av kraftnettene, opprettelse av intelligente produksjons- og forbruksstrukturer, samt (utvidelse) av strømlagring. Mens noen tiltak, som utvidelse av strømnettet, gir mening selv når andelen svingende generatorer er relativt lav, kan andre måter, for eksempel B. bygging av lagringskraftverk for å unngå unødvendige energitap og kostnader er kun tilrådelig når aksjene er høye.

En blanding av forskjellige fornybare energikilder er også nødvendig , da forskjellige fornybare energier utfyller hverandre. For eksempel er det et potensial på mer enn 1000 GW for solceller i Tyskland, som kan produsere rundt 1000 TWh elektrisk energi per år; betydelig mer enn dagens tyske strømbehov. Men siden dette ville gi store overskudd, spesielt i lunsjtimene med solfylte dager, og enorme lagringskapasiteter måtte bygges opp, gir ikke en så sterk utvidelse av bare en teknologi mening, og kombinasjonen med annen fornybar energi er mye mer praktisk. I Tyskland har vindenergi og solceller størst potensial for å produsere elektrisitet, med biomasse som følger på en betydelig avstand.

Endring i energisystemet

Eksempel på desentralisert kraft- og varmeforsyning: kraftvarmeanlegget Mödling i nedre Østerrike

Overgangen fra konvensjonell energiforsyning til fornybar energi endrer strukturen i energiindustrien massivt. Elektrisitetsproduksjon i store kraftverk (kjernekraftverk, brunkull og kullkraftverk) stagnerer eller avtar; generasjon i systemer med noen få kilowatt (f.eks. solceller) til noen få megawatt har økt. I tillegg har det i løpet av kort tid (siden rundt 2012) dukket opp en svært innflytelsesrik frasalgsbevegelse i den offentlige debatten , som prøver å oppnå overgangen til klimanøytrale energikilder ved å selge andeler i fossile energiselskaper og dermed ved å fundamentalt bryte det konvensjonelle energisystemet.

Et annet viktig aspekt ved den desentraliserte energiforsyningen er forkortelse av transportveiene eller unngåelse av transport (av drivstoff som fyringsolje, naturgass, kull). Ulike infrastrukturer som olje- og gassrørledninger er enten ikke nødvendige eller i mindre grad. Dette gjelder særlig bruken av biomasse, som kan leveres på stedet eller lokalt. I tillegg småkraftverk lette såkalt kombinert varme og kraft (CHP), hvor genereringen av elektrisitet er kombinert med bruk av spillvarme, for eksempel for oppvarmingsformål, og dermed øke den totale effektiviteten . I store kraftverk blir derimot ofte ikke spillvarmen brukt. Den desentraliserte energiforsyningen styrker også den regionale økonomien ved å skape arbeidsplasser i installasjon, drift og vedlikehold av systemene.

En stor fordel med den desentraliserte energiovergangen er at den kan implementeres raskere. Fordi plantene er mindre og derfor ikke krever noen større investeringer, mener deres talsmenn at en raskere utvidelse av fornybar energi er mulig enn med en energiomgang basert på store strukturer. Samtidig ville det være mer konkurranse på energimarkedet fra de mange forskjellige aktørene. Siden store prosjekter derimot måtte bygges primært av økonomisk sterke selskaper som de etablerte energikonsernene , som på grunn av konkurransesituasjonen med eksisterende kraftverk ikke hadde interesse av en rask utvidelse av fornybar energi, ingen rask konvertering av energiforsyningen var å forvente fra denne siden.

Imidlertid har ikke alle regioner potensial for selvforsyning med energi. På en annen side oppveier produksjonen, for eksempel av elektrisitet med vindturbiner i Nord-Tyskland, midlertidig eller ofte den lokale etterspørselen, slik at strømnettene må utvides til forbrukerne.

Konsepter for en helt selvforsynt energiforsyning blir spesielt kritisert . Det legges særlig vekt på forsyningssikkerheten gjennom omfattende nettverk der overforbruk og mangel i forskjellige regioner kan balanseres. For eksempel vil et overskudd av solenergi tilføres fra Middelhavslandene om sommeren, mens vindkraft fra Nord- og Vest-Europa kan brukes om vinteren. Mange talsmenn for en desentralisert energiforsyning, som Canzler og Knie, antar at selvforbruk og desentraliserte løsninger vil spille en viktig rolle i fremtiden, men at selvforsyning bare sjelden vil oppnås.

DESERTEC : Skisse av en mulig infrastruktur for en bærekraftig strømforsyning i Europa, Midtøsten og Nord-Afrika

Omdannelsen av energiforsyningen til bærekraft betyr ikke nødvendigvis utelukkende desentralisert forsyning. Noen konsepter, som vindparker til havs og solkraftverk , er også avhengige av sentral generasjon og stor distribusjon for fornybar energi. Et eksempel på et slikt stort prosjekt var DESERTEC- prosjektet planlagt fra 2009 til 2014 . Studier fra det tyske luftfartssenteret (DLR) har vist at med mindre enn 0,3% av de tilgjengelige ørkenområdene i Nord-Afrika og Midt-Østen, genererer solvarmekraftverk nok strøm og drikkevann til de økende behovene i disse landene og Europa kan være. Bare i landene som grenser til Middelhavet kan fire ganger verdens kraftproduksjon på slutten av 1990-tallet produseres på 500 000 km², noe som tilsvarer 6% av arealet i disse landene. Bruk av passatvindene i Sør-Marokko er ment å utfylle solenergiproduksjon. Planen, ifølge hvilken Afrikas ørkener skal gi et betydelig bidrag til Europas strømforsyning, blir bare fulgt i mindre skala av Desertec.

Det planlegges for øyeblikket ytterligere prosjekter som kan bidra til klimabeskyttelse. Eksempler på dette er Gobitec , hvor solenergi og vindkraft fra Mongolia skal leveres til de tettbygde og industrielt høyt utviklede områdene i Øst-Kina, Korea og Japan, og forslaget fra Australian National University i Canberra, Sørøst-Asia om å levere solenergi kraft fra Nord-Australia. Konsepter for etablering av et globalt strømnett (Global Grid) blir også evaluert, med sikte på å jevne ut den svingende generasjonen av fornybar energi, så vel som det forskjellige strømbehovet, og dermed minimere de nødvendige lagringskravene. Ved kraftoverføring ved bruk av HVDC-teknologi og en spenning på 800 kV, oppstår tap på mindre enn 14% over transportdistanser på 5.000 km. Investeringskostnadene for selve kraftlinjene er prognostisert til 0,5 til 1 ct / kWh.

I dag antas det at den fremtidige energiforsyningen trolig vil bestå av en blanding av desentraliserte og sentraliserte konsepter. Det anses som sikkert at konvertering av energiforsyningen verken kan utføres utelukkende av lokale små systemer eller av store strukturer, men at det kreves en blanding av begge varianter.

Sektorkobling

Ved å koble de ulike områdene av energiforsyning (elektrisitet, varme og transport) åpnes det for flere designalternativer for energiproduksjon og -forsyning.

I stedet for å bremse utvidelsen av fornybar energi, kreves det en akselerert utvidelse for å kunne gi ekstra mengder elektrisitet til transport- og oppvarmingssektoren, selv om sektorkobling ikke skal likestilles med 100% elektrifisering. For eksempel kan varmelagring og et tidsriktig intelligent forbruk av fornybar varmeenergi (solvarme, geotermisk, bioenergi) bidra til den tidsmessige justeringen av strømbehovet til den svingende generasjonen.

I 2017 ble 10,1% av det endelige energiforbruket i oppvarmingssektoren, 3,3% i transportsektoren og 26,4% i elektrisitetssektoren dekket av fornybar energi. Fornybar elektrisitet hadde en andel på 1,9% i varmesektoren og 0,3% av det endelige energiforbruket i transportsektoren.

Fra kraft- og varmeforsyningssektoren beregnet Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE i 2012 i et scenario rundt år 2050 at de totale kostnadene for bygging, vedlikehold og finansiering av et elsystem basert på 100% fornybar energi og varme tilbudet i Tyskland er ikke høyere enn kostnadene for dagens forsyning.

Energilagring

Jo større andel fornybar energi, jo større er viktigheten av lagringsalternativer for å matche svingningene i energiproduksjon med svingninger i energiforbruket og dermed for å sikre forsyningssikkerhet. I faglitteraturen antas det at det fra en andel av fornybar energi på ca. 40% kreves ytterligere lagringsanlegg i større grad; tallet 70% er også nevnt i isolerte tilfeller. Langvarig lagring som B. kraft-til-gass- teknologien kreves bare fra en andel på 70–80%. Under 40% fornybar energi, kompensasjon ved hjelp av termiske kraftverk og en liten begrensning av generasjonstopper fra fornybare energier, representerer en mer effektiv måte å kompensere på. Derfor anses ikke kommersielle lagringsanlegg i Tyskland tidligst tidligst i 2020.

I sin spesialrapport om 100% fornybar kraftforsyning innen 2050: klimavennlig, trygg, rimelig fra mai 2010, bekreftet den tyske forbundsregeringens rådgivende råd for miljøspørsmål at kapasiteten i pumpekraftverk v. en. i Norge og Sverige er langt nok til å kompensere for svingende energiforsyning - spesielt fra vindturbiner. Det skal imidlertid bemerkes at dette krever konstruksjon av høykraftledninger (i folkemunne referert til som motorveier) i mye større grad enn det som nå er foreskrevet i nettutviklingsplanen .

Utviklingen av økonomiske lagringskraftverk er delvis fortsatt på et tidlig stadium. Lagringsalternativene inkluderer:

  • Pumpekraftverk bruker strøm til å lagre strøm for å pumpe vann oppoverbakke. Hvis det trengs strøm igjen, strømmer vannet ned igjen og driver en generator. Pumpekraftverk brukes for tiden som store systemer på grunn av deres relativt lave pris. Spesielt Norge har stort potensial for utvidelse, noe som betyr at det kan spille en viktig rolle i elektrisitetslagring i Europa, forutsatt at egnede lavtapsledninger ( HVDC ) blir lagt til Europa.
  • Akkumulatorer : Akkumulatorer og redoks-strømningsceller lagrer strøm elektrokjemisk. De prisene faller kraftig, noe som gjør disse butikkene mer og mer interessant. Potensielle bruksområder er i husholdninger, f.eks. B. i form av solbatterier , store batterilagringskraftverk kommer i tvil. De første systemene blir allerede brukt for kortsiktig levering av systemtjenester.
  • Varmelagring : Vannet varmes opp med varmen fra solen eller vannet pumpes inn i varme lag under jorden med et overskudd av strøm for å varme den opp naturlig. Dette kan brukes til å varme opp bygninger, som kan bruke varme fra dag om natten eller varme fra sommer om vinteren, eller til tidsforsinket kraftproduksjon i solvarmekraftverk , som er i stand til å generere strøm 24 timer i døgnet For å produsere solenergi .
  • Kraft til gass : Ved elektrolyse , muligens supplert med metanering , kan hydrogen eller metan genereres fra midlertidig overflødig elektrisitet , som senere kan brukes til å generere elektrisitet eller varme om nødvendig. RE-gassen kan lagres i eksisterende underjordiske lagringsanlegg for naturgass , hvis kapasitet allerede vil være tilstrekkelig for en full regenerativ forsyning. Effektiviteten til hydrogenlagring er høyere enn metanering. Med hydrogenlagring kan den totale elektriske effektiviteten (elektrolyse → lagring → rekonvertering) på 49 til 55% oppnås. Med metanering er den samlede effektiviteten når man konverterer strøm tilbake til elektrisitet i et kombinert kraftverk 39%. Hvis kombinert varme og kraft brukes i gassproduksjon og ombygging , er den totale effektiviteten på over 60% mulig.
  • Power-to-Heat : Overskudd av strøm brukes direkte til å generere varme til varmesystemer eller varmt vann, og erstatter dermed fossilt brensel. En konvertering tilbake til elektrisk energi er bare fornuftig under visse forhold.
  • Termodynamisk lagring: I komprimert luft lagereffektanlegg , blir luft presses inn i huler. Om nødvendig slipper luften ut igjen, hvorved lufttrykket driver en generator. I adiabatiske trykkluftskraftverk lagres varmen som frigjøres under komprimering midlertidig i varmelagringssystemer og frigjøres igjen under utvidelse. En effektivitetsøkning kan dermed oppnås.
  • Flywheel storage : Flywheel storage kan også brukes til kortvarig lagring og for systemtjenester. Svinghjul drives av en motor for å absorbere energi. Svinghjulet bremses igjen av en generator for å generere elektrisk energi. Det svært høye antall sykluser er fordelaktig på grunn av svært lite slitasje under drift. Ulempen er imidlertid den relativt høye selvutladningen, og det er derfor svinghjul brukes til å stabilisere kraftnett og for å balansere fornybare energier over en periode på en dag.

Stabilisering av kraftproduksjon

I følge EWE: Forløp av vårens strømforbruk (belastning) over forskjellige ukedager og bruk av basiskraftverk, middels kraftverk og topplastkraftverk på lastekurset på hverdager (skjematisk)
Faktisk kraftproduksjon i Tyskland på to solfylte, vindløse mai-dager i 2012

Etterspørselen etter elektrisitet, den såkalte belastningsprofilen , svinger sterkt i løpet av dagen. Siden elektrisk energi bare kan lagres med store anstrengelser og tap, leveres den av kraftverkledelsen i henhold til etterspørsel. I Tyskland har baselasten hittil hovedsakelig blitt levert av brunkull- og kjernekraftverk, mens middels belastning er dekket av kullkraftverk . Den spisslast levert i den siste hovedsakelig gass og pumpet kraftverk , som nå særlig andelen av gass- kraftverk er redusert ved den økede tilførsel av fornybar energi.

Med økende andeler elektrisitet fra fornybar energi er en endret kraftanleggsforvaltning nødvendig. Geotermiske kraftverk, vannkraftverk og biomassekraftverk er i stand til baselast og kan reguleres som konvensjonelle kraftverk, men produksjonen av elektrisitet fra solenergi og vind er utsatt for sterke svingninger, som må kompenseres for ved å bruke kontrollerbare kraftverk eller lagringssystemer. Imidlertid korrelerer disse svingningene delvis med den daglige eller årlige belastningsprofilen. På denne måten tilføres strøm fra solenergi i de viktigste tider med behov. Elektrisitet fra vindenergi genereres i økende grad om vinterhalvåret og kan kompensere for de lavere avlingene av solsystemer på den tiden, hvor kombinasjonen av disse to kildene fører til en jevn produksjon når man vurderer sesongforløpet. Når man vurderer kortere tidsperioder, oppstår det imidlertid store svingninger som må kompenseres for.

I biogassanlegg kan energiomdannelsen utsettes i flere timer uten store tap, og mange elvekraftverk kan også redusere produksjonen med noen timer ved hjelp av overspenningsoperasjon og dermed hovedsakelig levere strøm ved høye etterspørselstimer eller i perioder av lav produksjon fra vind- og solenergi. Photovoltaic og vindenergisystemer kan bli redusert eller helt avstengt og settes i drift i løpet av ca. 30 s (selv-test og oppstart av en fotoelektrisk vekselretter ) til noen minutter (større vindenergisystemer). Dette er til og med en fordel i forhold til store dampkraftverk og kjernekraftverk , som det tar flere timer å oppnå full kraft når oppstart. Imidlertid, ved å slå av solcelleanlegg eller vindkraftanlegg, i motsetning til biogassanlegg og konvensjonelle kraftverk, spares ikke drivstoff og derfor unngås ingen kostnader. For å gi høyere ytelser, skal kraftverk med kombinert syklus også brukes i økende grad , ettersom de kan reagere tilstrekkelig på raske lastendringer.

For å dempe svingende tilførselsmengder kan vannkraftverk og biogasskraftverk drives kort over gjennomsnittlig produksjon, noe som er begrenset av tilførsel av vann og biomasse. Fleksibiliserte biogassanlegg, som kan tilby et tilgjengelig kompensasjonspotensiale på rundt 16.000 MW totalt, er av spesiell betydning. I løpet av få minutter kan denne kapasiteten reduseres ved overskytende tilbud i nettet eller øke i tilfelle økende etterspørsel. Til sammenligning: Kapasiteten til de tyske brunkullkraftverkene er estimert av Federal Network Agency til rundt 18 000 MW. På grunn av sin tekniske treghet kunne disse store fossile kraftverkene imidlertid bare gi noen få tusen megawatt for kortsiktig balansering av sol- og vindkraft.

Ved å gjøre elsystemet mer fleksibelt kan overproduksjon dempes, selv når andelen fornybar energi øker kraftig. Dette krever en høy grad av fleksibilitet i elsystemet og dermed en reduksjon i den såkalte "must-run" kapasiteten.

For å kunne planlegge bruken av andre energityper, er det viktig at kort- og mellomtidsvarselet om forventet vind- og solenergi er så nøyaktig som mulig . Kraftverkledelsen kan bedre kontrollere kortsiktige og spesielt de langsiktige kontrollerbare kraftverkene.

Bruk av virtuelle kraftverk

Illustrasjon av et virtuelt kraftverk.png

For å teste om et større område kan deles helt eller delvis med strøm fra fornybar energi, er det pilotprosjekter som undersøker dynamikken og mulig bruk av såkalte kombinerte kraftverk eller virtuelle kraftverk . Her kombineres systemer fra de ulike fornybare energisektorene (vann, vind, sol, biogass osv.) Praktisk talt for å danne et kraftverk og simuleres for å dekke den nøyaktige tiden som kreves for strøm, for eksempel i en storby. Studier av TU Berlin og BTU Cottbus viser at et slikt intelligent nettverk av desentraliserte regenerative kraftverk kan gi et betydelig bidrag til å optimalisere store mengder svingende strøm i forsyningsnettet. Studiene viste også at etterspørsel og produksjon av strøm i en stor by som Berlin kan koordineres godt ved hjelp av målrettet kontroll. Som et resultat kan både det høyere nettverksnivået avlastes og behovet for konvensjonell reservekapasitet kan reduseres betydelig. I oktober 2013 kom forskningsprosjektet “Combined Power Plant 2” med feltprøve og regionale simuleringer til den konklusjonen at nettstabiliteten kan garanteres i en helt fornybar og sikker strømforsyning.

Intelligent strømforbruk

Etableringen av intelligente kraftnett, såkalte smarte nett, spiller en viktig rolle i omstillingen av strømforsyningen . Med dagens informasjonsteknologi er det mulig å midlertidig slå av eller av belastningskunder , dvs. strømforbrukere som er fleksible når det gjelder tid, for eksempel sementfabrikker, kjøle- og oppvarmingssystemer, ved bruk av etterspørselssiden . En regulering via en sanntidsstrømpris vurderes, i likhet med den såkalte lavtariffstrømmen (nattstrøm). Prisen ville bli redusert hvis det var et overskudd av strøm, men økt hvis det var mangel på strøm. Intelligente strømforbrukere (f.eks. Passende utstyrte vaskemaskiner, oppvaskmaskiner osv.) Slår seg på når strømprisen er lav og av når strømprisen er høy. I industrien kan kortsiktige generasjonstopper lagres midlertidig og brukes på et senere tidspunkt. Svingninger i fornybar kraftproduksjon kan således brukes i varmesektoren eller i industrianlegg og dermed glattes ut i stedet for å eksporteres. En slik synkronisering av forbruket, stimulert av dynamisering av utvalgte strømpriselementer, kan redusere behovet for gjenværende toppbelastning og sikre kraft betydelig. I private husholdninger kan varmepumper også brukes til å koble strøm- og oppvarmingsmarkedene intelligent. Begge systemene med og uten ekstra varmelagring kan vurderes.

Utvidelse av kraftnettene

Den økte bruken av jordkabler diskuteres også .

Med utvidelsen av vindparker borte fra forrige generasjonssentre, endres strukturen til nettinnmatingen. Dette krever både modernisering og utvidelse av kraftnettene. Dette gjelder særlig bygging av havvindparker, som nødvendiggjør utvidelse av høyspentledninger. Ved å koble regioner med høy kapasitet for kraftproduksjon fra vind til regioner med mange vannkraftverk eller pumpekraftverk, kan krafttopper også lagres og produksjon kan stabiliseres. Med en intelligent sammenkobling av flere fornybare energikilder gjennom virtuelle kraftverk og implementering av smarte nett , kan behovet for ekstra høyspent overføringslinjer reduseres.

Elektrisitet kan også produseres i avsidesliggende regioner og transporteres over lange avstander til forbrukssentrene, for eksempel med vindturbiner til havs. Overføringen skjer ikke som vanlig som vekselstrøm, men med lavere tap via høyspent likestrømstransmisjon (HVDC). Med en driftsspenning på 800 kV fører slike linjer til tap på mindre enn 14% over transportdistanser på 5.000 km. HVDC-systemer spiller en viktig rolle i Kina, hvor HVDC-linjen Hami-Zhengzhou, linjen med den hittil største overføringskapasiteten (8000 MW, tilsvarer produksjonen på ca. 8-10 store kullkraftverkblokker) ble implementert .

Økologisk evaluering

De forskjellige teknologiene for bruk av enhver form for energi, inkludert fornybare energier, har alltid innvirkning på biosfæren , dvs. også på mennesker og økosystemet som gjør dem i stand til å leve . I tillegg til direkte utslipp, må også klimabalansen og ressursforbruket, bygging og demontering av anleggene (produktets livssyklus), produksjon, drift, deponering osv. Vurderes for en helhetlig tilnærming. Disse effektene må forstås, kvantifiseres og sammenlignes med alternativene. Først da blir fordelene og skadene i energi- og entropibalansen for biologisk mangfold og sosiale konsekvenser tydelige. Naturvernforeninger tar til orde for større utvidelse av fornybar energi.

I utgangspunktet kan det sies at fornybar energi har bedre miljøbalanse sammenlignet med konvensjonelle former for energibruk. Dette kommer ikke minst til uttrykk i de betydelig lavere eksterne kostnadene for fornybar energi, som i energisektoren primært er forårsaket av miljø-, helse- og klimaskader (se nedenfor). Fornybare energier blir derfor ofte referert til som ren energi . Når det gjelder ikke-fornybar energi, er forbrenning av fossilt brensel derimot sterkt forurensende både lokalt og globalt på grunn av forbrenningsrester og klimagasser som oppstår . Ved å bytte energiforsyningen til et regenerativt energisystem, kan miljøforurensningen forårsaket av energisektoren reduseres.

solenergi

Solceller

I følge en studie av Peng et al., Den energiske amortiseringsperioden for solcelleanlegg er for tiden (fra 2013). globalt mellom 0,75 og 3,5 år, avhengig av beliggenhet og solcelle-teknologi som brukes. Gjennomsnittsverdien svinger i området fra 1,5 til 2,5 år. Dette betyr at solcelleanlegget i løpet av denne perioden igjen har hentet inn energien som ble konsumert gjennom hele livssyklusen. Det tas derfor hensyn til produksjonen av systemene, transport, konstruksjon, drift og demontering eller gjenvinning . De beregnede CO 2 -utslippene fra solcelleanlegg er, avhengig av teknologi og plassering, mellom 10,5 og 50 g CO 2 / kWh, med gjennomsnitt i området 35 til 45 g CO 2 / kWh. Studien antok 30 år for moduler basert på krystallinske silisiumceller og 20-25 år for tynnfilmmoduler, og 15 år for omformeren. Driften av energilagringssystemer eller reservekraftverk, som kan være nødvendig fra det samlede systemperspektivet, blir ikke tatt i betraktning.

Rundt fem kilo silisium kreves per kilowatt installert kapasitet (monokrystallinske og polykrystallinske celler). I tillegg, som med alle elektroniske komponenter, er det noen ganger giftige tungmetaller . Med silisium og CIGS- teknologier forblir disse stoffene imidlertid stort sett i fabrikken. Selve den ferdige solmodulen inneholder ingen giftige eller farlige stoffer og er et resirkulerbart materiale. Moduler basert på kadmiumtellurid inneholder giftige tungmetaller, men er også resirkulerbare.

Solcellepaneler

Metaller som kobber og aluminium anvendes i solceller solvarmesamlere . Den energiske avskrivningsperioden for et solvarmesystem er 12 til 24 måneder, dvs. Med andre ord, i løpet av denne tiden leverte samlerne samme mengde energi til varmesystemet som måtte brukes til produksjon etc. av systemet. Samlernes levetid er minst 30 år.

Vannkraft

Bygging av demninger og demninger er en massiv intervensjon i miljøet. Det oppdemmede vannet flommer over land som tidligere kunne brukes til andre formål. Hvis folk bodde der, må de flytte bort. I mange reservoarprosjekter skjedde det endringer i økosystemet, da sesongens vannstandssvingninger i elvene og transport av silt av elvene ble forstyrret. Et spesielt kjent eksempel er Lake Nasser (Nilen / Egypt).

I regioner med vannmangel er det konflikter med bruk mellom områdene oppstrøms og nedstrøms. For eksempel, Tadsjikistan demmer den Syr Darya (og sideelver) i sommer for å generere elektrisitet i vinter. Kasakhstan , som ligger nedstrøms, trenger vannet til jordbruket om sommeren. Et annet eksempel er Southeast Anatolia Project (22 demninger, 19 vannkraftanlegg og vanningssystemer langs de to elvene Eufrat og Tigris ), se Southeast Anatolia Project # Problemer med nabolandene .

Selv vannkraftverk forstyrrer "deres" elv. Imidlertid er de fleste europeiske elver oppdemmet for innlandsfart og til andre formål uansett (unngå flom og lite vann, og sørge for tilstrekkelig kjølevannsmengder for store kraftverk, f.eks. Atomkraftverk og fossile kraftverk, etc.).

Vindkraft

Vindparker blir sett kritisk på av landskapsvern og naturvern . På visse steder kan det være fare for fugler eller flaggermus (fugle- og flaggermusutslett) . I følge NABU dør rundt tusen fugler hvert år i Tyskland når de kolliderer med en vindturbin, noe som tilsvarer rundt 0,5 fugler per system og år. Derimot er det rundt fem til ti millioner fugler drept av veitrafikk og kraftledninger. Pålitelige dataserier for truede fuglearter som rød drage og hvit storke viser stabile bestander siden 1990-tallet, til tross for den betydelige utvidelsen av vindkraft.

Støy og infralydutvikling kan i prinsippet være belastende; I større avstander som er foreskrevet i loven, druknes imidlertid støyutslippene vanligvis ut i bakgrunnsstøyen, som i stor grad bestemmes av trafikk og industri så vel som lokal vind. "Diskoeffekten" forårsaket av refleksjon av solen på vindmøllene unngås nå fullstendig ved å påføre matte farger på vindbladene , men skyggelegging av rotorbladene kan også oppfattes negativt. Tidskontrollerte og solkontrollerte avstengningssystemer brukes til å minimere skygger, noe som begrenser skyggene til den maksimalt tillatte skyggetiden i henhold til loven om utslippskontroll på teoretisk 30 timer per år (tilsvarende omtrent 8 timer i reelle termer) og 30 minutter pr. dag.

I visse typer vindturbiner brukes neodym som byggemateriale for generatoren. Utvinningen av dette sjeldne metallet foregår overveiende i Kina og foregår der med metoder som skader både miljøet og arbeiderne. De tyske vindmølleprodusentene REpower Systems og Enercon understreker at de ikke bruker neodym i vindturbinene.

Bioenergi

Bioenergi omfatter bruk av faste, flytende og gassformede biogene energikilder, spesielt tre, landbruksprodukter ( energiavlinger ) og organisk avfall.

Forbrenning av biomasse kan utgjøre en risiko for menneskers helse hvis den utføres på åpen ild eller i ovner uten filtersystemer, da det dannes luftforurensende stoffer som nitrogenoksider , svoveldioksid og fint støv . I Tyskland er bruken i ovner, skorsteiner og andre systemer regulert i forordningen om små og mellomstore forbrenningssystemer (1. BImSchV) og foreskriver grenseverdier og forskjellige tiltak, for eksempel et filtersystem. (se også artikkel vedvarme )

Plassen som er tilgjengelig for dyrking av biomasse er begrenset. Samtidig er romeffektiviteten til biomasse ekstremt lav (mindre enn en tidel av solceller). Dette fører til en spenning mellom matdyrking og natur- og landskapsbeskyttelse (f.eks. Beskyttelse av biologisk mangfold ). For eksempel, mens bruk av jordbruksrester og avfall vanligvis anses å være uproblematisk, har intensiv dyrking av matvekster eller reservasjoner av dyrkingsarealer for egnede planter (f.eks. Mais og sukkerrør ) for produksjon av drivstoff kommet under kritikk. Spesielt palmeolje har blitt kritisert, ettersom tropiske regnskoger , som er rike på arter og fungerer som karbonlagre , blir ryddet for oljepalmeplantasjer, og det lagrede karbonet frigjøres igjen som CO 2 under skråstrek og brenning . (se artikkel konkurranse om land eller bruk og konkurranse om mat )

Fordelene med biodrivstoff blir også diskutert. For produksjon av rapsolje brukes for eksempel store mengder syntetisk gjødsel (mineralgjødsel) og plantevernmidler som forurenser mennesker og miljø. Så langt har det også vært et spørsmål om hvor stort bidraget til klimabeskyttelse er, siden for eksempel utslipp av svært sterk klimagass lystgass (rundt 300 ganger sterkere klimagass enn CO 2 ) forårsaket av nitrogengjødsling vanskelig å tallfeste. Det tyske akademiet for naturvitenskapelige forskere Leopoldina sertifiserer at biodrivstoff fra dyrkbare avlinger ikke har noen fordel når det gjelder CO 2 -utslipp sammenlignet med fossile brensler. Med lovkrav (EU- direktiv 2009/28 / EF (direktivet om fornybar energi) og implementering av det i tysk lov med biodrivstoffets bærekraftsforordning ), skal en mer bærekraftig produksjon av biodrivstoff sikres.

Det er håpet at andre generasjons biodrivstoff som fremdeles er under utvikling , som celluloseetanol og BtL-drivstoff, vil oppnå bedre økologiske balanser, siden de bruker hele planter og rester og dermed kan gi høyere avkastning per område enn de for tiden dominerende oljeplantene. Imidlertid er produksjonsprosessen mye mer kompleks enn den første generasjons biodrivstoff .

Biomasse er også egnet for å produsere hydrogen i en hydrogenøkonomi .

Geotermisk energi

Negative miljøpåvirkninger kan også forekomme med geotermisk energi. Når underjordiske varmevekslere stimuleres, kan seismiske hendelser forekomme, men de er for det meste under den merkbare grensen (desember 2006, Basel, styrke 3,4). Så langt har verken personskade eller strukturelle skader på bygninger blitt forårsaket hvor som helst i verden. I Basel ble imidlertid mindre skader med totalt 3 og 5 millioner franc (ca. 1,8 til 3,1 millioner euro) kompensert av forsikringsselskaper som en gest av goodwill. Prosjektet er avviklet. Ansvarlig ingeniør ble opprinnelig siktet, men deretter frikjent.
Under visse geologiske forhold som inneholder berglag som inneholder anhydrid , og antagelig feil utførelse av borearbeidet i næroverflate geotermiske prosjekter, kan det oppstå betydelige småskalahevinger av jordoverflaten, slik det skjedde i 2007 i Staufen .

Årsaker til å bytte til fornybar energi

Klimabeskyttelse

Elektrisitetsproduksjon fra brunkull i Jänschwalde kraftverk

Den energiske bruken av fossile brensler avgir store mengder karbondioksid (CO 2 ). Den menneskeskapte drivhuseffekten er hovedsakelig forårsaket av økningen i forbruket av fossilt brensel. Siden fornybar energi generelt slipper ut betydelig mindre mengder klimagasser , presser mange land rundt om i verden utvidelsen av fornybar energi med ambisiøse mål. Med utvidelsen av fornybar energi og det fossile drivstoffet som ble spart som et resultat, bør karbondioksidutslippene forårsaket av menneskelig økonomisk aktivitet reduseres.

Gjennomsnittlig karbondioksidekvivalent per kilowattime for kraftproduksjon
(g CO 2 ekv.) / kWh
Kullkraftverk 820
Gasskraftverk med kombinert syklus 490
Biomassekraftverk 230
Solcelleanlegg 41-48
Atomkraftverk 12. plass
Vindturbin 11-12

Utslipp av klimagasser skjer hovedsakelig under produksjon og i mindre grad under transport av systemene, fordi med dagens energimiks brukes energi fra fossile drivstoff fremdeles til dette, og selve operasjonen er utslippsfri. Imidlertid avskrives disse utslippene flere ganger i løpet av levetiden , slik at det må redegjøres for en betydelig nettobesparelse i klimagasser. I 2019 sparte fornybare energier i Tyskland 203 millioner tonn CO 2 , slik at mengden frigjort CO 2 -ekvivalenter ble redusert til 805 millioner tonn.

Et spesielt tilfelle er bioenergi, hvis bruk i termiske kraftverk , biogassanlegg eller som biodrivstoff i forbrenningsmotorer frigjør CO 2 . Dette var imidlertid tidligere bundet under veksten av plantene som ble brukt i løpet av fotosyntese , og derfor er bioenergien i prinsippet klimanøytral. I netto termer er de faktiske CO 2 -utslippene derfor begrenset til bruk av fossil energi til landbruks- og skogsmaskiner ( diesel ), mineralgjødselproduksjon og andre ting . Imidlertid må også utslippene av sterke klimagasser lystgass og metan , som kan frigjøres ved visse typer dyrking og bruk av biomasse, og som i dette tilfellet forverrer den samlede balansen mellom bioenergi, tas i betraktning.

En livssyklusvurdering kan brukes til å avgjøre om de håpet på økologiske fordeler gjelder i enkeltsaker. Bioenergi har for eksempel også negative effekter som arealforbruk, forbrenning av urskog for dyrking av soyabønner eller oljepalmer (og spesielt tilhørende reduksjon i biologisk mangfold ), energiintensiv produksjon av kunstgjødsel , bruk av herbicider og plantevernmidler , og den økte dyrking av monokulturer som for eksempel mais , er de positive effektene i motsetning.

Endelighet av fossile og kjernefysiske brensler

Forekomsten av fossilt brensel er endelig. Oljekrisen (oljeprissjokk) i 1973 ga en første smakebit på denne begrensningen, noe som førte til at pionerer for alternative energikilder som Amory Lovins fikk overraskende oppmerksomhet. Fordi det fossile energisystemet er basert på forbruk av begrensede lagre av energiressurser, kan det ikke vare, da energiressursene vil bli brukt opp etter en viss tidsperiode. Den rekke av fossilt brensel var i 2009 til 41 år for olje , 62 for naturgass og 124 år for kull verdsatt. I 2018 antok US Energy Information Administration at konvensjonell oljeproduksjon allerede hadde nådd "platået" for global oljeproduksjonsmaksimum ( toppolje ) i 2005, og at dette fortsatt pågår i dag (2019). Derimot anslås det at produksjonsmaksimumet for ukonvensjonell oljeproduksjon, for eksempel hydraulisk fraktur , vil bli nådd mellom 2050 og 2100.

I følge en produksjonsanalyse fra den økologisk orienterte Energy Watch Group , er det sannsynlig at rundt 2030 vil den globale oljeproduksjonen synke med rundt 40 prosent sammenlignet med 2012. Den europeiske gassproduksjonen har vært i tilbakegang siden 2000. Etter finansieringsmaksimumet forventes det at leveringsvolumet vil reduseres mens det globale energibehovet vil øke samtidig . Dette gjenspeiles i stigende priser. I følge en rapport fra statsregjeringen i Schleswig-Holstein om utviklingen i energiprisene steg for eksempel oljeprisen med rundt 290% og naturgassprisene med 110% mellom 1998 og 2012. Strømprisene økte med 50% i samme periode.

Uran og andre kjernefysiske drivstoff er også begrenset, og det er derfor kjernekraft ikke er et alternativ til fossilt brensel på grunn av dens begrensede ressurser. Det antas at hvis forbruket av dagens atomkraftverk forblir det samme, vil uranreservene være tilstrekkelig frem til rundt 2070. På grunn av denne begrensningen av fossile og kjernefysiske ressurser, er alternativer nødvendige på mellomlang sikt. Disse ressursene er bevart ved bruk av fornybare energikilder. En tidlig utvidelse av fornybare energier utvider overgangsfasen og kan dermed unngå en økonomisk nedadgående spiral og distribusjonskonflikter. Siden den kjemiske industrien er sterkt avhengig av råvaren råolje, sikrer bevaring av ressurser tilførsel av råvarer på lang sikt.

Fra et miljøhistorisk synspunkt representerer den industrielle epoken som startet med den industrielle revolusjonen et ustabilt system som ikke er bærekraftig i fysisk-energisk forstand. Faser av eksponentiell (materiell) vekst, slik de har skjedd siden begynnelsen av industrialiseringen, er i utgangspunktet bare mulig midlertidig, siden verden har fysiske grenser; permanent vekst er derfor fysisk umulig. Det fossilbaserte økonomiske systemet er derfor for tiden i en "banebrytende situasjon" med relativt energioverskudd, som igjen vil erstattes av energimangel etter at denne eksepsjonelle situasjonen har utløpt. Den engelske økonomiske historikeren Edward Anthony Wrigley peker også på denne historisk korte eksepsjonelle situasjonen, som ser den fortsatte avhengigheten av fossile brensler på bakgrunn av den begrensede naturen til fossile brensler og den globale oppvarmingen forårsaket av forbrenningen som en "vei til katastrofe".

Økonomisk evaluering

Importavhengighet

Utvidelsen av fornybar energi er også berettiget med redusert avhengighet av import og dermed økt forsyningssikkerhet, som også er ledsaget av en økning i innenlandsk merverdi. Politiske avhengigheter av enkeltstater (f.eks. Russland ), ustabile regioner (f.eks. Midtøsten ) eller individuelle selskaper eller karteller med stor makt ( Gazprom , OPEC ) bør også oppnås gjennom større energiautonomi gjennom fornybare energier og den tilhørende tilhørende diversifisering av ressursbase. I følge Verdens handelsorganisasjon (WTO) utgjorde drivstoffimporten 3.150 milliarder amerikanske dollar over hele verden i 2014. Dette gjenspeiles spesielt i handelsbalansen i fremvoksende og utviklingsland. I 2014 brukte India rundt en fjerdedel av importutgiftene sine på fossile brensler. I Pakistan var andelen 30 prosent, i Kina 14 prosent og i Tyskland 9 prosent.

Økonomisk vekst og verdiskaping

En studie fra FN ledet av Caio Koch-Weser, tidligere visepresident for Verdensbanken , kom til den konklusjonen i 2014 at den raske utvidelsen av fornybar energi og andre klimabeskyttelsestiltak gir økonomisk mening og stimulerer økonomisk vekst.

For Tyskland har det tyske instituttet for økonomisk forskning (DIW) vist at utvidelsen av fornybar energi fører til sterkere økonomisk vekst og økt forbruk. I følge dette vil bruttonasjonalproduktet i 2030 ligge rundt 3% over nivået som ville blitt oppnådd uten utvidelse av fornybar energi. Privatforbruk bør være 3,5% og private faste investeringer til og med 6,7% over nivået som ville oppstå hvis det ikke var utvidelse av fornybar energi. Disse beregningene er imidlertid basert på antagelsen om at overgangen til fornybar energi ikke vil føre til en forverring av internasjonal konkurranseevne på grunn av stigende energipriser. I et annet scenario, der det ble antatt svekket internasjonal konkurranseevne, er BNP i 2030 1,0% over nullscenariet, selv om studien ikke gir noen informasjon om antatt omfang av konkurranseforringelsen som dette resultatet oppnås under. DIW har undersøkt den økonomiske nettobalansen med en modell som også skildrer makroøkonomiske interaksjoner og internasjonale gjensidige avhengigheter. Grunnlaget for beregning av antatte utvidelsestall var ledelsesscenariet for det føderale miljødepartementet i 2009, som forutsier en andel fornybar energi i det tyske endelige energiforbruket på 32% i 2030.

arbeidsmarked

Rundt 9,4 millioner mennesker var sysselsatt i sektoren for fornybar energi over hele verden i 2015 (ca. 1,3 millioner flere enn i 2016 og ca. 2,9 millioner flere enn i 2013). I 2018 ble nesten 11 millioner direkte og indirekte jobber tildelt fornybar energi. En av tre av dem er i solcelleindustrien, etterfulgt av biodrivstoff og vannkraft. Cirka 40% var i Kina, 12% i Europa og Brasil, etterfulgt av USA og India. Det forventes 24,4 millioner jobber innen 2030.

Demokratisering av energiforsyningen

Overgangen til fornybar energi bør også fremme demokratisering av energiforsyningen. En måte å øke sosial deltakelse i energiforsyningen er å grunnlegge samfunnet energi borettslag , slik tilfellet er i enkelte land rundt om i verden. De siste årene har det blitt opprettet samfunnsenergikooperativer i en rekke land, særlig Canada , USA , Storbritannia , Danmark og Tyskland . Vanligvis følger innbyggernes energikooperativer over hele verden de syv prinsippene som ble vedtatt av International Co-operative Alliance i 1995 : Frivillig og åpent medlemskap, demokratisk medlemskontroll, økonomisk deltagelse av medlemmer, autonomi og uavhengighet, opplæring, videreutdanning og informasjon, samarbeid med andre kooperativer og tilrettelegging for samfunnet .

Bidrag til fredsbevaring

I en studie bestilt av Forbundsdepartementet for miljø, naturvern, bygging og kjernefysisk sikkerhet (BMUB) i 2007 antar Wuppertal institutt for klima, miljø, energi og Adelphi Consult at fornybar energi støtter utviklingen mot fred . Forbundsdepartementet for økonomisk samarbeid og utvikling (BMZ) tar også dette synet .

Økonomi og kostnader

Direkte kostnader

Konkurransekraften til de individuelle energiomdannelsesteknologiene avhenger i stor grad av energiproduksjonskostnadene , som skyldes investerings- og finansieringskostnadene under konstruksjonen , samt driftskostnadene inkludert vedlikehold og muligens drivstoffkostnader . Eksterne kostnader (se nedenfor) blir ikke tatt i betraktning når man beregner de nivåiserte kostnadene for elektrisitet , siden fastsettelsen av de nivåiserte energikostnadene innebærer virksomhet, ikke økonomiske kostnader. Mens de eksterne kostnadene til konvensjonelle kraftverk er relativt høye, er fornybar energi preget av lave eksterne kostnader. Med unntak av bruk av biomasse har de fleste fornybare energier ganske høye investeringskostnader og lave driftskostnader.

Forskere ved Stanford og Davis Universiteter har beregnet i en plan for en utslippsfri verden innen 2030 at den globale overgangen til vind-, vann- og solenergi vil koste rundt 100.000 milliarder amerikanske dollar, med geotermiske kraftverk og tidevannskraftverk under vannkraft og bølgekraftverk under vindkraft er oppført. Denne beregningen inkluderer kostnader for lagringskraftverk og tiltak for intelligent strømforbruk , men ikke infrastrukturen for distribusjon av strømmen. Kostnadene ved å holde seg til fossil-atomenergi ville være betydelig høyere, ifølge beregninger fra Energy Watch Group . I henhold til dette ble det brukt mellom 5500 og 7750 milliarder dollar over hele verden på fossil og kjernekraft i 2008; en økning på 20% i energiprisene vil øke utgiftene til nesten 10.000 milliarder dollar i året.

LCOE og konkurranseevne

Energikilde Strømproduksjon koster

i ct / kWh

Brunt kull 4.59-7.98
Hard kull 6,27-9,86
Kombinert syklus med naturgass 7,78-9,96
Naturgass gasturbinkraftverk 11.03-21.94
Kjernekraft 3.6-8.4
Vind / på land 3.99-8.23
Vind / offshore 7.49-13.79
Biogass (uten varmeutvinning) 10.14-14.74
Lite solcelleanleggstak 7.23-11.54
Storskala solcelleanleggstak 4,95-8,46
Stort solcelleanlegg åpent rom 3.71-6.77

I lang tid ble fornybare energier ansett for å være betydelig dyrere enn konvensjonelle energier. Spesielt solceller har lenge vært ansett som den dyreste formen for kraftproduksjon ved bruk av fornybar energi; et syn som i mellomtiden er foreldet på grunn av betydelige kostnadsreduksjoner i systemkomponentene.

Fra og med 2018 er både vindkraft på land og storskala solcelleanlegg på samme måte billig eller billigere enn brunkullkraftverk og gasskraftverk med kombinert syklus, mens småskala solcelleanlegg og havparker er enda dyrere. Det forventes at kostnadene for mest fornybar energi, med unntak av biogass, vil fortsette å synke, og at produksjon av fossil og kjernekraft vil ha en tendens til å bli stadig dyrere. Spesielt vindturbiner på land spiller derfor en viktig rolle for å dempe økningen i strømprisene. Omfanget av produksjonskostnader for fornybar energi er relativt høyt: den billigste formen for strømproduksjon er ofte energiomdannelse fra vannkraft , som derfor er etablert i lang tid. Nåværende nybygg har strømproduksjonskostnader på 2 til 8,3 ct / kWh, og det lavere området oppnås bare av store kraftverk.

I mars 2018 publiserte Fraunhofer Institute for solenergisystemer en oppdatert studie om strømproduksjonskostnadene til regenerative og konvensjonelle kraftverk. I henhold til dette er produksjonskostnadene for små solcelleanlegg i Tyskland 7,23 til 11,54 ct / kWh og for store taksystemer 4,95 til 8,46 ct / kWh. Frittstående systemer kommer til 3,71 til 6,77 ct / kWh, noe som gjør dem billigere enn konvensjonelle fossile drivstoffkraftverk. I regioner med høyere solstråling enn i Tyskland oppnås også gunstigere verdier. Dette betyr at produksjonskostnadene for solcelleanlegg ligger godt under sluttkundens strømpris, som i Tyskland var et gjennomsnitt på 29,23 ct / kWh i 2017, noe som betyr at nettparitet er oppnådd. Konkurransekraften til landvindmøller sammenlignet med konvensjonelle kraftverk er allerede oppnådd på gode steder, ifølge ekspertrapporten. Strømproduksjonskostnadene på land er mellom 3,99 ct / kWh og 8,23 ct / kWh og dermed i området brunkullkraftverk og under strømproduksjonskostnadene til gasskraftverk. Offshoreanlegg er derimot betydelig dyrere på grunn av høyere finansierings- og driftskostnader til tross for flere fullastetimer ; deres produksjonskostnader for strøm i 2018 er 7,49 til 13,79 ct / kWh. Solvarme kraftverk med integrert varmelagring for jevn strømproduksjon kan produsere strøm for 8,09 til 10,12 ct / kWh i jordens solbelte og er for tiden dyrere enn solcelleanlegg. Strømproduksjonskostnadene til biogassanlegg er mellom 10,14 og 14,74 ct / kWh. Studien forutsetter at kostnadene for de fleste fornybare energiene vil fortsette å falle innen 2035, med særlig solcelleanlegg og offshore vindkraft som fortsatt har et stort kostnadsbesparende potensial. Det forventes også kostnadsreduksjoner for vindkraft på land gjennom høyere fullastetimer og lavvindsystemer, mens det kun forventes et lavt kuttepotensial for biogass. Når det gjelder konvensjonelle kraftverk, går forfatterne blant annet. på grunn av fallende kapasitetsutnyttelse frem til 2035, en betydelig økning i nivåiserte strømkostnader.

En Prognos- studie bestilt av Agora Energiewende for å sammenligne kostnadene ved teknologier med lite karbon som ble funnet i begynnelsen av 2014, at strøm fra solcelleanlegg og vindkraftverk nå er opptil 50% billigere enn fra nye atomkraftverk. Den avgjørende faktoren her er de høye kostnadsreduksjonene i fornybar energi på opptil 80% siden 2009. Analysene er basert på tollsatsene for nye atomkraftverk i England og tollsatsene for grønn elektrisitet i samsvar med lov om fornybar energi i Tyskland. Produksjon av elektrisitet fra nye kullkraftverk med CO2-fangst og lagring er følgelig betydelig dyrere enn investeringer i fornybar energi og på samme nivå som atomkraftverk. I tillegg til kostnadene ved kraftproduksjon estimerte studien også kostnadene for et kraftproduksjonssystem der den væravhengige innmatingen fra vind og sol blir utlignet av gassfyrte reservekraftverk. I følge dette scenariet er en strømforsyning fra vind- og solkraftverk kombinert med gasskraftverk 20% billigere enn en kraftforsyning basert på kjernekraft.

Ifølge DIW ble kostnadene for fornybar energi ofte overvurdert tidligere og falt langt raskere enn forventet tidligere. For eksempel, i en rapport publisert i 2013, antok EU-kommisjonen kapitalkostnadene i 2050, hvorav noen allerede ville bli underbudt i dag.

Unngå eksterne kostnader

Eksterne kostnader i kraftproduksjon i Tyskland til 180 € / tCO2 eq (2019)
Energikilde ct / kWh
Brunt kull 20.81
Hard kull 18.79
naturgass 8,59
olje 20.06
Vannkraft 0,30
Vindkraft 0,28
Solceller 1,64
Biomasse 7,71

Når eksterne kostnader er verdifall, "som en tredjepart gjennom et prosjekt ofte blir lagt til allmennheten uten at vedkommende vil bli kompensert." I økonomien til dette begrepet ble introdusert for rundt 100 år siden av Arthur Cecil Pigou . I energisektoren ble de første omfattende undersøkelsene utført av Olav Hohmeyer rundt 1990 ; Siden da har hensynet til eksterne kostnader i energiomdannelse vært en kjernekomponent i miljø- og energipolitiske hensyn. Imidlertid forårsaker deres nøyaktige kvantifisering fortsatt problemer.

Fra et teoretisk og økonomisk synspunkt, når man vurderer forskjellige teknologier, må alle kostnader og fordeler som samfunnet påfører seg tas i betraktning . I tillegg til de direkte produksjonskostnadene medfører også energiproduksjon eksterne kostnader, dvs. kostnader som ikke avregnes via energiprisen, men som skal bæres av skattebetaleren eller andre deler av samfunnet. Disse inkluderer for eksempel kostnadene forårsaket av utslipp av forurensende stoffer og karbondioksid eller kostnadene som følge av risikoen ved bruk av kjernekraft. I energisektoren skyldes eksterne kostnader hovedsakelig miljø-, helse- og klimaskader. I utgangspunktet gjenspeiler ikke kostnadene ved konvensjonell energiforsyning de eksterne kostnadene som faktisk er forårsaket av denne formen for energibruk. Selv om eksterne kostnader også oppstår ved bruk av fornybar energi, er disse betydelig lavere enn ved bruk av konvensjonelle energikilder. Dette forvrenger den økonomiske konkurransen mellom fornybar energi og konvensjonelle energikilder på bekostning av regenerative energier.

Hvis markedet , som det er målet med liberalisering , er å finne den mest økonomiske produksjonsmåten, er det viktig at alle faktorer som forvrider konkurransen unngås, og at sanne kostnader etableres ved å internalisere alle eksterne faktorer. Hvis dette ikke skjer, kan effektivitetsfordelene ved et liberalisert marked negeres av negative effekter på miljøet. Alternativer for å produsere denne sanne kostnaden er insentivavgifter som B. en CO2-avgift eller et fungerende system for handel med utslipp . Disse nødvendige mekanismene setter grenser for et helt fritt energimarked. Så langt (april 2014) har disse eksterne effektene bare blitt internalisert i liten grad; full internalisering er ikke forutsigbar. Siden det er en markedssvikt, krever internalisering vanligvis statlig inngripen, der både markedsøkonomi og regulatoriske tiltak kommer i tvil.

I følge Ecofys- studien på vegne av EUs energikommisjonær Günther Oettinger utgjør de eksterne kostnadene for energiforsyning i EU 150 til 310 milliarder euro i 2012, inkludert Tyskland med 42 milliarder euro, som i stor grad er (45%) høykullet -fyrt kraftproduksjon. Kull har eksterne oppfølgingskostnader på 140 euro per megawattime, naturgass 60 euro, solenergi 20 euro, biomasse 25 euro, vindkraft nær null.

I 2011 unngikk fornybar energi innen elektrisitet, drivstoff og oppvarming eksterne kostnader på rundt 8,9 milliarder euro, og drivstoffimport på 2,9 milliarder euro ble unngått. Med rundt 8 milliarder euro skjedde den største unngåelsen av eksterne kostnader i elsektoren.

Prissenkende effekt på strømbørsen

Prissettingen på strømbørsen er ikke basert på kostnadene for produksjon av strøm, men på marginalkostnadene til kraftverkene som tilbyr den, dvs. H. til de respektive variable kostnadene. Marginalkostnader er merkostnadene som oppstår ved en økning i produksjonen . For det meste skyldes de drivstoffkostnadene til et kraftverk og kostnadene for utslippsrettigheter . Konseptet med marginalkostnader kommer fra forretningsstudiene og spiller i sammenheng med meritebestillingen (engelsk for ordre for ytelse / inntjening ) som er angitt for bruk av sekvensene til kraftverkene for strømproduksjon for fornybar energi, en viktig rolle. Å bestemme den eksakte mengden av marginalkostnadene til et kraftverk er problematisk, siden marginalkostnadene i stor grad avhenger av utnyttelsesgraden til et kraftverk.

Fra og med de laveste marginalkostnadene blir kraftverk med høyere marginalkostnader slått på på strømmarkedet til etterspørselen er oppfylt. I tillegg avhenger imidlertid marginalkostnadene av varigheten av den forestående tilkoblingen eller frakoblingen til operatøren. For en stor del av baselastkraftverkene bestemmes imidlertid ikke rekkefølgen for drift på spotmarkedet , men heller forventet på futuresmarkedet , slik at baselastkraftverk fortsetter å mates i forholdsvis høye produksjoner selv på dager med høy innmating av sol og vindkraft til tross for høyere marginale kostnader. På solfylte og vindfulle dager blir tilførselen av sol- og vindkraft på spotmarkedet da ikke matchet med tilstrekkelig etterspørsel etter elektrisitet (fordi dette allerede i stor grad er tilfredsstilt på futuresmarkedet). Overforbruk av elektrisitet i spotmarkedet kan da føre til negative valutakurser. Disse påvirker nesten utelukkende strøm fra fornybar energi, men ikke elektrisitet fra baselastkraftverk som tidligere ble solgt på futuresmarkedet.

Siden det ikke påløper drivstoffkostnader når det genereres fornybar energi, og vedlikeholdskostnadene neppe øker med en "ekstra" bruk av energiproduksjonssystemet, har de marginale kostnadene for fornybar energi en tendens til null. Bare forbrenning eller forgassning av biomasse eller lagringsgass forårsaker drivstoffkostnader.

Strømprisen på strømbørsen hadde steget kontinuerlig frem til 2008, og i 2008 nådde den maksimalt 8,279 cent / kWh. Prisen på strøm har falt betydelig, blant annet på grunn av økt bruk av fornybar energi.

Verdensomspennende utvidelse av fornybar energi

Installert kapasitet for fornybar energi
Område [enhet] 2003 2013 2017 2018 2019
Elektrisitetssektoren [ GW ]
Vannkraft 715 1000 1114 1135 1150
EE totalt uten vannkraft 85 560 1081 1252 1437
hvorav bioenergi <36 88 122 131 139
Geotermiske kraftverk 8.9 12. plass 12.8 13.2 13.9
Solceller 2.6 139 402 512 627
Solvarme kraftverk 0,4 3.4 4.9 5.6 6.2
Vindkraft 48 318 539 591 651
Varmesektor [GW th ]
Solvarme (varmt vann) 98 326 472 495 504
Transportsektoren [millioner m³ / a]
Bioetanol 28.5 87.2 106 111 114
Biodiesel 2.4 26.3 31 47 53.5

I mange land er det for tiden en sterk utvidelse av fornybar energi. I tillegg til de klassiske områdene vannkraft og bioenergi , påvirker dette spesielt områdene vindenergi og solenergi, som fremdeles var ubetydelige i det 20. århundre .

De to institusjonene IEA og IRENA har en fremtredende posisjon i internasjonal rapportering om fornybar energis rolle og potensial . Mens grunnleggelsen av IEA i 1973 var en reaksjon på oljekrisen, fant stiftelseskonferansen til IRENA ikke sted i Bonn før begynnelsen av 2009, selv om dens historie begynner med Brandt-rapporten publisert i 1980 . I tillegg til disse publikasjonene publiserer regjeringsforumet REN21 regelmessig statusrapporter om den globale utvidelsen av fornybar energi. Den årlige “Global Status Report” regnes som standardarbeidet for sektoren for fornybar energi.

I følge denne rapporten hadde minst 138 land i begynnelsen av 2014 politiske mål for utvidelse av fornybar energi eller lignende forskrifter, hvorav 95 var nye eller utviklingsland . I 2005 var det 55 stater. Mens vindenergi for tiden brukes i minst 83 land rundt om i verden, er solcelleanlegg installert i over 100 land. Visse fornybare energier har vært konkurransedyktige i noen regioner senest siden 2012, og kan produsere strøm der billigere enn fossile brenselsystemer.

Nye investeringer i fornybar energi over hele verden (årlig) i milliarder dollar

2010-2015

Verdensomspennende installert kapasitet for solenergi og vindenergi

Andelen fornybar energi i det globale endelige energibehovet var rundt 16% mellom 2010 og 2015. Med> 8% sto nesten halvparten av dette for tradisjonell bruk av biomasse , mens moderne fornybar energi ga opptil 10%. Resten av den endelige energien ble dekket av fossile brensler og kjernekraft .

Globale statlige subsidier for fornybar energi i 2012 var rundt 100 milliarder dollar. Til sammenligning: I samme periode ble fossile brensler fremmet direkte med 544 milliarder dollar og indirekte med ikke-prising av miljø- og helseskader, ifølge International Energy Agency (IEA).
Topp 10 investorer over hele verden innen fornybar energi i 2012 :

BrasilienSüdafrikaIndienVereinigtes KönigreichItalienJapanDeutschlandVereinigte StaatenVolksrepublik China

I elsektoren anslås andelen fornybare energier over hele verden til 22,1% i 2013, mens 77,9% av elektrisk energi ble produsert av fossilt brensel og kjernekraft. Den viktigste regenerative energikilden var derfor vannkraft, som dekket 16,4% av verdens strømbehov. Vindenergi ga 2,9% av elektrisiteten, biomasse 1,8% og solceller 0,7%, andre fornybare energikilder oppnådde 0,4%. I absolutte tall var fornybar strømproduksjon rundt 5 070 TWh .

Også i 2013 var utvidelsen av kapasiteten til regenerativ kraftverk hovedsakelig begrenset til vannkraft, vindenergi og solceller. En tredjedel av utvidelsen skyldtes vannkraft (40 GW), en tredjedel til solceller (39 GW), som for første gang registrerte en høyere kapasitetsøkning enn vindkraft (35 GW). Landene med høyest installert kraftproduksjonskapasitet er Kina, USA, Brasil, Canada og Tyskland. For første gang i 2013 oversteg den nylig installerte kapasiteten til fornybare energisystemer i Kina den for kjernekraftverk og fossile drivstoffkraftverk. I 2013 oversteg den nylig installerte kapasiteten til fornybar energi i EU igjen kapasiteten til konvensjonelle kraftverk.

De elektrisitet produksjonskostnadene av fornybar energi som landbasert vindkraft og spesielt Solcellepanel har falt kraftig i løpet av de siste to tiårene (se nedenfor). Siden 2009 har kostnadene for vindkraft falt med rundt en tredjedel og kostnadene for solceller med 80%. I mellomtiden kan vindturbiner og solprosjekter implementeres i forskjellige land under gunstige forhold uten økonomisk støtte. Som et resultat økte antallet investeringer i fornybar energi betydelig. Prisene på fornybar energi har falt raskere og sterkere enn forventet de siste årene, spesielt for solceller. Fornybar energi utgjorde 56 prosent av den nye globale produksjonskapasiteten i 2013. Rundt halvparten av investeringene kom fra fremvoksende land og utviklingsland. For første gang i 2014 bygde Kina mer kapasitet i sektoren for fornybar energi enn i kullsektoren. I India har vindkraftkapasiteten blitt tidoblet de siste ti årene, drevet av kraftig lavere kostnader.

Investeringene i fornybar energi har økt i økende tempo i årevis. I 2015 ble 329,3 milliarder dollar investert i fornybar energi over hele verden. Dette betyr at investeringene økte med 4% sammenlignet med året før, til tross for lavere olje- og gasspriser samt lavere kostnader for fornybar energi. I tillegg ble det installert 30 prosent mer vind- og solenergi enn i 2014. 65% av alle globale investeringer i energibransjen gikk til fornybar energi. Bare i Europa kollapset investeringene igjen i 2015. Globale nye investeringer i fornybar energi overgikk allerede investeringene i konvensjonell sektor i 2014. Bare i elsektoren ble det investert dobbelt så mye i sol-, vind- og vannkraft i fjor (ca 265 milliarder amerikanske dollar) som i nye kull- og gasskraftverk til sammen (ca. 130 milliarder amerikanske dollar). Samtidig bidro de med 7,7 millioner jobber mer til global sysselsetting enn konvensjonelle energier. Tyskland rangerte 5. når det gjelder investeringer (2014). Kina og Japan investerte hovedsakelig i solsystemer, Europa i havparker . I 2013 ble det investert totalt 1,6 billioner dollar i energisektoren over hele verden, hvorav mer enn 1 billion til fossile brensler og kraftverk og 250 milliarder til fornybar energi. I løpet av hele perioden 2000–2013 ble rundt 57% av investeringene over hele verden gjort i fornybar energisektor, mens 40% gikk til fossile drivstoffkraftverk og 3% til atomkraftverk. I følge Allianz Climate & Energy Monitor 2016 vil G20- landene trenge investeringer på rundt 710 milliarder dollar årlig frem til 2035 for å oppfylle FNs klimamål satt i Paris . De mest attraktive landene for investorer er Tyskland, Storbritannia, Frankrike og Kina.

Rundt 147 gigawatt (GW) fornybar energi ble nylig installert i 2015 - den største økningen innen ett år til dags dato - og dekker totalt 19 prosent av verdens energibehov. De største kapasitetsøkningene ble registrert for vindenergi (63 GW), solceller (50 GW) og vannkraft (28 GW).

Prognoser

Når jeg ser tilbake, har prognosene og scenariene de siste tiårene systematisk undervurdert potensialet til fornybar energi, ofte veldig alvorlig. I tillegg til kritikere av energiovergangen undervurderte støttespillere ofte veksten av fornybare energier.

Prognosene fra EU og EU og International Energy Agency (IEA) avviker spesielt sterkt fra den faktiske utviklingen. Verdiene antatt for 2020 i EUs "Primes" -studie som ble presentert i 1994, ble allerede overskredet betydelig i 2008. I sin World Energy Outlook 2002 forventet IEA en økning i produksjonen av vindkraft til 100 GW i 2020. I 2008, noen år etter at prognosen ble publisert, overskred den faktiske installerte kapasiteten denne verdien med mer enn 20% og var ved utgangen av 2014 allerede 369 GW. En studie publisert i 2015 av Energy Watch Group og Lappeenranta University of Technology fant at IEA regelmessig undervurderte veksten av solceller og vindenergi mellom 1994 og 2014. Anslagene for solceller som ble gitt av IEA i 2010 for 2024 ble derfor allerede oppnådd i januar 2015 (180 GW), som overgår IEA-prognosen for 2015 med en faktor på tre. Tilsvarende har IEA regelmessig overvurdert viktigheten av kull, olje og atomkraft. Til tross for en nedgang i atomkraft, fortsetter IEA å forvente en årlig vekst på rundt 10 GW det neste tiåret.

Globalt forventer den internasjonale organisasjonen for fornybare energier (IRENA) at andelen fornybare energier vil dobles innen 2030. Finansanalytikeren Bloomberg New Energy Finance ser et såkalt vippepunkt for vind- og solenergi: prisene på vind og solenergi er i de siste årene og i januar 2014 var det allerede under prisene på konvensjonell strømproduksjon i noen områder eller deler av verden. Prisene vil fortsette å synke. Kraftnettene er utvidet kraftig over hele verden, slik at de nå også kan motta og distribuere strøm fra fornybar energi. Fornybar energi har også sørget for at strømprisene har kommet under stort press over hele verden. Fornybar energi mottas også entusiastisk av forbrukerne. Denne systemendringen skulle allerede være åpenbar for et stort antall mennesker i 2014.

I januar 2014 forutslo Deutsche Bank sterk vekst innen solceller. Rutenettparitet er oppnådd i minst 19 markeder over hele verden. Prisene på solceller vil fortsette å falle. Forretningsmodeller utover innmatingstariffer vil i økende grad seire. Den videre veksten skyldes at solceller blir mer og mer konkurransedyktige.

Studien Energy [r] evolusjon av Greenpeace International, Global Wind Energy Council (GWEC) og SolarPower Europe, som ble utviklet sammen med det tyske luftfartssenteret (DLR), antar at det er teknisk mulig og økonomisk attraktivt og at det kan skape millioner av nye jobber for å konvertere den globale energiforsyningen til fornybar energi innen 2050. Modelleringsstudien publisert i april 2019 av Energy Watch Group og gruppen ledet av Christian Breyer ved Det tekniske universitetet i Lappeenranta skisserer et 1,5 ° C-scenario med et kostnadseffektivt, sektorovergripende globalt 100% fornybart energisystem basert på et høyt en rekke teknologier, som ikke inkluderer negative CO 2 -utslippsteknologier. Områdene elektrisitet, varme, trafikk og avsaltning av sjøvann fram til 2050 blir vurdert.

Fornybar energi vokser i mange utviklingsland. I Sierra Leone skal for eksempel rundt en fjerdedel av elektrisiteten som produseres komme fra fornybar energi innen utgangen av 2016. Vest-Afrikas største solpark med en kapasitet på 6 MW skal bygges i nærheten av hovedstaden Freetown . Solenergi spiller også en stadig viktigere rolle i gatebelysning, for eksempel i Koindu , i en tilstand med flere tiår med underforsyning.

Den gruvedrift fornybar energi vil true med en økning i etterspørselen etter fornybar energi miljøvern ifølge en studie tenkt strategisk hvorfor planlegging nødvendig ble. Forskerne publiserer et verdenskart for de tilsvarende områdene, samt estimater av andelen arealoverlapping med miljøvernområder.

Situasjonen i enkeltstater

Europa

Fornybar energi spiller en viktig og voksende rolle i energisystemet i landene og EU i Europa . Den energien overgangen blir utført på en annen måte i de enkelte landene . Andelen energi fra fornybare kilder i brutto endelig energiforbruk var 18% i 2018. Det er dobbelt så høyt som andelen i 2004 med 8,5%.

Tyskland

Andel vindkraft og solceller i tysk strømproduksjon (logaritmisk)

I Tyskland forstås utvidelse av fornybar energi og effektiv bruk som en del av energiomstillingen . I 2019 var andelen fornybar energi 17,4%. Spesielt elsektoren har omgjort til fornybar energi mer og mer siden årtusenskiftet. Vindenergi utgjør den største delen av brutto fornybar kraftproduksjon.

Frankrike

I juli 2015 ble det besluttet i Frankrike å tilby statsfinansieringsalternativer for fornybar energi. Vindparker til havs og elbiler skal for eksempel finansieres med totalt 400 millioner euro. Den franske regjeringen sikter til at 40 prosent av elektrisiteten skal komme fra fornybare kilder innen 2030 og at energiforbruket skal halvere innen 2050.

Østerrike

I Østerrike kommer rundt en tredjedel av det endelige bruttoenergiforbruket fra fornybare energikilder. Vannkraft er den viktigste fornybare energikilden.

Sveits

Andel av strømproduksjon

Vannkraft har blitt brukt intensivt i Sveits i flere tiår på grunn av dens gunstige naturlige fundament. De sveitsiske pumpekraftverkene importerer billig strøm for å pumpe vann opp i magasinene og foredle det til høye priser. En stor del av denne strømmen kommer fra ikke-fornybare energikilder. Pumpekraftverk er ikke deklarert som fornybar energi i seg selv . Den kostnadsdekkende innmatingstariffen (KEV) for alle fornybare energikilder ble innført i 2009.

Elektrisitetsproduksjon i Sveits i GWh
år land
produksjon
Vannkraft Vindkraft Tre Biogass Solceller
2019 71.894 40.556 56,4% 146 0,20% 313 0,44% 372 0,52% 2.178 3,03%
2018 67,558 37.428 55,4% 122 0,21% 290 0,43% 352 0,52% 1.945 2,88%
2017 61,487 36,666 59,6% 133 0,22% 322 0,52% 334 0,54% 1.683 2,74%
2016 61.616 36 326 59,0% 109 0,18% 223 0,36% 320 0,52% 1.333 2,16%
2015 65.957 39,486 59,9% 110 0,17% 184 0,29% 303 0,46% 1.119 1,69%
2014 69,633 39.308 56,5% 101 0,15% 273 0,39% 292 0,42% 842 1,21%
2013 68,312 39.572 57,9% 90 0,14% 278 0,41% 281 0,41% 500 0,73%
2012 68.019 39.906 58,7% 88 0,13% 251 0,37% 262 0,39% 299 0,44%
2011 62,881 33,795 53,7% 70 0,11% 193 0,31% 230 0,37% 168 0,27%
2010 66,252 37.450 56,5% 37 0,06% 137 0,21% 210 0,32% 94 0,14%
2009 66.494 37.136 55,8% 23 154 191 54
2008 66.967 37.559 56,1% 19. 131 179 37
2007 65,916 36,373 55,2% 16 92 193 29
2006 62.141 32,557 52,4% 15. 44 155 24
2005 57 918 32 759 56,6% 8. plass 33 146 21
2000 65,348 37 851 57,9% 3 14. 149 11
1990 54 074 30.675 56,8% 0 Sjette 80 1
godkjennelse

I Sveits støtter 78% av innbyggerne i vindparker bruk av vindenergi, 6% avviser det. Over en tredjedel av motstanderne (36%) er personlig mot bruk av vindkraft (for eksempel i et borgerinitiativ eller med protestbrev), mens bare 6% av tilhengerne aktivt kjemper for bruken av den. Godkjenningen øker med bedre involvering av befolkningen i planleggingsfasen. 76% av innbyggerne føler seg ikke i det hele tatt eller bare lett forstyrret av vindenergien, 18% moderat til sterk, men uten å utvikle symptomer på stress. 6% sa at de led av symptomer på stress. Samtykket til bruk av vindenergi var større blant innbyggerne i vindparker enn på steder med potensielle steder, der det imidlertid ikke er installert noen vindturbiner ennå. Energistrategien 2050 ble vedtatt i en folkeavstemning 21. mai 2017 . Tilskudd for å fremme systemer for bærekraftig energiproduksjon er utbetalt siden 2018 . I 2019 utgjorde disse subsidiene i underkant av 1,4 milliarder CHF .

Markedsføring av solsystemer i Sveits

I Sveits finansieres operatører av solcelleanlegg av den føderale regjeringen. Det kostnadsorienterte feed-in tariff-systemet (EVS) finansieres av et nettverksavgift som betales av alle kunder for hver forbrukte kilowatt-time. På denne måten bør EVS garantere alle produsenter av fornybar elektrisitet en rimelig pris. I tillegg har operatører av solcelleanlegg muligheten til å motta en fast engangsbetaling (EIV). Engangsgodtgjørelsen er en engangs investeringsstøtte for å fremme mindre solcelleanlegg. Det utgjør opptil 30% av investeringskostnadene. Det skilles mellom engangsgodtgjørelse for små systemer (KLEIV) og engangsgodtgjørelse for store systemer (GREIV).

Energileverandørene fremmer også solcelleanlegg gjennom innmatingstariffer. Spesielt operatører av mindre solcelleanlegg drar nytte av dette. I tillegg tilbyr noen kantoner og kommuner også finansiering.

Oversikt over finansieringstiltak etter anleggsstørrelse
Måle Plante størrelse forfremmelse
Kostnadsdekkende innmatingstariff (KEV) fra 10 kW 15 - 22 RP / kWh (til 2022)
Kostnadsorientert feed-in tariff system (EVS) fra 100 kW Orientering mot produksjonskostnader
Engangs godtgjørelse for små systemer (KL-EIV) opptil 100 kW opptil 30% av investeringskostnadene
Engangs godtgjørelse for store systemer (GR-EIV) fra 100 kW opptil 30% av investeringskostnadene
Innmatingstariff av E-Werk spiller ingen rolle 5 - 23 Rp / kWh

forente stater

I De forente stater er andelen fornybare energikilder i primærenergiproduksjonen rundt 11% og 17% i elektrisitetsproduksjonen. Den vannkraft er i dag den største produsent av fornybar elektrisitet i landet og i 2016 rundt 6,5% av all elektrisitet i landet.

Kina

I Kina kommer litt over 10% av primærenergiforbruket fra fornybare energikilder. I en global sammenligning investerer Folkerepublikken mest i utvikling av fornybar energi. For å holde tritt med den raske utviklingen i energiforbruket, har regjeringen stilt mer og mer på fornybar energi siden begynnelsen av 2000-tallet.

India

I 2015 kunngjorde den indiske regjeringen at de ønsket å oppnå 40 prosent av installert energiproduksjon fra ikke-fossile drivstoff innen 2030. Dette betyr en firedobling sammenlignet med dagens nivå.

Se også

litteratur

Bøker

Essays og studier

Politiske retningslinjer

weblenker

Commons : Renewable Energy  - Samling av bilder, videoer og lydfiler

Individuelle bevis

  1. a b Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s. 34.
  2. Anette Regelous, Jan-Peter Meyn: Fornybare energier - et fysisk hensyn. I: Fysikkdidaktikk , vårkonferanse. Hentet 23. august 2014 . Münster 2011, Institute of Physics, Didactics of Physics, FAU Erlangen-Nürnberg , Erlangen
  3. Om oss. I: Bærekraftig energi for alle. FN, 19. juni 2012.
  4. Internasjonal organisasjon for fornybare energier : Definisjon i henhold til artikkel III i vedtektene fra 26. januar 2009 ( Federal Law Gazette II s. 636 , tospråklig).
  5. a b c d FORNYBARHETER 2020 GLOBAL STATUS RAPPORT. I: https://www.ren21.net/ . REN21, åpnet 23. januar 2021 .
  6. Valentin Crastan : Elektrisk energiforsyning 2 . Berlin / Heidelberg 2012, s. 192.
  7. ^ Benjamin Biegel, Lars Henrik Hansen, Jakob Stoustrup, Palle Andersen, Silas Harbo: Verdien av fleksibelt forbruk i strømmarkedene . I: Energi . 66, 2014, s. 354-362, doi: 10.1016 / j.energi.2013.12.041 .
  8. a b Fornybar global rapport. (PDF; 14,8 MB) REN21 , s. 31–32 , åpnet 10. juli 2019 (engelsk).
  9. Wolfgang W. Oste: Energi er ikke fornybar: En innføring i termodynamikk, elektromagnetisme og fluidmekanikk. (essensielle) Springer Spectrum, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-07634-4 .
  10. Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (red.): Fornybare energier. Systemteknologi, økonomi, miljøaspekter . Berlin / Heidelberg 2006, s.4.
  11. Valentin Crastan : Elektrisk energiforsyning 2 . Berlin / Heidelberg 2012, s. 13.
  12. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s.53.
  13. IEA: World Energy Outlook 2020. Rapportuttrekk: Outlook for elektrisitet. International Energy Agency , 21. november 2014, åpnet 22. mai 2021 . World Energy Outlook 2014
  14. IPCC: Spesiell rapport om fornybare energikilder og klimatiltak . Del II Sammendrag for politiske beslutningstakere. Ed.: O. Edenhofer, R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow. Cambridge University Press, Cambridge, UK 2012, ISBN 978-1-107-02340-6 , pp. 20 ( ipcc.ch [PDF; åpnet 22. mai 2021]): “Den globale primærenergiforsyningsandelen til RE skiller seg betydelig mellom scenariene. Mer enn halvparten av scenariene viser et bidrag fra VE utover en andel på 17% av primærenergiforsyningen i 2030 og stiger til mer enn 27% i 2050. Scenariene med de høyeste VE-andelene når omtrent 43% i 2030 og 77% i 2050. "
  15. Data fra det tyske luftfartssenteret (DLR) 2005
  16. Valentin Crastan : Elektrisk energiforsyning 2 . Berlin / Heidelberg 2012, s. 12.
  17. Un Fraunhofer IWS: Dynamisk simulering av strømforsyningen i Tyskland i henhold til utvidelsesscenariet for fornybar energisektor (PDF; 2,3 MB), sluttrapport fra desember 2009.
  18. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s.39.
  19. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s.49.
  20. Julie Ayling, Neil Gunningham: Ikke-statlig styring og klimapolitikk: bevegelsen for salg av fossile brensler . I: Klimapolitikk . 2015, doi : 10.1080 / 14693062.2015.1094729 .
  21. a b Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s.54.
  22. Weert Canzler , Andreas Knie : Smarte nettverk. Hvordan energi- og transportomslagene lykkes . München 2013, s. 51 f.
  23. Joachim Nitsch , Frithjof Staiß: Perspektiver av et solenerginettverk for Europa og Middelhavsområdet . i: Hans-Günther Brauch: Energipolitikk. Teknisk utvikling, politiske strategier, konsepter for handling på fornybar energi og rasjonell bruk av energi . Berlin / Heidelberg 1997, 473-486, s. 473.
  24. Reuters: Desertec på slutten: Drømmen om ørkenstrøm har mislyktes . Desertec på slutten. I: FAZ.NET . Frankfurter Allgemeine Zeitung, 14. oktober 2014, ISSN  0174-4909 ( faz.net [åpnet 27. juni 2020]).
  25. Spyros Chatzivasileiadis, Damien Ernst, Göran Andersson: The Global Grid. I: Fornybar energi. 57, 2013, s. 372-383, doi: 10.1016 / j.renene.2013.01.032 .
  26. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. Hanser, München 2013, s. 168. ISBN 978-3-446-42732-7 .
  27. Reinhard Mackensen: Utfordringer og løsninger for en regenerativ strømforsyning i Tyskland. Kassel University Press, Kassel 2011, ISBN 978-3-86219-187-1 (også avhandling ved University of Kassel 2011).
  28. Nina Scheer: Kommunal energiforsyning trenger kommunal designsikkerhet. Nåværende endring i § 46 EnWG må styrke kommunene. www.eurosolar.de, 2016, arkivert fra originalen 10. august 2016 ; tilgang 29. juni 2016 : "Et stadig mer reflektert område er sektorkoblingen: Kobling av områdene elektrisitet, varme og transport åpner for flere designalternativer for energiproduksjon og forsyning."
  29. Jochen Flasbarth i et intervju med SOLARZEITALTER: Om mulighetene for fornybar energi etter klimatoppmøtet i Paris. Intervju med Jochen Flasbarth. www.eurosolar.de, 2016, arkivert fra originalen 10. august 2016 ; åpnet 9. mars 2016 : “Jeg anser diskusjoner som tar sikte på å bremse utvidelsen av fornybar energi betydelig, som dødelige. Spesielt nå, når det blir stadig tydeligere at vi forutsigbart vil trenge ekstra mengder elektrisitet i transport- og oppvarmingssektoren via mulighetene som ligger i sektoren kobling, ville det være et helt feil signal. "
  30. Hans-Martin Henning , Andreas Palzer: 100% fornybar energi for strøm og varme i Tyskland. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, 12. november 2012, åpnet 1. juni 2018 .
  31. Weert Canzler , Andreas Knie : Smarte nettverk. Hvordan energi- og transportomslagene lykkes . München 2013, s.47.
  32. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2015, s. 393.
  33. Stefan Weitemeyer, David Kleinhans, Thomas Vogt, Carsten Agert, Integrering av fornybare energikilder i fremtidige kraftsystemer: Lagringens rolle . I: Fornybar energi 75, (2015), 14-20, doi: 10.1016 / j.renene.2014.09.028 .
  34. A. Moser, N. Red Ring, W. Wellßow, H. Pluntke: Ytterligere behov for lagring av 2020 tidligst . Elektroteknikk og informasjonsteknologi 130, (2013) 75–80, s. 79, doi: 10.1007 / s00502-013-0136-2
  35. Rådgivende råd for miljøspørsmål (2010): 100% fornybar strømforsyning innen 2050: klimavennlig , trygg, rimelig. ( Memento av 18. oktober 2011 i Internet Archive ) (PDF; 3,4 MB) s. 62.
  36. ^ Anne Therese Gullberg, Dörte Ohlhorst, Miranda Schreurs, Mot en fremtid med lav karbonenergi e Fornybar energisamarbeid mellom Tyskland og Norge . I: Fornybar energi 68, (2014), 216–222, doi: 10.1016 / j.renene.2014.02.001
  37. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s. 374.
  38. ^ Dan Gao, Dongfang Jiang, Pei Liu, Zheng Li, Sangao Hu, Hong Xu: Et integrert energilagringssystem basert på hydrogenlagring: Prosesskonfigurasjon og casestudier med vindkraft . Energi 66 (2014) 332-341 doi: 10.1016 / j.energy.2014.01.095 .
  39. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s. 373.
  40. Se Klaus Heuck / Klaus-Dieter Dettmann / Detlef Schulz: Elektrisk energiforsyning. Produksjon, overføring og elektrisk energi for studier og praksis . 8. reviderte og oppdaterte utgave, Wiesbaden 2010, s. 57.
  41. Kaspar, F., Borsche, M., Pfeifroth, U., Trentmann, J., Drücke, J., Becker, P:. En klimatisk vurdering av effekter og balansering mindre risiko for solceller og vind energi i Tyskland og Europa , Adv. Sci. Res., 16, 119-128, 2019; DOI: 10.5194 / asr-16-119-2019
  42. Se Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (red.): Fornybare energier. Systemteknologi, økonomi, miljøaspekter . Berlin / Heidelberg 2006, s. 534-537.
  43. Federal Network Agency: Monitoring Report 2012. Bonn, november 2012; Kontor for energiøkonomi og teknisk planlegging (BET): Kapasitetsmarked. Rammebetingelser, nødvendighet og sentrale punkter i et design. Aachen, september 2011.
  44. DIW: Fornybar energi: Overskudd er et løst problem. Ukesrapport nr. 34/2013 (PDF; 507 kB).
  45. a b Spiegel online: Wetten auf den Wind, Report on the Forecasting of Yields from Wind Energy, 23. november 2009, åpnet 2. februar 2010.
  46. Det virtuelle kraftverket ( Memento fra 5. september 2014 i Internet Archive ) Fraunhofer IWES. Hentet 5. september 2014.
  47. Siemens: Studie: Fornybare kilder kan gi stabil kraft ( Memento fra 4. februar 2014 i Internet Archive ) Pressemelding fra Siemens. Hentet 5. september 2014
  48. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani , mot en strømdrevet verden . I: Energi- og miljøvitenskap 4, (2011), 3193-3222, s. 3215 doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  49. Eller Charlotte Ellerbrok: Potensialet for styring av etterspørselssiden ved bruk av varmepumper med bygningsmasse som termisk lagring . I: Energiprosedyrer. 46, 2014, s. 214-219, doi: 10.1016 / j.egypro.2014.01.175 .
  50. A. Arteconi, NJ Hewitt, F. Polonara: Domestic etterspørselsstyring (DSM): Role of varmepumper og lagring av termisk energi (TES) system . I: Applied Thermal Engineering . 51, 2013, s. 155–165, doi: 10.1016 / j.applthermaleng.2012.09.023 .
  51. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s. 309.
  52. Alois Schaffarczyk (red.): Introduksjon til vindenergiteknologi. München 2012, s. 428–432.
  53. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s.168.
  54. E BEE og DNR krever større utvidelse av fornybar energi, pressemelding, 2016
  55. Seyyed Mohsen Mousavi Ehteshami, SH Chan: Rollen til hydrogen og brenselceller for å lagre fornybar energi i det fremtidige energinettverket - potensialer og utfordringer. I: Energipolitikk. 73, 2014, s. 103-109, doi: 10.1016 / j.enpol.2014.04.046 .
  56. ^ Fulvio Ardente, Marco Beccali, Maurizio Cellura, Valerio Lo Brano: Energiprestasjoner og livssyklusvurdering av en italiensk vindpark. I: Fornybar og bærekraftig energi. 12, nr. 1, 2008, s. 200-217, doi: 10.1016 / j.rser.2006.05.013 .
  57. a b Viktor Wesselak , Thomas Schabbach: Regenerative Energy Technology . Berlin / Heidelberg 2009, s. 25.
  58. Valentin Crastan : Elektrisk energiforsyning 2. Berlin / Heidelberg 2012, s. 5.
  59. Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz: Elektrisk energiforsyning: Generering, overføring og distribusjon av elektrisk energi for studier og praksis . 8. utgave. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, s.61.
  60. Jinqing Peng, Lin Lu, Hongxing Yang: Review on livssyklus vurdering av energigjenvinningstid og utslipp av klimagasser fra solcellesystem i: fornybar og bærekraftig energi Vurdering 19 (2013) 255-274, spesielt sidene 256 og 269,. Doi: 10.1016 / j.rser.2012.11.035 .
  61. CO2-utslipp fra kraftproduksjon. (PDF, 1,6 MB) Ruhr University Bochum (2007), åpnet 24. september 2013 .
  62. ^ Det skiftende forholdet mellom sol og silisium i diagrammer. greentechmedia (2014), åpnet 7. februar 2014 .
  63. Ursula Eicker : Solteknologier for bygninger. Grunnleggende og praktiske eksempler . 2. helt reviderte utgave, Wiesbaden 2012, s. 94.
  64. Under byggingen av Three Gorges Dam i Kina, z. B. mer enn en million mennesker bosatt på nytt
  65. M. Palic et al.: Kabler og luftledninger i overregionale forsyningsnett. Ehningen, 1992; Michael Otto Institute i det tyske naturvernforbundet: Effekter av regenerativ energiproduksjon på biologisk mangfold ved hjelp av fugleeksemplet. Fakta, kunnskapshull, forskningskrav, ornitologiske kriterier for utvidelse av regenerative former for energiproduksjon. Bergenhusen 2004.
  66. ^ Spesialmagasinet Renewable Energies ( Memento fra 16. juli 2013 i Internet Archive ), 4. juli 2013.
  67. BGR: Den uhørbare støyen fra vindturbiner ( Memento fra 11. august 2013 i Internet Archive ).
  68. BUND: Ingen mer diskotekeffekt ( Memento fra 12. juni 2011 i Internet Archive )
  69. Alois Schaffarczyk (red.): Introduksjon til Windenergietechnik , München 2012, s. 128–130.
  70. Vindturbiner og immisjonskontroll ( Memento fra 10. mars 2012 i Internet Archive ) (PDF; 1,3 MB). Statens miljøbyrå Nordrhein-Westfalen. Hentet 1. april 2012.
  71. ^ Rapport om NDR .
  72. Vindindustrien frykter bildeskader fra negativ rapport om bruk av neodym i vindturbiner .  ( Side ikke lenger tilgjengelig , søk på web arkiver ) I: Euwid nye energiene . 9. mai 2011. Sist åpnet 5. juli 2012.@1@ 2Mal: Toter Link / www.euwid-energie.de
  73. ^ National Academy of Sciences Leopoldina (red.): Bioenergi - muligheter og grenser . Halle (Saale), Tyskland 2013, s. 23 ( leopoldina.org [PDF]).
  74. ^ National Academy of Sciences Leopoldina (red.): Bioenergi - muligheter og grenser . Halle (Saale), Tyskland 2013, s. 23 ( leopoldina.org [PDF]).
  75. Skade på opptil 5 millioner på grunn av geotermisk prosjekt i Basel NZZ Online 24. juni 2007, sist tilgjengelig 28. mars 2019.
  76. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s.43.
  77. Valentin Crastan : Elektrisk energiforsyning 2 . Berlin - Heidelberg 2012, s. 192.
  78. Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz: Elektrisk energiforsyning: Generering, overføring og distribusjon av elektrisk energi for studier og praksis . 8. utgave. Wiesbaden 2010, s. 30.
  79. IPCC arbeidsgruppe III - Avbøtende klimaendringer, Vedlegg II beregninger og metodikk. Pp. 14–31 , åpnet 23. mai 2020 .
  80. Fornybar energi i Tyskland Data om utvikling i 2019 (PDF) Nettsted for det føderale miljødepartementet. Hentet 29. juni 2020.
  81. Felix Poetschke: Klimagassutslipp falt med 6,3 prosent i 2019. I: www.umweltbundesamt.de. Forbundsdepartementet for miljø, naturvern og kjernefysisk sikkerhet BMU, 13. mars 2020, åpnet 26. juli 2020 .
  82. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s. 358.
  83. WWF: Metan og lystgass: De glemte klimagassene (PDF; 1.1 MB) 2007.
  84. Bernhard Pötter: En prosent håp: I 2014 falt tyske karbondioksidutslipp endelig. Det tilbakeviser det farligste argumentet mot energiovergangen. I: www.taz.de. 2. januar 2015, åpnet 4. januar 2015 .
  85. ^ A b Rolf Peter Sieferle , Fridolin Krausmann, Heinz Schlandl, Verena Winiwarter : Enden på overflaten. Om den sosiale metabolismen av industrialisering . Köln 2006, s. 137.
  86. a b Volker Quaschning: Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering. 7. oppdaterte utgave, München 2011, s. 23 f.
  87. https://www.greenpeace.org/international/story/20026/will-peak-oil-save-earths-climate/
  88. https://iea-etsap.org/E-TechDS/PDF/P02-Uncon_oil&gas-GS-gct.pdf
  89. World Energy Outlook 2010 (PDF; 895 kB). IEAs nettsted . Hentet 18. juli 2012.
  90. ^ EEC: Fossile and Nuclear Fuels - den fremtidige forsyningssituasjonen. Mars 2013 ( Memento fra 17. april 2013 i Internet Archive ) (PDF; 7,7 MB).
  91. Rapport fra departementet for energiovergang, jordbruk, miljø og landområder i staten Schleswig-Holstein om utviklingen og effekten av energipriser ( Memento fra 1. februar 2014 i Internet Archive ) (PDF; 2,4 MB). Hentet 1. november 2012, s.4.
  92. ^ Klaus Heuck / Klaus-Dieter Dettmann / Detlef Schulz, elektrisk energiforsyning. Produksjon, overføring og elektrisk energi for studier og praksis, 8. reviderte og oppdaterte utgave, Wiesbaden 2010, s. 60.
  93. Marion Lienhard, Anna Vettori, Rolf Iten: Peak Oil - Mulighet for bærekraftig bruk av energi? ( Memento 2. februar 2014 i Internet Archive ) (PDF; 674 kB) Red.: INrate, desember 2006.
  94. ^ Rolf Peter Sieferle , Fridolin Krausmann, Heinz Schlandl, Verena Winiwarter : Enden på overflaten. Om den sosiale metabolismen av industrialisering . Köln 2006, s. 15f.
  95. Rolf Peter Sieferle : Ser tilbake på naturen. En historie om mennesket og omgivelsene. München 1997, s. 159f.
  96. I den engelskspråklige originalen: "oppskrift på katastrofe"
  97. ^ Edward Anthony Wrigley : Energi og den engelske industrielle revolusjonen . Cambridge University Press 2010, s. 247.
  98. F Jf. Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher (red.) Regenerative Energies in Österreich . Wiesbaden 2009, SV
  99. Jf. For dette emnet f.eks. B. antologien Reiner Braun, (red.): Wars for resources. Utfordringer for det 21. århundre . München 2009.
  100. EE AEE: Fossile energier som kupper fremvoksende og utviklingsland; Å bytte til fornybar sparer dyr import
  101. ^ Den nye klimarapporten
  102. Utvidelse av fornybar energi øker økonomisk produksjon i Tyskland, DIW ukentlig rapport 50/2010, s. 10 ff. (PDF; 601 kB).
  103. IRENA: REthinking Energy 2017. Årlig gjennomgang 2017 (PDF); se også IRENA: Fornybar energi og jobber. Årsgjennomgang 2016 (PDF)
  104. ^ Eric Viardot: Rollen til kooperativer for å overvinne hindringene for adopsjon av fornybar energi. I: Energipolitikk. 63, 2013, s. 756–764, doi: 10.1016 / j.enpol.2013.08.034 (her s. 757).
  105. ^ Wuppertal Institute for Climate, Environment, Energy and Adelphi Consult: Betydningen av fornybar energi når det gjelder sikkerhetspolitikk. I: wupperinst.org. 20. november 2007, åpnet 22. november 2015 .
  106. Forbundsdepartementet for miljø, naturvern, bygging og kjernefysisk sikkerhet (BMUB): Fornybar energi støtter utvikling mot fred. Studie: Energi- og sikkerhetspolitikk er nært knyttet sammen. I: www.bmub.bund.de. 19. november 2007, åpnet 18. november 2015 .
  107. Forbundsdepartementet for økonomisk samarbeid og utvikling (BMZ): Fornybar energi: Fra gassovner til vannkraftverk. Fornybare energier er med på å sikre freden. I: www.bmz.de. Hentet 18. november 2015 (2010–2015): “Energipolitikk er også sikkerhetspolitikk. Tidligere ble kriger gjentatte ganger kjempet om tilgang til olje eller gass. Avhengigheten av ressurser kan misbrukes som et politisk instrument og forverre konflikter. Fornybar energi er derimot tilgjengelig på stedet. Ingen kan nekte tilgang til sol og vind. Deres bruk bidrar derfor også til kriseforebygging. "
  108. Jf Viktor Wesselak , Thomas Schabbach: Regenerative Energie . Berlin / Heidelberg 2009, s. 27.
  109. ^ Mark Z. Jacobson, Mark A. DeLucchi: En plan for å drive 100 prosent av planeten med fornybare stoffer . I: Scientific American , november 2009; Hentet 10. september 2014.
  110. ( Siden er ikke lenger tilgjengelig , søk i nettarkiv: Werner Zittel, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik: Estimering av de årlige globale utgiftene til energiforsyning, Berlin 9. mars 2010 ) (PDF; 12 kB)@1@ 2Mal: Toter Link / www.energiewende-sta.de
  111. a b c Fraunhofer ISE: Studie av strømproduksjonskostnader for fornybar energi mars 2018 . Hentet 22. mars 2018.
  112. Studienivåiserte strømkostnader 2015 , VGB PowerTech , åpnet 26. februar 2021.
  113. Bre Christian Breyer et al.: Lønnsom avbøting av klimaendringene: Tilfellet med fordeler for reduksjon av klimagassutslipp muliggjort av solcelleanlegg . I: Fornybar og bærekraftig energi omtaler . teip 49 , 2015, s. 610–628 , doi : 10.1016 / j.rser.2015.04.061 .
  114. Volker Quaschning : Renewable Energies and Climate Protection , München 2013, s.41 .
  115. Viktor Wesselak , Thomas Schabbach : Regenerative Energy Technology . Berlin / Heidelberg 2009, s. 24.
  116. Jf. Martin Kaltschmitt / Wolfgang Streicher (red.): Regenerative Energies in Österreich. Grunnleggende, systemteknologi, miljøaspekter, kostnadsanalyser, potensialer, bruk . Wiesbaden 2009, s. 554.
  117. Agora Energiewende: Sammenligning av kostnadene ved teknologier med lite karbon: Hva er det billigste alternativet? En analyse av ny vind, sol, atom og CCS basert på dagens støtteordninger i Storbritannia og Tyskland. Berlin 2014 ( Memento fra 19. juni 2014 i Internet Archive )
  118. DIW ukentlig rapport 29/2013 (PDF; 425 kB). Sist tilgjengelig 27. november 2016.
  119. Metodekonvensjon 3.0 for bestemmelse av miljøkostnader, kostnadssatser, s. 18 . Nettsted for Federal Environment Agency . Hentet 26. august 2019.
  120. Jürgen Giesicke, Emil Mosonyi : vannkraftverk. Planlegging, bygging og drift . Berlin / Heidelberg 2009, s. 78.
  121. Lorenz Jarass , Gustav M. Neuhaus, Wilfried Voigt: Vindenergi. Pålitelig integrering i energiforsyningen. Berlin, Heidelberg 2009, s. 94.
  122. a b Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s. 397.
  123. Viktor Wesselak , Thomas Schabbach: Regenerative Energy Technology . Berlin / Heidelberg 2009, s. 26f.
  124. Eksterne kostnader for strømproduksjon fra fornybar energi sammenlignet med elektrisitetsproduksjon fra fossilt brensel (PDF; 345 kB). Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research . Hentet 24. september 2013.
  125. Eleni K. Stigka, John A. Paravantis, Giouli K. Mihalakakou: sosial aksept av fornybare energikilder: En gjennomgang av betingede verdsettelsesapplikasjoner. I: Fornybar og bærekraftig energi omtaler. 32, 2014, s. 100-106, doi: 10.1016 / j.rser.2013.12.026 .
  126. a b Viktor Wesselak , Thomas Schabbach: Regenerative Energy Technology . Berlin / Heidelberg 2009, s. 27.
  127. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s.392.
  128. Valentin Crastan : Elektrisk energiforsyning 2 . Berlin - Heidelberg 2012, s.87.
  129. Valentin Crastan : Elektrisk energiforsyning 2 . Berlin / Heidelberg 2012, s. 88.
  130. ^ AG Energiebilanzen : Energiforbruk i Tyskland i 2013 . S. 41, åpnet 9. april 2014.
  131. ^ Tilskudd og kostnader til EU-energi. En delårsrapport (PDF)
  132. Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Teknologi - beregning - simulering . 8. oppdaterte utgave. München 2013, s. 394.
  133. UBA: Estimering av miljøkostnader innen energi og transport. Anbefalinger fra Federal Environment Agency. Dessau 2013  ( siden er ikke lenger tilgjengelig , søk i nettarkiver ) (PDF)@1@ 2Mal: Toter Link / www.umweltbundesamt.de
  134. Panos Konstantin: Praktisk bokenergiindustri. Energikonvertering, transport og anskaffelser i det liberaliserte markedet . Berlin / Heidelberg 2009, s. 181.
  135. RP Energy Lexicon - marginalkostnader. I: www.energie-lexikon.info. Hentet 23. august 2014 .
  136. Lov for utvidelse av fornybare energier - § 5 Definisjoner: "29." Lagringsgass "er enhver gass som ikke er fornybar energi, men som genereres utelukkende ved bruk av elektrisitet fra fornybar energi med det formål å lagre strøm fra fornybar energi, ". I: www.gesetze-im-internet.de. Hentet 23. august 2014 .
  137. Elektrisitet på børsen er billigere enn det har vært i årevis . I: Frankfurter Allgemeine Zeitung . 5. februar 2013. Hentet 24. april 2014.
  138. ^ REN21 : Årsrapporter .
  139. Alois Schaffarczyk (red.): Introduksjon til vindenergiteknologi . München 2012, s.83.
  140. Alois Schaffarczyk (red.): Introduksjon til vindenergiteknologi . München 2012, s. 84.
  141. a b c d e ( siden er ikke lenger tilgjengelig , søk i nettarkiver: Global Status Report 2014 ) (PDF) Nettsted for REN21 . Hentet 8. august 2014.@1@ 2Mal: Dead Link / www.ren21.net
  142. IRENA: Rapport om strømproduksjonskostnadene for fornybar energi 2012 (engelsk).
  143. a b c REN 21 Global Status Report. Hentet 3. desember 2016 .
  144. World Energy Outlook 2013, kortversjon av den tyske oversettelsen (PDF) Interenergie; Hentet 10. september 2014.
  145. Faktabok for ren energi G-20: Hvem vinner Race for ren energi? (PDF; 3,0 MB) (Ikke lenger tilgjengelig online.) The Pew Charitable Trusts , arkivert fra originalen 9. september 2013 ; åpnet 18. februar 2014 .
  146. Fornybar energi Midtidsmarkedsrapport 2014. Sammendrag (PDF) Internetside for International Energy Agency . Hentet 31. august 2014.
  147. IRENA: Rethinking Energy 2017 (PDF)
  148. Germanwatch : Bevis for en snuoperasjon i internasjonal klima- og energipolitikk. Bonn 2015, [PDF arkivert kopi ( Memento fra 8. mars 2016 i Internet Archive )]
  149. IRENA årsrapport 2017 (PDF); se også BNEF rapporterer en ny rekord for fornybar energiinvesteringer i 2015 ( minnesmerke fra 25. mars 2016 i Internet Archive ) 14. januar 2016.
  150. Bloomberg Clean Energy Investment
  151. IRENA: 2014–2015: At Glance (PDF)
  152. Frankfurt School of Finance & Management, pressemelding ( Memento fra 4. april 2015 i Internet Archive ) (PDF) fra 31. mars 2015
  153. World Energy Investment Outlook 2014 . Det internasjonale energibyrået; Hentet 10. september 2014.
  154. World Nuclear Industry Status Report 2014, s. 74 (PDF) Hentet 8. august 2014.
  155. ^ Allianz Climate & Energy Monitor
  156. Christian Friege, Ralph Kampwirth: Glem grunnbelastningen! I: Hans-Gerd-Servatius, Uwe Schneidewind , Dirk Rohlfing (red.): Smart Energy. Bytt til et bærekraftig energisystem . Berlin / Heidelberg 2012, 159–172, s. 167.
  157. EWEA: Svar på EU-kommisjonens grønnbok: Mot en europeisk strategi for energiforsyningssikkerhet. November 2001.
  158. World Energy Outlook 2002 . Det internasjonale energibyrået. Paris 2002.
  159. Forbundsdepartementet for miljø, naturvern og kjernefysisk sikkerhet (BMU): Fornybar energi i antall. Nasjonal og internasjonal utvikling. Berlin 2009.
  160. Global vindstatistikk 2014 (PDF) 10. februar 2015 (PDF, side 3)
  161. ^ Framskrivningene for fremtiden og kvaliteten i fortiden av World Energy Outlook for solcelleanlegg og annen fornybar energiteknologi. Matthieu Metayer, Christian Breyer, Hans-Josef Fell ( Memento fra 28. september 2015 i Internet Archive ) (PDF)
  162. Internasjonal organisasjon for fornybar energi: REmap 2030 , se IRENAs hjemmeside
  163. ^ Liebreich: Et år med isknusing: 10 spådommer for 2014 . I: Bloomberg New Energy Finance . 29. januar 2014. Hentet 24. april 2014.
  164. Deutsche Bank "Deutsche Bank: Second Gold Rush for Photovoltaics Begins" 8. januar 2014.
  165. Greenpeace International, Global Wind Energy Council (GWEC) og SolarPower Europe (forfattere og korrekturlesere) samt det tyske luftfartssenteret (DLR) som "esearch & co-author" (Overall Modeling): Energy [r] evolution. (PDF) et bærekraftig verdensutsikter 2015 - 100% fornybar energi for alle. Www.greenpeace.de, 21. september 2015, s. 364 , tilgjengelig 31. desember 2015 (engelsk, størrelse: 17 489 KB).
  166. Pressemelding 12. april 2019
  167. Voice of Africa: "Solbelysningsrevolusjonen pågår i Sierra Leone" (engelsk) , åpnet 12. november 2014
  168. Awareness Times Newspaper: Sierra Leone News av 24. juli 2013: “Gud velsigne Kissi-folket” ( Memento 12. november 2014 i Internet Archive ), åpnet 12. november 2014
  169. Laura J. Sonter, Marie C. Dade, James EM Watson, Rick K. Valenta: Fornybar energiproduksjon vil forsterke gruvedriftstrusler mot biologisk mangfold . I: Nature Communications . 11, nr. 1, 1. september 2020, ISSN  2041-1723 , s. 4174. doi : 10.1038 / s41467-020-17928-5 . Hentet 8. oktober 2020. "Gruvedriftstrusler mot det biologiske mangfoldet vil øke etter hvert som flere gruver retter seg mot materialer for fornybar energiproduksjon, og uten strategisk planlegging kan disse nye truslene mot biologisk mangfold overgå de som er avverget av avbøtende klimaendringer."
  170. a b c Andel fornybar energi i brutto endelig energiforbruk. I: European Environment Agency (EEA). Eurostat Data Browser, åpnet 19. januar 2021 .
  171. tagesschau.de ( Memento fra 23. juli 2015 i Internet Archive )
  172. zeit.de
  173. Swiss Electricity Statistics 2019. Federal Office of Energy SFOE Switzerland, 19. juni 2020, åpnet 21. november 2020 .
  174. Sveitsisk statistikk om fornybar energi, utgave 2019. Federal Office of Energy SFOE Switzerland, 1. september 2020, åpnet 21. november 2020 .
  175. Vindturbiner: liten innvirkning på innbyggerne ( minnesmerke 29. oktober 2013 i Internet Archive ). Federal Office for Energy . Hentet 28. oktober 2013.
  176. Effekter av vindturbiner på innbyggere i Sveits: påvirkningsfaktorer og anbefalinger (PDF; 1,8 MB). Nettsted for BfE. Hentet 28. oktober 2013.
  177. Detaljert informasjon om: A236.0118 / sett inn nettverksavgiftsfond. Database over føderale subsidier. I: admin.ch . Hentet 7. november 2020 .
  178. a b tradema2: Markedsføring av solsystemer | Din partner for solsystemer. I: Kunz-Solartech | Din partner for solsystemet med garantert kvalitet. Hentet 15. januar 2021 .
  179. Primær energiproduksjon etter kilde. US Energy Information Administration, desember 2020, åpnet 19. januar 2021 .
  180. David C. Michael; Sam Zhou; Xinyi Wu; Gang Chen: China's Energy Future - Reaching for a Clean World, The Boston Consulting Group (Red.), 2013, s. 5, image-src.bcg.com 2. juli 2018.
  181. Mita Bhattacharya; Sudharshan R. Paramati, Ilhan Ozturk; Sankar Bhattacharya: Effekten av fornybar energiforbruk på økonomisk vekst: Bevis fra de 38 beste landene, publisert i: Applied Energy, 2016, s.735.
  182. KlimaKompakt nr. 86: Indias klimaplan