transformacja energetyczna

Integracja energii słonecznej i wiatrowej również wymaga nowego myślenia: z. Na przykład zapotrzebowanie na energię elektryczną można uelastycznić poprzez kontrolę obciążenia po stronie konsumenta i większe wykorzystanie inteligentnych sieci .
Elektryczne systemy grzewcze z pompą ciepła są ważnym filarem przyszłego, międzysektorowego , sieciowego , elastycznego systemu energetycznego.
Nowe technologie, takie jak samochód elektryczny, i nowe koncepcje użytkowania, takie jak wspólne korzystanie z samochodu, to tematy transformacji energetycznej

Energiewende to niemieckojęzyczny termin oznaczający przejście od niezrównoważonego wykorzystania paliw kopalnych i energii jądrowej do zrównoważonych dostaw energii z wykorzystaniem energii odnawialnych . Termin został kulturowo otrzymał po książki Energiewende - wzrostu i dobrobytu bez Naftowego i uranu przez Öko-Institut opublikowanym w 1980 roku i został już przyjęty jako słowo pożyczki w innych językach (na przykład „The German Energiewende” lub „A Energiewende alemã" ).

Celem transformacji energetycznej jest zminimalizowanie problemów ekologicznych, społecznych i zdrowotnych powodowanych przez energetykę konwencjonalną oraz pełna internalizacja kosztów zewnętrznych , które dotychczas trudno było wyceniać na rynku energii . W związku z globalnym ociepleniem spowodowanym w dużej mierze przez człowieka , dekarbonizacja przemysłu energetycznego jest dziś szczególnie ważna – poprzez zaprzestanie wykorzystywania paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa , węgiel i gaz ziemny . Skończoność paliw kopalnych i zagrożenia związane z energią jądrową są również ważnymi przyczynami zwrotu energii.Rozwiązanie globalnego problemu energetycznego uważane jest za centralne wyzwanie XXI wieku.

Transformacja energetyczna obejmuje trzy sektory: elektryczność , ciepło i mobilność , a także perspektywę odejścia od surowców kopalnych, z ich wykorzystaniem na przykład w produkcji tworzyw sztucznych lub nawozów . Rezygnacja z węgla i ropy naftowej związana z transformacją energetyczną musi również oznaczać, że znaczna ilość dostępnych źródeł energii musi pozostać w ziemi. Niezbędnymi elementami tego zwrotu jest rozwój energii odnawialnej w połączeniu z rozwojem systemów magazynowania energii , zwiększeniem efektywności energetycznej oraz wdrażaniem działań energooszczędnych . Odnawialne źródła energii obejmują bioenergię , energię geotermalną , energię wodną , ocean energii , energii słonecznej ( słonecznych termicznych , fotowoltaika ) oraz energii wiatrowej . Koncepcyjnie ważną rolę odgrywa sprzężenie sektorowe , w szczególności elektryfikacja ciepłownictwa za pomocą pomp ciepła oraz systemu transportu za pomocą elektromobilności .

Przejście z paliw konwencjonalnych na energię odnawialną jest w toku w wielu krajach na całym świecie . Znane są koncepcje transformacji energetycznej, a także wymagane do tego technologie. Z technicznego punktu widzenia uważa się, że całkowita globalna transformacja energetyczna będzie możliwa do 2030 r. Problemy polityczne i praktyczne umożliwiają jednak wdrożenie do 2050 r., a największą przeszkodą jest brak woli politycznej. Zarówno na poziomie globalnym, jak i dla Niemiec badania doprowadziły do ​​wniosku, że koszty energii w systemie energii odnawialnej są na tym samym poziomie, co w konwencjonalnym systemie energetyki kopalnej-jądrowej lub byłyby tańsze.

Dania jest pionierem w transformacji energetycznej , aw 2012 roku już 30% swojego zapotrzebowania na energię elektryczną pokryła energią wiatrową. Dania dąży do dostaw energii w pełni odnawialnej we wszystkich trzech sektorach do 2050 roku. Ważna jest również niemiecka transformacja energetyczna, która zyskała aprobatę i naśladowców na całym świecie, ale także krytykę i odrzucenie. Choć często jest to błędnie kojarzone z drugą rezygnacją z energii jądrowej w 2011 r., transformacja energetyczna w Niemczech rozpoczęła się w latach 80. XX wieku wraz z ekspansją energii odnawialnej i poszukiwaniem alternatyw dla elektrowni jądrowych . Podczas gdy w nauce panuje zgoda co do fundamentalnej konieczności rozwoju odnawialnych źródeł energii, zwiększania efektywności energetycznej i oszczędzania energii , konkretne środki są często politycznie kontrowersyjne. Dyskusja publiczna często ogranicza koncepcję przejścia energetyki na sektor elektroenergetyczny, który w Niemczech obejmuje jedynie około 20% zużycia energii . Podobnie w debacie politycznej i publicznej często nie bierze się pod uwagę, że sukces transformacji energetycznej wymaga nie tylko ekspansji energii odnawialnej i wzrostu efektywności energetycznej, ale także zmian zachowań w poczuciu wystarczalności energetycznej , m.in. H. Oszczędzanie energii poprzez zmianę nawyków konsumentów.

fabuła

Prehistoria transformacji energetycznej

Historycznie, na długo przed współczesnymi przedsięwzięciami, zaproponowano zdecentralizowane i scentralizowane podejście do odejścia od paliw kopalnych na (z nowoczesnego punktu widzenia) alternatywne źródła energii , propagowane z różnych powodów . Badania nad wcześniejszymi przemianami systemu energetycznego zyskały na znaczeniu na tle dzisiejszych wstrząsów.

Skończoność paliw kopalnych a podstawy klimatologii

Poszczególne dokumenty wskazują, że jeszcze przed rewolucją przemysłową skończoność surowców kopalnych była znana lub podejrzewana w pojedynczych przypadkach. W Wielkiej Brytanii, na przykład, w tym 16 wieku, lęki zostały podniesione, że dostawy węgla kamiennego będzie wkrótce wyczerpany. Dlatego zakazy eksportu węgla były dyskutowane w parlamentach, aw Szkocji w 1563 roku zostały faktycznie uchwalone. Jednak aż do XVIII wieku panował pogląd, że zasoby węgla są niewyczerpane. Od końca XVIII w. znów było kilka, m.in. Częściowo również toczyły się publicznie debaty o skończoności zasobów węgla i ich zasięgu, przy czym debaty te promieniowały również z Wielkiej Brytanii na kontynent. Większość ekonomistów z początku XIX wieku, m.in B. Adam Smith , nie z trwałego wzrostu gospodarczego, ale ze stanu ustalonego, który jest stale narzucany przez naturalne okoliczności .

William Stanley Jevons

Wkład angielskiego ekonomisty Williama Stanleya Jevonsa (1835–1882) w końcu stał się znaczący . Podczas gdy poprzednie prognozy zużycia węgla albo kontynuowały bieżące roczne zużycie węgla w przyszłości bez zmian, albo kontynuowały bezwzględny wzrost w sposób liniowy , Jevons jako pierwszy sformułował w artykule opublikowanym w 1865 roku, że zużycie węgla wzrośnie wykładniczo wraz ze wzrostem stawka wynosząca 3,5% rocznie. Na tej podstawie wywnioskował, że ten wykładniczy wzrost po pewnej liczbie lat doprowadziłby do tak ogromnych ilości, że każde ograniczone źródło surowców wyczerpie się po pewnym czasie, bez względu na to, jak duże byłyby rzeczywiście zapasy.

W Niemczech od końca XIX wieku toczyła się też poważna debata na temat możliwego braku energii, a także dyskusja o zasobach Ziemi. Między innymi fizyk Rudolf Clausius , na przykład, wyraził zaniepokojenie skończonością zasobów węgla, w szczególności w swoim artykule z 1885 r. O rezerwach energetycznych przyrody i ich wykorzystaniu dla dobra ludzkości . Z tych rozważań namawiał „do wprowadzenia mądrej ekonomii” i ostrzegał „aby nie marnować tego, co znajdujemy w ziemi jako spuściznę wcześniejszych epok i czego nie da się niczym zastąpić”. Im szybciej zaczyna się zwrot, tym lepiej na przyszłość. Szeroko rozpowszechniona była teza o marnotrawnym wykorzystaniu zasobów węgla.

Max Weber uważał koniec paliw kopalnych za równoznaczny z końcem nowoczesnego porządku gospodarczego. Z kolei Werner Sombart wierzył, że cywilizacja oparta na energii słonecznej będzie nadal istnieć po upadku węgla . W 1909 roku, laureat nagrody Nobla w dziedzinie chemii , Wilhelm Ostwald , mówił o części opartej na węglu w przemyśle energetycznym i zażądał, że „ zrównoważona gospodarka powinna opierać się wyłącznie na regularnym stosowaniu rocznej energii promieniowania [przed słońcem] ”. Węgiel zachowuje się „ jak niespodziewane dziedzictwo […], które powoduje, że spadkobierca chwilowo lekceważy zasady zrównoważonej gospodarki i żyje dniem dzisiejszym ”. Jeszcze bardziej ekonomiczne wykorzystanie węgla nie mogło zapobiec jego nieuchronnemu wyczerpaniu, a jedynie je opóźnić. Z kolei Oswald Spengler odrzucił upadek cywilizacji z powodu braku węgla per se. Zasadniczo problem skończoności paliw kopalnych był znany już w XIX wieku, ale ta wiedza nie doprowadziła jeszcze do konkretnych zmian w zachowaniu.

W 1912 włoski chemik Giacomo Ciamician wygłosił wykład, który został później opublikowany w Science , w którym wskazał na zalety bezpośredniego wykorzystania energii słonecznej poprzez sztuczną fotosyntezę nad spalaniem węgla. Wykorzystanie energii słonecznej w słonecznych, ale słabo rozwiniętych krajach na południu może wyrównać podział na północ-południe między bogatymi krajami na północy a biednymi krajami na południu i doprowadzić do gospodarczego rozkwitu tych ostatnich. W dodatku w przyszłości, w której zabraknie węgla, społeczeństwo nie odczuje tego negatywnego wpływu, gdyż cywilizacja może trwać tak długo, jak będzie istniało słońce. Zakończył swój wykład stwierdzeniem, że nie byłoby szkodliwe dla postępu i ludzkiego szczęścia, gdyby „społeczeństwo czarnego i nerwowego węgla” miało zostać zastąpione „spokojniejszym społeczeństwem energii słonecznej”.

Ponadto już w XIX wieku położono podwaliny dzisiejszych badań klimatycznych . Efekt cieplarniany dwutlenku węgla odkrył John Tyndall w połowie XIX wieku . W sensacyjnej publikacji z 1896 r. Svante Arrhenius nie tylko po raz pierwszy zwrócił uwagę na klimatologicznie istotny wpływ dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej , ale także zrozumiał, że wykorzystanie paliw kopalnych powinno mieć jedynie tymczasowy charakter ze względu na związane z tym globalne ogrzewanie. Uznał fizyko-chemiczne podstawy istotne dla globalnego ocieplenia, a jednocześnie konieczność zwrotu energii, chociaż globalne emisje jego czasów stanowiły mniej niż jedną dziesiątą emisji z początku XXI wieku, a wynikająca z tego zmiana klimatu wydawała się wieki stąd.

Epoka kopalna: energie odnawialne jako technologia niszowa

Wraz z uprzemysłowieniem w XIX wieku węgiel coraz bardziej spychał dotychczas stosowane energie odnawialne (głównie biomasę w postaci drewna opałowego i paszy dla zwierząt ) do pozycji niszowej. Niemniej jednak już w XIX wieku – równolegle z rozwojem wykorzystania węgla – podejmowano różne próby wykorzystania energii słonecznej jako źródła energii. Więc z. Przykładowo, historia elektrowni słonecznych sięga drugiej połowy XIX wieku, kiedy tacy wynalazcy jak William Grylls Adams , Augustin Mouchot , Alessandro Battaglia czy John Ericsson zbudowali różne systemy przetwarzania energii słonecznej, takie jak kuchenki słoneczne, solarne. - zasilane destylatory , maszyny chłodnicze i kotły do silników parowych zasilanych energią słoneczną . W 1913 r. w Egipcie zbudowano wreszcie pierwszą słoneczną elektrownię cieplną. Mouchotowi udało się również zbudować wydajny piec słoneczny w 1860 roku, a później skonstruował działający słoneczny silnik parowy, który jednak okazał się zbyt nieporęczny do praktycznego zastosowania. Dopiero w 1945 roku indyjski pionier Sri MK Ghosh wyprodukował pierwsze komercyjne kuchenki słoneczne.

Energia wiatru została znacznie szybciej zamieniona na wytwarzanie energii elektrycznej. Już pod koniec XIX wieku, zaledwie kilka lat po wybudowaniu pierwszej elektrowni węglowej, zwanej wówczas jeszcze „elektrownią”, powstały pierwsze wiatraki wytwarzające energię elektryczną . Nawiązywały one do rozpowszechnionej wówczas zdecentralizowanej tradycji wiatraków oraz młynów wodnych , które w okresie uprzemysłowienia były najważniejszymi źródłami energii elektrycznej w okresie uprzemysłowienia jeszcze w drugiej połowie XIX wieku, a nawet przed droższą parą wodną. silniki . W rzeczywistości wysokość kół wodnych i wiatraków wykorzystywanych jako mechaniczne źródła energii nie jest datowana przez historyków w Niemczech aż do lat 80. XIX wieku. W niszach, na przykład w regionach o słabych połączeniach transportowych, te zdecentralizowane źródła energii przetrwały do ​​lat pięćdziesiątych.

Wiatraki wytwarzające energię elektryczną oparte na tych mechanicznych poprzednikach pojawiły się wreszcie na początku XX wieku, zwłaszcza na obszarach wiejskich, które znacznie ustępowały miastu pod względem elektryfikacji . T. stosunkowo duża dystrybucja. Pionierem była Dania, ale systemy sprzedawano także w USA i Niemczech; do lat 30. XX wieku w Niemczech zbudowano około 3600 wiatraków, z których część służyła jako pompy, a część do wytwarzania energii elektrycznej. Z drugiej strony w Danii, gdzie Poul La Cour teoretycznie i praktycznie od końca XIX wieku kierował wykorzystaniem energii wiatrowej, już w 1918 roku elektrownie wiatrowe dostarczały około 3% zapotrzebowania na energię elektryczną. W tym miejscu należy zauważyć, że dostawy energii elektrycznej były zdecentralizowane jeszcze w XX wieku , dopiero wraz z pierwszymi dużymi elektrowniami w drugiej połowie XX wieku nastąpiła zmiana równowagi w kierunku scentralizowanego zaopatrzenia w energię.

Turbina wiatrowa zbudowana w 1957 roku w Gedser w Danii , dziś wystawiona na zewnątrz Muzeum Energetyki Gudenaacentralen w Bjerringbro , uważana jest za archetyp „duńskiej turbiny wiatrowej”, projektu, który miał decydujący wpływ na wczesne dni zużycia energii wiatrowej od około 1973 roku.

W latach 20. i 30. położono wreszcie techniczne i fizyczne podstawy nowoczesnego wykorzystania energii wiatrowej. Oprócz masy zdecentralizowanych małych systemów uwzględniono również duże systemy o mocy do 20 MW. Jednak na początku II wojny światowej nie zbudowano żadnych prototypów tych systemów, które są ogromne nawet jak na dzisiejsze standardy . Jednak w USA w 1941 r. uruchomiono elektrownię wiatrową Smith-Pullman o mocy już 1,25 MW, która była nękana poważnymi problemami technicznymi, ale działała przez cztery lata. W tym samym czasie w Niemczech w okresie reżimu nazistowskiego planowano zaopatrywać m.in. w energię tzw. wojskowych rolników . na pokrycie zdecentralizowanej energii wiatrowej. Zaangażowana firma Ventimotor, której głównym projektantem był Ulrich W. Hütter , który później wniósł istotny wkład w rozwój dzisiejszej technologii turbin wiatrowych, zainstalowała w Weimarze tylko sześć prototypów. Nie było już produkcji seryjnej.

W innych krajach promowano także badania i budowę turbin wiatrowych. W USA, przed ogólnokrajową elektryfikacją wsi, skupiono się na budowie zdecentralizowanych małych systemów służących do ładowania akumulatorów . W efekcie w latach 1920-1960 zainstalowano dziesiątki tysięcy małych turbin wiatrowych o mocy 1,8-3 kW. Po elektryfikacji pojawił się trend w kierunku wielkoskalowych systemów podłączonych do sieci. W 1941 roku w Vermont uruchomiono zakład o mocy 1,25 MW i średnicy wirnika 53,4 metra, ale nie przeprowadzono seryjnej produkcji tej i jeszcze większych kolejnych zakładów.

Początek transformacji energetycznej

Wezwanie do oszczędzania energii na autostradzie międzystanowej w amerykańskim stanie Oregon podczas kryzysu naftowego w 1973 r.

Rozwój na całym świecie

Percepcja kryzysu środowiskowego i energetycznego lat 70.

Debata o globalnych problemach ekologicznych, ekonomicznych i społecznych spowodowanych industrializacją , globalizacją i systemem energetycznym toczy się w nauce i społeczeństwie od lat 70.; w Niemczech rozpoczął się w 1973 r. podczas pierwszego kryzysu naftowego . Wcześniej, w latach 50. i 60., polityka energetyczna była postrzegana przede wszystkim przez pryzmat efektywności ekonomicznej. Po II wojnie światowej w Europie nastąpił względny spadek cen energii, co doprowadziło do bezprecedensowego w historii wzrostu zużycia energii. W latach 1950-1973 zużycie energii rosło o 4,5% rocznie, przy czym szczególnie decydującą rolę odgrywała ropa naftowa , która w tym okresie stała się najważniejszym źródłem energii. W latach 1948-1972 konsumpcja ropy naftowej w Europie Zachodniej wzrosła 15-krotnie. Jednocześnie konsumpcja energii była postrzegana jako centralny wskaźnik koniunktury gospodarczej, co wzbudzało duże obawy przed spadkiem gospodarczym, gdyż zużycie energii w Europie Zachodniej nie rosło tak szybko jak w Europie Wschodniej. Do pierwszego kryzysu naftowego politykę energetyczną krajów uprzemysłowionych charakteryzował syndrom energetyczny opisany przez Leona N. Lindberga ; co doprowadziło do awarii systemu w sektorze energetycznym. Charakterystycznymi elementami zespołu energetycznego były:

  • potrzeba stale rosnącej podaży energii
  • brak kompleksowej polityki energetycznej państwa z równoległą dominacją producentów energii,
  • blokowanie alternatyw przez biurokratyzm i industrializm
Początek nowoczesnych badań energetycznych

Ten zespół zaczął ustępować w latach 70. XX wieku. Jednocześnie zintensyfikowano badania nad zagadnieniami energetycznymi, a socjolodzy coraz częściej zajmowali się kwestią energii. Dzięki Human Ecology , Annual Review of Energy and Energy Policy , powstały interdyscyplinarne czasopisma naukowe o znaczeniu międzynarodowym , które położyły podwaliny pod instytucjonalizację badań nad energią , a różne tematy zajęły się teraz także na uniwersytetach . W USA, na tle kryzysu naftowego za prezydenta Jimmy'ego Cartera, pojawił się wczesny ruch, którego celem było przekształcenie systemu energetycznego i rozszerzenie odnawialnych źródeł energii . W 1976 roku amerykański fizyk Amory Lovins ukuł termin Miękka Ścieżka Energii , opisując sposób na stopniowe odejście od scentralizowanego systemu energetycznego opartego na paliwach kopalnych i jądrowych z efektywnością energetyczną i odnawialnymi źródłami energii, a ostatecznie na ich całkowite zastąpienie. Rok później opublikował to, co jest obecnie uważane za przełomową książkę Miękkie ścieżki energii. Ku trwałemu pokojowi , który pojawił się w czasie, gdy polityka energetyczna wielu krajów uprzemysłowionych była zdominowana przez masową ekspansję energetyki jądrowej.

Lovins nie był jednak pierwszym, który opracował scenariusz w pełni regeneracyjnego zaopatrzenia w energię. Już w 1975 roku duński fizyk Bent Sørensen zaproponował w czasopiśmie Science plan przejścia Danii wyłącznie na energię wiatrową i słoneczną, który mógłby zostać wdrożony do 2050 roku. Kierując się ogromnym uzależnieniem od ropy naftowej państwa duńskiego, które w 1972 r. importowało 92% swojej pierwotnej energii w postaci ropy i mocno odczuło kryzys naftowy w 1973 r., kiedy cena ropy potroiła się, duńska polityka przyjęła wiele propozycji: już w 1974 r. wzrosły podatki na benzynę , olej napędowy i olej opałowy ; W 1985 roku, kiedy ceny ropy spadły, nastąpiła kolejna podwyżka podatków. W 1982 r. wprowadzono podatek od węgla , aw 1992 r. objęto produkcję dwutlenku węgla . Skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej roślin w oparciu o gaz ziemny i biomasa (łącznie z odpadami słomy) i zostały zbudowane i teraz dostarczyć znaczną część zapotrzebowania na ciepło państwa oraz część zapotrzebowania na energię elektryczną państwa. W 1981 r. ustanowiono taryfę gwarantowaną dla energii odnawialnej, w wyniku której Dania stała się najbardziej udanym krajem energetyki wiatrowej na świecie pod względem udziału w dostawach energii elektrycznej i na mieszkańca. Po silnych protestach zrezygnowano z projektów elektrowni jądrowych początkowo planowanych w celu dywersyfikacji bazy energetyki pierwotnej, a ostatecznie w 1985 r. wykluczono prawnie możliwość budowy elektrowni jądrowych.

Ochrona klimatu i zrównoważony rozwój stają się celami politycznymi
Brak przykładu zrównoważonej i przyjaznej dla klimatu produkcji energii: Elektrownia Jänschwalde z kopalnią odkrywkową

Na początku lat 90. ochrona klimatu stała się również ważnym celem polityki globalnej, po tym, jak ocieplenie było przewidywane w nauce od lat 70. XX wieku . W 1992 roku w Rio de Janeiro , na Konferencji Narodów Zjednoczonych na temat Środowiska i Rozwoju (UNCED), która odbyła się 154 krajach w Konwencji o Zmianach Klimatu ONZ zobowiązały się do niebezpiecznej ingerencji w system klimatyczny i zapobiec globalnemu ociepleniu zwalniać i jego konsekwencje w zakresie łagodzenia. Inne stany później dołączyły do ​​tej konwencji. Inne ważne wyniki UNCED to Agenda 21 , Deklaracja z Rio w sprawie Środowiska i Rozwoju , „Zasady dotyczące lasów” oraz Konwencja o różnorodności biologicznej . Wreszcie, koncepcja zrównoważonego rozwoju była zakotwiczona w polityce , nawet jeśli jej konkretna realizacja w praktyce politycznej była tylko w bardzo ograniczonym zakresie ( patrz poniżej ).

W 1997 r. przyjęto Protokół z Kioto , który wszedł w życie w 2005 r. i po raz pierwszy w prawie międzynarodowym zobowiązał się do ustalenia wiążących celów emisji gazów cieplarnianych w krajach uprzemysłowionych . Protokół ten został ratyfikowany przez wszystkie państwa z wyjątkiem USA, ale cele w nim określone uważane są za mniej ambitne i nieadekwatne do skutecznej ochrony klimatu, zwłaszcza że na kraje rozwijające się i wschodzące nie zostały nałożone żadne zobowiązania.

Transformacja energetyczna w badaniach. Od niszy do głównego nurtu

Również od początku lat 90. nastąpił gwałtowny wzrost światowych badań naukowych nad systemami zrównoważonej energii , zarówno w ujęciu względnym, jak i bezwzględnym . Podczas gdy w 1992 r. liczba publikacji naukowych dotyczących energii odnawialnej wynosiła około 500 rocznie, w 2011 r. w Web of Science zarejestrowano prawie 9000 nowych (w języku angielskim) publikacji. Najsilniej badanym obszarem badań była energia słoneczna.

W 1998 roku pojawiło się pierwsze badanie dotyczące w dużej mierze odnawialnego systemu energetycznego, w którym po raz pierwszy w dwóch scenariuszach z 80 i 95% odnawialnymi źródłami energii produkcja i zużycie energii były skoordynowane nie tylko arytmetycznie, ale także w rzeczywistym przebiegu roku. . Po serii podobnych prac Gregor Czisch przedstawił w swojej rozprawie w 2006 roku po raz pierwszy pracę, która wykazała wykonalność całkowicie odnawialnego zaopatrzenia w energię dla większej Europy i Afryki Północnej w rozdzielczości godzinowej. W latach 2006-2009 Henrik Lund opublikował kilka artykułów na temat w dużej mierze lub całkowicie regeneracyjnych dostaw energii dla Danii do roku 2036 i jednocześnie przeanalizował, jak powinna wyglądać kombinacja różnych energii regeneracyjnych, aby jak najlepiej zrealizować ten cel. W tym samym czasie na całym świecie opublikowano dalsze badania o podobnych celach i wynikach dla różnych krajów i regionów świata.

Wyraźna zmiana świadomości nastąpiła około 2010 roku. W tym roku opublikowano dziewięć bardzo szczegółowych artykułów na temat pełnego zaopatrzenia w energię odnawialną dla różnych krajów świata, w których wykonalność pełnej lub prawie całkowitej dostawy została po raz pierwszy oceniona nie tylko jako realistyczna przez specjalistów, ale także przez doradców państwowych. komitety, jak również firmy konsultingowe, takie jak PWC . W 2011 roku przeprowadzono dziesięć innych podobnych badań, w tym specjalny raport IPCC na temat energii odnawialnej oraz Energy Roadmap Komisji Europejskiej z 97% scenariuszem do roku 2050. Również w 2011 roku Jacobson i Delucchi opublikowali dwuczęściowy artykuł w Nakreślili scenariusz całkowicie regeneracyjnej podaży całej gospodarki światowej, podczas gdy Liu i inni zbadali scenariusz 100% dla Chińskiej Republiki Ludowej . W 2012 i 2013 roku liczba publikacji na temat podobnych scenariuszy nadal rosła, wskazując m.in. na możliwość bardzo wysokiego poziomu energii odnawialnej w różnych krajach europejskich (m.in. Grecja, Włochy, Macedonia, Wielka Brytania) oraz Australii , Japonii i USA.

Lata 2010: Aktualne wydarzenia
Dla krajów wschodzących zanieczyszczenie środowiska spowodowane spalaniem paliw kopalnych jest ważnym powodem transformacji energetycznej. Tutaj ogromny smog w Szanghaju
Smog nad Chinami. Zdjęcie satelitarne NASA ze stycznia 2013 r.

Obecnie w wielu krajach uprzemysłowionych i wschodzących ma miejsce ogromna ekspansja energii odnawialnej; jednak motywacja w poszczególnych stanach ma różny charakter. Podczas gdy w krajach uprzemysłowionych główny nacisk kładzie się na redukcję emisji gazów cieplarnianych i zależność od importu energii z regionów niestabilnych politycznie , wszystkie rodzaje wytwarzania energii są rozwijane w krajach wschodzących ze względu na silny wzrost gospodarczy, co z kolei skutkuje rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną.

V. a. Jednak poważne szkody środowiskowe związane z eksploatacją elektrowni węglowych doprowadziły w ostatnich latach do przemyśleń w Chinach , czego wyrazem są bardziej rygorystyczne, narzucone przez państwo środki ochrony środowiska oraz postęp w zakresie energii odnawialnej i efektywności energetycznej. W 2013 roku Chiny były światowym liderem w produkcji i wykorzystaniu turbin wiatrowych , ogniw słonecznych i technologii inteligentnych sieci ; Ponadto kraj ten jest zarówno największym inwestorem w odnawialne źródła energii, jak i najważniejszym na świecie producentem zielonej energii elektrycznej.

Szczególnie po „szoku zanieczyszczenia” w latach 2013 i 2014, kiedy setki milionów Chińczyków cierpiało z powodu ciężkiego smogu i zanieczyszczenia drobnym pyłem, w wyniku którego zanieczyszczenie powietrza było poważnym problemem gospodarczym i społecznym w państwie, zintensyfikowano wysiłki i szereg działań mających na celu uczynienie go bardziej przyjaznym dla środowiska Rozpoczęcie systemu energetycznego. Między innymi uchwalono plan ograniczenia zanieczyszczeń pyłowych i smogu; Ponadto wydano nowy zakaz budowy elektrowni węglowych w regionach szczególnie silnie zanieczyszczonych, a na 2015 r. wyznaczono wprowadzenie normy Euro 5 w sektorze transportu w celu usunięcia pojazdów o szczególnie wysokim poziomie zanieczyszczenia powietrza z ulice. Na poziomie krajowym norma Euro 5 wejdzie w życie w 2017 roku. Do 2030 r. udział węgla w całkowitym zużyciu energii ma spaść z 66,6% do poniżej 50%, a udział energii odnawialnej ma wzrosnąć z niespełna 10% w 2012 r. do 25% w 2030 r. Choć działania zdecydowano się przede wszystkim na zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska, to osiągnięcie tych celów przyniosłoby również znaczne ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.

Ponadto w wielu krajach na całym świecie oszczędzanie paliw kopalnych odgrywa kluczową rolę w przejściu na odnawialne źródła energii, ponieważ są one w stanie zmniejszyć import energii i jednocześnie uzyskać bezpieczeństwo dostaw. Jednocześnie zmniejsza się ryzyko konfliktów zbrojnych o surowce energetyczne. Odwrócenie się od „epoki kopalin jądrowych” jest postrzegane jako reakcja na „wielokrotny kryzys”, który charakteryzuje się katastrofą nuklearną w Fukushimie (co po raz kolejny pokazuje podatność energetyki jądrowej po Czarnobylu ), zmiany klimatyczne, oraz kryzysy żywnościowe spowodowane produkcją agropaliw i spekulacjami (zob. konkurencja o ziemię i kryzys cen żywności 2007–2008 ), zanieczyszczenie powietrza w dużych metropoliach (zob. także zanieczyszczenie transnarodowe w Azji Wschodniej ). Ten wielokrotny kryzys wymaga dostosowań i rozwiązań.

Restrukturyzacja dostaw energii jest popierana i wspierana na poziomie ponadnarodowym przez wiele instytucji. Międzynarodowa Organizacja Energii Odnawialnej IRENA została założona w 2010 roku w celu lepszej koordynacji różnych ścieżek . Postrzega siebie jako „siłę napędową” do promowania powszechnego i zwiększonego wykorzystania i zrównoważonego wykorzystania energii odnawialnej na całym świecie. W 2011 roku Organizacja Narodów Zjednoczonych powołała inicjatywę „ Zrównoważona energia dla wszystkich ”. W grudniu 2012 roku Zgromadzenie Ogólne ONZ jednogłośnie ogłosiło Dekadę 2014-2024 Dekadą „Zrównoważonej Energii dla Wszystkich”. W lipcu 2014 r. sekretarz generalny ONZ Ban Ki-moon opublikował raport zatytułowany Pathways to Deep Decarbonization , który zawiera m.in. ścieżki zrównoważonego rozwoju i dekarbonizacji dwunastu krajów uprzemysłowionych.

Na szczycie G7 w Schloss Elmau w 2015 r. kraje G7 zgodziły się zredukować globalne emisje gazów cieplarnianych o 70% do 2050 r. i całkowicie zdekarbonizować globalną gospodarkę do 2100 r . Następnie kilka stanów zgłosiło zaostrzenie celów klimatycznych. Między innymi amerykański prezydent Barack Obama ogłosił nowe wytyczne mające na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych z amerykańskich elektrowni o 32% do 2030 r. w porównaniu z rokiem bazowym 2005. Podczas Konferencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu w 2015 r. wszyscy zgodzili się, że prawie 200 państw członkowskich ONZ w konwencji paryskiej o ograniczeniu globalnego ocieplenia do znacznie poniżej 2°C. Celem jest osiągnięcie wzrostu o 1,5°C w stosunku do wartości sprzed epoki przemysłowej; W tym momencie osiągnięto już 1°C. Umowa weszła w życie 4 listopada 2016 r. Według raportu ONZ z 2017 r. cel, jakim jest osiągnięcie zrównoważonej energii dla wszystkich, jest zagrożony przez wzrost liczby ludności na świecie . Ogólnopolski dostęp do czystych urządzeń kuchennych z energią elektryczną, który jest przewidziany do 2030 r., grozi niepowodzeniem. W czasie, gdy publikowano raport ONZ, ponad trzy miliardy ludzi gotowało przy użyciu szkodliwych paliw, takich jak drewno czy łajno.

Niemcy

Turbiny wiatrowe w Brandenburgii, Niemcy

Celem transformacji energetycznej w Niemczech jest osiągnięcie do 2050 r. w dużej mierze neutralności pod względem emisji gazów cieplarnianych. W tym celu rząd federalny postawił sobie za cel zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych w Niemczech o 40 proc. do 2020 r., 55 proc. do 2030 r., 70 proc. do 2040 r. i 80 do 95 proc. do 2050 r. (każdy w oparciu o rok 1990). Ma to zostać osiągnięte poprzez rozwój energii odnawialnej i zmniejszenie zużycia energii pierwotnej . W ramach wycofywania się z elektrowni jądrowych ostatnie elektrownie jądrowe w Niemczech mają zostać zamknięte w 2022 roku.

Faza wczesna
Protesty przeciwko zakładowi przetwórczemu Wackersdorf

Początki niemieckiej transformacji energetycznej leżą zarówno w ruchach na rzecz ochrony środowiska, jak i antynuklearnych ruchów władzy w latach 70. XX wieku. Efekty „Miękkiej ścieżki energii” Lovinsa nie ograniczały się do świata anglojęzycznego. W 1979 r. do handlu książkowego weszło niemieckie tłumaczenie pod tytułem „Sanfte Energie”, które spotkało się z silnym przyjęciem w ruchu antynuklearnym, który w połowie lat 70. stał się ważnym ugrupowaniem politycznym. W rezultacie w 1980 r. Öko-Institut opublikował naukową prognozę autorów Florentina Krausego, Hartmuta Bossela i Karla-Friedricha Müllera-Reissmanna dotyczącą całkowitego porzucenia energii jądrowej i energii z ropy naftowej. Podjęła teoretyczne rozważania Lovinsa i zastosowała je do warunków niemieckich. Praca ta nosiła tytuł Energie-Wende. Wzrost i dobrobyt bez ropy i uranu , czyli po raz pierwszy użyto terminu transformacji energetycznej. W latach 80. termin ten został następnie podchwycony i rozpowszechniony przez różne nurty społeczne. B. z zachodnioniemieckich Zielonych , lewicowych socjaldemokratów i prasy alternatywnej.

Nastąpiła też zmiana w polityce. Wraz z wejściem Zielonych do Bundestagu w 1983 r. jedna partia zażądała natychmiastowej rezygnacji z broni jądrowej . Po katastrofie nuklearnej w Czarnobylu SPD, która wcześniej była proatomowa, a także związki zawodowe przyłączyły się do postulatu wycofania się z atomu, dzięki czemu SPD, w przeciwieństwie do Zielonych, zobowiązała się do fazy nuklearnej. po 10 latach. Przeciwnicy energetyki jądrowej wzywali nie tylko do wycofania się z energii jądrowej, ale także do całkowicie nowej polityki energetycznej . Podczas gdy niektóre kraje rządzone przez SPD podejmowały szereg prób zamknięcia elektrowni jądrowych, konserwatywno-liberalny rząd federalny utrzymał kurs przyjazny dla energii jądrowej. Jednak pierwsze środki finansowania energii odnawialnej zostały wprowadzone już pod koniec lat 80-tych. Bardzo ważnym krokiem w kierunku zwrotu energii była rezolucja ustawy o zasilaniu energią elektryczną z 1990 roku , która została wprowadzona do Bundestagu przez dwóch polityków Matthiasa Engelsbergera (CSU) i Wolfganga Danielsa (Zieloni) i zdecydowaną większością (CDU/CSU, SPD, Zieloni przeciwko FDP).

Przyspieszenie pod czerwono-zielonym

Transformacja energetyczna w Niemczech doświadczyła znacznie przyspieszonej dynamiki podczas czerwono-zielonego rządu federalnego (1998-2005, Gabinet Schröder I i Gabinet Schröder II ). W umowie koalicyjnej wstępnie uzgodniono szereg podstawowych elementów transformacji energetycznej, w tym wprowadzenie ekopodatku od zużycia energii, programu 100 000 dachów i w konsekwencji wprowadzenie ustawy o odnawialnych źródłach energii (EEG). , a także prawnie uzgodnione wycofywanie się z energetyki jądrowej , a wreszcie do 2001 r. również wdrożone do obowiązującego prawa. Towarzyszyła temu zasadnicza zmiana w miksie elektroenergetycznym . Udział energii odnawialnej wzrósł z 29 TWh w 1999 r. do 161 TWh w 2014 r., podczas gdy produkcja energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych spadła ze 170 w 2000 r. do 97 TWh, a produkcja energii elektrycznej z węgla spadła z 291 do 265 TWh. Dodatkowo wraz z tą koalicją nastąpiła zmiana w postrzeganiu źródeł regeneracyjnych. Podczas gdy energia odnawialna była postrzegana przez rządzącą wcześniej czarno-żółtą koalicję jako uzupełnienie istniejącej floty elektrowni, duża część czerwono-zielonej koalicji postrzegała je jako alternatywę dla status quo, która zastąpi wytwarzanie energii z paliw kopalnych w przebieg XXI wieku powinien.

Scenariusz transformacji energetycznej od 2012 r.

Obecna koncepcja transformacji energetycznej jako przejścia od kopalnych-jądrowych źródeł energii do zrównoważonego wytwarzania energii z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii w obecnej formie najprawdopodobniej sięga roku 2002: 16 lutego 2002 r. odbyła się specjalistyczna konferencja Transformacja energetyczna – faza jądrowa W Berlinie odbył się wyjazd i ochrona klimatu , zorganizowany przez niemieckie Federalne Ministerstwo Środowiska . W tym czasie strona konserwatywna i liberalna nie uważała transformacji energetycznej za cel wartościowy, ale w latach 2000., nawet w partiach burżuazyjnych, zasadniczy opór wobec transformacji energetycznej załamał się, mimo że została ona wdrożona w 2010 roku poprzez rozszerzenie niemieckiej kadencji ustalonej przez gabinet Merkel II Elektrownie jądrowe zostały początkowo odłożone w przyszłość.

Wydłużenie okresu i druga likwidacja jądrowa

Wraz z katastrofą nuklearną w Fukushimie , zostało to zrewidowane w dniu 30 czerwca 2011 r., Bundestag zdecydował w głosowaniu imiennym głosami CDU/CSU, SPD, FDP i Zielonych, „13. Ustawa o zmianie ustawy o atomie”, która reguluje zaprzestanie użytkowania energetyki jądrowej. W szczególności wygasła koncesja na eksploatację ośmiu bloków elektrowni jądrowych w Niemczech; pozostałe dziewięć bloków jest rozłożonych: zamknięcie ostatnich elektrowni jądrowych zaplanowano na 2022 r. Dzięki temu Niemcy de facto powróciły do status quo , który został uzgodniony w ramach czerwono-zielonych w 2000 roku. W porównaniu do czerwono-zielonej likwidacji elektrowni jądrowych, reaktorów było jeszcze 8 lat pracy, a rok ostatecznego wycofania się z elektrowni jądrowych pozostał taki sam, czyli 2022.

Wszystkie główne niemieckie partie opowiadają się teraz za transformacją energetyczną, ale nadal istnieje różnica zdań co do sposobu jej realizacji i szybkości tego procesu. Ta druga rezygnacja z energii jądrowej spotkała się z dużym zainteresowaniem na arenie międzynarodowej, w wyniku czego termin transformacja energetyczna lub jego tłumaczenie stały się znane na arenie międzynarodowej i tymczasem trafiły do ​​języka angielskiego jako germanizm .

W międzyczasie w Niemczech pojawiła się odosobniona krytyka wcześniejszej ścieżki transformacji energetycznej bez dążenia do neutralnego klimatycznie zaopatrzenia w energię przy użyciu niskoemisyjnej energii jądrowej. Krytyka pochodzi z biznesu i nauki, w tym ze środowisk polityczno-środowiskowych. Centralny punkt krytyki dotyczy wczesnej likwidacji elektrowni jądrowych, jeśli energetyka węglowa będzie kontynuowana do 2038 r., co zdaniem krytyków koliduje z celami ochrony klimatu. Ponadto wątpliwe jest, czy transformacja energetyczna Niemiec, która opiera się prawie wyłącznie na zmiennych źródłach energii odnawialnej, może zagwarantować konkurencyjne dostawy energii.

Cele transformacji energetycznej

Realizacja zrównoważonych dostaw energii

Różne modele koncepcji zrównoważonego rozwoju : po lewej model trójfilarowy, który w równym stopniu waży ekologię, gospodarkę i kwestie społeczne, po prawej model priorytetowy, który postuluje zależność zrównoważonego rozwoju społecznego i ekonomicznego od zrównoważonego rozwoju ekologicznego.

Głównym celem transformacji energetycznej jest realizacja zrównoważonych dostaw energii w trzech sektorach: elektryczności, ciepła i mobilności. Według Alfred Voss , zrównoważony rozwój rozumie się sposób życia, który umożliwia „ potrzeb ludzi żyjących teraz zostać spełnione bez pogarszania podobne potrzeby ludzi żyjących w przyszłości. [...] w celu ochrony zasobów naturalnych, w innych słowach, które nie przekraczają regeneracji i asymilacji zdolności naturalnych cykli Materiał jest zatem niezbędnym warunkiem dla zrównoważonego rozwoju „. Definicja zrównoważonego rozwoju jest tutaj do Brundtland Komisji tyłu Zgodnie z tą definicją 1987 ukuł i zażądał wzrostu gospodarczego w celu rozwiązania pilnych problemów środowiskowych , w których „ aspekty społeczne i ekologiczne muszą być przestrzennie i czasowo zintegrowane ze względami ekonomicznymi ”.

Zgodnie z ogólnie przyjętą definicją energia w zrównoważonym systemie energetycznym powinna być „ wystarczająco i – zgodnie z ludzkimi standardami – dostarczana na stałe , aby jak najwięcej osób teraz i w przyszłości miało szansę na godne życie, a substancje, które nie mogą być zawracane do procesów zmian powinny być deponowane w ten sposób, aby fundamenty ludzkiego życia nie zostały zniszczone teraz iw przyszłości. „Wdrażając koncepcję zrównoważonego rozwoju, należy osiągnąć poprawę w trójkącie zrównoważonego rozwoju: gospodarka – społeczeństwo – ekologia, a jednocześnie należy osiągnąć solidarność globalną i międzypokoleniową . W akademickim dyskursie zrównoważonego rozwoju kontrowersyjne jest jednak to, w jakim stopniu trójkąt zrównoważonego rozwoju z równorzędnymi sektorami jest przesłanką praktyczną, czy też zrównoważony rozwój ekologiczny nie powinien mieć pierwszeństwa. Krytyka równego ważenia jest w szczególności trudnością w optymalizacji całego systemu poprzez sprzeczne cele między trzema indywidualnymi aspektami i samym ważeniem, ponieważ zachowanie źródeł utrzymania poprzez zrównoważenie ekologiczne jest podstawowym wymogiem zrównoważenia społecznego i gospodarczego i dlatego musi być traktowane priorytetowo.

Według Eichelbrönnera i Henssena przyszłe systemy energetyczne charakteryzują się dziewięcioma różnymi wymaganiami . Należy zauważyć, że zamówienie nie zawiera żadnej oceny i żaden z tych wymogów nie powinien być rozumiany jako kryterium wykluczenia. Podstawowymi wymaganiami przyszłych systemów energetycznych są zatem:

Pozytywny Dodatkową korzyścią który powstaje na skutek przejścia energii coraz częściej znaleźć swoją drogę do dyskursu politycznego i naukowego w ostatnich latach. Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu ( IPCC) określa z. B. tzw. co-benefits jako pozytywne dodatkowe korzyści wynikające z redukcji gazów cieplarnianych.

Wycofywanie się z energii jądrowej i ochrona klimatu

Klimat jest jak również wycofywania jądrowej Ważnym celem transformacji energii, ale nadal istnieje wiele więcej bramek.

Jak dotąd cel transformacji energetycznej ograniczał się do zakończenia wycofywania się z energii jądrowej i ochrony klimatu; W niektórych przypadkach wszystkie trzy terminy są nawet używane podobnie lub jako synonimy . Nawet jeśli zarówno wycofywanie się z energii jądrowej, jak i ochrona klimatu są ważnymi celami cząstkowymi transformacji energetycznej, ograniczanie przejścia do tych aspektów jest mylącym skróceniem. Podobnie jak z. Na przykład odejście od wykorzystywania energii jądrowej poprzez zastąpienie jej paliwami kopalnymi jest stosunkowo łatwe, bez konieczności dalszej konwersji systemu. Z drugiej strony, ochrona klimatu jest w zasadzie możliwa także dzięki zastąpieniu dzisiejszych elektrowni zasilanych paliwami kopalnymi elektrowniami jądrowymi , a po pewnych cięciach również elektrowniami opartymi na paliwach kopalnych z separacją dwutlenku węgla . Ta ścieżka nie byłaby jednak możliwa w dłuższej perspektywie i wiązałaby się z dużym ryzykiem, dlatego ani energia jądrowa, ani technologia CCS nie są uważane za zrównoważone strategie rozwiązywania obecnego kryzysu energetycznego i środowiskowego. Przejście na elektrownie jądrowe i elektrownie zasilane paliwami kopalnymi z technologią CCS mogłoby uniknąć niektórych problemów środowiskowych dzisiejszego systemu energetycznego, ale podstawowy problem skończonych kopalnych i jądrowych nośników energii pozostanie nierozwiązany.

Niezbędne ścieżki redukcji emisji w celu osiągnięcia celu dwustopniowego uzgodnionego w Porozumieniu Paryskim bez emisji ujemnych, w zależności od szczytu emisji

Ponieważ istnieje w przybliżeniu liniowa zależność między skumulowaną całkowitą ilością wyemitowanych gazów cieplarnianych a wynikającym z tego wzrostem temperatury, skumulowana ilość wyemitowanych gazów cieplarnianych musi być ograniczona (tj. ograniczona) w celu skutecznej ochrony klimatu. Dlatego można stosować tylko niektóre ze znanych obecnie paliw kopalnych. Według danych IPCC, w okresie od 2011 do 2050 r. może zostać uwolnione maksymalnie od 870 do 1240 gigaton (miliardów ton) dwutlenku węgla, jeśli cel dwustopniowy ma zostać osiągnięty z prawdopodobieństwem większym niż 50 %. W przeliczeniu na rezerwy oznacza to, że w kontekście globalnym nie wolno spalać około jednej trzeciej rezerw ropy naftowej, połowy rezerw gazu ziemnego i ponad 80% rezerw węgla. Ze względu na brak równowagi między znanymi rezerwami energii kopalnej a węglem, które nadal można spalać, istnieje ryzyko pęknięcia tzw. bańki węglowej , co oznaczałoby poważną utratę wartości dla firm energetycznych działających w branży paliw kopalnych. Jednocześnie eksploracja nowych złóż , których nie można już eksploatować, może w dłuższej perspektywie okazać się poważną złą inwestycją . Wartość rezerw energii z paliw kopalnych szacuje się na około 27 bilionów dolarów . Z drugiej strony polityka business-as-usual doprowadziłaby do zmniejszenia budżetu węglowego dla celu dwustopniowego po 20-30 latach, tj. H. między 2035 a 2045 r. ulegnie wyczerpaniu.

Aby z dużym prawdopodobieństwem osiągnąć dwustopniowy cel uzgodniony na szczeblu międzynarodowym w Porozumieniu Paryskim , globalne emisje dwutlenku węgla wynoszące około 40 miliardów ton rocznie muszą być zmniejszane o połowę co dziesięć lat. Wymaga to między innymi podwojenia produkcji energii odnawialnej co 5–7 lat do 2050 roku. Z drugiej strony spalanie węgla musi zostać całkowicie zatrzymane w latach 2030-2035, a spalanie ropy w latach 2040-2045, a zużycie gazu ziemnego musi zostać znacznie ograniczone do 2050 roku, nawet jeśli wdrożone zostaną technologie wychwytywania i składowania CO 2 . Ogólnie rzecz biorąc, cała baza energetyczna ludzkości musi zostać całkowicie zdekarbonizowana . Aby to osiągnąć, ludzkość ma tylko kilka lat do kilkudziesięciu lat, aby zminimalizować poważne lub katastrofalne skutki zmian klimatycznych, które mogą trwać od tysięcy do dziesiątek tysięcy lat.

Carl-Jochen Winter wymienia następujące niezbędne kryteria ekologiczne dla przejścia na zrównoważony system energetyczny:

Cele społeczne i etyczne

Oprócz kryteriów technicznych i ekologicznych przyszłe systemy energetyczne muszą również spełniać kryteria społeczne i etyczne , jak wyszczególniono powyżej , aby można je było uznać za zrównoważone. Obejmują one B. znaleźć rozwiązanie dla obecnego braku sprawiedliwości dystrybucyjnej w wykorzystaniu energii kopalnej, zarówno w odniesieniu do dzisiejszej sprawiedliwości dystrybucyjnej (np. między mieszkańcami bogatych krajów uprzemysłowionych i biednych krajów rozwijających się), jak i międzypokoleniowej sprawiedliwości dystrybucyjnej .

Poprawa zdrowia publicznego

Zanieczyszczenie drobnym pyłem (PM10) w Europie.

Kolejnym celem transformacji energetycznej jest poprawa zdrowia publicznego. Na całym świecie każdego roku około siedmiu milionów ludzi umiera przedwcześnie z powodu zanieczyszczenia powietrza spowodowanego krótkotrwałymi zanieczyszczeniami wpływającymi na klimat, takimi jak metan , sadza i ozon , które prowadzą do chorób układu oddechowego i krążenia . Efekt ten zostanie wzmocniony w przyszłości przez zmiany klimatyczne i efekt wyspy ciepła, zwłaszcza w miastach. Ponadto zanieczyszczenie powietrza nasila choroby takie jak astma i nowotwory , zwiększa liczbę pobytów w szpitalach i intensywnej opiece medycznej oraz zwiększa liczbę dni nieobecności w pracy i dzieci w wieku szkolnym z powodu choroby, co z kolei ma konsekwencje ekonomiczne i społeczne dla społeczeństwa i gospodarki. Zanieczyszczenie powietrza spowodowane jest w szczególności spalaniem paliw stałych, ciekłych i gazowych, dlatego rozwiązanie tego problemu można osiągnąć jedynie poprzez fundamentalną zmianę systemu energetycznego.

W artykule przeglądowym The Lancet z 2015 roku stwierdzono, że zmiany klimatyczne mogą potencjalnie odwrócić postępy zdrowotne poprzez rozwój gospodarczy. Jednak walka z nim może być największą szansą XXI wieku na poprawę zdrowia publicznego na całym świecie. Wiele środków ochrony klimatu pomogłoby również bezpośrednio w walce z uszczerbkiem na zdrowiu, ubóstwem i globalną nierównością , co umożliwiłoby państwom wzmocnienie zdrowia publicznego i dobrobytu ludności oraz, co nie mniej ważne, zmniejszenie kosztów opieki zdrowotnej.

Głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza w krajach uprzemysłowionych jest spalanie węgla w elektrowniach oraz ropy naftowej w ciepłownictwie i transporcie, natomiast wykorzystanie gazu ziemnego w niewielkim stopniu przyczynia się do zanieczyszczenia powietrza. Innym ważnym źródłem jest spalanie biomasy stałej i płynnej, takiej jak: B. drewno lub biopaliwa . Szczególnie problematyczne są paleniska otwarte w budynkach, ponieważ w większości krajów rozwijających się są one w większości opalane drewnem. Około 2,8 miliarda ludzi na całym świecie (41% światowej populacji ) korzysta z takich pieców bez oddymiania lub komina . Liczbę rocznych zgonów w wyniku tego używania szacuje się na około 1,4 miliona.

Jest prawie pewne, że wiele problemów zdrowotnych i środowiskowych może zostać znacznie osłabionych lub wyeliminowanych dzięki szerokiemu wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii WWS (energia wiatrowa, wodna i słoneczna). Oprócz wykorzystania odnawialnych źródeł energii, na przykład, elektryzujących systemu energetycznego z pojazdów elektrycznych będzie również przyczynić się do zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza. Poprzez zmniejszenie o połowę emisji zanieczyszczeń powietrza do 2030 r., według Schmale et al. Uniknij około 40 milionów przedwczesnych zgonów do 2040 r. Wymagałoby to jednak znacznie więcej wysiłku niż wcześniej; wdrożone do tej pory środki pozwoliłyby uniknąć jedynie około 2 milionów zgonów. Ponadto unikanie szkód na zdrowiu może obniżyć koszty ambitnej polityki klimatycznej, m.in. T. wyraźnie przekompensować. Badania dla USA wykazały, że ekonomiczne korzyści zdrowotne wynikające z zastąpienia energii kopalnej przewyższały o ok. 60% dotacje dla energetyki wiatrowej w formie Production Tax Credits . Ponadto korzyści zdrowotne poprzez zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza, w przeciwieństwie do ochrony klimatu, która ma efekt globalny i tylko długofalowy, mają działanie lokalne i krótkoterminowe.

Zwalczanie ubóstwa energetycznego w krajach rozwijających się

W wielu krajach rozwijających się o wysokim poziomie bezpośredniego promieniowania słonecznego kuchenki słoneczne mogą pomóc złagodzić panujące tam często ubóstwo energetyczne .

Dostęp do energii jest obecnie bardzo nierównomiernie rozłożony na całym świecie. Idzie to w parze z ubóstwem energetycznym wśród dużej części populacji, które szerzy się w wielu krajach rozwijających się, które jest dodatkowo potęgowane przez rozwój krajów wschodzących i związany z tym wzrost globalnego popytu. Wraz z towarzyszącym wzrostem cen paliw kopalnych, które są zwykle sprzedawane w twardych walutach, takich jak dolar amerykański, kraje rozwijające się z ograniczonymi rezerwami walutowymi coraz bardziej utrudniają dostęp do źródeł energii, zwłaszcza ropy naftowej , a ubóstwo pogłębia się.

Na przykład około 2010 r. kraje G8 , które stanowią 12% światowej populacji, odpowiadały za około 50% światowego zużycia energii pierwotnej , podczas gdy najbiedniejsze 25% ludności świata odpowiada za jedynie 3% zużycia energii pierwotnej . Towarzyszą temu inne problemy społeczne: niski dostęp do energii koreluje ze słabym dostępem do zasobów żywności , wysoką śmiertelnością dzieci i niską średnią długością życia . Jednak przy spełnieniu podstawowych wymagań energetycznych, które wynika z rocznego zużycia energii pierwotnej na mieszkańca na poziomie ok. 2,6 tony ekwiwalentu ropy naftowej , dodatkowe zużycie energii nie powoduje dalszej poprawy tych wartości. Dlatego ważnym celem polityki rozwoju jest zaopatrzenie 1,2 miliarda ludzi w elektryczność, a 2,8 miliarda w niezawodną i czystą energię do gotowania .

Sprawiedliwość międzypokoleniowa

Duże znaczenie ma również sprawiedliwość rozdzielcza między poszczególnymi pokoleniami. Stosowanie paliw kopalnych przez obecnych lub przeszłych pokoleń dotyczy dwóch aspektów sprawiedliwości międzypokoleniowej: z jednej strony, przyszłe pokolenia nie może wykorzystania zasobów, które były spożywane przez poprzednie pokolenia i dlatego są ograniczone w ich prawa do rozwoju w sensie mocnym trwałości . Z drugiej strony negatywnie wpływają na nie zmiany klimatyczne w wyniku spalania paliw kopalnych, ponieważ muszą radzić sobie z negatywnymi warunkami klimatycznymi, których sami nie spowodowali. Obecne pokolenie natomiast zyskuje w tym sensie, że nie musi płacić za ekologiczne i ekonomiczne konsekwencje ich użytkowania, ale może przenieść rozwiązanie problemów, które powodują na następne pokolenie. Z drugiej strony sprawiedliwość pokoleniowa zakłada, że ​​każde pokolenie musi mieć możliwość swobodnego decydowania o tym, jak chce produkować i dystrybuować dobra. Jednak ta wolność przyszłych pokoleń jest niedopuszczalnie poważnie ograniczana przez obecne pokolenie poprzez działania, których nie można cofnąć w odpowiednim czasie; na przykład poprzez zmianę klimatu przez człowieka i jego konsekwencje tego, nadmierna od surowców i (kopalnych) energii źródła lub niszczenia gatunków zwierząt i roślin . Główną trudnością tego konfliktu jest to, że przyszłe pokolenia nie mogą uczestniczyć w radzeniu sobie z nim, ale to zadanie może wykonać tylko państwo lub jego instytucje.

Inne aspekty

V4 Web BOeLL-FF Energiewende (strona 16 przycięcie) jobs.jpg

Ponadto w dyskursie naukowym, publicznym i politycznym wymienia się szereg innych aspektów realizacji transformacji energetycznej; Ankieta ekspercka na temat niemieckiej transformacji energetycznej zaowocowała w sumie 14 różnymi celami. Cele te obejmują polityczny, społeczny, ekonomiczny lub ekologiczny; niektóre przykłady są wymienione poniżej w formie notatki.

  • Demokratyzacja struktur produkcyjnych i dystrybucyjnych możliwa m.in. B. w formie spółdzielni energetycznych lub autonomicznych regionów energetycznych
  • Redukcja ryzyka ekonomicznego braku energii lub kryzysu energetycznego (np. kryzysu naftowego ) poprzez praktycznie nieograniczoną energię pierwotną
  • Unikanie konfliktów zbrojnych o zasoby energetyczne
  • Długoterminowe korzyści ekonomiczne dzięki bardziej przystępnym cenowo dostawom energii
  • Ekonomiczna wartość dodana poprzez produkcję i eksport technologii ochrony klimatu
  • Tworzenie nowych miejsc pracy, ponieważ wykorzystanie energii odnawialnej jest bardziej pracochłonne niż energetyka konwencjonalna
  • Zwiększenie krajowej wartości dodanej poprzez zmniejszenie importu energii
  • Zmniejszenie zużycia wody poprzez zmniejszenie zużycia wody chłodzącej w elektrowniach konwencjonalnych (obecnie w Niemczech około 0,9 do 1,33 m³/MWh dla elektrowni węglowych i 1,44 do 2,12 m³/MWh dla elektrowni jądrowych)
  • Oszczędność energii dzięki niższym wymaganiom własnym elektrowni w zakresie regeneracji w porównaniu z elektrowniami kopalnymi
  • Pozytywny wpływ na rynek pracy: W zależności od kraju i scenariusza ekspansji, zastąpienie elektrowni węglowych energią odnawialną może ponad dwukrotnie zwiększyć liczbę miejsc pracy na zainstalowaną MW.
  • Większe bezpieczeństwo dostaw energii w regionach, które do tej pory były tylko częściowo zelektryfikowane, a także poprawa jakości edukacji poprzez stabilne dostawy energii.

Motywacja do transformacji

Produkcja energii z paliw kopalnych w nadreńskim rejonie węgla brunatnego : na pierwszym planie kopalnia odkrywkowa Garzweiler , w tle elektrownie węglowe i linie wysokiego napięcia

Tłem i motywacją zwrotu energii są coraz większe problemy ekologiczne i społeczne związane z wykorzystaniem kopalnych i jądrowych źródeł energii. Ze zużyciem energii przez przemysł i odbiorców końcowych wiąże się szereg negatywnych skutków ubocznych, których konsekwencje w coraz większym stopniu stają się częścią świadomości społecznej i politycznej od lat 70. XX wieku. Należą do nich m.in. emisja z gazów cieplarnianych, dwutlenku węgla, powietrza, ziemi i wody zanieczyszczenia , wytwarzanie odpadów promieniotwórczych , geopolityczne konflikty o zasoby, niedostatek źródeł energii i wzrostu cen żywności. Inne ważne powody przejścia na odnawialne źródła energii to zapewnienie (długoterminowego) bezpieczeństwa energetycznego , zagrożenia dla zdrowia wynikające ze spalania paliw kopalnych oraz aspekty społeczno-ekonomiczne, takie jak: B. demokratyzacja dostaw energii, rozszerzenie uczestnictwa obywateli i tworzenie miejsc pracy.

Do początku lat 70. koncentrowano się na bezpieczeństwie dostaw i cenie energii, od lat 70. ta perspektywa uległa zmianie. Wraz z kryzysami naftowymi , debatą o wykorzystaniu energetyki jądrowej i debatą środowiskową, w wielu krajach doszło do ostrych sporów społecznych o politykę energetyczną, środowiskową i technologiczną, a w efekcie fundamentalne zmiany w realiach polityki energetycznej i polityki energetycznej. przemysł. Ważne było tutaj również studium Granice wzrostu opublikowane przez Klub Rzymski w latach 1971/72 , którego prognozy nagle stały się ostre wraz z pierwszym kryzysem naftowym, który miał miejsce w 1973 roku. W dzisiejszych czasach wpływ spalania paliw kopalnych na środowisko jest szczególnie ważny. Przejawia się to z jednej strony niszczeniem środowiska przez zanieczyszczenia powietrza , które jednocześnie powodują choroby, takie jak choroby skóry i układu oddechowego, alergie i nowotwory oraz powodują duże koszty ekonomiczne, ale w szczególności poprzez emisję gazów cieplarnianych i związane z tym globalne ocieplenie .

Aby osiągnąć cel, jakim jest bardziej zrównoważone zaopatrzenie w energię, propagowane jest odchodzenie od kopalnego systemu energii jądrowej i konieczne jest przejście do nowej „ery słonecznej”. Słoneczne formy energii pełnią rolę technologii awaryjnej . Zmiana ta jest uzasadniona – oprócz szeregu innych pozytywnych skutków – przede wszystkim tym, że odnawialne źródła energii mają mniej negatywnych skutków dla środowiska i klimatu niż energetyka konwencjonalna. Oprócz znacznie niższych emisji gazów cieplarnianych z odnawialnych źródeł energii, przejście na technologie takie jak energia wiatrowa i systemy słoneczne może również znacznie zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska, takie jak zanieczyszczenie wody , eutrofizacja i emisje drobnych pyłów . Chociaż wymagania materiałowe dla tych technologii są wyższe niż w przypadku budowy elektrowni konwencjonalnych, wpływ na środowisko ze względu na wyższe wymagania materiałowe jest niski w porównaniu z bezpośrednią emisją z elektrowni opalanych paliwami kopalnymi. Jednocześnie wydobycie paliw kopalnych to m.in. B. przy wydobyciu ropy naftowej , gazu ziemnego , węgla kamiennego i brunatnego lub przy wydobyciu uranu, które powoduje znaczne ograniczenie lub nawet uniknięcie niszczenia lub zanieczyszczenia środowiska .

Globalne ocieplenie

Wzrost średnich globalnych temperatur powierzchni 1880–2016 (w odniesieniu do 1951–1980)
Globalne emisje dwutlenku węgla ze źródeł kopalnych w latach 1800-2007

Globalne ocieplenie i jego konsekwencje to jedno z największych wyzwań XXI wieku i nie tylko. Główną przyczyną globalnego ocieplenia są ludzie, dlatego ochrona klimatu jest obecnie najważniejszym aspektem restrukturyzacji dostaw energii. Jeśli obecny poziom emisji gazów cieplarnianych zostanie ekstrapolowany zgodnie z Piątym Raportem Oceniającym IPCC do roku 2100, prawdopodobny wzrost temperatury globalnej między 3,7 a 4,8°C (zakres niepewności: 2,5-7,8°C) w porównaniu do poziomu sprzed epoki przemysłowej należy się spodziewać. Jeśli zmiany klimatyczne mają być ograniczone do akceptowalnego poziomu, globalne zużycie paliw kopalnych musi zostać znacznie ograniczone.

Najważniejszą siłą napędową globalnego ocieplenia jest uwalnianie gazów cieplarnianych poprzez spalanie paliw kopalnych. Około 80% antropogenicznych, tj. H. Emisje gazów cieplarnianych powodowane przez człowieka można przypisać zużyciu energii. Efekt cieplarniany odkryto już w XIX wieku; W międzyczasie przewidywania teoretyczne dotyczące efektu cieplarnianego zostały potwierdzone eksperymentalnie przez nowoczesne długoterminowe badania bezpośrednio w przyrodzie. Za spowodowane przez zmiany klimatu gazów cieplarnianych przejść szereg negatywnych skutków ubocznych, takich jak topnienie czap lodowych , na wzrost poziomu morza , zmiany w obiegu wody , częste występowanie ekstremów klimatycznych i nieprzewidywalne skutki dla różnorodności biologicznej , ale także przez wyższe udział dwutlenku węgla w atmosferze spowodował zakwaszenie mórz . Globalne ocieplenie również przyspiesza wymieranie gatunków. Jeśli nie zostaną podjęte żadne środki w celu zwalczania zmian klimatycznych, 16% wszystkich gatunków na całym świecie jest zagrożonych wyginięciem, wynika z badania przeglądowego opublikowanego w Science w 2015 roku. Poszczególne wartości, na których opiera się ta praca, zakładały wskaźniki wymierania do 54%. Jeżeli cel dwóch stopni zostanie osiągnięty, wskaźnik ten może zostać obniżony do 5,2%.

Najważniejszym antropogenicznym gazem cieplarnianym jest dwutlenek węgla , który jest uwalniany w dużych ilościach, zwłaszcza podczas spalania paliw kopalnych. Prawdą jest, że duża ilość dwutlenku węgla jest również uwalniana w naturalnych procesach, na przykład poprzez rozkład biomasy , ale jest to równoważone przez równie dużą ilość naturalnego wiązania przez rośliny; materiał Cykl zostaje zamknięty. Poprzez spalanie paliw kopalnych, a także inne interwencje człowieka, takie jak. B. polana z lasów , jednak dodatkowy dwutlenek węgla uwalniany jest do atmosfery, która zwiększa proporcję w atmosferze. Duża część dwutlenku węgla uwalnianego w wyniku działalności człowieka pozostaje w atmosferze przez dziesiątki tysięcy do setek tysięcy lat, zmniejszając w ten sposób klimatyczne skutki emisji dwutlenku węgla, takie jak emisje dwutlenku węgla. B. poziom morza podnosi się nie tylko na przestrzeni kilkudziesięciu czy stuleci, ale i geologicznych okresów czasu .

Oprócz dwutlenku węgla jako produktu spalania, energetyka odpowiada również za emisję dużych ilości metanu . Metan jest drugim najważniejszym gazem cieplarnianym. Ucieka z pokładów podczas wydobycia węgla oraz z otworów wiertniczych podczas wydobycia ropy naftowej, a także jest uwalniana podczas transportu gazu ziemnego. Około 30% emisji metanu w Niemczech pochodzi z przemysłu energetycznego.

Konwencjonalne źródła energii są skończone

Wydobycie uranu w kopalni Rössing w Namibii , największej kopalni uranu na świecie
Wydobycie węgla w kopalni odkrywkowej El Cerrejón w Kolumbii

Skończony charakter kopalnych-jądrowych nośników energii , które są dostępne tylko przez ograniczony czas (w zależności od nośnika energii od kilku dekad do wieków), również odgrywa kluczową rolę w transformacji systemu energetycznego z punktu widzenia przemysł energetyczny . Niezależnie od innych aspektów, takich jak zmiana klimatu, w dłuższej perspektywie nieuchronnie konieczne będzie przejście na inne rodzaje dostaw energii. Surowce kopalne, przede wszystkim ropa naftowa , oprócz wykorzystania jako źródło energii , są również bardzo ważnymi materiałami podstawowymi do wykorzystania w petrochemii i punktem wyjścia dla dużej liczby produktów, co również należy wziąć pod uwagę przy rozważaniu skończony charakter tych zasobów.

Nieodwracalne wyczerpywanie się zasobów nieodnawialnych (takich jak paliwa kopalne) to problem, który nie został jeszcze rozwiązany w teorii ekonomii . Paliwa kopalne bazują na energii słonecznej, która była magazynowana przez miliony lat. Zasoby te są zużywane wraz z użytkowaniem, tak że system energetyki przemysłowo-kopalnej nie może być systemem trwałym, a raczej stanowi „zjawisko transformacji”.

Według angielskiego historyka ekonomii Edwarda Anthony'ego Wrigleya ludzkość znajduje się zatem w fazie, w której trzeba znaleźć nowe rozwiązania. Dostęp do paliw kopalnych przyniósł bezprecedensowy dobrobyt na trzech kontynentach i szybko zmienia się na dwóch kolejnych. Ponieważ są to dobra konsumpcyjne, uszczupliłyby się. Chociaż zakres zasobów węgla, ropy naftowej i gazu jest przedmiotem wielu badań i na razie pozostaje niejasny, jest mało prawdopodobne, aby przetrwały one dłużej niż dwa do trzech pokoleń w celu zaspokojenia przyszłych potrzeb energetycznych, zwłaszcza jeśli będzie to trwało podwyżka. Ciągłe uzależnienie od paliw kopalnych prowadzi zatem do katastrofy.

Skończoność paliw kopalnych jest również ściśle powiązana z długoterminowym bezpieczeństwem energetycznym , ponieważ paliwa kopalne są trudniejsze do znalezienia, a ich wydobycie, a ich ceny rosną. Niepewność energetyczna, a także rosnący trend cen paliw kopalnych są postrzegane jako główne zagrożenie dla stabilności politycznej i gospodarczej państw. Historycznie państwa OPEC w szczególności pokazały podczas kryzysu naftowego, że zasoby energii mogą być również niewłaściwie wykorzystywane jako środek władzy politycznej; Obecnie w szczególności Rosja jest postrzegana jako państwo, które może nadużywać swojej siły rynkowej w dziedzinie paliw kopalnych do celów geopolitycznych. Dlatego UE dąży do większej niezależności od eksporterów paliw kopalnych i eksporterów uranu ze względów gospodarczych, politycznych i geopolitycznych .

Na przykład, według Federalnego Instytutu Nauk o Ziemi i Surowców , zależność od importu netto w Niemczech w 2013 r. wyniosła prawie 100% w przypadku energii jądrowej, 98% w przypadku ropy naftowej , 88% w przypadku gazu ziemnego i 87,0% w przypadku węgla kamiennego . Koszty tego importu energii wyniosły 99,4 mld euro, co stanowi około 70% całkowitych kosztów importu surowców. Rosja dostarczyła 34,8% ropy naftowej, 34,1% gazu ziemnego i 24,8% importu węgla. W 2015 r. odnawialne źródła energii były najważniejszym krajowym źródłem energii z udziałem 40,9% krajowej produkcji energii pierwotnej, następnie węgiel brunatny z 39,4% iz dużą marżą przed gazem ziemnym z 6,6%. W sumie Niemcy importują paliwa kopalne rocznie za około 2800 TWh, na co trzeba wydać około 90 miliardów euro. W latach 2000–2013 Niemcy wydały 833 mld euro netto na import energii; kraje UE importują nośniki energii o wartości około 350 mld euro rocznie.

Problem energetyki jądrowej

Zniszczona elektrownia atomowa Fukushima Daiichi

W zasadzie, zgodnie z obecnym stanem nauki, tylko odnawialne źródła energii lub energia jądrowa, w tym synteza jądrowa, są w stanie zaspokoić potrzeby energetyczne ludzkości w perspektywie długoterminowej. W przypadku energetyki jądrowej należy jednak wziąć pod uwagę, że obecnie nie istnieją ani elektrownie syntezy jądrowej, ani reaktory rozrodcze , które byłyby niezbędne do długoterminowego, bezpiecznego zaopatrzenia w paliwo elektrowni jądrowych. Reaktory hodowlane są technicznie bardzo trudne do kontrolowania; Z jednym wyjątkiem wszystkie wcześniej wybudowane reaktory reprodukcyjne zostały zamknięte w wyniku incydentów technicznych. Z drugiej strony komercyjne elektrownie syntezy jądrowej zostaną uznane za działające dopiero w 2050 r., czyli za późno na rozwiązanie obecnych problemów (zwłaszcza globalnego ocieplenia).

Kwestia ostatecznego unieszkodliwiania zużytego materiału rozszczepialnego oraz zagrożenia ludności w przypadku awarii w elektrowniach jądrowych wiąże się z energetyką jądrową , natomiast szanse wykorzystania syntezy jądrowej zarówno z technicznego, jak i ekonomicznego punktu widzenia ( wysokie koszty produkcji energii elektrycznej) są wątpliwe. Odejście od energii jądrowej mogłoby również wykluczyć związane z tym ryzyko. Obejmują one B. zanieczyszczenie środowiska spowodowane wydobyciem rud uranu, transportem i (ostatecznym) składowaniem odpadów promieniotwórczych , a także zagrożenie stopieniem rdzenia z niekontrolowanym uwolnieniem materiału promieniotwórczego, np. B. katastrofy reaktorów w Czarnobylu i Fukushimie . Ponadto energetyka jądrowa charakteryzuje się wieloma niepewnościami i nierozwiązanymi problemami oraz zagrożeniami związanymi ze zdrowiem, kompatybilnością środowiskową, zrównoważonym rozwojem, stabilnością społeczną i stosunkami międzynarodowymi. W związku z tym stan badań oznacza, że ​​w perspektywie średnio- i długoterminowej „należy znaleźć nowe koncepcje bezpiecznego i zrównoważonego zaopatrzenia w energię”.

Ze względu na wzrost światowego zapotrzebowania na energię i jednocześnie powszechną stagnację energetyki jądrowej, jej udział w światowej produkcji energii z roku na rok maleje. Po silnym wzroście w latach 70. i 80., który doprowadził do całkowitej produkcji 330 GW w 1990 r., światowa produkcja energii jądrowej wzrosła powoli od 1990 r. do 376 GW w 2010 r., podczas gdy udział produkcji energii elektrycznej z 18% spadł w 1993 do 13,5% w 2009 roku. Zmiany polityczne w kilku stanach po katastrofie w Fukushimie doprowadziły do ​​spadku produkcji energii elektrycznej. W 2013 roku energia jądrowa dostarczyła 2,359 TWh energii elektrycznej, co stanowi 10,8% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. W 2008 r. elektrownie jądrowe na całym świecie wyprodukowały 2731 TWh i tym samym pokryły 14% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. W stosunku do globalnego zużycia energii końcowej udział energii jądrowej jest stosunkowo niski; w 2008 roku było to 2,3%. Powodami niskiego wzrostu były rosnące koszty, środki oszczędzania energii, ograniczone zużycie paliwa, wypadki na Three Mile Island i Czarnobylu, krytyka ruchu ekologicznego, zagrożenia związane z proliferacją materiałów jądrowych i terroryzmem , techniczne i ekonomiczne. ryzyko związane z demontażem starych elektrowni jądrowych, a przede wszystkim wciąż nierozwiązanym ostatecznym składowaniem w okresie od dziesiątek tysięcy do setek tysięcy lat.

Ze względu na stosunkowo niską emisję dwutlenku węgla, energia jądrowa jest reklamowana przez zwolenników jako środek przeciwdziałania zmianom klimatycznym, podczas gdy przeciwnicy odrzucają ją ze względu na wspomniane powyżej zagrożenia. Przy 9–70 g CO 2 / kWh emisje CO 2 z elektrowni jądrowych są wyższe niż z elektrowni wiatrowych, słonecznych i wodnych, ale na poziomie zbliżonym do systemów fotowoltaicznych i znacznie niższym niż ze wszystkich elektrowni zasilanych paliwami kopalnymi, w tym węglowych - elektrownie opalane z separacją i magazynowaniem CO 2 . Przy hipotetycznym założeniu, że w celu dekarbonizacji systemu energetycznego całe przewidywane zapotrzebowanie energetyczne Ziemi do 2030 r. zostanie pokryte energią jądrową, na całym świecie musiałoby powstać około 15 800 reaktorów o mocy 850 MW każdy. Z drugiej strony, jeśli tylko 5% światowego zapotrzebowania na energię jest zaspokajane przez energię jądrową, liczba reaktorów musiałaby zostać podwojona w porównaniu z 2010 r.

Po katastrofie w Fukushimie kilka stanów przyspieszyło zamykanie swoich najstarszych elektrowni jądrowych, podczas gdy inne dokonują przeglądu istniejących planów ekspansji. Ze względu na duże zapotrzebowanie kapitałowe, długi czas budowy i nastroje antyatomowe w wielu krajach jest mało prawdopodobne, aby energia jądrowa mogła w znaczący sposób przyczynić się do ochrony klimatu.

pojęcie

Z czysto technicznego punktu widzenia całkowita globalna transformacja energetyczna byłaby możliwa do około 2030 roku. Ze względów praktycznych, ekonomicznych i politycznych konieczny jest jednak dłuższy okres, z możliwością wdrożenia do 2050 roku. Ekspansja energetyki kopalnej i jądrowej ma zostać zatrzymana do 2030 r., a następnie stopniowe przechodzenie na system energii odnawialnej do 2050 r. Głównym argumentem przeciwko temu scenariuszowi szybkiej transformacji energetycznej, który określany jest jako ogromne wyzwanie, jest brak woli politycznej, aby rzeczywiście chcieć osiągnąć ten cel. Jednak im później rozpocznie się konwersja dostaw energii, tym jest ona droższa i tym bardziej konieczne staje się zastosowanie technologii wysokiego ryzyka. Powstrzymywanie się od ochrony klimatu, która doprowadziłaby do globalnego ocieplenia o 4°C i więcej do końca XXI wieku, wiąże się z kolei z zagrożeniami , których nie można oszacować .

Jednak konkretna konstrukcja transformacji energetycznej jest nadal kontrowersyjna. Główne pytania tutaj obejmują:

  • Jakie konwencjonalne energie należy stosować, dopóki nie zostanie osiągnięte pełne zasilanie regeneracyjne?
  • Na jakich odnawialnych źródłach energii należy się skoncentrować i jak poszczególne technologie mogą się wzajemnie uzupełniać?
  • Jakie są wymagania dotyczące przechowywania? (Również w zależności od wyboru wybranych technik regeneracyjnych)
  • Czy transformacja energetyczna powinna być zdecentralizowana czy scentralizowana?
  • Jakie koncepcje polityczne decydują o realizacji transformacji energetycznej? Czy koncentracja powinna być lokalna, krajowa czy międzynarodowa?
  • Którzy aktorzy mogą wymusić i przyspieszyć transformację energetyczną? Którzy aktorzy są zainteresowani spowolnieniem?
  • Jaką rolę odgrywają firmy z sektora energetyki konwencjonalnej?
  • Czy transformację energetyczną można przeprowadzić wystarczająco szybko, aby móc w odpowiednim czasie poradzić sobie z nieuchronnymi problemami konwencjonalnego systemu energetycznego? Jak przyspieszyć rozwój w kierunku zrównoważonych dostaw energii?

Podstawowe elementy

Podstawowymi elementami transformacji energetycznej jest rozwój energii odnawialnej , zwiększenie efektywności energetycznej i oszczędzanie niepotrzebnego zużycia . W ten sposób zmieni się dzisiejsza gospodarka, która w dużej mierze opiera się na spalaniu paliw kopalnych. Wycofywania węgla i wycofywania spalania oleju i gazu w celu odwęglenie gospodarce zatem centralne elementy energii przejścia w uzupełnieniu do znacznie lepiej znany wycofywania jądrowego . Podczas gdy ekspansja energii odnawialnej, zwłaszcza energii wodnej i wiatrowej, ale w coraz większym stopniu również energii słonecznej, doprowadziła już do znacznego wzrostu prac wykonywanych na całym świecie, to właśnie wzrost efektywności energetycznej i oszczędności energii zostały zaniedbanymi aspektami energetyki. przemiana.

Pod względem technologicznym do realizacji transformacji energetycznej potrzebne są różne kluczowe technologie. Należą do nich sektor energetyczny, w szczególności energia wiatrowa i słoneczna , sektor transportu samochodów elektrycznych, aw sektorze ciepłowniczym oszczędność energii , ogrzewanie pomp ciepła , zdalne i lokalne systemy ciepłownicze oraz duże magazyny ciepła . Inne ważne technologie to zgazowanie biomasy oraz systemy do oddzielania i wykorzystywania dwutlenku węgla , do elektrolizy wody oraz do produkcji i magazynowania paliw elektrycznych .

Energia odnawialna

Turbiny wiatrowe i systemy fotowoltaiczne to technologie regeneracyjne o największym potencjale.

Energie odnawialne są źródłami energii , które są praktycznie niewyczerpalne według ludzkich standardów czasowych. Ponadto wtórne źródła energii , takie jak energia elektryczna, ciepło i paliwo uzyskane z energii odnawialnych, są często nieprecyzyjnie określane jako energia odnawialna. Nośnikami energii są energia słoneczna, w tym jej formy pośrednie, takie jak: B. energia wiatru, energia geotermalna , prądy i energia pływów . Ważnymi technologiami do ich wykorzystania są systemy fotowoltaiczne i kolektory słoneczne , turbiny wiatrowe , elektrownie wodne , a także systemy do wykorzystania bioenergii i energii geotermalnej. Najważniejszymi dostawcami energii w systemie energii odnawialnej w dużym stopniu lub całkowicie są energia wiatrowa i słoneczna. Inne źródła energii odnawialnej, takie jak energia wodna i energia geotermalna, mogą odgrywać dominującą rolę tylko w niektórych krajach o szczególnie odpowiednich warunkach lokalnych.

Ze względu na niedobór konwencjonalnych źródeł energii i problemy środowiskowe spowodowane ich emisjami, na całym świecie podejmowane są wysiłki w celu zwiększenia udziału energii odnawialnych w miksie energetycznym. Energie odnawialne mają znacznie niższe emisje zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych niż konwencjonalne elektrownie . Średni ekwiwalent dwutlenku węgla turbin wiatrowych na kilowatogodzinę wynosi 9,4 g CO 2 , dla elektrowni wodnych 11,6 g CO 2 , dla systemów fotowoltaicznych 29,2 g CO 2 , dla elektrowni słonecznych 30,9 g CO 2 a dla elektrowni geotermalnych 33,6 g CO 2 , natomiast elektrownie gazowe w cyklu skojarzonym emitują około 350 do 400 g CO 2 , a elektrownie na węgiel kamienny około 750 do 1050 g CO 2 na kWh. Jeśli chodzi o wartości emisji dla OZE, należy zauważyć, że są to wartości bieżące, które odzwierciedlają obecny miks energetyczny. Jednak wraz z postępem transformacji energetycznej emisje będą się automatycznie zmniejszać, ponieważ większość emisji jest spowodowana spalaniem paliw kopalnych podczas produkcji systemów.

W 2015 r. odnawialne źródła energii (RE) pokryły 19,3% światowego końcowego zapotrzebowania na energię . W sektorze energii elektrycznej odnawialne źródła energii dostarczyły 24,5% energii elektrycznej wyprodukowanej na całym świecie w 2016 roku. Istnieją cele ekspansji w zakresie energii odnawialnej w co najmniej 176 krajach na całym świecie, a wiele z tych krajów posiada również różne środki finansowania ich rozpowszechniania.

Efektywności energetycznej

Straty ciepła przez nieizolowaną ścianę zewnętrzną
Nowoczesna dioda LED z gwintem Edisona.

Przez efektywność energetyczną rozumie się bardziej racjonalne wykorzystanie energii. Zoptymalizowane procesy mają na celu zminimalizowanie „ilościowych i jakościowych strat, które powstają podczas indywidualnego przetwarzania, transportu i magazynowania energii” „w celu osiągnięcia danej korzyści (energetycznej) przy zmniejszaniu zużycia energii pierwotnej lub końcowej”. Dzięki ulepszeniom technicznym bardziej wydajne urządzenia o tej samej żywotności i takim samym zachowaniu podczas użytkowania skutkują oszczędnością energii w porównaniu z mniej wydajnymi urządzeniami. Wzrosty sprawności są możliwe na przykład poprzez poprawę sprawności urządzeń AGD, silników (samochodowych), lepszą technologię elektrowni czy lepszą izolację termiczną domów. Nawet przy lampach o wysokiej wydajności świetlnej można osiągnąć bardzo proste oszczędności energii. Podczas gdy zwykłe żarówki mają sprawność tylko około 2,2% (15 lumenów / wat ), świetlówki kompaktowe mają około 70 lumenów/wat. Jeszcze bardziej ekonomiczne są lampy LED o mocy 100 lumenów/wat, które również nie zawierają rtęci i mają bardzo długą żywotność do 50 000 do 100 000 godzin.

Istnieje ogromny potencjał zwiększenia efektywności, zwłaszcza jeśli chodzi o wymagania dotyczące ogrzewania w sektorze budowlanym. Budynki odpowiadają za około 40% zużycia energii pierwotnej na całym świecie i powodują około jednej trzeciej emisji dwutlenku węgla. W krajach Europy Środkowej, takich jak Niemcy, ogrzewanie odpowiada za około 80% całkowitego zużycia energii w prywatnych gospodarstwach domowych ; Ogrzewanie CWU stanowi 12%, a energia elektryczna 8% . Zakłada się, że wzrost tempa renowacji budynku może zmniejszyć o połowę zapotrzebowanie na ogrzewanie w ciągu około 30 lat. Przy obecnym europejskim wskaźniku renowacji wynoszącym 1,4% rocznie, zużycie energii w sektorze budowlanym zmniejszy się o około 40% w latach 2005-2050. Przy wzroście do 2% możliwa byłaby oszczędność energii na poziomie 74%. W Niemczech około 90% istniejących budynków jest słabo ocieplonych. Szczególnie duże oszczędności można osiągnąć w nowych budynkach, gdzie standardy domów niskoenergetycznych lub pasywnych pozwalają na duże oszczędności energii w porównaniu z obecnymi zasobami budowlanymi. Domy pasywne potrzebują średnio tylko około 5% energii istniejącego budynku. Najlepsze domy pasywne osiągają wartości zużycia od 10 do 15 kWh na m² rocznie, podczas gdy zasób budowlany wynosi średnio 220 kWh na m² rocznie. Budynki niskoenergetyczne, z około 70 kWh na m² rocznie, znajdują się pomiędzy nimi. Natomiast domy plus-energetyczne dostarczają rocznie więcej energii (bilansowo) niż potrzebują w tym samym okresie czasu (np. poprzez bardzo dobrą izolację i instalację systemu fotowoltaicznego ). Wysokość zapotrzebowania na energię na metr kwadratowy powierzchni referencyjnej energii w ciągu roku określa tzw. norma energetyczna .

Po przeprowadzeniu działań energooszczędnych często występuje tzw. efekt odbicia , czyli zwiększone wykorzystanie technologii, co zmniejsza lub wręcz eliminuje efekt energooszczędności działań energooszczędnych. W literaturze przyjmuje się, że oszczędności energii wynikające z pomiaru efektywności są średnio o 10% niższe, przy wartościach poszczególnych badań wahających się od 0 do 30%.

Oszczędzanie energii

Korzystanie z lokalnego transportu publicznego powoduje znaczne oszczędności energii w porównaniu do zmotoryzowanego transportu indywidualnego

Podczas gdy środki w zakresie efektywności energetycznej zwykle wymagają inwestycji, oszczędność energii i unikanie zużycia energii są środkami, które osiąga się poprzez indywidualne zmiany zachowań i dlatego można je wdrożyć natychmiast, a jednocześnie nie powodują żadnych kosztów. Obejmują one B. rezygnację ze stosowania zbędnych funkcji, takich jak gotowości funkcji w urządzeniu gospodarstwa domowego . Oszczędności energii to m.in. B. możliwe dzięki obniżeniu temperatury w pomieszczeniu, mniejszemu wykorzystaniu samochodów, zwłaszcza na krótkich trasach, energooszczędnemu stylowi jazdy lub pojazdom o mniejszym zużyciu paliwa ( samochód trzylitrowy zamiast 15-litrowego SUV-a ) lub świadome korzystanie z ogrzewania i oświetlenie.

Skuteczne jest również z. B. Ogrzewanie w odpowiednim czasie i dostosowane do potrzeb, tak aby ogrzewane były tylko pomieszczenia faktycznie używane, a także skuteczna wentylacja (tj. wentylacja przerywana zamiast wentylacji ciągłej). Dodatkowo obniżając temperaturę w pomieszczeniu o 1°C można zaoszczędzić około 5% energii grzewczej. Oprócz środków związanych z zachowaniem oszczędności energii można również osiągnąć za pomocą środków organizacyjnych. Obejmuje to (lepszą) konserwację urządzeń i pojazdów, m.in. B. optymalizując ustawienie silnika i ciśnienie powietrza w oponach, rezygnując z konstrukcji zwiększających opór powietrza np. B. bagażniki dachowe , usuwanie zbędnych towarów z pojazdów w celu zmniejszenia masy oraz zwiększone wykorzystanie kolei i transportu publicznego zamiast dróg.

Określone zachowanie użytkowania ma z. T. bardzo duży wpływ na energochłonność dobra. W branży budowlanej z. B. energochłonność dwóch identycznych domów w zależności od odpowiednich zachowań jego mieszkańców o identycznej konstrukcji o ok. 35% wartości średniej. Świadome zachowanie może znacznie zmniejszyć zużycie energii w domu, a działania odwrotne do zamierzonych, takie jak z. B. nieprawidłowa wentylacja może spowodować znaczne dodatkowe zużycie.

Łączenie sektorów i elektryfikacja systemu energetycznego

Porównanie niektórych łańcuchów wydajności dzisiejszego systemu energii kopalnej i zelektryfikowanego systemu energii odnawialnej

Dla ekologicznie zrównoważonego i przystępnego cenowo systemu energetycznego za konieczne uważa się efekty synergii z silniejszego sprzężenia sektorów , tj. ekstensywną elektryfikację sektora ciepłownictwa i transportu, ponieważ najważniejsze technologie energii odnawialnej, energia słoneczna i wiatrowa, dostarczają przede wszystkim energię elektryczną, która jest również bardzo dużo za pośrednictwem sieci elektrycznych, które można łatwo rozprowadzać. Sprzężenie sektorów oferuje również duży potencjał oszczędności energii w porównaniu z systemami wykorzystującymi energię z paliw kopalnych, przy czym faktycznie osiągnięte efekty w dużej mierze zależą od prawidłowego projektu tej elektryfikacji. Systemy ogrzewania z pompą ciepła są bardziej wydajne niż elektryczne systemy ogrzewania oporowego. Oprócz oszczędności energii, elektryfikacja ciepłownictwa i transportu jest również korzystna z ekologicznego i zdrowotnego punktu widzenia, ponieważ systemy ogrzewania pomp ciepła i pojazdy elektryczne nie wydzielają żadnych spalin, a tym samym zanieczyszczeń takich jak sadza , drobny pył lub tlenki azotu w miejscu użycia . W ten sposób, zwłaszcza przy wykorzystaniu zielonej energii elektrycznej, pojazdy elektryczne mogą przyczynić się do zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska i zdrowia powodowanego przez system transportowy, a jednocześnie do poprawy jakości powietrza .

Większe wykorzystanie energii cieplnej i elektrycznej w skojarzeniu tworzy również silniejszą sieć między sektorem energii elektrycznej i ciepłownictwa. Z jednej strony, ze względu na to zwiększone zapotrzebowanie, w przyszłym systemie energetycznym można spodziewać się większego niż obecnie zużycia energii elektrycznej, podczas gdy zapotrzebowanie na energię pierwotną zmniejszyłoby się ze względu na wykorzystanie źródeł odnawialnych i zwiększoną efektywność energetyczną w wytwarzaniu energii elektrycznej. Jacobson i Delucchi podkreślić, że w całkowicie regeneracyjny system energetyczny przełączania z silników spalinowych wewnętrznego spalania do silnika elektrycznego w transportu sektora bardzo wyraźne zalety wydajności można osiągnąć, gdy wytwarzanie wodoru z nadmiarem prądu spowoduje dodatkowe straty w porównaniu z status quo. Podsumowując, doszli do wniosku, że 30% zużycia energii można zaoszczędzić w systemie energii odnawialnej w porównaniu z konwencjonalnym systemem energii. Mathiesen i in. określone w trzech różnych scenariuszach transformacji energetycznej dla Danii, z których każdy zmniejszył w przybliżeniu o połowę zapotrzebowanie na energię pierwotną w porównaniu ze scenariuszem odniesienia w dużej mierze opartym na paliwie kopalnym.

Sektor ciepłowniczy
Ogrzewanie pompą ciepła ( pompa ciepła solanka) w kotłowni.

W sektorze ciepłowniczym za najbardziej obiecujące opcje grzewcze uważa się systemy ciepłownicze i ogrzewanie pompami ciepła .

Pompy ciepła

Spośród wszystkich technologii dostępnych obecnie na rynku, ogrzewanie pompą ciepła jest uważane za tę, która może w największym stopniu przyczynić się do globalnej redukcji gazów cieplarnianych. IEA zakłada, że ​​stosowanie samych pomp ciepła może zmniejszyć globalną emisję gazów cieplarnianych o 8% rocznie, jeśli 30% budynków jest ogrzewanych pompami ciepła zamiast systemami grzewczymi opartymi na paliwach kopalnych . Według Valentina Crastana systemy grzewcze z pompą ciepła są uważane za „zdecydowanie najlepsze ogrzewanie” pod względem zrównoważonego rozwoju . Systemy grzewcze z pompą ciepła oferują ogromny potencjał zwiększenia efektywności w sektorze ciepłowniczym, który mogą w pełni wykorzystać tylko wtedy, gdy potrzebna do ich pracy energia elektryczna jest pozyskiwana z odnawialnych źródeł energii. Kolejną ich zaletą jest znacznie wyższa wydajność w porównaniu do systemów opartych na bezpośrednim ogrzewaniu elektrycznym, takich jak: Tak jest np. w przypadku prostszych, ale i tańszych kotłów elektrodowych .

Dzięki szeroko zakrojonej ekspansji geotermalnych pomp ciepła i równoległej dekarbonizacji dostaw energii około 60% energii pierwotnej i 90% emisji gazów cieplarnianych w sektorze ciepłowniczym można by zaoszczędzić w 2050 r. w UE w porównaniu z ogrzewaniem gazowym. Jednocześnie pompy ciepła mogą poprawić integrację zmiennych odnawialnych źródeł energii z systemem zaopatrzenia w energię, przechowując tymczasową nadwyżkę energii elektrycznej jako energię cieplną. W tym celu można wykorzystać zarówno zbiornik akumulacyjny zintegrowany z systemem grzewczym pompy ciepła, jak i sam ogrzewany budynek. Wykorzystanie przyszłych zielonych nadwyżek energii elektrycznej do obsługi pomp ciepła ( power-to-heat ) ma największe korzyści środowiskowe ze wszystkich koncepcji power-to-X pod względem redukcji gazów cieplarnianych i oszczędzania paliw kopalnych. Jednocześnie połączenie energii elektrycznej i ciepłownictwa jest uważane za szczególnie obiecujące, ponieważ konwersja energii i magazynowanie ciepła są możliwe przy stosunkowo niskich kosztach.

Należy zauważyć, że efektywność energetyczna pomp ciepła zależy od zastosowanej technologii m.in. T. potrafi wyraźnie różnicować. Pompy ciepła powietrze-woda, które pobierają energię cieplną z temperatury otoczenia, mają, zwłaszcza przy niskich temperaturach zewnętrznych, najniższe współczynniki wydajności, a tym samym również osiągają niższy współczynnik roczny jako pompa ciepła ze źródłami ciepła. Z drugiej strony geotermalne pompy ciepła działają niezależnie od temperatury zewnętrznej i mogą osiągać roczne współczynniki wydajności od 3 do 5, tj. H. dostarczyć od 3 do 5 kWh ciepła przy wykorzystaniu 1 kWh energii elektrycznej; najwyższa wartość podana w literaturze to 5,2-5,9. Wydajność geotermalnych pomp ciepła można również zwiększyć, łącząc je z termicznymi kolektorami słonecznymi .

Z drugiej strony, ze względu na swoją nieefektywność, elektryczne systemy ogrzewania budynków, takie jak grzejniki akumulacyjne lub kaloryfery , w których energia elektryczna zamieniana jest bezpośrednio na ciepło za pomocą oporników grzewczych, nie nadają się do transformacji energetycznej . W porównaniu z systemami ogrzewania budynków opalanymi paliwami kopalnymi , te systemy grzewcze charakteryzują się znacznie wyższym zużyciem energii pierwotnej. Pochodzi z z. B. energia elektryczna wymagana do działania takiego grzejnika z elektrowni węglowej, to zużycie energii pierwotnej jest 2,4 razy większe niż w przypadku konwencjonalnego grzejnika na paliwa kopalne. Przy całkowicie regeneracyjnym wytwarzaniu energii, na przykład z elektrowni wodnych, zużycie energii pierwotnej jest takie samo jak w przypadku ogrzewania kopalnego, ale również znacznie wyższe niż w przypadku ogrzewania pompą ciepła.

Zrównoważone systemy ciepłownicze
System ciepłowniczy czwartej generacji z uwzględnieniem źródeł ciepła w porównaniu do poprzednich generacji
Połączenie pomp ciepła, systemów CHP i systemów magazynowania ciepła oferuje dużą elastyczność w wytwarzaniu i zużyciu, a tym samym ułatwia integrację dużych ilości zmiennych energii odnawialnych.

Ponadto zaopatrzenie w ciepło sieciowe jest postrzegane jako ważny filar systemu energii odnawialnej, zwłaszcza w gęsto zaludnionych regionach miejskich. Szczególny nacisk kładziony jest na systemy ciepłownicze czwartej generacji , które są specjalnie zaprojektowane do wymagań systemu energii odnawialnej. Źródłem ciepła dla tego systemu powinny być energie odnawialne, takie jak energia geotermalna, słoneczna energia cieplna ( np. w postaci słonecznej sieci ciepłowniczej ) lub niewykorzystane dotychczas ciepło odpadowe z procesów przemysłowych. Oprócz elektrociepłowni (na biomasę) ważną rolę mają odgrywać m.in. duże pompy ciepła, co skutkuje silnym powiązaniem z sektorem elektroenergetycznym. Łącząc systemy CHP dostarczające energię elektryczną i ciepło, pompy ciepła i magazynowanie ciepła , systemy ciepłownicze czwartej generacji powinny również oferować dużą elastyczność dla systemów energetycznych o dużym udziale zmiennych energii odnawialnych, takich jak energia wiatru i energia słoneczna, a tym samym kompensować za ich zmienne dostawy energii; Na przykład, uruchamiając pompy ciepła, gdy występuje nadwyżka zielonej energii elektrycznej lub, alternatywnie, systemy CHP, gdy zielona energia elektryczna nie jest wytwarzana w celu zaspokojenia popytu.

Szczególnie korzystne dla integracji wysokich udziałów energii odnawialnej przy jednocześnie bardzo wysokiej ogólnej sprawności jest połączenie kogeneracji i innych w kogeneracji rozważanych elektrowni opalanych z pompami ciepła i magazynowaniem ciepła. W takim systemie pompy ciepła pokrywałyby zapotrzebowanie na ciepło w okresach wysokiej produkcji energii elektrycznej z wiatru i/lub energii słonecznej i jednocześnie wykorzystywałyby nadmiar energii elektrycznej, podczas gdy elektrociepłownie mogłyby pozostać wyłączone. Z drugiej strony, przy niewielkiej produkcji energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii elektrociepłownie dostarczałyby zarówno energię elektryczną, jak i ciepło. Dzięki zintegrowaniu systemów magazynowania ciepła z takim systemem, produkcja energii elektrycznej i ciepła może być również oddzielona od siebie, tak aby zminimalizować wszelkie straty spowodowane ciepłem z elektrociepłowni, które nie są tymczasowo potrzebne. Również w systemie ciepłowniczym zastosowanie pomp ciepła w systemach ciepłowniczych jest uważane za jeden z najbardziej obiecujących sposobów na zwiększenie efektywności energetycznej sieci ciepłowniczych i osiągnięcie celów ochrony klimatu , nie tylko dlatego, że pompy ciepła działają emisyjnie -bezpłatnie przy korzystaniu z zielonej energii elektrycznej. Jednocześnie duże pompy ciepła umożliwiają w dużym stopniu wykorzystanie do celów grzewczych źródeł niskotemperaturowych, takich jak ciepło środowiskowe lub przemysłowe ciepło odpadowe. Alternatywnie niskotemperaturowe ciepło odpadowe może być również doprowadzane bezpośrednio do zimnych lokalnych sieci ciepłowniczych .

Sektor transportu
Autobus akumulatorowy typu BYD ebus w Szanghaju , Chiny
Korzystanie z rowerów elektrycznych jest bardzo przyjazną dla środowiska formą mobilności i może zastąpić samochody, zwłaszcza na krótkich dystansach.
Elektryczna ciężarówka e-Force One

Ponieważ zwrot w energetyce bez odbudowy sektora transportu nie może być odgrywany przez ruch drogowy, który odgrywa ważną rolę dla powodzenia transformacji energetycznej. Dlatego ekspansja elektromobilności w postaci samochodów elektrycznych , pedeleków , ciężarówek elektrycznych oraz rozbudowa i przebudowa lokalnego transportu publicznego z. B. ważna funkcja przy magistralach bateryjnych . Uważa się, że energia elektryczna zmagazynowana w przyszłym systemie energii odnawialnej będzie najbardziej wydajnym paliwem w sektorze transportu. Rozwój elektromobilności ma na celu w szczególności zmniejszenie zużycia ropy naftowej i emisji dwutlenku węgla, dzięki czemu transport jest ogólnie bardziej zrównoważony. Dzięki wykorzystaniu pojazdów elektrycznych w porównaniu z dotychczas eksploatowanymi pojazdami z silnikami spalinowymi, które mają tylko niski poziom sprawności, można znacznie zmniejszyć zużycie energii w systemie transportowym, ale tylko wtedy, gdy energia elektryczna jest wytwarzana przy użyciu odnawialnych źródeł energii .

Pomimo wyższego zużycia energii do produkcji akumulatorów , biorąc pod uwagę cały cykl życia , samochody elektryczne radzą sobie lepiej niż pojazdy z silnikami spalinowymi zarówno pod względem zużycia paliwa, jak i emisji gazów cieplarnianych . Tylko przy założeniu, że do zasilania pojazdu elektrycznego wykorzystywana jest energia elektryczna z elektrowni węglowych , a akumulatory są również produkowane w mniej zaawansowanej technologicznie fabryce, bilans gazów cieplarnianych samochodów elektrycznych był wyższy niż pojazdów z silnikami spalinowymi . Jeśli jednak weźmie się pod uwagę całkowite szkody dla środowiska spowodowane emisją zanieczyszczeń itp., bilans środowiskowy pojazdu elektrycznego jest korzystniejszy niż pojazdu zasilanego paliwami kopalnymi, nawet w przypadku korzystania z energii elektrycznej opalanej węglem, nawet jeśli wszystkie inne rodzaje wytwarzania energii elektrycznej mają znacznie mniejszy wpływ na środowisko. Użycie średniej europejskiego mieszankę energii 2009 pojazdów na baterie elektryczne emitują 44 do 56% lub od 31 do 46% mniej CO 2 od pojazdów z silnikiem spalinowym, w zależności od stosowanego podejścia (uproszczony również do koła analizy lub pełną analizę cyklu życia ) .

Paliwa chemiczne byłyby jednak potrzebne znacznie dłużej na obszarach, gdzie elektryfikacja jest trudniejsza do osiągnięcia. Obejmują one B. ruchu lotniczego , ruch ciężkich towarów i transportu statkiem . Oprócz wykorzystania biomasy można do tego celu wykorzystać również paliwa syntetyczne, takie jak metanol , eter dimetylowy czy metan , które wcześniej wytwarzano z odnawialnej energii elektrycznej przy użyciu technologii power-to-liquid lub power-to-gas . Inną możliwością jest zastosowanie pojazdów na ogniwa paliwowe , które mają jednak gorszy bilans energetyczny w porównaniu z samochodami akumulatorowo-elektrycznymi przy dotychczas stosowanych koncepcjach. Zapotrzebowanie na energię pojazdów z ogniwami paliwowymi, które są zasilane wodorem w procesie elektrolizy regeneracyjnej jest niższe niż pojazdów z silnikami spalinowymi, ale jest również o około 130% wyższe niż pojazdów elektrycznych, co oznacza, że ​​wymagają one ponad dwa razy więcej energii jako samochody elektryczne.

Zwiększone wykorzystanie pociągów elektrycznych zamiast indywidualnych środków transportu może również zwiększyć efektywność energetyczną sektora transportu, a jednocześnie promować niezbędną elektryfikację. Dlatego ważne są również zmiany zachowań, takie jak kupowanie lżejszych i mniej zmotoryzowanych samochodów lub ograniczanie podróży lotniczych, wdrażanie nowych, bardziej płynnych koncepcji mobilności oraz korzystanie z zelektryfikowanego transportu lokalnego, takiego jak. B. autobusy bateryjne lub transport kolejowy z napędem elektrycznym.

Ponadto rozwój elektromobilności oferuje korzyści systemowe dla wytwarzania energii elektrycznej. Pojazdy elektryczne mogłyby być m.in. aktywnie integrowane z systemem elektroenergetycznym za pomocą inteligentnych sieci , gdzie mogłyby odgrywać rolę w równoważeniu wahań zasilania z systemów wiatrowych i fotowoltaicznych. Zapewniając usługi systemowe i kontrolując moc , pojazdy elektryczne umożliwiają ściślejszą integrację tych zmiennych odnawialnych źródeł energii z systemem elektroenergetycznym, co może poprawić zarówno bilans gazów cieplarnianych w sektorze energii elektrycznej, jak i w sektorze transportu. Jednak dzięki włączeniu samochodów elektrycznych do systemu elektroenergetycznego dalsze działania (takie jak rozbudowa sieci lub budowa struktury magazynowania energii) najprawdopodobniej nie staną się zbyteczne. Z ekologicznego punktu widzenia wykorzystanie przyszłych nadwyżek energii elektrycznej do zasilania akumulatorowych pojazdów elektrycznych ma drugi najlepszy bilans środowiskowy po zastosowaniu w pompach ciepła i przed magazynowaniem energii elektrycznej.

Fazy ​​transformacji energetycznej

Transformacja systemu energetycznego w ramach obrotu energetycznego to proces, który trwa kilkadziesiąt lat i można go podzielić na różne fazy. W literaturze naukowej istnieją różne modele transformacji, z których każdy ma do czynienia z innymi zadaniami. Podczas gdy z. B. Lund i in. przedstawiają trzyetapowy model, który składa się z fazy wstępnej, integracji systemu na dużą skalę i fazy 100%, podziel Henning et al. i Fischedick integracja układu w dwóch cząstkowych etapów, a zatem są w sumie czterech etapach.

Podczas gdy na początku transformacji energetycznej nacisk kładziony jest przede wszystkim na podnoszenie świadomości, opracowywanie i uruchamianie niezbędnych technologii ( energii odnawialnej , technologii efektywności energetycznej itp.) oraz obniżanie ich kosztów, w późniejszych fazach uwaga coraz bardziej przesuwa się w kierunku integracji systemów w sektor energii elektrycznej oraz wypieranie paliw kopalnych z sektorów ogrzewania i transportu. Poszczególne sektory są coraz bardziej dezintegrowane, a zamiast tego integrowane w jeden, międzysektorowy, sieciowy system energetyczny.

Istotne jest również uelastycznienie produkcji i popytu na energię elektryczną, a pierwszymi działaniami są optymalizacja pracy elektrowni konwencjonalnych oraz rozbudowa sieci elektroenergetycznej. Działania w dalszym przebiegu transformacji energetycznej obejmują wprowadzenie zarządzania popytem i utworzenie pamięci krótkoterminowej, rozwój systemów ogrzewania elektrycznych pomp ciepła i sieci ciepłowniczych kogeneracyjnych oraz długoterminową produkcję paliw syntetycznych metodą chemiczną. pamięć długotrwała. Równolegle do czterech faz konieczne będzie zwiększenie efektywności energetycznej w całym okresie, zarówno w zakresie zużycia energii elektrycznej, jak i ciepłownictwa.

Faza 1: Rozwój energii odnawialnej

W pierwszej fazie transformacji energetycznej, która kończy się na około 25% energii odnawialnej w miksie elektroenergetycznym, nacisk kładziony jest na rozwój i wprowadzenie na rynek podstawowych technologii . Należą do nich w szczególności odnawialne źródła energii, takie jak elektrownie fotowoltaiczne i wiatrowe , których rozbudowa w tej fazie nie ma prawie żadnego wpływu na system zasilania. Ponadto w tej fazie osiągane są szybkie redukcje kosztów dzięki masowej produkcji i ekonomii skali . Ta faza została już zakończona w Niemczech.

Faza 2: integracja systemu

Druga faza transformacji energetycznej rozpoczyna się z udziałem około 25% energii ze źródeł odnawialnych w miksie elektroenergetycznym, a kończy z udziałem około 60%. W tej fazie konieczna jest integracja systemowa energii odnawialnej. W tej fazie znaczenia nabiera bardziej elastyczne działanie konwencjonalnych elektrowni, uelastycznienie zużycia energii elektrycznej za pomocą inteligentnych sieci i środków kontroli obciążenia, a także silniejsza integracja systemu ogrzewania i transportu poprzez pompy ciepła i pojazdy elektryczne . Niezbędne dla bezpieczeństwa dostaw przesunięcia obciążenia wahają się od kilku minut do kilku godzin, dzięki czemu wystarczy wykorzystanie systemów magazynowania krótkoterminowego , takich jak elektrownie akumulatorowe czy elektrownie szczytowo-pompowe w połączeniu z buforowaniem pojazdami elektrycznymi.

Faza 3: Paliwa syntetyczne

Produkcja paliw syntetycznych za pomocą elektrolizy wody, jaka realizowana jest tutaj w elektrowni Prenzlau w celach badawczych, jest konieczna tylko z 60-70% udziału zmiennych odnawialnych źródeł energii.

Trzecia faza zaczyna się od około 60-70% energii ze źródeł odnawialnych w miksie energii elektrycznej, chociaż późniejszy start jest również możliwy, jeśli istnieje znaczny import energii elektrycznej z elektrowni słonecznych w Afryce Północnej. W tej fazie będą pojawiać się coraz większe nadwyżki w regeneracyjnej produkcji energii elektrycznej, co spowoduje konieczność stosowania chemicznego magazynowania długoterminowego ( power-to-gas ). Możliwymi mediami magazynującymi są na przykład wodór , metan lub również metanol , który może być wytwarzany przez elektrolizę wody z nadmiarem zielonej energii elektrycznej i, jeśli to konieczne, późniejszą metanizację lub metanolizację. Zamiast przekształcać je z powrotem w energię elektryczną z utratą wydajności, byłyby one początkowo wykorzystywane w transporcie , gdzie bezpośrednio zastępowałyby paliwa kopalne. Można sobie wyobrazić zarówno pojazdy na ogniwa paliwowe, jak i pojazdy na gaz, które mogą być zasilane sztucznym metanem, biometanem, a także kopalnym gazem ziemnym. Faza kończy się pełnym zaopatrzeniem sektora elektroenergetycznego w zieloną energię elektryczną.

Faza 4: Całkowite zaopatrzenie w energię regeneracyjną

W fazie czwartej nastąpi wreszcie całkowite wyparcie paliw kopalnych (zwłaszcza gazu ziemnego ) także w sektorze ciepłownictwa i transportu. W przypadku Niemiec nie jest obecnie możliwe do przewidzenia, czy to całkowite wyparcie nastąpi wyłącznie za pośrednictwem krajowych odnawialnych źródeł energii, czy też zostanie wykorzystany import energii, np. poprzez paliwa syntetyczne pozyskiwane z zielonej energii elektrycznej. Chociaż Niemcy mają potencjał, aby być zaopatrywanym w całości z krajowych źródeł odnawialnych, częściowy import energii zmniejsza wymagania dotyczące magazynowania i zwiększa bezpieczeństwo energetyczne .

W tej fazie poszczególne elementy systemu energii odnawialnej, czyli m.in. H. poszczególne energie odnawialne, środki efektywności, magazynowanie itp. nie konkurują już z energiami konwencjonalnymi, ale ze sobą. Ważne jest, aby skoordynować ze sobą poszczególne technologie , zarówno pod względem jakościowym , jak i ilościowym , aby cały system był jak najbardziej efektywny. Ze względu na duży udział wahań energii odnawialnej utrzymanie stabilności systemu jest szczególnie ważne.

Integracja wytwórców regeneracyjnych z systemem energetycznym

Inteligentne liczniki energii elektrycznej to kluczowa technologia dla inteligentnych sieci

Produkcja energii elektrycznej przez energię wiatrową – fotowoltaikę – oraz, w znacznie mniejszym stopniu, także przez elektrownie wodne, zależy od pogody, a zatem jest zmienna i nie zależy od popytu. Ponadto systemy fotowoltaiczne mogą dostarczać energię elektryczną tylko w ciągu dnia i podlegają wyraźnym wahaniom sezonowym, podczas gdy elektrownie słoneczne z magazynowaniem ciepła mogą co do zasady dostarczać energię elektryczną również w nocy. Produkcja turbin wiatrowych również podlega silnym wahaniom ze względu na pogodę, ale zmienność w ciągu roku jest znacznie mniejsza i mogą one dostarczać energię elektryczną zarówno w dzień, jak i w nocy. Przy energetyce wiatrowej oczekuje się gwarantowanej mocy w zakresie od 5 do 6% mocy nominalnej.

Aby zapewnić bezpieczeństwo dostaw, należy zastosować inne środki niż w systemie energetycznym zdominowanym przez elektrownie pracujące przy obciążeniu podstawowym. Ponieważ regulacja niestabilnych wytwórców nie ma sensu, a zatem interwencje w ich zachowania wytwórcze nie dają praktycznie żadnych korzyści, dostosowanie produkcji do popytu musi być zbilansowane przez inne elementy systemu energetycznego. Istnieje wiele opcji, z których można korzystać pojedynczo lub razem. B.

Zasadniczo integrację odnawialnych źródeł energii można zatem podzielić na dwie fazy: Jeżeli proporcje zmiennych odnawialnych źródeł energii są niskie, ich integracja z istniejącym systemem elektroenergetycznym nie stanowi problemu, ponieważ ich wahania mocy wyjściowej można początkowo skompensować przez istniejącą flotę elektrowni przystosowanych do obciążenia podstawowego . Dopiero przy większym udziale energii wiatrowej i słonecznej konieczne są dodatkowe działania, takie jak rozbudowa sieci lub budowa elektrowni magazynowych . W tym przypadku obowiązuje zasada, że ​​przesył na duże odległości z wykorzystaniem HVDC jest na ogół ekonomicznie lepszy od magazynowania energii elektrycznej i dlatego powinien być preferowany w miarę możliwości.

środki

Rozszerzenie sieci
Zmiana struktury sieci w ramach transformacji energetycznej (schemat – stan na 2019 r.)
Wraz z rozbudową sieci elektroenergetycznej , budowa magazynów energii elektrycznej może zostać odłożona w czasie, a zapotrzebowanie na magazynowanie lub zapotrzebowanie na energię kontrolną i bilansującą może zostać znacznie zredukowane.

Przed ekspansją energetyki odnawialnej sieć energetyczna była przystosowana do pracy stosunkowo niewielu dużych elektrowni cieplnych. Energia elektryczna produkowana była w dużych blokach elektrowni, podwyższonych do 220 kV lub 380 kV, w liniach wysokiego napięcia transportowanych do ośrodków poboru, w podstacjach przekształconych w wysokie napięcie (110 kV) i dystrybuowanych regionalnie. Dystrybucja do klienta końcowego nastąpiła ostatecznie na poziomie średniego i niskiego napięcia . T. również bezpośrednio przez linie wysokiego napięcia. Energia elektryczna płynęła prawie wyłącznie z poziomów wysokiego napięcia do niższych, gdzie była wykorzystywana. Wraz z rozwojem energii odnawialnej niższe poziomy sieci, które pierwotnie były projektowane jako (prawie) czyste sieci dystrybucyjne, w coraz większym stopniu stawały się sieciami gwarantowanymi. Aby te sieci mogły nadal radzić sobie ze zwiększonymi przepływami prądu bez zwiększania napięcia, konieczne są lokalne lub regionalne wzmocnienia sieci lub instalacja sterowalnych transformatorów .

Konieczność dalszej rozbudowy sieci wynika w szczególności z rozwoju energetyki wiatrowej. Farmy wiatrowe są często budowane na obszarach, gdzie początkowo nie była wymagana duża moc, a zatem sieci dystrybucyjne były słabo zwymiarowane, na przykład w przeważającej części wiejskich obszarów przybrzeżnych w północnych Niemczech, centra zużycia energii w Zagłębiu Ruhry i w południowych Niemczech. Tam sieci muszą być odpowiednio wzmocnione, aby mogły wchłonąć rosnący oddany do sieci wiatr. To samo dotyczy sieci przesyłowych, gdzie oprócz ekspansji energetyki wiatrowej, europejski handel energią elektryczną , do którego zmierza już liberalizacja rynku energii elektrycznej , stwarza potrzebę ekspansji. W wyniku tych dwóch aspektów sieci są obecnie skonfrontowane z obciążeniami, dla których nie zostały pierwotnie zaprojektowane.

Regionalne efekty bilansowania, które występują w energetyce wiatrowej iw mniejszym stopniu w energetyce słonecznej, odgrywają istotną rolę w rozbudowie sieci w ramach transformacji energetycznej. W porównaniu z pojedynczą turbiną wiatrową zasilanie farmy wiatrowej jest już bardziej stałe; Jednak główne efekty kompensacyjne powstają tylko dzięki połączeniu bardziej odległych regionów w różnych krajach o różnych strefach pogodowych . Dzięki rozbudowie sieci można w ten sposób ustabilizować dostarczanie energii ze źródeł odnawialnych, a tym samym znacznie zmniejszyć zapotrzebowanie na magazynowanie oraz zapotrzebowanie na energię kontrolną i bilansującą. Sieć energetyczna połączona w całej Europie umożliwia zatem prostsze, pełne dostawy energii odnawialnej niż podejście czysto krajowe poprzez ponadregionalne efekty bilansowania i jest tańsza niż system energetyczny, który intensywnie wykorzystuje systemy magazynowania energii o niższych poziomach wydajności. Oznacza to, że zapotrzebowanie na droższe i bardziej stratne magazynowanie energii może zostać odłożone w czasie, ale przy bardzo wysokich proporcjach zbliżonych do pełnej podaży nie można tego całkowicie zastąpić. Aby osiągnąć jeszcze większe efekty bilansowania, czasami proponuje się nawet globalne sieci elektroenergetyczne, które powinny pracować w technologii HVDC . Według Quaschninga takie przesyłanie energii powoduje straty poniżej 14% na odległościach transportowych 5000 km i napięciu 800 kV. Koszty inwestycyjne dla samych linii energetycznych są prognozowane na 0,5 do 1 centa/kWh. Chatzivasileiadis i in. wskazują straty transportowe na poziomie 3% na 1000 km, co oznacza, że ​​przy dzisiejszej technologii, nawet przy odległości przesyłu wynoszącej 6000 km, występują mniejsze straty niż przy magazynowaniu w elektrowniach pompowych lub magazynowych sprężonego powietrza.

Uelastycznienie systemu energetycznego
Systemy magazynowania ciepła , takiego jak ten grzewczej układu pamięci Potsdam umożliwiają elastyczne działanie elektrociepłowni, roślin i połączonych ciepła i mocy instalacji , a w połączeniu z pomp ciepła lub do mocy ciepła, skutecznego włączenia wysokich proporcji wiatru i energia słoneczna

Wraz z rosnącym udziałem wytwórców zmiennych w systemie elektroenergetycznym istotną rolę odgrywa uelastycznienie zużycia i popytu, a także integracja sektora ciepłowniczego i transportowego z systemem elektroenergetycznym. Na elastyczność systemu energetycznego składa się duża liczba pojedynczych elementów. H. Uwzględnienie całego systemu energetycznego oferuje więcej i lepsze możliwości niż środki, które jednostronnie skupiają się na sektorze energii elektrycznej . W porównaniu z rozbudową elektrowni magazynowych elastyczność jest znacznie tańsza i bardziej efektywna technicznie, przez co powinna mieć pierwszeństwo przed budową magazynów. Indywidualne środki zwiększające elastyczność to m.in. B. rozwój inteligentnych sieci energetycznych (smart grids), wprowadzenie pojazdu do siatki struktur powiązanie sektora energii elektrycznej i pojazdów elektrycznych po obu stronach , jak również rozwój kogeneracji systemów z mocy do ciepła technologia i magazynowanie ciepła elastyczne i oddzielone wykorzystanie wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Coraz większego znaczenia nabiera również kontrola obciążenia w postaci integracji po stronie popytu , która umożliwia zarówno dostarczanie mocy sterującej, jak i przemieszczanie obciążeń w korzystniejszych momentach. Praktycznie realny potencjał takich działań szacowany jest w Niemczech w sektorze gospodarstw domowych i komercyjnych na około 8 GW, czyli około 16% maksymalnego zapotrzebowania na energię elektryczną.

Połączenie sektora elektroenergetycznego z sektorem ciepłowniczym i transportowym daje ogromne korzyści. Badanie przeprowadzone dla obszaru metropolitalnego Helsinek wykazało, że integrując sektory energii elektrycznej i ogrzewania przy użyciu turbin wiatrowych typu power-to-heat, do. 60% rocznego zapotrzebowania regionu na energię elektryczną i 30% zapotrzebowania na ciepło można by pokryć bez większego zapotrzebowania na magazynowanie. Dlatego też systemy magazynowania ciepła odgrywają ważną rolę w uelastycznianiu systemu energetycznego . Magazyny ciepła mogą być budowane w różnych rozmiarach, od zdecentralizowanych małych systemów po duże centralne magazyny, są dostępne jako magazyny krótkoterminowe lub sezonowe i, w zależności od projektu, mogą pochłaniać i uwalniać ciepło niskotemperaturowe również do ogrzewania pomieszczeń jako ciepło wysokotemperaturowe do zastosowań przemysłowych; Możliwe jest również przechowywanie chłodu do celów klimatyzacyjnych lub do celów komercyjnych. Rozróżnia się magazynowanie ciepła jawnego , magazynowanie ciepła utajonego oraz magazynowanie ciepła termochemicznego . W szczególności duże systemy centralnego magazynowania ciepła w sieciach ciepłowniczych są bardzo opłacalne, a za pomocą pomp typu „ power-to-heat” i (dużych) pomp ciepła umożliwiają zarówno efektywną integrację dużych ilości energii wiatrowej, jak i zmienną pracę elektrociepłownie, które mogą stworzyć bardzo energooszczędny system energetyczny. Ponadto takie akumulatory ciepła są najnowocześniejsze i mają duży potencjał zarządzania obciążeniem , a jednocześnie mają znacznie niższe koszty niż inne (elektryczne) systemy magazynowania.

Podziemny magazyn ciepła w skale może być również wykorzystany na potrzeby ogrzewania domowego. Skała jest początkowo ogrzewana przez źródła ciepła (na przykład słoneczna energia cieplna latem lub nadmiar energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii). W sezonie grzewczym zmagazynowane ciepło można ponownie udostępnić bezpośrednio lub za pomocą pomp ciepła. Zimno można również przechowywać w ten sam sposób. Taki system wykorzystywany jest m.in. B. w Drake Landing Solar Community w Kanadzie .

Wykorzystanie elektrowni magazynowych
Elektrownie szczytowo-pompowe, takie jak tutaj w Langenprozelten, należą do najbardziej wydajnych technologii magazynowania, ale mogą dostarczać energię elektryczną tylko przez kilka godzin na cykl ładowania.

W debacie publicznej często przyjmuje się stanowisko, że systemy magazynowania energii elektrycznej są konieczne nawet przy niewielkim udziale energii odnawialnej; opinia, która jest błędna. W rzeczywistości literatura naukowa zakłada, że ​​od około 40 do 50% rocznego udziału energii wiatrowej i słonecznej w miksie elektroenergetycznym konieczne jest silniejsze sprzężenie sektorów i wykorzystanie magazynowania energii.

Poniżej 40% energii odnawialnej, kompensacja poprzez elektrownie cieplne i nieznaczna redukcja szczytów produkcji z energii odnawialnej (około 260 GWh rocznie lub 1 na tysiąc prognozowanej zielonej produkcji energii elektrycznej z 40% udziałem) stanowią bardziej efektywną ekonomicznie opcję dla kompensacji jest to spowodowane tym, że pamięć w przeważającej części, w tym przypadku lepsze wykorzystanie przy obciążeniu podstawowym elektrowni na węgiel brunatny eksploatowane ze szkodą, byłaby wykorzystywana mniej emisyjne elektrownie, co zmniejsza emisje gazów cieplarnianych zamiast poszukiwać. Jednocześnie koszty budowy nowych magazynów znacznie przewyższają korzyści płynące z bardziej równomiernej pracy elektrowni. Należy również wziąć pod uwagę, że rozbudowa sieci elektroenergetycznej jest bardziej opłacalna ekonomicznie niż rozbudowa magazynów; jednak systemy pamięci masowej często znajdują większe poparcie wśród ludności niż nowe sieci.

Jeśli istnieje elastyczna flota elektrowni i korzystne połączenie systemów wiatrowych i fotowoltaicznych, (dzienne) systemy magazynowania są wymagane w Niemczech tylko wtedy, gdy udział tych dwóch źródeł energii osiąga około 50%. Od około 80% konieczne będzie sezonowe długoterminowe magazynowanie w oparciu o technologię power-to-gas . Ważne jest również, aby wykorzystanie technologii power-to-gas miało sens tylko pod względem energetycznym i oszczędzało emisje, jeśli stosuje się zieloną energię elektryczną. Z drugiej strony, jeśli wykorzystywana jest energia elektryczna z paliw kopalnych, magazynowanie przynosi efekt przeciwny do zamierzonego, a emisje mnożą się. Na przykład, jeśli wykorzystuje się energię elektryczną z elektrowni na węgiel brunatny , która emituje 1161 g CO 2 ekw. / kWh, przy wydajności 60% dla procesu magazynowania i rekonwersji w elektrowni w cyklu skojarzonym, całkowita emisja wyniosłaby 3225 g ekwiwalentu CO 2 . / kWh; około ośmiokrotnie więcej energii elektrycznej z elektrowni zasilanej gazem kopalnym.

Zarówno elektrownie szczytowo-pompowe , akumulatorowe , jak i sprężone powietrze mogą być wykorzystywane jako magazyny dzienne lub krótkoterminowe , a także zdecentralizowane baterie słoneczne . W 2015 r. elektrownie szczytowo-pompowe stanowiły 99% mocy zainstalowanej elektrowni szczytowych na świecie, ale ich potencjał ekspansji jest ograniczony ze względów geograficznych. Dlatego coraz więcej technologii magazynowania, a także różne technologie Power-to-X , które mają na celu wykorzystanie energii elektrycznej poza sektorem elektroenergetycznym do zastosowań związanych z ogrzewaniem lub transportem , coraz częściej stają się przedmiotem badań. Chociaż magazynowanie pompowe jest technologią wypróbowaną i przetestowaną przez dziesięciolecia, wciąż istnieje stosunkowo niewiele akumulatorów i tylko dwie elektrownie magazynujące sprężone powietrze na całym świecie. W oparciu o badania naukowe dokonano znaczących postępów technologicznych w technologii akumulatorów, w szczególności do zastosowań stacjonarnych (magazynowanie energii) i mobilnych ( elektromobilność ). Jeśli do tej pory w obu zastosowaniach stosowane są głównie akumulatory litowe , tendencja do zastosowań stacjonarnych zmierza w kierunku bardziej ekonomicznych technologii magazynowania, które nie mają krytycznego znaczenia z punktu widzenia wymagań dotyczących zasobów , takich jak m.in. B. akumulatory jonów sodu , organiczne baterie przepływowe redox lub akumulatory jonów aluminium , z. Niektóre obiecują również znacznie większą liczbę cykli przechowywania.

Jako długoterminowe lub sezonowe magazynowanie, poza kilkoma sezonowymi elektrowniami wodnymi w korzystnych lokalizacjach, v. a. Magazynowanie energii chemicznej zapewnione m.in. w postaci wodoru , metanu czy eterów dimetylowych , dla których do tej pory istnieje tylko kilka prototypów i systemów testowych. Technologia wymagana do tego jest w zasadzie znana od dawna. Na przykład duński pionier energetyki wiatrowej Poul la Cour rozpoczął eksploatację elektrowni wiatrowej z podłączonym elektrolizerem już w 1895 r., która dostarczała tlenowodór do oświetlenia gazowego szkoły w Askov. Jednak produkcja wodoru na dużą skalę, która jest niezbędna do zwrotu energii i dostosowana do zmieniającego się zaopatrzenia w energię elektryczną za pomocą elektrolizy wody z wykorzystaniem energii wiatru lub energii słonecznej, a następnie metanizacji wodoru, jeśli to konieczne, jest wciąż na początku swojego rozwoju. testowanie, aby proces ten nie został jeszcze wprowadzony do produkcji seryjnej. Przede wszystkim ważne jest zwiększenie wydajności i obniżenie kosztów, aby technologia mogła być następnie wykorzystywana z udziałem zielonej energii elektrycznej na poziomie ok. 70%. Z drugiej strony funkcjonalność power-to-gas została już zademonstrowana przez kilka istniejących prototypów. Negatywnym aspektem konwencjonalnych systemów power-to-gas jest niski poziom wydajności w porównaniu z innymi technologiami magazynowania. Ponieważ łańcuch energetyczny energia elektryczna – wodór/metan – energia elektryczna wiąże się z dość dużymi stratami energii, co z kolei prowadzi do zwiększonego zapotrzebowania na energetykę wiatrową i systemy fotowoltaiczne, przyszły system energetyczny należy projektować w taki sposób, aby istniała tylko niskie wymagania dotyczące długoterminowego przechowywania. Jednak wyniki badań wskazują, że w przyszłości, dzięki zastosowaniu odwracalnie działających ogniw paliwowych ze stałym tlenkiem oraz zoptymalizowanej koncepcji ciepła odpadowego, możliwe będzie uzyskanie sprawności na poziomie nieco ponad 70%, nawet w przypadku zamiany mocy na gaz.

Jak działa system energii odnawialnej

Podczas gdy w konwencjonalnym systemie energetycznym produkcja energii na zapotrzebowanie na energię będzie nadal dostosowywać się, a tym samym można osiągnąć równowagę między produkcją a zużyciem, to pojawi się również w systemie energii odnawialnej dzięki zmienności głównych producentów energii wiatrowej i słonecznej naprzemiennie zarówno pokrycie niż niedobór zapotrzebowania na energię elektryczną. W związku z tym pełne zasilanie odnawialne wymaga innego podejścia, aby móc zawsze zagwarantować bezpieczeństwo dostaw. W literaturze naukowej istnieje duża liczba publikacji, które zajmują się równoważeniem wahań. W 2014 roku Palzer i Henning opublikowali artykuł, który modeluje warunki pełnego zasilania regeneracyjnego w niemieckim sektorze elektroenergetycznym i ciepłowniczym w 2015 roku za pomocą szeregów godzinowych . Celem było m.in. zbadanie i lepsze zrozumienie interakcji między poszczególnymi elementami systemu, takimi jak producenci, konsumenci i obiekty magazynowe w ciągu roku. W zależności od pory roku istnieją różne optymalne strategie działania.

Elektrownie o cyklu kombinowanym są łatwe do kontrolowania i mogą być opalane nie tylko gazem ziemnym, ale także metanem syntetycznym z systemów power-to-gas . W całkowicie odnawialnym systemie energetyki takie elektrownie wraz z elektrociepłowniami powinny gwarantować bezpieczeństwo dostaw w dłuższych fazach niskiej produkcji zielonej energii elektrycznej, których nie da się zmostkować z krótkoterminowym magazynowaniem .

W okresie zimowym w okresach silnego zasilania wiatrem występuje nadmiar energii elektrycznej. Energia grzewcza jest w dużej mierze dostarczana przez elektryczne systemy grzewcze z pompą ciepła . Ze względu na wydajność powstające nadwyżki energii elektrycznej są początkowo magazynowane w elektrowniach szczytowo-pompowych i akumulatorowych, które charakteryzują się wysokim stopniem sprawności. Gdy są one w pełni naładowane, nadwyżka produkcji jest przekazywana do systemów typu „power-to-gas”, które wytwarzają paliwa syntetyczne za pomocą elektrolizy. Dalsze nadwyżki zasilają lokalne i miejskie sieci ciepłownicze z wykorzystaniem energii do ogrzewania . W okresach niskiej produkcji zielonej energii elektrycznej, gdy sama produkcja nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania na energię elektryczną, magazyny krótkoterminowe (magazyny szczytowo-pompowe i akumulatory) są początkowo rozładowywane. Jeśli ich pojemność jest niewystarczająca , połączone elektrownie rowerowe i skojarzonego wytwarzania ciepła i elektrociepłownie , które są opalane wcześniej wygenerowanego wiatr lub gazu słonecznego, są również używane. Gdy zasilanie z odnawialnych źródeł energii ponownie wzrasta, krótkoterminowe jednostki magazynujące są ponownie ładowane.

Na wiosnę , w ciągu dnia, produkcja energii elektrycznej dzięki wysokiej fotowoltaicznych feed-in zazwyczaj przewyższa popyt, dzięki czemu nie jest wymagana energia elektryczna przechowywana w tym czasie. Jednocześnie zapotrzebowanie na ogrzewanie w ciągu dnia jest niskie, tak że w przeciwieństwie do zimy elektryczne pompy ciepła nie muszą być używane lub muszą być używane tylko w niewielkim stopniu. Podobnie jak zimą, nadwyżka produkcji występująca w ciągu dnia jest początkowo magazynowana w systemach magazynowania krótkoterminowego, następnie w systemach typu power-to-gas oraz w systemach magazynowania ciepła . W nocy do pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną wykorzystywane są elektrociepłownie i elektrociepłownie opalane głównie gazem OZE, w nocy rozładowywane są również magazyny krótkoterminowe, natomiast w nocy większe zapotrzebowanie na ciepło pokrywają magazyny ciepła.

W lecie są czasami bardzo silne nadwyżki energii elektrycznej w ciągu dnia, które są wykorzystywane do ładowania krótko- i długoterminowego przechowywania. Ponadto trafiają do długoterminowego magazynu ciepła, który służy do pokrycia zapotrzebowania na ciepło w okresie zimowym. Jeżeli po pewnym czasie, w okresie jesiennym, zostaną one również obciążone, generatory energii ze źródeł odnawialnych mogą zostać ograniczone w okresach wysokiej produkcji energii elektrycznej; Henning i Palzer zakładają, że nie można w ten sposób wykorzystać około 5,3 TWh lub 1% produkcji zielonej energii elektrycznej. Nie uwzględnia to ewentualnych wąskich gardeł pojemności w krajowej dystrybucji niemieckiej, co zdaniem autorów może prowadzić do wzrostu tej wartości.

Zdecentralizowana czy scentralizowana transformacja energetyczna?

Zasadniczo główny cel transformacji energetycznej, czyli realizacja zrównoważonych dostaw energii bez uzależnienia od paliw kopalnych i jądrowych, można osiągnąć zarówno w sposób zdecentralizowany, jak i centralny. Wyraźny podział na modele scentralizowane i zdecentralizowane struktury energetyczne nie jest również możliwe, ponieważ granice między systemami są płynne. Historycznie transformacja energetyczna rozpoczęła się w Danii, a także w Niemczech w latach 70. i 80. XX wieku jako zdecydowanie zdecentralizowana koncepcja, która została celowo odróżniona od energetyki konwencjonalnej , która była postrzegana jako przyczyna problemów ekologicznych i była prawie wyłącznie centralnie ukształtowana . Jednak operatorzy małych i zdecentralizowanych elektrowni, w szczególności systemów regeneracyjnych, nauczyli się w Niemczech do lat 90. silnego oporu ze strony ustabilizowanych zakładów energetycznych , które w tym czasie działały jako regionalny monopolista , oraz polityki (gospodarczej).

W rezultacie, wraz z ekspansją systemów regeneracyjnych, która była napędzana głównie przez osoby prywatne, wspólnotowe spółdzielnie energetyczne itp., nastąpiła poważna zmiana na rynku energii elektrycznej i jego decentralizacja, zwłaszcza że cztery duże niemieckie firmy dostarczające energię miały tylko zainwestował niewielkie kwoty w energię odnawialną. W 2010 roku ich udział w zainstalowanych mocach regeneracyjnych wyniósł zaledwie 6,5%. Wraz z postępem technologii i większymi projektami, zwłaszcza w energetyce wiatrowej, które również wymagają wyższych nakładów inwestycyjnych, od tego czasu nastąpiło większe przemieszanie struktur zdecentralizowanych i scentralizowanych. Obecnie większość koncepcji opiera się na wykorzystaniu zarówno zdecentralizowanych, jak i scentralizowanych struktur, przy czym zalety obu form wytwarzania energii (takie jak niskie koszty, niskie wymagania dotyczące magazynowania i silny udział społeczeństwa ) powinny być w miarę możliwości łączone. Jednak nadal kontrowersyjne jest to, w jakim stopniu przyszły system energetyczny powinien być scentralizowany lub zdecentralizowany i jak silnie powinien być połączony w sieć optymalny system energetyczny. Na przykład całkowita decentralizacja, w tym regionalna samowystarczalność energetyczna , jest nierealistyczna ze względu na wysokie wymagania dotyczące przechowywania w takich rozważaniach; Z drugiej strony scenariusze czysto ekonomicznie i technicznie zoptymalizowane nie doceniają społecznych elementów transformacji energetycznej i ryzyka zależności ścieżek , w szczególności ze względu na silny wpływ dostawców energii broniących swojej obecnej pozycji rynkowej w tych scenariuszach.

Katalizy Naukowcy Robert Schlögl uważa, że rewolucja energetyczna nie udało, choć często jedynie zastąpienie kopalnych elektrownie byłyby zrozumiałe dla odnawialnych źródeł energii, obrót energią i był przetrzymywany w założeniu wyłączności samowystarczalności w dziedzinie energii odnawialnej i decyzjach pochodzących. Dążenie do samowystarczalności energetycznej byłoby „bezsensowne”, byłoby „po prostu niemożliwe ze względu na samą wielkość”. W sektorze transportu samochody elektryczne mają lepszy ogólny poziom wydajności (zob. także well-to-wheel ), ale akumulatory nadal mają bardzo małą pojemność w stosunku do ich wagi, mają bardzo ograniczoną żywotność i są drogie. Z tego powodu Schlögl proponuje produkcję paliw syntetycznych w bardziej słonecznych krajach i ich import w oparciu o koncepcję DESERTEC .

Zdecentralizowane komponenty koncepcji

Przykład zdecentralizowanego wykorzystania energii odnawialnej: Przedsiębiorstwo rolne z biogazownią i dachem fotowoltaicznym

Ogólnie rzecz biorąc, energia odnawialna, w przeciwieństwie do paliw kopalnych dostępnych w niektórych punktach okręgów górniczych i punktów wydobycia, jest rozprowadzana po całym kraju i dlatego może być wykorzystywana w sposób zdecentralizowany prawie wszędzie. Zwłaszcza w przypadku instalacji na biomasę zdecentralizowane systemy spalania, takie jak ciepłownie i elektrociepłownie , dają przewagę środowiskową nad scentralizowanym wykorzystaniem, ponieważ w ten sposób paliwa, takie jak drewno i słoma , nie muszą być transportowane na duże odległości. W takich systemach możliwe jest lepsze wykorzystanie paliwa dzięki skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej niż w dużych elektrowniach, które często znajdują się poza ośrodkami poboru, które często nie pobierają ciepła lub pobierają tylko niewielkie ilości ciepła . Zdecentralizowane zasilanie fotowoltaiczne z kolei umożliwia uwolnienie sieci przesyłowych i dystrybucyjnych od zmiennego popytu, podczas gdy duże zainstalowane moce fotowoltaiczne na obszarach o słabo zwymiarowanych sieciach mogą mieć odwrotny skutek.

Podczas gdy zmienne dostarczanie energii wiatru i słońca musi być zrównoważone, aby zapewnić bezpieczeństwo dostaw, nieuchronnie zdecentralizowane wytwarzanie energii ze względu na rozwój energii odnawialnej ma pozytywny wpływ na stabilność sieci, co może zwiększyć bezpieczeństwo dostaw. Powodem tego jest fakt, że struktury zdecentralizowane są mniej podatne na awarie na dużą skalę niż struktury zdominowane przez duże elektrownie. Jednak ze względu na to, że niektórzy producenci energii odnawialnej zasilają sieć z wahaniami, konieczne mogą być środki, takie jak monitorowanie linii napowietrznych i wprowadzenie sieci inteligentnej, aby utrzymać stabilne napięcie sieci energetycznej. Również wirtualne elektrownie, w których różni wytwórcy energii odnawialnej oraz, w stosownych przypadkach, są inteligentnie połączeni klienci, przyczyniają się do bezpieczeństwa dostaw. Ponadto, odnawialne źródła energii, zwłaszcza fotowoltaika, mogą wkroczyć, gdy konwencjonalne elektrownie muszą zostać zdławione lub całkowicie wyłączone latem z powodu nadmiernego ocieplenia rzeki z powodu uwolnienia wody chłodzącej, co jest znane od dawna i które będzie występować coraz częściej w miarę nasilania się globalnego ocieplenia .

Oprócz tych aspektów ekologicznych i technicznych podano również polityczne i ekonomiczne powody rozbudowy zdecentralizowanych struktur energetycznych. Przykładowo Jürgen Karl dostrzega niską skłonność do inwestowania w budowę wielkoskalowych elektrowni na paliwa kopalne, wynikającą z liberalizacji rynku energii elektrycznej , konieczną elektryfikację w krajach wschodzących również poza prężnie rozwijającymi się ośrodkami oraz niską akceptacja wielkoskalowych elektrowni w krajach uprzemysłowionych jako głównych powodów rosnącej ekspansji zdecentralizowanych struktur energetycznych. Co więcej, zdecentralizowane koncepcje są głównie propagowane przez przedstawicieli lewicowego spektrum politycznego jako zasadniczy element bardziej wszechstronnej transformacji społecznej w kierunku bardziej równego i bardziej demokratycznego społeczeństwa . Przedstawiciele tego trendu szczególnie podkreślają społeczny wymiar zrównoważonego rozwoju i widzą w samowystarczalności energetycznej i zaopatrzeniu za pośrednictwem wielu małych lokalnych spółdzielni możliwość uczynienia zbędnych dużych infrastruktur, a tym samym także przedsiębiorstw energetycznych. W większości zwolennicy szybkiej transformacji energetycznej dążą do bardziej zdecentralizowanego podejścia.

Zwolennicy podejścia zdecentralizowanego podkreślają, że dzięki modelom partycypacyjnym, takim jak gminne parki wiatrowe , gminne parki słoneczne i gminne spółdzielnie energetyczne , wielu obywateli może być bezpośrednio zaangażowanych w wytwarzanie energii, podczas gdy systemy fotowoltaiczne mogą być nawet budowane przez osoby fizyczne. Wreszcie, zdecentralizowana budowa odnawialnych źródeł energii zapewnia wartość dodaną w regionie i wzmocnienie obszarów wiejskich, aby zminimalizować odpływ kapitału z regionu. W związku z tym uzasadnieniem, odnawialne źródła energii odgrywają coraz większą rolę w miejskiej polityce energetycznej i są często promowane przez lokalną politykę.

Centralne komponenty koncepcji

DESERTEC : Szkic możliwej infrastruktury dla zrównoważonego zaopatrzenia w energię w Europie, na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej
Elektrownia z rynnami parabolicznymi do wytwarzania energii elektrycznej w Kramer Junction w Kalifornii

Jednak inny trend postrzega transformację energetyczną jako projekt czysto technologiczny, który powinien być zaprojektowany tak efektywnie, jak to możliwe, przy wykorzystaniu maksymalnych korzyści skali i wysoce scentralizowanych struktur. Przedstawiciele tego trendu opowiadają się za koncentracją farm wiatrowych w pobliżu wybrzeża i budową morskich farm wiatrowych , silną rozbudową sieci elektroenergetycznej, w tym wysokowydajnymi liniami transkontynentalnymi oraz importem energii elektrycznej z Afryki Północnej.

Jednocześnie podkreśla się, że integracja różnych pomieszczeń produkcyjnych w sieć na dużą skalę ma przewagę nad czysto zdecentralizowanym systemem, ponieważ wahania w wytwarzaniu energii wiatrowej i słonecznej można zmniejszyć poprzez wymianę energii elektrycznej w bardziej oddalonych regionach a tym samym można zmniejszyć zapotrzebowanie na przechowywanie. Podczas gdy trójfazowe linie elektroenergetyczne mają być wykorzystywane przede wszystkim w kontekście krajowym, linie elektroenergetyczne oparte na technologii przesyłu prądu stałego wysokiego napięcia mają łączyć bardziej odległe obszary , które mają być przyłączone do tzw. supersieci . W przeciwieństwie do linii prądu przemiennego, HVDC mogą być projektowane jako linie napowietrzne, jako podziemne kable energetyczne lub jako kable podmorskie i umożliwiają transport na odległość kilku 1000 km ze względu na bardzo niskie straty przesyłowe; Można sobie wyobrazić nawet globalne sieci.

Ponieważ zmienność energii odnawialnej zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości, takie supersieci są uważane za bardzo ważne dla taniej integracji energii odnawialnej z siecią. Niektóre supersieci na całym świecie zostały zaproponowane lub są już w fazie planowania. Obejmuje to połączenie Europy z Afryką, utworzenie supersieci morskiej na Morzu Północnym oraz połączenie Australii i Tasmanii w sieć.

Ponadto istnieją różne projekty i wizje, które rozważają masowe zwiększenie produkcji energii elektrycznej ze sterowanych elektrowni słonecznych w południowej Europie, Afryce Północnej i na Bliskim Wschodzie oraz eksportowanie nadwyżek, które nie są potrzebne w tych regionach do samowystarczalności. Jednocześnie w krajach eksportujących powstałyby miejsca pracy, a zależność od paliw kopalnych w Europie mogłaby zostać zmniejszona. Szczególne właściwości słonecznych elektrowni cieplnych, które są wyposażone w niedrogie systemy magazynowania ciepła i mogą nadal wytwarzać energię elektryczną w nocy, również ograniczyłyby potrzebę magazynowania w Europie. Istnieje również możliwość hybrydyzacji, m.in. H. wytwarzanie ciepła z gazu ziemnego lub w przyszłości z paliw syntetycznych , wodoru lub biogazu , co oznacza, że ​​zarówno elektrownie słoneczne, jak i elektrownie konwencjonalne są w pełni zdolne do obciążenia podstawowego . Najbardziej znanym przedstawicielem tego projektu jest projekt Desertec , którego realizacja jest obecnie wątpliwa.

Względy ekonomiczne

Prognozy ekonomiczne dotyczące transformacji energetycznej są obarczone dużą niepewnością, ponieważ transformacja energetyczna jest procesem trwającym kilkadziesiąt lat, a jednocześnie w prognozie należy uwzględnić szereg zmiennych technologicznych, ekonomicznych i społecznych, których rozwój można tylko częściowo oszacować. Należą do nich np. kształtowanie się kosztów produkcji energii elektrycznej przez producentów konwencjonalnych i regeneracyjnych, trend cen surowców energetycznych i ewentualnie praw do zanieczyszczeń , zmiany demograficzne i zużycie energii czy też wybrana przyszła infrastruktura energetyczna (bardziej centralna czy bardziej zdecentralizowana? ). Dodatkowe czynniki kosztowe w stosunku do dostaw energii konwencjonalnej wynikają z restrukturyzacji infrastruktury energetycznej, takiej jak rozbudowa sieci i integracja magazynowania energii, co jest niezbędne w ramach transformacji energetycznej, przy jednoczesnym unikaniu emisji gazów cieplarnianych, na skutki zmian klimatycznych i uszczerbku na zdrowiu w wyniku zanieczyszczeń ze spalania paliw kopalnych powodują oszczędności ekonomicznych. W zależności od wagi różnych czynników, z. Czasem różne wyniki, czasem kontrowersyjnie dyskutowane w debacie publicznej w Niemczech.

Względy ekonomiczne

Koszty zewnętrzne według źródeł energii w Niemczech (2007)
Źródło energii ct / kWh
brązowy węgiel 8,7
Twardy węgiel 6,8
Olej opałowy 6,1
gazu ziemnego 3,9
Fotowoltaika 0,8
Energia wodna 0,4
Energia wiatrowa 0,1
Miks energii elektrycznej 2005 5,8

Wytwarzanie energii wiąże się zarówno z kosztami wewnętrznymi (tj. biznesowymi ), jak i zewnętrznymi, ekonomicznymi . Podczas gdy na koszty wewnętrzne składają się zasadniczo budowa, eksploatacja i demontaż elektrowni oraz zakup paliwa, które w większości podlegają mechanizmom rynkowym, koszty zewnętrzne przejawiają się przede wszystkim w postaci zanieczyszczenia środowiska , zdrowia i klimatu , co nie jest spowodowane przez osoby odpowiedzialne, ale przez ogół społeczeństwa. Rzeczywiste pełne koszty wytwarzania energii są zatem trudne do określenia; W niektórych przypadkach koszty społeczne i ekologiczne wytwarzania energii konwencjonalnej przewyższają nawet ceny dla odbiorców końcowych energii elektrycznej.

Dla USA dostępnych jest szereg badań dotyczących kosztów zewnętrznych. Shindell, na przykład, ocenia szkody środowiskowe spowodowane produkcją energii elektrycznej w USA na 330-970 miliardów dolarów rocznie, z czego większość można przypisać spalaniu paliw kopalnych. Machol i Rizk doszli do wniosku, że uszczerbek na zdrowiu spowodowany samym spalaniem paliw kopalnych powoduje całkowite szkody gospodarcze w wysokości około 362 do 887 miliardów dolarów amerykańskich rocznie. Spowodowałoby to koszty monitorowania stanu zdrowia wynoszące od 14 do 35 centów amerykańskich/kWh, co znacznie przekroczyłoby ceny energii elektrycznej dla lokalnych odbiorców końcowych. Jacobson i in. z drugiej strony zbadali koszty zewnętrzne całego sektora energetycznego (energia elektryczna, ciepło i transport) i skwantyfikowali koszty zewnętrzne zaoszczędzone w przypadku całkowitej transformacji energetycznej do 2050 r. Zgodnie z tym, zmiana w USA na 100 % podaży energii odnawialnej w 2050 r. wyniesie ok. Zaoszczędź 600 miliardów dolarów na kosztach opieki zdrowotnej i około 3,3 biliona dolarów na szkodę klimatyczną.

Jeżeli dokonana zostanie pełna kalkulacja kosztów, która obejmuje również koszty zewnętrzne dla odpowiednich technologii, wiele odnawialnych źródeł energii jest już tańszych niż konwencjonalnie wytwarzana energia elektryczna. Chociaż te również wiążą się z kosztami zewnętrznymi, są one znacznie niższe niż w przypadku paliw kopalnych. Ponieważ jednak koszty zewnętrzne wytwarzania energii konwencjonalnej nie zostały jeszcze uwzględnione w cenach paliw kopalnych, w praktyce występuje niedoskonałość rynku na korzyść energetyki konwencjonalnej. W obecnych ramach ekonomicznych zasada rynku prowadzi zatem do nieoptymalnego wykorzystania zasobów energetycznych: paliwa kopalne wydają się tańsze niż są ekonomicznie ze względu na koszty zewnętrzne, które nie są brane pod uwagę. Jeśli jednak rynek ma znaleźć najbardziej efektywny ekonomicznie sposób produkcji , jak to jest celem liberalizacji , konieczne jest unikanie wszelkich czynników zakłócających konkurencję, a koszty są prawdziwe dzięki internalizacji wszystkich czynników zewnętrznych. Jeśli tak się nie stanie, zalety wydajnościowe zliberalizowanego rynku mogą zostać zniweczone przez negatywne skutki dla środowiska. Sposobami na wytworzenie tego prawdziwego kosztu w stosunku do globalnego ocieplenia są podatki motywacyjne, takie jak: B. podatek od CO 2 lub handel emisjami .

Jak dotąd (kwiecień 2014) te efekty zewnętrzne zostały zinternalizowane tylko w niewielkim stopniu, pełnej internalizacji nie można przewidzieć. Więc z. Na przykład w rocznym raporcie na temat zużycia energii w Niemczech w 2013 r . AG Energiebilanzen doszedł do wniosku, że „zachęty przewidziane w handlu emisjami dla działań ograniczających emisje przy takich cenach certyfikatów [ok. 5 euro/tonę] nie są być oczekiwanym". Brak internalizacji kosztów zewnętrznych jest postrzegany jako decydująca przeszkoda dla postępu transformacji energetycznej.

Dodatkowo koszty produkcji energii elektrycznej są mocno zniekształcone przez dotacje na poszczególne technologie, przy czym konwencjonalne źródła energii otrzymują dotacje kilkukrotnie wyższe niż energia odnawialna, przez co tracą swoją konkurencyjność. W 2011 roku energia kopalna była dotowana na całym świecie kwotą 523 miliardów dolarów amerykańskich, podczas gdy energia odnawialna była dotowana kwotą około 100 miliardów dolarów. Uwzględniając koszty zewnętrzne, dotacje do paliw kopalnych wyniosły w tym roku około 1,9 biliona dolarów, według Jianga i Lin. Z kolei Międzynarodowy Fundusz Walutowy podaje wyższe liczby. Zgodnie z tym dotacje, w tym koszty ekonomiczne szkód środowiskowych i zdrowotnych, wyniosły 4,2 bln USD w 2011 r. i 4,9 bln USD w 2013 r. Dotacje na 2015 rok szacowane są na 5,3 bln USD, co odpowiada 6,5% światowego produktu narodowego brutto, a zatem jest wyższe niż globalne wydatki w sektorze zdrowia. Jednocześnie dotacje na ropę, węgiel i gaz utrzymywałyby sztucznie niskie ceny energii, spowolniły rozwój energii odnawialnej i zwiększyły szkodliwe dla klimatu emisje o 17%. Na podstawie tych danych w 2013 r. dotowano produkcję jednej tony dwutlenku węgla w sektorze energetycznym o ponad 150 USD.

Rozważania biznesowe

Źródło energii Koszty wytwarzania energii elektrycznej w ct/ kWh
Pochodzenie danych: Fraunhofer ISE 2018
brązowy węgiel 4,59-7,98
Twardy węgiel 6,27-9,86
Cykl mieszany gazu ziemnego 7,78-9,96
Elektrownia turbinowa na gaz ziemny 11.03-21.94
Wiatr / ląd 3,99-8,23
Wiatr / offshore 7,49-13,79
Biogaz (bez ekstrakcji ciepła) 10.14-14.74
Dach małego systemu fotowoltaicznego 7.23-11.54
Dach systemu fotowoltaicznego na dużą skalę 4,95-8,46
Duża otwarta przestrzeń elektrowni fotowoltaicznej 3,71-6,77

Jeśli zignorować koszty zewnętrzne wytwarzania energii konwencjonalnej i alternatywnej i wziąć pod uwagę tylko koszty ekonomiczne, to większość energii odnawialnych obecnie (2018 r.) w Niemczech ma mniej więcej podobne koszty produkcji energii elektrycznej jak energia konwencjonalna. W tabeli po prawej stronie znajduje się zestawienie kosztów produkcji energii elektrycznej poszczególnych technologii.

Szczególnie w przypadku fotowoltaiki i lądowej energetyki wiatrowej można zaobserwować ciągły spadek uśrednionych kosztów energii elektrycznej. Było to spowodowane silnym rozwojem produkcji i wynikającymi z tego korzyściami skali , silną konkurencją i rozwojem technicznym („ krzywa uczenia się ”), m.in. B. poprzez poprawę sprawności. Oczekuje się, że koszt energii elektrycznej będzie dalej spadał, podczas gdy w przypadku konwencjonalnych energii obserwuje się odwrotny efekt.

Jednak w celu porównania systemów energii kopalnej i odnawialnej należy również wziąć pod uwagę koszty silniejszej rozbudowy sieci i magazynowania energii elektrycznej, które są również ponoszone w systemie energii odnawialnej. Zakładając, że energia elektryczna do wymiany wahań regionalnych jest głównie dystrybuowana przez międzystanową , inteligentną supersieć , Jacobson i Delucchi dochodzą do wniosku, że te dodatkowe koszty prawdopodobnie nie przekroczą 2 centów amerykańskich / kWh. Biorąc pod uwagę, że koszty paliw kopalnych będą nadal rosły w dłuższej perspektywie, zakłada się zatem, że w perspektywie długoterminowej koszty energii w systemie energii odnawialnej są na tym samym poziomie, co w systemie energii z paliw kopalnych lub będzie tańsze niż w tym.

Od początku produkcji energii elektrycznej energia wodna jest integralną częścią miksu elektroenergetycznego ze względu na niskie koszty produkcji; Od kilku lat turbiny wiatrowe w dobrych lokalizacjach na lądzie są również konkurencyjne w stosunku do konwencjonalnych elektrowni bez dopłat . Oczekuje się, że w przyszłości nawet w uboższych lokalizacjach pojawi się konkurencyjność z elektrowniami węglowymi, a energetyka wiatrowa stanie się najtańszą formą produkcji energii elektrycznej. Ponadto coraz więcej starszych turbin wiatrowych osiąga wiek, w którym są spisywane na straty lub nie podlegają już ustawowym dopłatom i mogą z tego powodu wytwarzać energię elektryczną taniej. Ta konstelacja jest jednak możliwa tylko wtedy, gdy żywotność turbiny wiatrowej przekracza okres finansowania.

Uśrednione koszty energii elektrycznej również gwałtownie spadły na całym świecie, zwłaszcza w przypadku turbin wiatrowych i systemów fotowoltaicznych; trend, który według Walwyna i Brenta powinien trwać co najmniej do 2030 roku. W najlepszych lokalizacjach koszty produkcji energii elektrycznej przez turbiny wiatrowe wynoszą obecnie około 40-50 USD /MWh (34-42,5 euro/MWh), choć są one również silnie uzależnione od jakości lokalizacji i warunków finansowania. W USA lądowe turbiny wiatrowe są już drugą najtańszą elektrownią po opalanych gazem układach cyklu skojarzonego. To samo dotyczy fotowoltaiki, gdzie ceny modułów spadły o 60% między styczniem 2011 a grudniem 2012 i dla której spodziewany jest dalszy spadek cen. Ogólnie ceny modułów spadły o 6-7 USD/wat w 2000 roku do 0,5-0,6 USD/wat w 2013 roku. W fotowoltaice przemawiało teraz w branży prawo Swansona , po którym cena modułów fotowoltaicznych przy podwojeniu liczby modułów dostarczone spada o 20%.

Systemy fotowoltaiczne, kolektory słoneczne, aw niektórych przypadkach turbiny wiatrowe i systemy biogazowe mogą być instalowane jako małe elektrownie bezpośrednio u użytkownika końcowego. Ze względu na utratę kosztów transportu i podatków związanych z konsumpcją własną , takie elektrownie nie muszą konkurować lub tylko częściowo konkurować z cenami hurtowymi, zamiast tego o rentowności decydują ceny dla odbiorców końcowych za energię elektryczną i ewentualnie ciepło. Na przykład w wielu krajach parytet sieci dla prywatnych gospodarstw domowych, gmin i większości przedsiębiorstw komercyjnych został osiągnięty w fotowoltaice kilka lat temu , nawet jeśli koszty produkcji energii elektrycznej są nadal wyższe niż w przypadku elektrowni konwencjonalnych. W Niemczech parytet sieci dla energii fotowoltaicznej został osiągnięty w 2012 roku. Zakłada się, że spadające ceny energii słonecznej spowodują w przyszłości duże zmiany w sektorze elektroenergetycznym.

W wielu krajach na całym świecie wyspowe systemy fotowoltaiczne z magazynowaniem baterii są również najtańszą formą zasilania w energię elektryczną poszczególnych budynków lub osiedli na obszarach wiejskich . Z ekonomicznego i ekologicznego punktu widzenia takie systemy radzą sobie lepiej niż alternatywne generatory diesla lub elektryfikacja poprzez podłączenie do sieci energetycznej.

Zapotrzebowanie na miejsce

Wydobywanie górnych szczytów
Zdjęcie lotnicze farmy wiatrowej w północnych Niemczech. Tymczasowe zapotrzebowanie na miejsce w okresie budowy dla żurawia i komponentów jest wyraźnie widoczne, podczas gdy w przypadku (mniejszych) istniejących systemów tylko bardzo mała powierzchnia nie może być wykorzystywana na stałe.
W systemach fotowoltaicznych na otwartej przestrzeni, wtórne zastosowania, takie jak: B. możliwy jest ekstensywny wypas np . owiec .
Kreatywna instalacja systemu fotowoltaicznego : integracja z okładziną balkonu

Zastąpienie technologii wytwarzania energii z paliw kopalnych i jądrowych energią odnawialną prowadzi do kompleksowej zmiany w użytkowaniu gruntów. Do wydobycia paliw kopalnych, w szczególności węgla brunatnego, potrzebny jest duży obszar, ale w wielu częściach świata również węgiel kamienny wydobywany jest w górnictwie odkrywkowym lub często stosowanym w USA wydobyciu górskim . Poprzez samo wydobycie na szczycie góry, obszar 1,4 miliona akrów (ok. 5700 km²) został całkowicie przeprojektowany, a około 2000 mil (ok. 3200 km) bieżącej wody zostało zasypane nadkładem. Te poważne ingerencje w środowisko i przyrodę, które mają miejsce podczas wydobycia węgla, można tylko częściowo odwrócić. Krajobraz również ulega masowym i trwałym zmianom. Często też trzeba przenosić ludzi. W Niemczech z. Na przykład w samych tylko kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego przemieszcza się i zużywa około 2300 km² ziemi .

Energia wiatrowa i słoneczna

W porównaniu z tym interwencja elektrowni wiatrowych i systemów słonecznych , które poniosą główne obciążenie w systemie energii odnawialnej, jest znacznie mniejsza. Jednak w przeciwieństwie do konwencjonalnego zużycia energii, nie odbywa się to selektywnie ani regionalnie, ale jest widoczne dla znacznie większej części ludności na miejscu ze względu na zdecentralizowany charakter energii odnawialnej.

Na przykład powierzchnia użytkowana przez elektrownie wiatrowe w Niemczech w 2011 r. wynosiła około 100 km², co stanowi zaledwie ułamek powierzchni wykorzystywanej przez odkrywkowe kopalnie węgla brunatnego. Należy tu wziąć pod uwagę, że faktyczne zużycie gruntów przez turbiny wiatrowe, tj. H. Obszaru uszczelnionego fundamentem nie należy mylić z przestrzeniami między poszczególnymi turbinami wiatrowymi a obszarami mieszkalnymi. Podczas gdy fundament mierzy maksymalnie kilka 100 m², w zależności od wielkości systemu, obszary rozmieszczenia na system wynoszą kilka hektarów. W efekcie prawie 99% powierzchni wykorzystywanej przez farmę wiatrową można zwykle nadal bez ograniczeń wykorzystywać pod uprawy itp. .

W związku z tym wytwarzanie energii z energii wiatru zajmuje ogólnie stosunkowo mało miejsca, a wynikające z tego uszczelnienie powierzchni jest bardzo niskie w porównaniu z konwencjonalnymi formami wytwarzania energii. Na przykład, wydajność energetyczna nowoczesnego systemu o mocy 3 MW z 300 m² powierzchni stoisk i produkcją energii elektrycznej na poziomie 6,4 GWh wynosi około 21 000 kWh na m² powierzchni fundamentowej w ciągu roku. Wartość ta jest nieco wyższa od analogicznej wartości dla elektrowni na węgiel kamienny (w tym budynków pomocniczych), nawet jeśli obszar wydobycia węgla nie jest uwzględniony w tym ostatnim. Z drugiej strony skutki dla krajobrazu są oceniane kontrowersyjnie .

Systemy fotowoltaiczne są zwykle instalowane na budynkach i dlatego nie wymagają dodatkowej przestrzeni. Jednak dodatkowe zużycie przestrzeni występuje w przypadku systemów fotowoltaicznych montowanych na ziemi . Chociaż zwykła elewacja nie uszczelnia prawie żadnej powierzchni, ponieważ fundamenty ram wymagają tylko niewielkiej ilości miejsca, powierzchnie w parkach słonecznych nie mogą być już w ogóle wykorzystywane lub mogą być wykorzystywane tylko w ekstensywnym rolnictwie , na przykład jako pastwisko dla owiec . Pod modułami można również tworzyć biotopy wtórne , które stanowią ekologiczną modernizację w porównaniu z intensywnym rolnictwem. Wesselak i in. wskazują na zapotrzebowanie na miejsce prawie 38 m² na kW p dla systemów fotowoltaicznych na otwartej przestrzeni . Przestrzeń wymagana dla falowników , ścieżek i obszarów dystansowych jest już uwzględniona. W przyszłości wykorzystanie pływających systemów fotowoltaicznych , które byłyby budowane na nieużywanych w inny sposób powierzchniach wody, mogłoby pomóc w uniknięciu potencjalnej konkurencji o ziemię z rolnictwem. W międzyczasie wdrożono szereg prototypów takich systemów, ale technologia jest wciąż na wczesnym etapie rozwoju i wprowadzenia na rynek (stan 2014).

Ponadto istnieje potrzeba rozbudowy sieci elektroenergetycznych i systemów magazynowania energii dla tych form wytwarzania energii, co również należy wziąć pod uwagę. Więc z. Na przykład elektrownie szczytowo-pompowe zajmują dużo miejsca, podczas gdy elektrownie ze sprężonym powietrzem wymagają znacznie mniej miejsca niż elektrownie szczytowo-pompowe, a jednocześnie stawiają mniejsze wymagania co do topografii, ale mają również niższy poziom wydajności. Magazyny długoterminowe, takie jak produkcja wodoru lub metanu syntetycznego, mogą opierać się na pojemnościach magazynowych istniejącej infrastruktury gazu ziemnego i dlatego nie wymagają dodatkowej powierzchni, z wyjątkiem instalacji do produkcji wodoru lub metanu. Jednak niższa sprawność tych systemów i związane z tym wyższe straty energii podczas magazynowania z kolei zwiększają zapotrzebowanie na moce generacji regeneracyjnej, tj. H. Energetyka wiatrowa i systemy słoneczne.

Ogólnie rzecz biorąc, według Jacobsona i Delucchi, całkowicie odnawialne zaopatrzenie w energię dla całej gospodarki światowej , które opiera się wyłącznie na energii wiatrowej, słonecznej i wodnej, a także niewielkim udziale energii geotermalnej, wymagałoby od 0,41 do 0,74% powierzchni ziemi na stałe. Dodatkowe 0,59 do 1,18% byłoby wymagane jako obszary rozstawu turbin wiatrowych, ale mogłoby być nadal wykorzystywane w rolnictwie. Zapotrzebowanie na przestrzeń nie jest zatem przeszkodą w globalnej transformacji energetycznej.

Uprawa biomasy

Kukurydza jest ważnym surowcem do produkcji biogazu i bioetanolu
Kwitnący rzepak jest jednym z głównych surowców do produkcji biodiesla

W przeciwieństwie do obszarów stojących elektrowni wiatrowych i ewentualnie otwartych elektrowni słonecznych, z wyjątkiem elektrowni i samych fermentatorów, z wyjątkiem elektrowni i samych fermentorów, w przypadku uprawy biomasy nie jest uszczelniony żaden obszar, ale używane tylko do innych celów rolniczych. Należy jednak wziąć pod uwagę konkurencję o ziemię i użytkowanie między produkcją żywności , uprawą roślin energetycznych a wydobyciem surowców odnawialnych do celów materiałowych. Dlatego uprawa roślin energetycznych budzi kontrowersje. Tak zwane wykorzystanie kaskadowe jest zatem uważane za bardziej sensowne niż bezpośrednie wykorzystanie biomasy do produkcji energii , w którym na pierwszy plan wysuwa się materialne wykorzystanie surowców roślinnych i dopiero po zakończeniu tego wykorzystania odzyskiwanie energii.

Konkretny obszar wymagany do produkcji źródeł bioenergii jest stosunkowo wysoki w porównaniu z innymi formami wytwarzania energii. Wykorzystanie kukurydzy energetycznej jako substratu dla biogazowni daje użytkowe uzyski biometanu na poziomie ok. 45 MWh na hektar lub 4,5 kWh na m² rocznie. Od 2017 r. źródła bioenergii uprawiano na około 14 milionach hektarów gruntów ornych na całym świecie, co odpowiada około 1% gruntów ornych na świecie. Zobacz także: Naginanie .

Podczas korzystania z pozostałości rolniczych i materiałów odpadowych, takich jak Na przykład, gdy słoma jest postrzegana jako bezproblemowa z ekologicznego i społeczno-politycznego punktu widzenia, szczególnie produkcja biopaliw budzi kontrowersje. Ponadto nadmierne stosowanie biopaliw może nie tylko pogorszyć bezpieczeństwo żywnościowe, zwłaszcza w krajach słabiej rozwiniętych, ale również mieć silny negatywny wpływ na ekologię, bioróżnorodność i siedliska zbliżone do naturalnych. Z tego powodu szacuje się, że potencjał bioenergii jest ogólnie znacznie niższy w nowszych badaniach niż w starszych badaniach. Poszedł z. Przykładowo IEA zakładała w przeszłości, że bioenergia mogłaby optymalnie dostarczać 700 EJ/a energii, co odpowiadałoby 60% szacowanego światowego zapotrzebowania na energię w 2050 r., ale nowsze badania określają potencjał biomasy na około 180 EJ/rok a lub 15% światowego zapotrzebowania na energię w 2050 r. W celu zagwarantowania zrównoważonego wykorzystania biomasy, w niektórych nowszych badaniach, które modelują pełną podaż regeneracyjną wyłącznie przy użyciu energii odnawialnej, wykorzystanie bioenergii jest znacznie ograniczone lub nawet całkowicie wykluczone.

Zasadniczo sama biomasa nie ma możliwości całkowitego zastąpienia paliw kopalnych. Na przykład według Volkera Quaschninga Niemcy byłyby w stanie pokryć biodieslem tylko jedną trzecią niemieckiego zużycia oleju napędowego, nawet gdyby cała krajowa ziemia uprawna była wykorzystywana pod uprawę rzepaku do produkcji biodiesla . Wykorzystanie elektromobilności jest zatem postrzegane jako znacznie bardziej obiecujące niż wykorzystanie biopaliw. Z drugiej strony potencjał biopaliw dostrzegany jest przede wszystkim w obszarach, w których korzystanie z pojazdów elektrycznych nie jest możliwe nawet w perspektywie długoterminowej.

Zobacz też

Portal: Energia  - Przegląd treści Wikipedii na temat energii
Portal: Środowisko i ochrona przyrody  - Przegląd treści Wikipedii na temat ochrony środowiska i przyrody

Kino

  • The 4th Revolution - EnergyAutonomy (2010), Tytuł filmu opisuje transformację energetyczną jako czwartą rewolucję po rewolucji rolniczej, rewolucji przemysłowej i rewolucji cyfrowej.

literatura

Leksykony

Artykuły techniczne

linki internetowe

Commons : Energiewende  - kolekcja zdjęć, filmów i plików audio
Wikisłownik: Energiewende  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia
Wikicytaty: Energiewende  - Cytaty

Indywidualne dowody

  1. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, s. 3193-3222, s. 3203 doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  2. ↑ MA Sayegh i in. Rozmieszczenie, podłączenie i tryby pracy pomp ciepła w europejskich systemach ciepłowniczych . W: Energia i budynki Vol. 166, 2018, s. 122–144, s. 128f. doi: 10.1016 / j.enbuild.2018.02.006
  3. ↑ Aviel Verbruggen: Czy to możliwe, że właściciele akcji rządzą arenami przejściowymi? w: Achim Brunnengräber , Maria Rosaria du Nucci (red.): Na przeszkodach transformacji energetycznej. O przemianach, reformach i innowacjach. Z okazji 70. urodzin Lutza Meza , Wiesbaden 2014, 119–133, s. 120.
  4. ↑ Transformacja energetyczna w Niemczech: definicja, cele i historia
  5. ^ Roland Roth: Polityka lokalna. ISBN 978-3-322-93826-8 , s. 664 ( ograniczony podgląd w wyszukiwarce książek Google).
  6. ↑ Witamy w filmie Energiewende
  7. ↑ Florian Lüdeke-Freund, Oliver Opel: Energie , w: Harald Heinrichs , Gerd Michelsen (red.): Sustainability Sciences, Berlin/Heidelberg 2014, s. 429.
  8. ↑ Philippe Poizot, Franck Dolhem: Nowa umowa dotycząca czystej energii dla zrównoważonego świata: od źródeł energii niegenerujących CO2 po bardziej ekologiczne elektrochemiczne urządzenia magazynujące . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 2003-2019, s. 2003, doi: 10.1039 / c0ee00731e .
  9. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : Przyszłość dostaw energii: wyzwania i możliwości . W: Angewandte Chemie Wydanie Międzynarodowe . Vol. 46, 2007, s. 52-66, s. 52, doi: 10.1002 / anie.200602373 .
  10. ↑ a b Christophe McGlade, Paul Ekins : Rozkład geograficzny niewykorzystanych paliw kopalnych Przy ograniczaniu globalnego ocieplenia do 2°C . W: Przyroda . Vol. 517, 2015, 187-190, doi: 10.1038 / natura14016 .
  11. ↑ Międzynarodowa Organizacja ds. Energii Odnawialnych : Definicja zgodnie z art. III statutu z dnia 26 stycznia 2009 r. ( Federalny Dziennik Ustaw II s. 634, 635 , dwujęzyczny).
  12. ↑ Geoffrey P. Hammond, Peter JG Pearson: Wyzwania związane z przejściem na niskoemisyjną, bardziej elektryczną przyszłość: odtąd do roku 2050 . W: Polityka energetyczna . Vol. 52, 2013, 1–9, s. 6, doi: 10.1016 / j.enpol.2012.10.052 .
  13. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 56.
  14. ^ A b c Mark Z. Jacobson , Mark A. Delucchi: Dostarczanie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część I: Technologie, zasoby energii, ilości i obszary infrastruktury oraz materiały . W: Energy Policy 39, Vol. 3, 2011, s. 1154–1169, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.040 .
  15. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, s. 3193-3222, s. 3216, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  16. ^ A b Mark A. Delucchi, Mark Z. Jacobson : Dostarczanie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część II: Niezawodność, koszty systemu i przesyłu oraz polityka . W: Polityka energetyczna 39, Vol. 3, 2011, s. 1170–1190, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.045 .
  17. ^ B Andreas Pälzer Hans-Martin Henning: A kompleksowego modelu niemieckim sektorze energii elektrycznej i ciepła w przyszłości systemu energetycznego z dominującego wkładu z technologii energii odnawialnej - część II: wyniki. W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 30, 2014, 1019-1034, s. 1027, doi: 10.1016 / j.rser.2013.11.032 .
  18. ↑ b Deng et al. Przejście do w pełni zrównoważonego globalnego systemu energetycznego . W: Przeglądy strategii energetycznych. Vol. 1, 2012, 109-121, s. 118, doi: 10.1016 / j.esr.2012.07.003 .
  19. ↑ a b Olav Hohmeyer , Sönke Bohm: Trendy w kierunku 100% odnawialnych źródeł energii elektrycznej w Niemczech i Europie: zmiana paradygmatu w polityce energetycznej . W: Wiley Interdyscyplinarne Recenzje: Energia i Środowisko . Vol. 4, 2015, 74-97, s. 91f, doi: 10.1002 / wene.128 .
  20. ^ Benjamin Biegel, Lars Henrik Hansen, Jakob Stoustrup, Palle Andersen, Silas Harbo: Wartość elastycznego zużycia na rynkach energii elektrycznej . W: Energia . Vol. 66, 2014, s. 354-362, tutaj s. 354, doi: 10.1016 / j.energy.2013.12.041 .
  21. ↑ Dirk Dubbers , Johanna Stachel , Ulrich Uwer: Czy zachodzi transformacja energetyczna? (PDF; 253 kB) Instytut Fizyki Uniwersytetu w Heidelbergu, dostęp 18 lutego 2019 r .
  22. ↑ Ulrike Fettke, Gerhard Fuchs, Interakcje z zasiedziałym pretendentem a zmiany na rynku wytwarzania i dystrybucji energii w Niemczech , w: Sebastian Giacovelli (red.): Transformacja energetyczna z ekonomicznego socjologicznego punktu widzenia. Koncepcje teoretyczne i podejścia empiryczne . Wiesbaden 2017, 15–44, s. 22.
  23. ^ Felix Ekardt : Teoria zrównoważonego rozwoju Baden-Baden 2011, s. 379; Günther Brauner: Systemy energetyczne: regeneracyjne i zdecentralizowane. Strategie transformacji energetycznej . Wiesbaden 2016, s. 184; Zobacz również Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik . Berlin / Heidelberg 2017, s. 36–38.
  24. ↑ Arnulf Grübler: Badania przemian energetycznych: Spostrzeżenia i przestrogi . W: Polityka energetyczna . Vol. 50, 2012, 8–16, doi: 10.1016 / j.enpol.2012.02.070 .
  25. ^ Robert C. Allen : Wstecz w przyszłość. Przejście na węgiel i implikacje dla następnej transformacji energetycznej . W: Polityka energetyczna . Vol. 50, 2012, 17-23, s. 17, doi: 10.1016 / j.enpol.2012.03.020 .
  26. ^ Rolf Peter Sieferle : Podziemny las. Kryzys energetyczny i rewolucja przemysłowa. Monachium 1982, rozdz. V, zwłaszcza s. 240-249.
  27. ^ Hans-Werner Hahn : Rewolucja przemysłowa w Niemczech . Oldenbourg Wissenschaftsverlag, Monachium 2005, ISBN 3-486-59831-7 , s.  117 .
  28. ↑ Rolf Peter Sieferle : Podziemny las. Kryzys energetyczny i rewolucja przemysłowa . CH Beck, Monachium 1982, ISBN 3-406-08466-4 , s.  252-254 .
  29. ↑ Franz-Josef Brüggemeier , Michael Toyka-Seid (red.): Przemysłowy charakter. Czytelnik historii środowiska w XIX wieku . Frankfurt/Nowy Jork 1995, s. 255-257.
  30. ↑ b Joachim Radkau , Lothar Hahn : Rise and Fall przemysłu jądrowego niemieckiej , Monachium 2013, s 82F..
  31. ↑ Wilhelm Ostwald : Energetyczne podstawy kulturoznawstwa, dr. Werner Klinkhardt, Verlag, Lipsk 1909, s. 44. W: archive.org. Pobrano 5 października 2014 .
  32. ^ Giacomo Ciamician : Fotochemia przyszłości . W: Nauka 36, nr. 926, 1912, s. 385-394, doi: 10.1126 / science.36.926.385 .
  33. ↑ Vincenzo Balzani i in.: Fotochemiczna konwersja energii słonecznej . W: ChemSusChem . Vol. 1, 2008, s. 26–58, tutaj s. 27, doi: 10.1002 / cssc.200700087 .
  34. ↑ Naomi Oreskes , Erik M. Conway : Kupcy wątpliwości. Jak garstka naukowców ukrywała prawdę w kwestiach od dymu tytoniowego po globalne ocieplenie . Bloomsbury Press, Nowy Jork 2010, s. 170.
  35. ↑ Centrum Analizy Informacji o Dwutlenku Węgla ( cdiac.ornl.gov ): Według dostępnych tam serii danych, globalne emisje w 1896 r. wyniosły 419 mln ton CO 2 , podczas gdy w 2000 r. wyniosły 6765 mln ton i wzrosły do ​​9167 mln ton w 2010 roku.
  36. ^ Svante Arrhenius : O wpływie kwasu węglowego w powietrzu na temperaturę Ziemi . 1896, bibcode : 1897PASP .... 9 ... 14A , s. 19 poniżej i 20 powyżej: „… ustanowione porównanie jest bardzo interesujące, ponieważ dowodzi, że najważniejszy ze wszystkich procesów, za pomocą których kwas był usuwany z atmosfery przez cały czas - mianowicie chemiczne wietrzenie minerałów krzemionkowych - jest tego samego rzędu wielkości, co proces przeciwnego efektu, który jest spowodowany rozwojem naszych czasów i który należy brać pod uwagę jako mające charakter tymczasowy”.
  37. ↑ Garcia et al.: Model wydajności dla elektrowni parabolicznych poprzez słoneczną energię cieplną z magazynowaniem ciepła: Porównanie z danymi eksploatacyjnymi zakładu . W: Energia słoneczna . Vol. 85, 2011, s. 2443-2460, tutaj s. 2443, doi: 10.1016 / j.solener.2011.07.002 .
  38. ↑ Erdem Cuce, Pinar Mert Cuce: obszerny przegląd kuchenek słonecznych . W: Energia Stosowana . Vol. 102, 2013, s. 1399-1421, tutaj s. 1400, doi: 10.1016 / j.apenergy.2012.09.002 .
  39. ↑ Michael Mende : Wczesna przemysłowa technologia napędowa – energia wiatrowa i wodna. W: Ulrich Wengenroth (red.): Technologia i ekonomia. VDI-Verlag, Düsseldorf 1993, s. 289-304, s. 291.
  40. ↑ a b Erich Hau: Elektrownie wiatrowe – podstawy, technologia, zastosowanie, ekonomia. Wydanie piąte. Springer, Berlin Heidelberg 2014, rozdz. 2 (Elektryczność z wiatru – pierwsze próby), zwłaszcza s. 23–44.
  41. ↑ Jens Nørkær Sørensen: Aerodynamiczne aspekty konwersji energii wiatrowej . W: Roczny Przegląd Mechaniki Płynów . Vol. 43, 2011, 427-448, doi: 10.1146 / annurev-fluid-122109-160801 .
  42. ↑ Alois Schaffarczyk (Red.): Wprowadzenie do technologii energetyki wiatrowej. Monachium 2012, s. 37.
  43. ^ Matthias Heymann : Historia wykorzystania energii wiatrowej 1890-1990. Frankfurt nad Menem - Nowy Jork 1995, s. 268.
  44. ↑ Erich Hau: Elektrownie wiatrowe – podstawy, technologia, zastosowanie, ekonomia. Wydanie piąte. Springer, Berlin Heidelberg 2014, s. 34–36.
  45. ↑ Holger Schlör i in.: Granice systemowe zrównoważonego rozwoju . W: Czasopismo Czystszej Produkcji . Vol. 88, 2015, 52-60, s. 52, doi: 10.1016 / j.jclepro.2014.04.023 .
  46. ^ Rolf Wüstenhagen , Michael Bilharz : Rozwój rynku zielonej energii w Niemczech: Efektywna polityka publiczna i pojawiający się popyt ze strony klientów . W: Polityka energetyczna . Vol. 34, 2006, 1681-1696, s. 1682, doi: 10.1016 / j.enpol.2004.07.013 .
  47. ↑ Hans Günter Brauch : Polityka energetyczna pod znakiem polityki klimatycznej w przejściu do XXI wieku . W: Ders Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań w zakresie energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii , Berlin/Heidelberg 1997, 1–24, s. 12
  48. ↑ a b Frank Uekötter : Historia środowiska w XIX i XX wieku , Monachium 2007, s. 28.
  49. ↑ a b Lutz Mez : Konsensus energetyczny w Niemczech? Analiza politologiczna rozmów konsensusowych – przesłanki, historia, przebieg i potyczki . w: Hans Günter Brauch (red.) Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań w zakresie energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii , Berlin/Heidelberg 1997, 433–448, s. 433f.
  50. ↑ Rüdiger Graf: Od zapomnienia o energii do teoretycznej metonimii energii jako medium opisu społeczeństwa w XX wieku . W: Hendrik Ehrhardt, Thomas Kroll (red.): Energia we współczesnym społeczeństwie. Zeithistorische Perspektiven , Getynga 2012, 73–92, s. 84.
  51. ↑ a b c Językoznawstwo. Transformacja energetyczna . W: Die Zeit , nr 47/2012.
  52. ↑ Amory Lovins : Ścieżki miękkiej energii: w kierunku trwałego pokoju . (Pingwin Books, 1977) ISBN 0-06-090653-7 .
  53. ↑ Olav Hohmeyer , Sönke Bohm: Trendy w kierunku 100% odnawialnych źródeł energii elektrycznej w Niemczech i Europie: zmiana paradygmatu w polityce energetycznej . W: Wiley Interdyscyplinarne Recenzje: Energia i Środowisko . Vol. 4, 2015, 74-97, s. 75, doi: 10.1002 / wene.128 .
  54. ^ Bent Sørensen : Nakreślono plan, zgodnie z którym energia słoneczna i wiatrowa zaspokoiłaby potrzeby Danii do roku 2050 . W: Science 189, Number 4199, 1975, s. 255-260, doi: 10.1126 / science.189.4199.255 .
  55. ↑ Olav Hohmeyer , Sönke Bohm: Trendy w kierunku 100% odnawialnych źródeł energii elektrycznej w Niemczech i Europie: zmiana paradygmatu w polityce energetycznej . W: Wiley Interdyscyplinarne Recenzje: Energia i Środowisko . Vol. 4, 2015, 74-97, s. 75f, doi: 10.1002 / wene.128 .
  56. ↑ a b Mario Neukirch: Międzynarodowa pionierska faza wykorzystania energii wiatrowej. Rozprawa. Getynga 2010, s. 20.
  57. ^ Benjamin K. Sovacool: Tworzenie polityki energetycznej w Danii: Implikacje dla globalnego bezpieczeństwa energetycznego i zrównoważonego rozwoju . W: Polityka energetyczna . Vol. 61, 2013, 829-839, s. 829f, doi: 10.1016 / j.enpol.2013.06.106 .
  58. ↑ Por. Volker Quaschning : Energie odnawialne i ochrona klimatu , Monachium 2013, s. 63f.
  59. ↑ Rizzi i in.: Tworzenie wiedzy naukowej na temat energii odnawialnej: światowe trendy, dynamika i wyzwania oraz implikacje dla zarządzania . W: Energia Odnawialna . Vol. 62, 2014, 657-671, s. 660f, doi: 10.1016 / j.renene.2013.08.030 .
  60. ↑ Gregor Czisch : Scenariusze przyszłego zaopatrzenia w energię – warianty zoptymalizowane pod względem kosztów zaopatrzenia Europy i jej sąsiadów w energię elektryczną ze źródeł odnawialnych , rozprawa Kassel 2005, uni-kassel.de (PDF)
  61. ↑ Henrik Lund : Integracja na dużą skalę optymalnych kombinacji energii fotowoltaicznej, wiatrowej i falowej z dostawą energii elektrycznej . W: Energia odnawialna 31, wydanie 4, 2006, s. 503-515, doi: 10.1016 / j.renene.2005.04.008 .
  62. ↑ Henrik Lund : Strategie energii odnawialnej na rzecz zrównoważonego rozwoju . W: Energy 32, Issue 6, 2007, s. 912-919, doi: 10.1016 / j.energy.2006.10.017 .
  63. ^ Henrik Lund , Brian Vad Mathiesen : Analiza systemu energetycznego 100% systemów energii odnawialnej – przypadek Danii w latach 2030 i 2050 . W: Energy 34, nr 5, 2009, s. 524-531, doi: 10.1016 / j.energy.2008.04.003 .
  64. ↑ Olav Hohmeyer , Sönke Bohm: Trendy w kierunku 100% odnawialnych źródeł energii elektrycznej w Niemczech i Europie: zmiana paradygmatu w polityce energetycznej . W: Wiley Interdyscyplinarne Recenzje: Energia i Środowisko . Vol. 4, 2015, 74-97, s. 76f, doi: 10.1002 / wene.128 .
  65. ^ Mark Z. Jacobson , Mark A. Delucchi: Dostarczanie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część I: Technologie, zasoby energii, ilości i obszary infrastruktury oraz materiały . W: Energy Policy 39, Vol. 3, 2011, s. 1154–1169, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.040 .
  66. ^ Mark A. Delucchi, Mark Z. Jacobson : Zapewnienie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część II: Niezawodność, koszty systemu i przesyłu oraz polityka . W: Polityka energetyczna 39, Vol. 3, 2011, s. 1170–1190, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.045 .
  67. ↑ Wen Liu i in.: Potencjał systemów energii odnawialnej w Chinach . W: Applied Energy 88, Issue 2, 2011, s. 518-525, doi: 10.1016 / j.apenergy.2010.07.014 .
  68. ↑ Olav Hohmeyer , Sönke Bohm: Trendy w kierunku 100% odnawialnych źródeł energii elektrycznej w Niemczech i Europie: zmiana paradygmatu w polityce energetycznej . W: Wiley Interdyscyplinarne Recenzje: Energia i Środowisko . Vol. 4, 2015, 74-97, s. 77f, doi: 10.1002 / wene.128 .
  69. ↑ Robert Gasch , Jochen Twele (red.): Elektrownie wiatrowe. Podstawy, projektowanie, planowanie i eksploatacja. Springer, Wiesbaden 2013, s. 6f.
  70. ↑ John A. Mathews, Hao Tan: Produkcja odnawialnych źródeł energii w celu budowania bezpieczeństwa energetycznego . W: Nature 513, wydanie 7517, 10 września 2014, 166-168, doi: 10.1038 / 513166a .
  71. ↑ Peter Sheehan, Enjiang Cheng, Alex English, Fanghong Sun: odpowiedź Chin na szok związany z zanieczyszczeniem powietrza . W: Przyroda Zmiany Klimatu . Vol. 4, 2014, 306-309, doi: 10.1038 / nclimate2197 .
  72. ^ A b c Donald T. Swift-Hook: Argumenty za odnawialnymi źródłami energii oprócz globalnego ocieplenia . W: Energia Odnawialna . Vol. 49, 2013, 147–150 doi: 10.1016 / j.renene.2012.01.043 .
  73. ↑ Achim Brunnengräber, Maria Rosaria di Nucci: Wyścig systemów. Podano strzał startowy do wyścigu między energią kopalną a odnawialną – wprowadzenie w: Achim Brunnengräber, Maria Rosaria di Nucci (red.): Na przeszkodach transformacji energetycznej. O przemianach, reformach i innowacjach, Springer-Verlag 2014, ISBN 978-3-658-06788-5 . ( ograniczony podgląd w wyszukiwarce Google Book)
  74. ↑ Statut (PDF) Międzynarodowej Organizacji Energii Odnawialnej (IRENA). Źródło 13 maja 2009.
  75. ↑ O nas inicjatywy ONZ „Zrównoważona energia dla wszystkich”.
  76. ↑ Zgromadzenie Ogólne ONZ ogłasza 2014–2024 Dekadę Zrównoważonej Energii dla Wszystkich. Komunikat prasowy ONZ GA/11333-EN/274, 21 grudnia 2012 r.
  77. ^ Ścieżki do głębokiej dekarbonizacji . (PDF, angielski) Sieć Rozwiązań Zrównoważonego Rozwoju . Źródło 15 października 2014.
  78. ^ Trudne cele (redakcja). W: Nature 522, wydanie 7555, 2015, s. 128, doi: 10.1038 / 522128a .
  79. ↑ Jeff Tollefson: Obama nakazuje zaostrzenie limitów emisji z elektrowni . W: Natura 2015, doi: 10.1038 / natura.2015.18030 .
  80. ^ Jeff Tollefson, Kenneth R. Weiss: Narody zatwierdzają historyczne globalne porozumienie klimatyczne . W: Nature 2015, doi: 10.1038 / 528315a .
  81. ↑ Klimat Zastawy spadnie krótki potrzebowaliśmy 2 stopni C Limit . W: Scientific American , 3 listopada 2016. Pobrano 6 listopada 2016.
  82. ↑ „Ponad miliard ludzi bez prądu” Czas 3 kwietnia 2017
  83. ↑ bundesregierung.de Emisje CO2
  84. ^ Krause, Bossel , Müller-Reissmann: Energiewende - wzrost i dobrobyt bez ropy naftowej i uranu , S. Fischer Verlag 1980.
  85. ↑ Lutz Mez : Konsensus energetyczny w Niemczech? Analiza politologiczna rozmów konsensusowych – przesłanki, historia, przebieg i potyczki . W: Hans Günter Brauch (red.): Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań w zakresie energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii. Berlin, Heidelberg 1997, 433-448, s. 437f.
  86. ^ Rolf Wüstenhagen , Michael Bilharz : Rozwój rynku zielonej energii w Niemczech: Efektywna polityka publiczna i pojawiający się popyt klientów . W: Polityka energetyczna . Vol. 34, 2006, 1681-1696, s. 1686f, doi: 10.1016 / j.enpol.2004.07.013 .
  87. ^ Staffan Jacobsson, Volkmar Lauber : Polityka i polityka transformacji systemu energetycznego — wyjaśnienie niemieckiego rozpowszechnienia technologii energii odnawialnej . W: Polityka energetyczna . Vol. 34, 2006, 256-276, s. 267, doi: 10.1016 / j.enpol.2004.08.029 .
  88. ^ Volkmar Lauber , Staffan Jacobsson: Polityka i ekonomia budowania, kontestowania i ograniczania społeczno-politycznej przestrzeni dla odnawialnych źródeł energii – Niemiecka ustawa o energii odnawialnej . W: Innowacje środowiskowe i przemiany społeczne. Vol. 18, 2016, 147–163, doi: 10.1016 / j.eist.2015.06.005 .
  89. ^ Staffan Jacobsson, Volkmar Lauber : Polityka i polityka transformacji systemu energetycznego — wyjaśnienie niemieckiego rozpowszechnienia technologii energii odnawialnej . W: Polityka energetyczna . Vol. 34, 2006, 256-276, s. 269, doi: 10.1016 / j.enpol.2004.08.029 .
  90. ↑ Joachim Radkau , Lothar Hahn : Rise and Fall of the German Nuclear Industry , Monachium 2013, s. 389.
  91. ↑ Joachim Radkau , Lothar Hahn : Wzrost i upadek niemieckiego przemysłu jądrowego , Monachium 2013, s. 364, ibid. Tab. S. 409.
  92. ↑ Szef VW Diess chce dłużej korzystać z energii jądrowej i szybciej wychodzić z węgla. Handelsblatt 31 maja 2019 https://app.handelsblatt.com/politik/deutschland/energiepolitik-vw-szef-diess-will-atomkraft-laenger-nutzen-und-frueher-aus-kohle-ausstieg/24408974.html?bilet = ST-2819439-ndLD4yvJTjRI1G3jsyr3-ap3
  93. ↑ Rainer Moormann , Anna Veronika Wendland : Dlaczego nadal potrzebujemy niemieckich elektrowni jądrowych. Memorandum z dnia 16 lipca 2020 r. Wraz z dokumentami towarzyszącymi na https://saveger6.de/
  94. ↑ R.Moormann, AVWendland: Strategia klimatyczna: Zatrzymaj wycofywanie się z energii jądrowej! W: Czas. nr 30, 2020.
  95. ^ Alfred Voss : Przewodnie zasady i sposoby dostarczania energii przyjaznej środowisku i klimatowi. W: Hans Günter Brauch : Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań w zakresie energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii , Berlin/Heidelberg 1997, 59–74, s. 64f.
  96. ↑ a b c Valentin Crastan : Dostawa energii elektrycznej 2 , Berlin / Heidelberg 2012, s. 20.
  97. ↑ Matthias Eichelbrönner, Hermann Henssen: kryteria oceny przyszłych systemów energetycznych . W: Hans Günter Brauch : Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań w zakresie energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii , Berlin/Heidelberg 1997, 461-470, s. 462.
  98. ^ Jan Jonker, Wolfgang Stark, Stefan Tewes: Społeczna odpowiedzialność biznesu i zrównoważony rozwój , Berlin Heidelberg 2011, s. 145-147.
  99. ↑ Matthias Eichelbrönner, Hermann Henssen: kryteria oceny przyszłych systemów energetycznych . W: Hans Günter Brauch : Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań na rzecz energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii , Berlin/Heidelberg 1997, 461-470, s. 463-466.
  100. ↑ IPCC: Dodatkowe korzyści polityki łagodzenia. 2007, dostęp 7 kwietnia 2021 .
  101. ^ Matthias Günther: Efektywność energetyczna dzięki energii odnawialnej. Możliwości, potencjały, systemy , Wiesbaden 2015, s. 31.
  102. ↑ Olav Hohmeyer , Sönke Bohm: Trendy w kierunku 100% odnawialnych źródeł energii elektrycznej w Niemczech i Europie: zmiana paradygmatu w polityce energetycznej . W: Wiley Interdyscyplinarne Recenzje: Energia i Środowisko . Vol. 4, 2015, 74-97, s. 75, doi: 10.1002 / wene.128 .
  103. ↑ Henrik Lund : Systemy energii odnawialnej: podejście inteligentnych systemów energetycznych do wyboru i modelowania rozwiązań w 100% odnawialnych , Academic Press 2014, s. 13.
  104. ↑ Ottmar Edenhofer , Susanne Kadner, Jan Minx: Czy cel dwustopniowy jest pożądany i czy nadal można go osiągnąć? Wkład nauki w debatę polityczną. W: Jochem Marotzke , Martin Stratmann (red.): Przyszłość klimatu. Nowe spostrzeżenia, nowe wyzwania. Raport Towarzystwa Maxa Plancka. Beck, Monachium 2015, s. 69–92, tutaj s. 85.
  105. ↑ Michael Jakob, Jerome Hilaire: Niepalne rezerwy paliw kopalnych . W: Przyroda . Vol. 517, 2015, 150f, doi: 10.1038 / natura14016 .
  106. ↑ Ottmar Edenhofer , Susanne Kadner, Jan Minx: Czy cel dwustopniowy jest pożądany i czy nadal można go osiągnąć? Wkład nauki w debatę polityczną. W: Jochem Marotzke , Martin Stratmann (red.): Przyszłość klimatu. Nowe spostrzeżenia, nowe wyzwania. Raport Towarzystwa Maxa Plancka. Beck, Monachium 2015, s. 69–92, tutaj s. 78.
  107. ^ Johan Rockström i in.: Mapa drogowa szybkiej dekarbonizacji . W: Nauka . Vol. 355, No. 6331, 2017, s. 1269–1271, doi: 10.1126 / science.aah3443
  108. ↑ a b c Peter U. Clark i in.: Konsekwencje polityki XXI wieku dla wielotysiącletnich zmian klimatu i poziomu morza . W: Przyroda Zmiany Klimatu . Vol. 6, 2016, 360-269, doi: 10.1038 / NCLIMATE2923 .
  109. ↑ Carl-Jochen Winter: Energia, entropia i środowisko — Czym różnią się systemy energii kopalnej/nuklearnej i odnawialnej. W: Hans Günter Brauch : Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań w zakresie energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii , Berlin/Heidelberg 1997, s. 57f.
  110. ↑ a b Julia Schmale et al .: Oczyść nasze niebo . W: Przyroda . Vol. 515, 2014, 335-337, doi: 10.1038 / 515335a .
  111. ^ Mark Z. Jacobson : Przegląd rozwiązań dotyczących globalnego ocieplenia, zanieczyszczenia powietrza i bezpieczeństwa energetycznego . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 2, 2009, 148-173, s. 149, doi: 10.1039 / b809990c .
  112. ↑ Nick Watts i in.: Zdrowie i zmiana klimatu: reakcje polityczne na rzecz ochrony zdrowia publicznego . W: Lancet 386, nr. 10006, 2015, s. 1861-1914, doi: 10.1016 / S0140-6736 (15) 60854-6 .
  113. ↑ Kailasnath B.Sutar i in.: Kuchenki na biomasę: przegląd aspektów technicznych . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 41, 2015, 1128–1166, s. 1157, doi: 10.1016 / j.rser.2014.09.003 .
  114. ^ Mark Z. Jacobson , Mark A. Delucchi: Dostarczanie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część I: Technologie, zasoby energii, ilości i obszary infrastruktury oraz materiały . W: Energy Policy 39, Vol. 3, 2011, s. 1154–1169, s. 1155f, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.040 .
  115. ↑ Jonathan Buonocore: Polityka klimatyczna nie jest tak kosztowna . W: Przyroda Zmiany Klimatu . Vol. 4, 2014, 861-862, doi: 10.1038 / nclimate2391 .
  116. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin / Heidelberg 2017, s. 8f.
  117. ↑ Por. Hermann-Josef Wagner : Jakie są energie XXI wieku? , Frankfurt nad Menem 2011, s. 247–249.
  118. ↑ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : Energia dla zrównoważonego świata: od ery ropy do przyszłości zasilanej energią słoneczną , Weinheim 2011, s. 315.
  119. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3218, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  120. ^ Brijesh Mainali i in.: Ocena zrównoważenia energetycznego obszarów wiejskich w krajach rozwijających się . W: Energia dla Zrównoważonego Rozwoju . Vol. 19, 2014, 15–28, s. 15, doi: 10.1016 / j.esd.2014.01.008 .
  121. ↑ a b Holger Schlör et al .: Granice systemu zrównoważonego rozwoju . W: Czasopismo Czystszej Produkcji . Vol. 88, 2015, 52-60, s. 58f, doi: 10.1016 / j.jclepro.2014.04.023 .
  122. ↑ Holger Rogall : Ekonomia dla socjologów. Wprowadzenie do zrównoważonej ekonomii . Wydanie II, Wiesbaden 2013, s. 128.
  123. ↑ Joas i in.: Jakie cele napędzają Energiewende? Zrozumieć niemiecką transformację energetyczną . W: Polityka energetyczna . Vol. 95, 2016, 42–51, doi: 10.1016 / j.enpol.2016.04.003 .
  124. ^ Conrad Kunze: Socjologia transformacji energetycznej . Stuttgart 2012, Ibidem, ISBN 978-3-8382-0347-8 .
  125. ↑ Istemi Berk, Hakan Yetkiner: Ceny energii i wzrost gospodarczy w długim okresie: Teoria i dowody . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 36, 2014, s. 228-235. doi: 10.1016 / j.rser.2014.04.051
  126. ↑ Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher (hr.): Energie regeneracyjne w Österreich. Podstawy, technologia systemu, aspekty środowiskowe, analizy kosztów, potencjały, zastosowanie , Wiesbaden 2009, s. 616.
  127. ↑ Robert Gasch , Jochen Twele (red.): Elektrownie wiatrowe. Podstawy, projektowanie, planowanie i eksploatacja. Springer, Wiesbaden 2013, s. 8.
  128. ↑ a b Martin Kaltschmitt / Wolfgang Streicher (red.): Energie odnawialne w Austrii. Podstawy, technologia systemu, aspekty środowiskowe, analizy kosztów, potencjały, zastosowanie , Wiesbaden 2009, SV
  129. ↑ a b M. Johst, B. Rothstein: Zmniejszenie zużycia wody chłodzącej dzięki dostarczaniu energii fotowoltaicznej i wiatrowej . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 35, 2014, 311-317. doi: 10.1016 / j.rser.2014.04.029
  130. ↑ IASS / Green ID: Przyszłe umiejętności i tworzenie miejsc pracy dzięki energii odnawialnej w Wietnamie. (PDF) 2019, dostęp 7 kwietnia 2021 .
  131. ↑ IASS / TERI: Bezpieczny i niezawodny dostęp do energii elektrycznej za pomocą mini-sieci energii odnawialnej na wiejskich obszarach Indii. (PDF) 2019, dostęp 7 kwietnia 2021 .
  132. ↑ Jérôme Dangerman, Hans Joachim Schellnhuber : Transformacja systemu energetycznego . W: Proceedings of the National Academy of Sciences Vol. 110, No. 7, 2013, s. 549-558, 549, doi: 10.1073 / pnas.1219791110 .
  133. ↑ a b c Brian Vad Mathiesen i in.: Inteligentne Systemy Energetyczne dla spójnych rozwiązań w 100% odnawialnej energii i transporcie . W: Energia Stosowana . Vol. 145, 2015, 139–154, s. 140, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  134. ^ Matthias Heymann : Historia wykorzystania energii wiatrowej 1890-1990. Frankfurt nad Menem - Nowy Jork 1995, s. 343.
  135. ↑ Alois Schaffarczyk (Red.): Wprowadzenie do technologii energetyki wiatrowej. Monachium 2012, s. 45.
  136. ↑ a b Volker Quaschning : Technika systemowa zapewniająca przyjazne dla klimatu dostawy energii w Niemczech na miarę XXI wieku , Düsseldorf 2000, s. 14.
  137. ↑ Hans Günter Brauch : Polityka energetyczna pod znakiem polityki klimatycznej w przejściu do XXI wieku. W: Ders.: Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań w zakresie energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii. Berlin / Heidelberg 1997, 1-24, s. 2.
  138. ^ Robert C. Allen : Brytyjska rewolucja przemysłowa w globalnej perspektywie , Cambridge University Press, 2009, s. 88.
  139. ↑ Edgar G. Hertwich et al.: Zintegrowana ocena cyklu życia scenariuszy dostaw energii elektrycznej potwierdza globalne korzyści środowiskowe technologii niskoemisyjnych . W: Proceedings of National Academy of Sciences 112, nr. 20, 2015, s. 6277-6282, doi: 10.1073 / pnas.1312753111
  140. ↑ Por. Volker Quaschning : Systemy energii regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . Monachium 2011, s. 31.
  141. ↑ Zmiany środowiskowe w regionach górniczych (PDF; 247 kB). Źródło 1 marca 2012 .
  142. ↑ a b SM Moosavian, NA Rahim, J. Selvaraj, KH Solangi: Polityka energetyczna promująca wytwarzanie energii fotowoltaicznej . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 25, 2013, 44-58, s. 45, doi: 10.1016 / j.rser.2013.03.030 .
  143. ↑ Wouter Poortinga, Alexa Spence, Lorraine Whitmarsh, Stuart Capstick, Nick F. Pidgeon Niepewny klimat: dochodzenie w sprawie publicznego sceptycyzmu wobec antropogenicznej zmiany klimatu . W: Globalna zmiana środowiska . Vol. 21, 2011, 1015-1024, 1015, doi: 10.1016 / j.gloenvcha.2011.03.001 .
  144. ↑ a b IPCC 2014: Zmiany klimatu 2014: Sprawozdanie podsumowujące. Wkład Grup Roboczych I, II i III do Piątego Raportu Oceniającego Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu [Core Writing Team, RK Pachauri i LA Meyer (red.)]. IPCC, Genewa, Szwajcaria, 151 S., ipcc.ch (PDF) Pobrano 20 maja 2016 r.
  145. ↑ Valentin Crastan : Dostawa energii elektrycznej 2. . Berlin / Heidelberg 2012, s. 11.
  146. ↑ Volker Quaschning , Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja. 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 44.
  147. ↑ DR Feldman i in.: Obserwacyjne wyznaczanie powierzchniowego wymuszania radiacyjnego przez CO2 od 2000 do 2010 roku . W: Przyroda . Vol. 519, 2015, 339–343, doi: 10.1038 / natura14240 .
  148. ↑ Alain Goeppert i in.: Powietrze jako odnawialne źródło węgla przyszłości: przegląd wychwytywania CO2 z atmosfery . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 5, 2012, 7833-7853, doi: 10.1039 / c2ee21586a .
  149. ^ Mark C. Urban: Przyspieszenie zagrożenia wyginięciem z powodu zmian klimatycznych . W: Science 348, Issue 6234, 2015, s. 571-573, doi: 10.1126 / science.aaa4984 .
  150. ↑ Valentin Crastan : Dostawa energii elektrycznej 2 , Berlin / Heidelberg 2012, s. 19f.
  151. ↑ Hermann-Josef Wagner : Jakie są energie XXI wieku? , Frankfurt nad Menem 2011, s. 180.
  152. ^ Klaus Heuck / Klaus-Dieter Dettmann / Detlef Schulz: Zaopatrzenie w energię elektryczną. Wytwarzanie, przesyłanie i energia elektryczna do nauki i praktyki , 9. wydanie poprawione i zaktualizowane. Wiesbaden 2013, s. 60.
  153. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222 doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  154. ↑ Robert Schlögl : Uczenie się od natury. Chemiczna redukcja CO 2 . W: Jochem Marotzke , Martin Stratmann (red.): Przyszłość klimatu. Nowe spostrzeżenia, nowe wyzwania. Raport Towarzystwa Maxa Plancka. Beck, Monachium 2015, s. 167-182, s. 170; Felix Ekardt : Teoria zrównoważonego rozwoju Baden-Baden 2011, s. 383.; Matthias Eichelbrönner, Hermann Henssen: Kryteria oceny przyszłych systemów energetycznych . W: Hans Günter Brauch : Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań na rzecz energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii , Berlin/Heidelberg 1997, 461-470, s. 461.
  155. ↑ Por. Felix Ekardt : Teoria zrównoważonego rozwoju, Baden-Baden 2011, s. 379f.
  156. ↑ Joachim Radkau : Technologia i środowisko . W: Gerold Ambrosius , Dietmar Petzina , Werner Plumpe (red.): Nowoczesna historia gospodarcza. Wstęp dla historyków i ekonomistów , Monachium 2006, 135–154, s. 143.
  157. ^ Rolf Peter Sieferle : Przedprzemysłowy system energii słonecznej. W: Hans Günter Brauch : Polityka energetyczna. Rozwój techniczny, strategie polityczne, koncepcje działań w zakresie energii odnawialnej i racjonalnego wykorzystania energii , Berlin/Heidelberg 1997, 27–46, s. 27f.
  158. ^ Edward Anthony Wrigley : Energia i angielska rewolucja przemysłowa , Cambridge University Press 2010, s. 247f.
  159. ^ Mark Z. Jacobson : Przegląd rozwiązań dotyczących globalnego ocieplenia, zanieczyszczenia powietrza i bezpieczeństwa energetycznego . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 2, 2009, 148-173, s. 149f, doi: 10.1039 / b809990c .
  160. ↑ Por. Stefan Lars, Thoren Reun, Friederike Anna Dratwa: In varietate concordia – strategie i cele „nowej” unijnej polityki energetyczno-klimatycznej . W: Friederike Anna Dratwa i in. (Red.): Przemysł energetyczny w Europie. W zakresie napięć między polityką klimatyczną, konkurencją i bezpieczeństwem dostaw , Berlin Heidelberg 2010, s. 101–130, zwł. 105–108.
  161. ↑ Niemcy - sytuacja w zakresie surowców 2013 (PDF) Federalny Instytut Nauk o Ziemi i Surowców . Źródło 6 lutego 2015.
  162. ↑ Zużycie energii w Niemczech w 2015 roku . Bilanse energetyczne AG. Źródło 6 sierpnia 2016.
  163. ^ Matthias Günther: Efektywność energetyczna dzięki energii odnawialnej. Możliwości, potencjały, systemy , Wiesbaden 2015, s. 182.
  164. ↑ Holger Rogall : 100% zaopatrzenie w energię odnawialną. Warunki wdrożenia globalnego, krajowego i lokalnego . Marburg 2014, s. 200-202.
  165. ↑ Robert Stieglitz, Volker Heinzel: Termiczna energia słoneczna. Podstawy, technologia, zastosowania. Berlin Heidelberg 2012, s. 6.
  166. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin/Heidelberg 2017, s. 32–34.
  167. ↑ a b Klaus Heuck / Klaus-Dieter Dettmann / Detlef Schulz: Zaopatrzenie w energię elektryczną. Wytwarzanie, przesyłanie i energia elektryczna do nauki i praktyki , 9. wydanie poprawione i zaktualizowane. Wiesbaden 2013, s. 60f.
  168. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane, Monachium 2015, s. 30–33.
  169. ^ B Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : kierunku świecie zasilany energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, 3216, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  170. ^ B c Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : kierunku świecie zasilany energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, 3200f, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  171. ↑ The World Nuclear Industry Status Report 2014 (PDF) Pobrano 4 marca 2015.
  172. ↑ Michael Dittmar: Energia jądrowa: status i przyszłe ograniczenia . W: Energia . Vol. 37, 2012, s. 35-40, tutaj s. 35, doi: 10.1016 / j.energy.2011.05.040 .
  173. ^ Mark Z. Jacobson : Przegląd rozwiązań dotyczących globalnego ocieplenia, zanieczyszczenia powietrza i bezpieczeństwa energetycznego . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 2, 2009, 148-173, s. 155, doi: 10.1039 / b809990c .
  174. ^ Mark Z. Jacobson ; Mark A. Delucchi: Dostarczanie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część I: Technologie, zasoby energii, ilości i obszary infrastruktury oraz materiały . W: Energy Policy 39, Vol. 3, 2011, s. 1154–1169, s. 1156, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.040 .
  175. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3216, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  176. ↑ Ottmar Edenhofer , Susanne Kadner, Jan Minx: Czy cel dwustopniowy jest pożądany i czy nadal można go osiągnąć? Wkład nauki w debatę polityczną. W: Jochem Marotzke , Martin Stratmann (red.): Przyszłość klimatu. Nowe spostrzeżenia, nowe wyzwania. Raport Towarzystwa Maxa Plancka. Beck, Monachium 2015, s. 69–92, tutaj s. 90f.
  177. ↑ Patrz Hermann Scheer : Der energethische Imperativ , Monachium 2010, s. 14 i nast .
  178. ↑ Florian Lüdeke-Freund, Oliver Opel: Energia . W: Harald Heinrichs , Gerd Michelsen (red.): Sustainability Sciences, Berlin / Heidelberg 2014, s. 434.
  179. ^ David Connolly i in.: Smart Energy Europe: Techniczny i ekonomiczny wpływ jednego potencjalnego scenariusza 100% energii odnawialnej dla Unii Europejskiej . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 60, 2016, 1634–1653, doi: 10.1016 / j.rser.2016.02.025 .
  180. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 34.
  181. ↑ Patrz Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (red.): Energie odnawialne. Technika systemowa, efektywność ekonomiczna, aspekty środowiskowe , Berlin Heidelberg 2013, s. 5.
  182. ↑ a b Stefan Weitemeyer, David Kleinhans, Thomas Vogt, Carsten Agert: Integracja odnawialnych źródeł energii w przyszłych systemach elektroenergetycznych: rola magazynowania . W: Energia Odnawialna . Vol. 75, 2015, 14-20, s. 14, doi: 10.1016 / j.renene.2014.09.028 .
  183. ↑ Sarah Becker i in.: Cechy w pełni odnawialnego systemu elektroenergetycznego w USA: Zoptymalizowane połączenie energii wiatrowej i słonecznej PV oraz rozbudowy sieci przesyłowej . W: Energia . Vol. 72, 2014, 443-458, s. 443, doi: 10.1016 / j.energy.2014.05.067 .
  184. ^ Mark Z. Jacobson , Mark A. Delucchi: Dostarczanie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część I: Technologie, zasoby energii, ilości i obszary infrastruktury oraz materiały . W: Polityka energetyczna . Vol. 39, 2011, 1154–1169, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.040 .
  185. ↑ DF Dominkovic i in., Zerowęglowy system energetyczny Europy Południowo-Wschodniej w 2050 roku . W: Energia Stosowana . Vol. 184, 2016, 1517–1528, doi: 10.1016 / j.apenergy.2016.03.046
  186. ↑ Holger Rogall : 100% zaopatrzenie w energię odnawialną. Warunki wdrożenia globalnego, krajowego i lokalnego . Marburg 2014, s. 217.
  187. ↑ Omar Ellabban, Haitham Abu-Rub, Frede Blaabjerg: Odnawialne źródła energii: stan obecny, perspektywy na przyszłość i technologia ich rozwoju . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 39, 2014, 748–764, s. 763, doi: 10.1016 / j.rser.2014.07.113 .
  188. ↑ Francesco Asdrubali, Giorgio Baldinelli, Francesco D'Alessandro, Flavio Scrucca: Ocena cyklu życia produkcji energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii: przegląd i harmonizacja wyników. W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 42, 2015, 1113–1122, doi: 10.1016 / j.rser.2014.10.082 .
  189. ↑ Christian Breyer i in.: Opłacalne łagodzenie zmian klimatu: Przypadek korzyści z redukcji emisji gazów cieplarnianych dzięki fotowoltaicznym systemom słonecznym . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 49, 2015, 610–628, 611, doi: 10.1016 / j.rser.2015.04.061 .
  190. ↑ Globalny raport o stanie 2017 . Strona internetowa REN21 . Źródło 26 lipca 2017 r.
  191. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin/Heidelberg 2017, s. 37.
  192. ↑ a b Hermann-Josef Wagner : Jakie są energie XXI wieku? , Frankfurt nad Menem 2011, s. 195f.
  193. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3213 doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  194. ↑ a b Ursula Eicker : Technologie solarne dla budynków. Podstawy i przykłady praktyczne , Wiesbaden 2012, s. 1–4.
  195. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 55.
  196. ↑ Martin Pehnt (red.): Efektywność energetyczna. Nauczanie i podręcznik . Berlin Heidelberg 2010, s. 6.
  197. ↑ Por. Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin/Heidelberg 2017, s. 38f.; Felix Ekardt : Zadanie transformacji energetycznej stulecia: podręcznik. Berlin 2014, rozdz. II.
  198. ↑ a b Hermann-Josef Wagner : Jakie są energie XXI wieku? , Frankfurt nad Menem 2011, s. 199f.
  199. ↑ Ursula Eicker : Technologie solarne dla budynków. Podstawy i przykłady praktyczne , Wiesbaden 2012, s. 4.
  200. ^ Henrik Lund i in.: Inteligentna energia i inteligentne systemy energetyczne . W: Energia . taśma 137 , 2017, s. 556-565 , doi : 10.1016 / j.energy.2017.05.123 .
  201. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  202. ↑ James H. Williams i in.: Ścieżka technologiczna do głębokiej redukcji emisji gazów cieplarnianych do 2050 r.: Kluczowa rola energii elektrycznej . Science 335, 2012, doi: 10.1126 / science.1208365 .
  203. ↑ Holger Rogall : 100% zaopatrzenie w energię odnawialną. Warunki wdrożenia globalnego, krajowego i lokalnego . Marburg 2014, s. 179.
  204. ^ Matthias Günther: Efektywność energetyczna dzięki energii odnawialnej. Szanse, potencjały, systemy , Wiesbaden 2015, s. 103–113, zwł. 103.
  205. ^ Benjamin K. Sovacool i in.: Temperowanie obietnicy mobilności elektrycznej? Przegląd socjotechniczny i program badawczy dotyczący integracji pojazdu z siecią (VGI) i pojazdu z siecią (V2G) . W: Roczny przegląd środowiska i zasobów . taśma 42 , 2017, s. 377-406 , doi : 10.1146 / annurev-environ-030117-020220 .
  206. ^ Hans-Martin Henning, Andreas Palzer: Kompleksowy model dla niemieckiego sektora energii elektrycznej i ciepła w przyszłym systemie energetycznym z dominującym udziałem technologii energii odnawialnej — Część I: Metodologia. W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 30, 2014, 1003-1018, s. 1004, doi: 10.1016 / j.rser.2013.09.012
  207. ↑ Por. Volker Quaschning : Systemy energii regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 52f.
  208. ^ Mark Z. Jacobson , Mark A. Delucchi: Dostarczanie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część I: Technologie, zasoby energii, ilości i obszary infrastruktury oraz materiały . W: Energy Policy 39, Vol. 3, 2011, s. 1154–1169, s. 1159, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.040 .
  209. ^ Brian Vad Mathiesen i in.: Inteligentne Systemy Energetyczne dla spójnych rozwiązań w zakresie 100% energii odnawialnej i transportu . W: Energia Stosowana . Vol. 145, 2015, 139–154, 149f, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  210. ^ Iain Staffell, Dan Brett, Nigel Brandon, Adam Hawkes: Przegląd domowych pomp ciepła . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 5, 2012, 9291-9306, doi: 10.1039 / c2ee22653g .
  211. ↑ Valentin Crastan : Dostawa energii elektrycznej 2 , Berlin / Heidelberg 2012, s. 359.
  212. ^ Mathias Günther: Efektywność energetyczna dzięki energii odnawialnej. Możliwości, potencjały, systemy , Wiesbaden 2014, s. 111.
  213. ↑ Carvalho et al.: Emisje dwutlenku węgla z gruntowej pompy ciepła i potencjał redukcji energii pierwotnej do ogrzewania budynków w Europie – wyniki studium przypadku w Portugalii . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 45, 2015, s. 755-768, tutaj s. 767, doi: 10.1016 / j.rser.2015.02.034 .
  214. ^ B André Sternberg, André Bardow: moc-Co? - Ocena środowiskowa systemów magazynowania energii . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 8, 2015, s. 389-400, tutaj s. 398 f., Doi: 10.1039 / c4ee03051f .
  215. ↑ Andreas Bloess, Wolf-Peter Schill, Alexander Zerrahn: Power-to-heat dla integracji energii odnawialnej: przegląd technologii, podejść do modelowania i potencjałów elastyczności . W: Energia Stosowana . taśma 212 , 2018, s. 1611-1626 , doi : 10.1016 / j.apenergy.2017.12.073 .
  216. ↑ Carvalho et al.: Emisje dwutlenku węgla z gruntowej pompy ciepła i potencjał redukcji energii pierwotnej do ogrzewania budynków w Europie – wyniki studium przypadku w Portugalii . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 45, 2015, 755-768, s. 767, doi: 10.1016 / j.rser.2015.02.034 .
  217. ^ Aymeric Girard i in.: Wyższy COP gruntowej pompy ciepła w budynku mieszkalnym dzięki zastosowaniu kolektorów słonecznych . W: Energia Odnawialna . Vol. 80, 2015, 26-39, doi: 10.1016 / j.renene.2015.01.063 .
  218. ^ Matthias Günther: Efektywność energetyczna dzięki energii odnawialnej. Możliwości, potencjały, systemy . Wiesbaden 2015, s. 103; Tamże. s. 110.
  219. ^ Abdul Rehman Mazhar i in.: Przegląd stanu wiedzy na temat systemów ciepłowniczych . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . taśma 96 , 2018, s. 420-439 , doi : 10.1016 / j.rser.2018.08.005 .
  220. ↑ Henrik Lund i in.: Ciepłownictwo czwartej generacji (4GDH) Integracja inteligentnych sieci cieplnych z przyszłymi systemami zrównoważonej energii . W: Energia . taśma 68 , 2014, s. 1–11 , doi : 10.1016 / j.energy.2014.02.089 .
  221. ^ Brian Vad Mathiesen i in.: Inteligentne Systemy Energetyczne dla spójnych rozwiązań w zakresie 100% energii odnawialnej i transportu . W: Energia Stosowana . Vol. 145, 2015, s. 139–154, tutaj s. 144, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  222. ↑ Henrik Lund : Systemy energii odnawialnej: podejście inteligentnych systemów energetycznych do wyboru i modelowania 100% rozwiązań odnawialnych , Academic Press 2014, rozdział 5, zwłaszcza s. 96.
  223. ^ MA Sayegh i in.: Rozmieszczenie, podłączenie i tryby pracy pomp ciepła w europejskich systemach ciepłowniczych . W: Energia i Budynki . taśma 166 , 2018, s. 122-144 , doi : 10.1016 / j.enbuild.2018.02.006 .
  224. ^ Andrei David et al.: Mapa drogowa ogrzewania w Europie: elektryczne pompy ciepła na dużą skalę w systemach ciepłowniczych . W: Energie . taśma 10 , nie. 4 , 2017, s. 578 ff ., doi : 10.3390 / en10040578 .
  225. ↑ Simone Buffa i in.: Systemy ciepłownicze i chłodnicze piątej generacji: przegląd istniejących przypadków w Europie . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . taśma 104 , 2019, s. 504-522 , doi : 10.1016 / j.rser.2018.12.059 .
  226. ↑ Weert Canzler , Dirk Wittowsky: Wpływ polityki energetycznej Niemiec na sektor transportu - Nierozwiązane problemy i konflikty . W: Polityka użyteczności publicznej. Vol. 41, 2016, s. 246-251, doi: 10.1016 / j.jup.2016.02.011
  227. ↑ a b Brian Vad Mathiesen i in.: Inteligentne Systemy Energetyczne dla spójnych rozwiązań w 100% odnawialnej energii i transporcie . W: Energia Stosowana . Vol. 145, 2015, 139–154, s. 147, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  228. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, 3214, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  229. ↑ a b Brian Vad Mathiesen et al.: Inteligentne Systemy Energetyczne dla spójnych rozwiązań w 100% odnawialnej energii i transporcie . W: Energia Stosowana . Vol. 145, 2015, 139–154, s. 145, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  230. ↑ Dunn et al.: Znaczenie akumulatorów litowo-jonowych w zużyciu energii i emisji pojazdów elektrycznych oraz rola recyklingu w ich redukcji . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 8, 2015, 158-168, 166f, doi: 10.1039 / c4ee03029j .
  231. ^ A b Drew T. Shindell : Społeczny koszt uwalniania atmosfery . W: Zmiany klimatyczne . Vol. 130, 2015, 313–326, doi: 10.1007 / s10584-015-1343-0 .
  232. ↑ Alberto Moro, Eckard Helmers: Nowa hybrydowa metoda zmniejszania luki między WTW a LCA w ocenie śladu węglowego pojazdów elektrycznych . W: The International Journal of Life Cycle Assessment 22, Issue 1, 2017, s. 4-14, doi: 10.1007 / s11367-015-0954-z .
  233. ^ B Alberto Varone, Michele Ferrari: Power płyn i zasilanie gazem: możliwość niemieckiej Energiewende . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 45, 2015, 207-218, s. 208, doi: 10.1016 / j.rser.2015.01.049 .
  234. ^ Mark Z. Jacobson i in.: W 100% czyste i odnawialne mapy drogowe dla wszystkich sektorów energii wiatru, wody i światła słonecznego (WWS) dla 50 Stanów Zjednoczonych . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 8, 2015, 2093-2117, s. 2095, doi: 10.1039 / c5ee01283j .
  235. ↑ Siang Fui Tie, Chee Wei Tan: Przegląd źródeł energii i systemu zarządzania energią w pojazdach elektrycznych . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 20, 2013, 82-102, s. 89f, doi: 10.1016 / j.rser.2012.11.077 .
  236. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3218, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  237. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3215, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  238. ^ David B. Richardson: Pojazdy elektryczne i sieć elektryczna: przegląd podejść do modelowania, wpływu i integracji energii odnawialnej . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 19, 2013, 247-254, 252f, doi: 10.1016 / j.rser.2012.11.042 .
  239. ↑ b Henrik Lund i wsp. Od inteligentnych sieci elektroenergetycznych do inteligentnych systemów energetycznych - podejścia opartego na rynek pracy i zrozumienia . W: Energy 42, nr 1, 2012, s. 96-102, s. 96, doi: 10.1016 / j.energy.2012.04.003 .
  240. ↑ a b c d e f g Henning i in.: Fazy ​​transformacji systemu energetycznego . W: Energetyczne zagadnienia dnia . 65, nr 1/2, 2015, s. 10-13.
  241. ↑ a b c d Manfred Fischedick , Jak muszą wyglądać fazy transformacji systemu energetycznego? . W: Energetyka Odnawialna. Das Magazin , 28 października 2014. Pobrane 1 marca 2015.
  242. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 52f.
  243. ↑ Panos Konstantin: Praxishandbuch Energiewirtschaft. Konwersja energii, transport i zakupy na zliberalizowanym rynku. Berlin / Heidelberg 2013, s. 384.
  244. ↑ Henrik Lund i in.: Od inteligentnych sieci elektrycznych do inteligentnych systemów energetycznych – podejście i zrozumienie oparte na operacjach rynkowych . W: Energy 42, Issue 1, 2012, s. 96-102, s. 97, doi: 10.1016 / j.energy.2012.04.003 .
  245. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3216, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  246. ^ Mark Z. Jacobson : Przegląd rozwiązań dotyczących globalnego ocieplenia, zanieczyszczenia powietrza i bezpieczeństwa energetycznego . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 2, 2009, 148-173, s. 170, doi: 10.1039 / b809990c .
  247. ↑ Volker Quaschning : Technika systemowa dla przyjaznego dla klimatu zaopatrzenia w energię w Niemczech na miarę XXI wieku , Düsseldorf 2000, s. 150.
  248. ↑ Por. Hermann-Josef Wagner : Jakie są energie XXI wieku? , Frankfurt nad Menem 2011, s. 114 i n.
  249. ↑ Robert Gasch , Jochen Twele (red.): Elektrownie wiatrowe. Podstawy, projektowanie, planowanie i eksploatacja. Springer, Wiesbaden 2013, s. 484f.
  250. ↑ Hermann-Josef Wagner : Jakie są energie XXI wieku? , Frankfurt nad Menem 2011, s. 117.
  251. ^ Matthias Günther: Efektywność energetyczna dzięki energii odnawialnej. Możliwości, potencjały, systemy , Wiesbaden 2015, s. 143f.
  252. ↑ Sarah Becker i in.: Rozbudowa sieci przesyłowej podczas budowy w pełni odnawialnego paneuropejskiego zaopatrzenia w energię elektryczną . W: Energia . Vol. 64, 2014, 404-418, doi: 10.1016 / j.energy.2013.10.010 .
  253. ↑ a b Michael Sterner , Ingo Stadler (red.): Magazynowanie energii - wymagania, technologie, integracja . Berlin – Heidelberg 2017, s. 101.
  254. ↑ Holger Rogall : 100% zaopatrzenie w energię odnawialną. Warunki wdrożenia globalnego, krajowego i lokalnego . Marburg 2014, s. 186.
  255. ↑ a b Spyros Chatzivasileiadis, Damien Ernst, Göran Andersson: The Global Grid . W: Energia Odnawialna . Vol. 57, 2013, 372-383, doi: 10.1016 / j.renene.2013.01.032 .
  256. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 176.
  257. ↑ Spyros Chatzivasileiadis, Damien Ernst, Göran Andersson: Globalna siatka . W: Energia Odnawialna . Vol. 57, 2013, 372-383, s. 376, doi: 10.1016 / j.renene.2013.01.032 .
  258. ↑ Henrik Lund i in.: Od inteligentnych sieci elektrycznych do inteligentnych systemów energetycznych – podejście i zrozumienie oparte na operacjach rynkowych . W: Energy 42, Issue 1, 2012, s. 96-102, s. 97f, doi: 10.1016 / j.energy.2012.04.003 .
  259. ↑ Martin Stötzer i in.: Potencjał integracji strony popytowej w celu maksymalizacji wykorzystania odnawialnych źródeł energii w Niemczech . W: Energia Stosowana . Vol. 146, 2015, 344-352, s. 350, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.02.015 .
  260. ^ Peter D. Lund: Systemy czystej energii jako główne opcje energetyczne . W: International Journal of Energy Research. Vol. 40, 2016, 4–12, doi: 10.1002 / er.3283 .
  261. ↑ a b Mark Z. Jacobson i in. Niedrogie rozwiązanie problemu niezawodności sieci ze 100% przenikaniem okresowego wiatru, wody i energii słonecznej do wszystkich celów . W: Proceedings of National Academy of Sciences 112, nr. 49, 2015, s. 15060-15065, doi: 10.1073 / pnas.1510028112 .
  262. ↑ Patrz Michael Sterner , Ingo Stadler (red.): Magazynowanie energii – wymagania, technologie, integracja . Berlin – Heidelberg 2017, s. 579f.
  263. ^ Brian Vad Mathiesen i in.: Inteligentne Systemy Energetyczne dla spójnych rozwiązań w zakresie 100% energii odnawialnej i transportu . W: Energia Stosowana . Vol. 145, 2015, 139–154, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  264. ↑ Michael Sterner , Ingo Stadler (red.): Magazynowanie energii - wymagania, technologie, integracja . Berlin - Heidelberg 2017, s. 677.
  265. ↑ Holger Rogall : 100% zaopatrzenie w energię odnawialną. Warunki wdrożenia globalnego, krajowego i lokalnego . Marburg 2014, s. 193.
  266. ^ A. Hauch i in.: Ostatnie postępy w technologii ogniw ze stałym tlenkiem do elektrolizy . W: Nauka . taśma 370 , nie. 186 , 2020, doi : 10.1126 / science.aba6118 .
  267. ↑ A. Moser, N. Red Ring, W. Wellßow, H. Pluntke: Dodatkowe potrzeby przechowywania najwcześniej 2020 r . . W: Elektrotechnika i informatyka. Vol. 130, 2013, s. 75-80, s. 77-79. doi: 10.1007 / s00502-013-0136-2
  268. ↑ Michael Sterner , Ingo Stadler (red.): Magazynowanie energii - wymagania, technologie, integracja . Berlin – Heidelberg 2017, s. 59.
  269. ^ Stefan Weitemeyer, David Kleinhans, Thomas Vogt, Carsten Agert: Integracja odnawialnych źródeł energii w przyszłych systemach zasilania: rola magazynowania . W: Energia Odnawialna . Vol. 75, 2015, 14-20, doi: 10.1016 / j.renene.2014.09.028 .
  270. ↑ Michael Sterner , Ingo Stadler (red.): Magazynowanie energii - wymagania, technologie, integracja . Berlin - Heidelberg 2017, s. 465.
  271. ^ André Sternberg, André Bardow: Power-to-Co? - Ocena środowiskowa systemów magazynowania energii . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 8, 2015, 389-400, s. 389f, doi: 10.1039 / c4ee03051f .
  272. ↑ Veronica Palomares et al.: Baterie jonowe, ostatnie postępy i obecne wyzwania, aby stać się tanimi systemami magazynowania energii . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 5, 2012, 5884-5901, doi: 10.1039 / c2ee02781j .
  273. ↑ Huilin Pan i in.: Stacjonarne akumulatory sodowo-jonowe o temperaturze pokojowej do magazynowania energii elektrycznej na dużą skalę . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 6, 2013, 2338-2360, doi: 10.1039 / c3ee40847g .
  274. ↑ Brian Huskinson i in.: organiczno-nieorganiczny akumulator przepływowy Wässrige bez AMETALÓW . W: Przyroda . Vol. 505, 2014, 195–198, doi: 10.1038 / natura12909 .
  275. ↑ Meng-Chang Lin i in.: Ultraszybki akumulator aluminiowo-jonowy . W: Przyroda . Vol. 520, 2015, 324–328, doi: 10.1038 / natura14340
  276. ^ Matthias Heymann : Historia wykorzystania energii wiatrowej 1890-1990. Frankfurt nad Menem / Nowy Jork 1995, s. 64-66.
  277. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 393.
  278. ↑ Günther Brauner: Systemy energetyczne: regeneracyjne i zdecentralizowane. Strategie transformacji energetycznej . Wiesbaden 2016, s. 89.
  279. ↑ Jensen i in.: Magazynowanie energii elektrycznej na dużą skalę wykorzystujące odwracalne ogniwa tlenkowe w połączeniu z podziemnym magazynowaniem CO2 i CH4 . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 8, 2015, 2471-2479, doi: 10.1039 / c5ee01485a .
  280. ↑ Zhan Gao i in.: Perspektywa niskotemperaturowych ogniw paliwowych ze stałym tlenkiem . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 9, 2016, 1602-1644, doi: 10.1039 / c5ee03858h .
  281. ^ Andreas Palzer, Hans-Martin Henning: Kompleksowy model dla niemieckiego sektora energii elektrycznej i ciepła w przyszłym systemie energetycznym z dominującym udziałem technologii energii odnawialnej — Część II: Wyniki. W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 30, 2014, 1019-1034, doi: 10.1016 / j.rser.2013.11.032 .
  282. ^ A b c Hans-Andreas Palzer, Martin Henning: Kompleksowy model niemieckiego sektora energii elektrycznej i ciepła w przyszłym systemie energetycznym z dominującym udziałem technologii energii odnawialnej — Część II: Wyniki. W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 30, 2014, 1019-1034, doi: 10.1016 / j.rser.2013.11.032 .
  283. ↑ a b Sebastian Strunz: Transformacja energetyczna Niemiec jako zmiana reżimu . W: Ekonomia ekologiczna . Vol. 100, 2014, 150-158, s. 154, doi: 10.1016 / j.ecolecon.2014.01.019
  284. ^ Staffan Jacobsson, Volkmar Lauber : Polityka i polityka transformacji systemu energetycznego — wyjaśnienie niemieckiego rozpowszechnienia technologii energii odnawialnej . W: Polityka energetyczna . Vol. 34, 2006, 256-276, s. 261f, doi: 10.1016 / j.enpol.2004.08.029 .
  285. ↑ Sebastian Strunz: Transformacja energetyczna Niemiec jako zmiana reżimu . W: Ekonomia ekologiczna . Vol. 100, 2014, 150-158, s. 152, doi: 10.1016 / j.ecolecon.2014.01.019
  286. ↑ a b Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 57.
  287. ↑ Dörte Ohlhorst, Kerstin Tews, Miranda Schreurs: Transformacja energetyczna jako wyzwanie koordynacji w systemie wielopoziomowym . W: Achim Brunnengräber , Maria Rosaria du Nucci (red.): Na przeszkodach transformacji energetycznej. O przemianach, reformach i innowacjach. Z okazji 70. urodzin Lutza Meza , Wiesbaden 2014, 93-104, s. 94.
  288. ↑ a b Sebastian Strunz: Transformacja energetyczna Niemiec jako zmiana reżimu . W: Ekonomia ekologiczna . Vol. 100, 2014, 150–158, s. 154f, doi: 10.1016 / j.ecolecon.2014.01.019
  289. ↑ Uwaga czytelnika: Podstawowa idea przejścia energii jest absolutnie bezsensowna ; na solarify.eu
  290. ↑ „Podstawowa idea przejścia energetycznego jest absolutnie bezsensowna” ; w welt.de
  291. ↑ Volker Quaschning : technika systemowa zapewniająca przyjazne dla klimatu dostawy energii elektrycznej w Niemczech na miarę XXI wieku . Düsseldorf 2000, s. 39.
  292. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach : Regenerative Energietechnik , Berlin Heidelberg 2009, s. 419f.
  293. ↑ Alois Schaffarczyk (Red.): Wprowadzenie do technologii energetyki wiatrowej. Monachium 2012, s. 135.
  294. ↑ Patrz Peter Hennicke , Manfred Fischedick : Energie odnawialne. Z efektywnością energetyczną dla transformacji energetycznej , Monachium 2007, s. 17.
  295. ↑ Omid Palizban, Kimmo Kauhaniemi, Josep M. Guerrero: Mikrosieci w aktywnym zarządzaniu siecią - Część I: Hierarchiczne sterowanie, magazynowanie energii, wirtualne elektrownie i udział w rynku . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 36, 2014, 428-439, doi: 10.1016 / j.rser.2014.01.016 .
  296. ^ Jürgen Karl: Zdecentralizowane systemy energetyczne. Nowe technologie na zliberalizowanym rynku energii , Monachium 2012, s. 14f.
  297. ^ Peter Hennicke , Manfred Fischedick : Energie odnawialne. Z efektywnością energetyczną dla transformacji energetycznej , Monachium 2007, s. 16.
  298. ↑ Bene Müller: Energie odnawialne i tworzenie wartości regionalnej . W: Friederike Anna Dratwa i in. (Red.): Przemysł energetyczny w Europie. W zakresie napięć między polityką klimatyczną, konkurencją i bezpieczeństwem dostaw , Berlin Heidelberg 2010, s. 47–51.
  299. ↑ Por. Alois Schaffarczyk (red.): Wprowadzenie do technologii energetyki wiatrowej. Monachium 2012, s. 69–72.
  300. ↑ Xue Zhang i in.: Pojawiająca się technologia inteligentnych sieci w celu łagodzenia globalnego ocieplenia . W: International Journal of Energy Research 39, Issue 13, 2015, s. 1742–1756, doi: 10.1002 / er.3296 .
  301. ^ Mark A. Delucchi, Mark Z. Jacobson : Zapewnienie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część II: Niezawodność, koszty systemu i przesyłu oraz polityka . W: Polityka energetyczna 39, Vol. 3, 2011, s. 1170–1190, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.045 .
  302. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3203 doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  303. ↑ Panos Konstantin: Praxishandbuch Energiewirtschaft. Konwersja energii, transport i zakupy na zliberalizowanym rynku . Berlin / Heidelberg 2013, s. 332.
  304. ↑ Federalna Agencja Środowiska 2007, cyt. za: Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin/Heidelberg 2017, s. 31.
  305. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin/Heidelberg 2017, s. 29–31.
  306. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3195, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  307. ↑ Ben Machol, Sarah Rizk: Wartość ekonomiczna wpływu elektryczności z paliw kopalnych w USA na zdrowie . W: Środowisko Międzynarodowe . Vol. 52, 2013, 75-80, s. 78, doi: 10.1016 / j.envint.2012.03.003 .
  308. ^ Mark Z. Jacobson i in.: W 100% czyste i odnawialne mapy drogowe dla wszystkich sektorów energii wiatru, wody i światła słonecznego (WWS) dla 50 Stanów Zjednoczonych . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 8, 2015, 2093-2117, s. 2115, doi: 10.1039 / c5ee01283j .
  309. ↑ Kirsten Selder: Ustawa o odnawialnych źródłach energii i handlu uprawnieniami do emisji: krajowe i ponadnarodowe narzędzie ukierunkowujące obrót energią na dostawy energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w Niemczech . W: Polityka energetyczna . Vol. 64, 2014, 302-312, s. 305, doi: 10.1016 / j.enpol.2013.08.030 .
  310. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin/Heidelberg 2017, s. 31.
  311. ↑ Florian Lüdeke-Freund, Oliver Opel: Energia . W: Harald Heinrichs , Gerd Michelsen (red.): Sustainability Sciences, Berlin / Heidelberg 2014, s. 442.
  312. ↑ Valentin Crastan : Dostawa energii elektrycznej 2. Berlin / Heidelberg 2012, s. 87.
  313. ↑ Valentin Crastan : Dostawa energii elektrycznej 2 , Berlin / Heidelberg 2012, s. 88.
  314. ^ AG Energiebilanzen : Zużycie energii w Niemczech w 2013 r . str. 41, dostęp 9 kwietnia 2014 r.
  315. ↑ Jonathan M. Harris, Brian Roach: Ekonomia środowiska i zasobów naturalnych. Współczesne podejście , Routledge 2014, s. 303.
  316. ↑ Zhujun Jiang, Boqiang Lin: Przewrotne dotacje do paliw kopalnych w Chinach. Skala i efekty . W: Energia . Vol. 70, 2014, 411-419, s. 411f, doi: 10.1016 / j.energy.2014.04.010 .
  317. ↑ Jak duże są globalne dotacje energetyczne? (PDF) Strona internetowa Międzynarodowego Funduszu Walutowego . Źródło 19 maja 2015.
  318. ^ David Coady i in.: Jak duże są globalne dotacje na paliwa kopalne? W: Rozwój świata . taśma 91 , 2017, s. 11-27 , doi : 10.1016 / j.worlddev.2016.10.004 .
  319. ^ Ottmar Edenhofer : King Coal i królowa dotacji . W: Science 349, Issue 6254, 2015, s. 1286f, doi: 10.1126 / science.aad0674 .
  320. ↑ a b Fraunhofer ISE: Badanie kosztów wytwarzania energii elektrycznej dla odnawialnych źródeł energii Marzec 2018 . Źródło 9 kwietnia 2018 r.
  321. ↑ Omar Ellabban, Haitham Abu-Rub, Frede Blaabjerg: Odnawialne źródła energii: stan obecny, perspektywy na przyszłość i technologia ich rozwoju . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 39, 2014, 748–764, s. 749, doi: 10.1016 / j.rser.2014.07.113 .
  322. ^ Mark A. Delucchi, Mark Z. Jacobson : Zapewnienie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część II: Niezawodność, koszty systemu i przesyłu oraz polityka . W: Polityka energetyczna 39, t. 3, 2011, s. 1170–1190, s. 1176, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.045 .
  323. ^ Brian Vad Mathiesen i in.: Inteligentne Systemy Energetyczne dla spójnych rozwiązań w zakresie 100% energii odnawialnej i transportu . W: Energia Stosowana . Vol. 145, 2015, 139–154, s. 151, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  324. ↑ Aviel Verbruggen, Volkmar Lauber : Podstawowe koncepcje projektowania wsparcia w zakresie odnawialnej energii elektrycznej w celu pełnej transformacji do 2050 roku . W: Polityka energetyczna . Vol. 37, 2009, 5732-5743, s. 5742, doi: 10.1016 / j.enpol.2009.08.044 .
  325. ↑ Jörg Böttcher (red.): Podręcznik Energia wiatrowa. Projekty onshore: realizacja, finansowanie, prawo i technologia. Monachium 2012, s. 29.
  326. ↑ Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz: Zaopatrzenie w energię elektryczną: wytwarzanie, przesyłanie i dystrybucja energii elektrycznej do nauki i praktyki. Wydanie IX. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2013, s. 43.
  327. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3217, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  328. ^ B David Richard Walwyn, Alan Coli Brent: Odnawialne gromadzi energię pary w RPA . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 41, 2015, 390–401, s. 391, doi: 10.1016 / j.rser.2014.08.049 .
  329. ↑ Mario Pagliaro, Francesco Meneguzzo, Federica Zabini, Rosaria Ciriminna: Ocena minimalnej wartości energii fotowoltaicznej we Włoszech . W: Energetyka i inżynieria. 2, 2014, s. 94-105, s. 95, doi: 10.1002 / se3.36 .
  330. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 408.
  331. ^ Abdul Ghafoor, Anjum Munir: Projekt i analiza ekonomiczna systemu PV poza siecią do elektryfikacji gospodarstw domowych . W: Przeglądy energii odnawialnej i zrównoważonej . Vol. 42, 2015, 496–502, s. 497 doi: 10.1016 / j.rser.2014.10.012 .
  332. ^ Epstein i in.: Pełne uwzględnienie kosztów cyklu życia węgla . W: Annals of the New York Academy of Sciences . Vol. 1219, 2011, 73-98, s. 77, doi: 10.1111 / j.1749-6632.2010.05890.x .
  333. ↑ Martin Kaltschmitt / Wolfgang Streicher (red.): Energie odnawialne w Austrii. Podstawy, technologia systemowa, aspekty środowiskowe, analizy kosztów, potencjały, zastosowanie. Wiesbaden 2009, s. 41.
  334. ↑ Węgiel brunatny na celowniku ekologów . Instytut Goethego . Źródło 15 kwietnia 2014.
  335. ↑ Wpływ energii odnawialnej na glebę. (PDF; 11,8 MB) (nie jest już dostępny w Internecie.) Bavarian State Urząd Środowiska , archiwum od oryginału na 2 listopada 2014 roku ; udostępniono 26 stycznia 2020 r . .
  336. ^ Ziyad Salameh: Projektowanie systemów energii odnawialnej , Academic Press 2014, s. 164.
  337. ↑ Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (red.): Energie odnawialne. Technologia systemowa, ekonomia, aspekty środowiskowe. Wydanie V, Berlin / Heidelberg 2013, s. 539f.
  338. ↑ Erich Hau: Elektrownie wiatrowe – podstawy, technologia, zastosowanie, ekonomia. Wydanie piąte. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 671f.
  339. ↑ Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (red.): Energie odnawialne. Technologia systemowa, ekonomia, aspekty środowiskowe . Wydanie V, Berlin Heidelberg 2013, s. 440f.
  340. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik . Berlin / Heidelberg 2017, s. 251.
  341. ↑ Kim Trapani, Miguel Redón Santafé: Przegląd pływających instalacji fotowoltaicznych: 2007–2013 . W: Postęp w fotowoltaice . Vol. 23, 2015, 524-532, doi: 10.1002 / pip.2466 .
  342. ^ Mark Z. Jacobson , Mark A. Delucchi: Dostarczanie całej globalnej energii za pomocą wiatru, wody i energii słonecznej, Część I: Technologie, zasoby energii, ilości i obszary infrastruktury oraz materiały . W: Polityka energetyczna 39, t. 3, 2011, s. 1154–1169, s. 1161, doi: 10.1016 / j.enpol.2010.11.040 .
  343. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : W kierunku świata zasilanego energią elektryczną . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 4, 2011, 3193-3222, s. 3216, doi: 10.1039 / c1ee01249e .
  344. ↑ a b Oliver Türk: Materialne wykorzystanie surowców odnawialnych: Podstawy - Materiały - Zastosowania , Wiesbaden 2014, s. 15.
  345. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 367.
  346. ↑ Maria Ukhanova, Nicolas Schoof, Lucas Neher, Rainer Luick: Równoważenie transformacji energetycznej w Niemczech: jak wpłynie ona na trwałe użytki zielone? Badanie delphi . Nauka o użytkach zielonych w Europie, nr. 23 . Wageningen Academic Publishers, Wagening 2018, ISBN 978-1-84170-643-6 , s. 679-681 .
  347. ↑ Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher (red.): Energie regeneracyjne w Österreich. Podstawy, technologia systemu, aspekty środowiskowe, analizy kosztów, potencjały, zastosowanie , Wiesbaden 2009, s. 487.
  348. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin/Heidelberg 2017, s. 170.
  349. ↑ Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik , Berlin/Heidelberg 2017, s. 169–172.
  350. ^ Brian Vad Mathiesen i in.: Inteligentne Systemy Energetyczne dla spójnych rozwiązań w zakresie 100% energii odnawialnej i transportu . W: Energia Stosowana . Vol. 145, 2015, 139–154, doi: 10.1016 / j.apenergy.2015.01.075 .
  351. ^ Brian Vad Mathiesen , Henrik Lund , David Connolly: Ograniczenie zużycia biomasy do ogrzewania w systemach wykorzystujących w 100% energię odnawialną . W: Energia . Vol. 48, 2012, 160-168, doi: 10.1016 / j.energy.2012.07.063 .
  352. ^ Mark Z. Jacobson i in.: W 100% czyste i odnawialne mapy drogowe dla wszystkich sektorów energii wiatru, wody i światła słonecznego (WWS) dla 50 Stanów Zjednoczonych . W: Energetyka i Nauka o Środowisku . Vol. 8, 2015, 2093-2117, doi: 10.1039 / c5ee01283j .
  353. ↑ Volker Quaschning : Systemy Energii Regeneracyjnej. Technologia - obliczenia - symulacja . 9. wydanie zaktualizowane. Monachium 2015, s. 376f.