Jüngste Berichte, wonach die Solarkapazität bald die Kernkapazität überschreiten wird, zeigen eine wichtige Tatsache. Es verbirgt auch eine entscheidende Unterscheidung, die erforderlich ist, um den Kontext der Energieerzeugung sowie die Nutzung und die Konsequenzen von Entscheidungen unter den Versorgungsoptionen für die Zukunft zu verstehen.
Als Exekutivdirektor des Waterloo-Instituts für nachhaltige Energie (WISE) und Hauptautor des Equinox Blueprint Energy 2030, einer technologischen Roadmap für eine kohlenstoffarme elektrifizierte Zukunft, habe ich Energieoptionen, Alternativen und deren Nutzen untersucht. Ich habe auch festgestellt, dass die Leute mit der Terminologie verwechselt werden.
Die in Kilowatt (kW) installierte Leistung entspricht nicht der in Kilowattstunden (kWh) erzeugten Energie - und die von uns geforderten und bezahlten Energiedienstleistungen (wie Kochen, Kühlen, Beleuchtung, Unterhaltung) werden in Kilowattstunden gemessen. Für industrielle Großzwecke wird die Leistung in Megawattstunden (MWh) oder Gigawattstunden (GWh) gemessen.
Die technische Kapazität einer Energietechnologie zur Bereitstellung nützlicher Energie wird als Energieabgabe gemessen. Aufgrund der Effizienz der Energieumwandlung ist die Sonnenenergieleistung tendenziell gering.
Beispielsweise liefert die Energie, die aus einer großen Anzahl von Solaranlagen in einer installierten Leistung von 1,000 Megawatt (MW) erzeugt wird, durchschnittlich ein Energieäquivalent von 10 bis 12 Prozent ihrer Kapazität. Im Gegensatz dazu liefert ein Kernkraftwerk Energie zu 80 bis 90 Prozent seiner Nennkapazität.
Die derzeit weltweit installierte Leistung von 224,684 MW liefert eine Energieabgabe von 253,593 GWh, was einem jährlichen Kapazitätsfaktor von 11 Prozent entspricht. Ebenso führt die installierte Leistung Deutschlands von 39,784 MW zu einer Energieabgabe von 36,056 GWh bei einem Kapazitätsfaktor von 10.3 Prozent.
Bei gleicher installierter Leistung ist die erzeugte Sonnenenergie acht- bis neunmal geringer als die von Atomkraftwerken. Wenn Sie die gleiche Energiemenge benötigen, müssen Sie eine äquivalente Solarkapazität installieren, die um einen ebenso großen Abstand höher ist - das Acht- bis Neunfache der Anzahl zusätzlicher Solaranlagen.
Weniger Hype, mehr Fakt
Hier geht es nicht darum, den Wert und den positiven Beitrag zu verringern, den Solar zur Verringerung unserer Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen leisten kann, um eine globale Energiewende in Richtung einer kohlenstoffarmen Energiezukunft zu erreichen.
Der Hype muss durch eine realistische Einschätzung des aufkommenden Energiebedarfs auf globaler Ebene und die effektive Fähigkeit, das Wachstum des Energiebedarfs in sehr großem Umfang zu decken, gemildert werden.
Sie möchten nicht zu der Ansicht gezwungen werden, dass eine Energieoption - Solar - die einzige Antwort ist, und es handelt sich auch um eine Option, die keine großen Energiemengen von der installierten Basis liefert.
Warum ist das relevant? Die Dringlichkeit der Implementierung effektiver kohlenstoffarmer Energielösungen wird von allen Ländern der Welt (mit Ausnahme der derzeitigen US-Regierung) so gut wie vollständig anerkannt und anerkannt.
Die Zukunft der Energie ist vielfältig und verteilt
Der Umfang und das Ausmaß der Veränderungen, die erforderlich sind, um die Ziele des Klimawandels zu erreichen, sind alles andere als trivial. Dies deutet auf eine ergänzende und verstärkende Rolle für viele verschiedene Energietechnologien mit kohlenstoffarmen Eigenschaften wie Wind, Sonne, Wasser, Geothermie, Kernkraft und Erdgas als vorläufigen Ersatz für Kohle hin.
Der Ansatz ist komplementär, da jede Technologie Merkmale aufweist, die die Beachtung ihrer Grenzen erfordern und sicherstellen, dass sie als Teil eines integrierten Energiesystems funktionieren kann, das dem Endbenutzer den besten Wert bietet.
Das aufstrebende Energiesystem dieses Jahrhunderts wird nicht so aussehen wie das Energiesystem des vergangenen Jahrhunderts, das von zentralen Kraftwerken dominiert wird, die Energie über große Entfernungen in Städte und Dörfer übertragen.
Verteilte Energieressourcen - am besten durch Solar als Exponat A veranschaulicht - in Kombination mit der Kraft der Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) werden in unserem Leben zunehmend relevant.
Stellen Sie sich vor, ein Haushalt wird sowohl zu einem Energieerzeuger (Solar auf dem Dach) mit einem Elektrofahrzeug, das Energie (aus Wind und Sonne) speichern als auch an die Drähte zurückverkaufen kann, wenn dies rentabel ist. All dies könnte nahtlos über ein virtuelles Stromnetz verwaltet werden, das durch IKT aktiviert wird. So ist ein Verbraucher nun ein Produzent und ein Verbraucher geworden - ein „Prosumer“.
Das Unternehmen des Technologieunternehmers Elon Musk, Tesla Inc, arbeitet daran, diese Vision heute zu verwirklichen. Elektroautos, Solarzellendachziegel, Energiespeicher für Privathaushalte und vernetzte, netzgekoppelte Batteriesysteme werden derzeit in Australien installiert.
Dezentrale Stromerzeugung
Wird verteilte Energie wirklich störend sein und sowohl das Geschäftsmodell der bestehenden Versorgungsunternehmen als auch die Investitionen in die große zentralisierte Infrastruktur vollständig untergraben?
Meiner Ansicht nach können verteilte Energieressourcen am besten als positive Kraft erkannt werden, die dazu beiträgt, die Zuverlässigkeit und Widerstandsfähigkeit des „großen Netzes“ zu stärken und zu erhöhen. Sie bringen auch ein Umweltemissionsattribut mit, das dazu beiträgt, einen positiven Trend in Richtung einer kohlenstoffarmen Energiezukunft zu verstärken.
Warum brauchen wir überhaupt große, zentralisierte Kraftwerke? Der weltweite Energiebedarf bis 2050 wird sich entweder verdoppeln oder verdreifachen. Dies ist vor allem auf die Demografie und Einkommensverschiebungen zurückzuführen.
Es wird prognostiziert, dass sich die Weltbevölkerung im Jahr 2050 neun Milliarden Menschen nähern wird - viele von ihnen werden ihr Einkommen von extremer Armut auf ein niedriges und mittleres Einkommen verlagern -, was einen unaufhaltsamen Aufwärtsdruck auf den Energiebedarf bedeutet. Ein sich erwärmendes Klima ist ein weiterer Treiber für das Wachstum des Energiebedarfs für die Kühlung
Verbessertes wirtschaftliches Wohlergehen in Verbindung mit einer irreversiblen Verlagerung hin zu einer intensiven Urbanisierung schafft ein Szenario, das schwer abzulenken ist: Wir stehen vor einem sich abzeichnenden globalen Kontext, der von einer kritischen Abhängigkeit von qualitativ hochwertigen Energiedienstleistungen für eine wachsende, reichere Bevölkerung geprägt ist ist mehr thermischen Belastungen ausgesetzt als jemals zuvor.
Die Mengen an Energie, die wir brauchen, sind groß, nicht unbedingt, weil wir Energiefresser sind, sondern weil wir uns eine verbesserte Lebensqualität wünschen. Dies erfordert eine umfassende Feinabstimmung des vorhandenen Energiesystems, bei der die besten Eigenschaften aller verfügbaren Energiequellen gemeinsam genutzt werden können.
Jatin Nathwani ist Professor und Ontario Research Chair für öffentliche Politik für nachhaltige Energie, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Fakultät für Umwelt an der University of Waterloo. Dieser Artikel wurde ursprünglich am veröffentlicht Die Unterhaltung.
