In einer sich erwärmenden Welt ist der Übergang von fossilen Brennstoffen zu erneuerbare Energie heizt sich auf. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) wächst die weltweite Kapazität für die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien schneller als jemals zuvor in den letzten dreißig Jahren. Die Agentur prognostiziert dass erneuerbare Energien bis 2025 die Kohle überholen und zur weltweit führenden Stromquelle aufsteigen werden. Es wird prognostiziert, dass die Stromerzeugung aus Wind- und Solarphotovoltaik (PV) im Jahr 2025 bzw. 2026 die Stromerzeugung aus Kernenergie übersteigen wird. Und bis 2028 68 Länder werden erneuerbare Energien als Hauptenergiequelle rühmen.

Die Beschleunigung der Stromerzeugung aus sauberen, erneuerbaren Energien kommt für politische Entscheidungsträger und Befürworter nicht zu früh Klimawechsel verursacht durch Treibhausgasemissionen.

Richtlinien, die die Entwicklung vorantreiben

Auf der Klimakonferenz der Vereinten Nationen (COP2023) im Jahr 28 haben sich die Regierungen das Ziel gesetzt, die weltweite Stromkapazität aus erneuerbaren Energien bis 2030 zu verdreifachen. Dies wird im Idealfall zum Fortschritt beitragen Dekarbonisierung, den Klimawandel abmildern und erreichen Netto-Null Emissionen, laut IEA.

To develop renewable energy technology, governments are turning to various public policy measures. The European Union’s Green Deal Industrial Plan, India’s Production Linked Incentives (PLI) and the Inflation Reduction Act (IRA) in the US are all policies designed to further stimulate the integration of sustainable energy. Supportive economic policies in China have accelerated onshore wind and Solar-Photovoltaik-Energie projects there, helping the country surpass national 2030 targets years ahead of schedule. (This is crucial to the goal of tripling worldwide renewables as China accounts for almost 60% of all new global renewable energy capacity voraussichtlich bis 2028 online gehen.) Darüber hinaus entwickeln sich die Vorschriften für Unternehmen Umwelt, Soziales und Governance (ESG) Initiativen auf der ganzen Welt steigern die Nachfrage nach erneuerbaren Energien im privaten Sektor und fördern so weiteres Wachstum.

Wachstum erneuerbarer Energien nach Typ

Ungeachtet umfassender politischer Maßnahmen variiert die politische Unterstützung häufig je nach Art der betreffenden erneuerbaren Energie. Werfen wir einen genaueren Blick auf verschiedene Arten erneuerbarer Energiequellen und die Trends, die sich in jeder Kategorie abzeichnen.

Solarenergie

Nach Angaben der IEA machte die Photovoltaik-Solarenergie im Jahr 2023 drei Viertel des weltweiten Zubaus erneuerbarer Kapazitäten aus. Das Kapazitätswachstum war sowohl auf Kraftwerke im Versorgungsmaßstab als auch auf die Akzeptanz dezentraler PV-Systeme – Solarstromerzeugung vor Ort in Haushalten und Unternehmen – durch die Verbraucher zurückzuführen.machte die andere Hälfte aus.

Die anhaltende politische Unterstützung durch Regierungen auf der ganzen Welt bleibt der Haupttreiber dieses Wachstums. Einige politische Entscheidungsträger fördern beispielsweise die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien durch Einzelpersonen und Unternehmen durch Net-Metering-Programme, die es Versorgungskunden ermöglichen, überschüssige erzeugte Energie gegen Gutschriften an ihre Versorgungsunternehmen zurückzusenden. Weitere Anreize zur Förderung der Produktion und Nutzung von Solarenergie sind: Einspeisetarife, Steuergutschriften und Auktionen, bei denen Solarstromanbieter um den Energiemarktpreis konkurrieren, um Aufträge zu erhalten.

Die Erweiterung der Solar-PV-Lieferkette ermöglicht die Herstellung, die erforderlich ist, um den Anforderungen der wachsenden Industrie gerecht zu werden. Es wird erwartet, dass mehr Produktionskapazitäten in den USA, Indien und der EU zur Diversifizierung der Solar-PV-Lieferkette beitragen werden, doch China dominiert diesen Bereich weiterhin. (Das Land war die Heimat 95 % der neuen Produktionsanlagen für Solartechnologie im Jahr 2022.) Und es gibt Fortschritte in der Solar-Photovoltaik-Technologie leichtere, kostengünstigere und effizientere Solarmodule Dadurch wird die Erzeugungskapazität im Laufe der Zeit weiter erhöht.

Basierend auf dem Net Zero Emissions by 2050 Scenario (NZE) der IEA ist Solar-PV „auf dem richtigen Weg“, um eine jährliche Erzeugungskapazität von etwa 2030 Terawattstunden (TWh) zu erreichen, wenn die aktuellen Wachstumsraten bis 8,300 beibehalten werden. bis Ende des Jahrzehnts. Darüber hinaus wird erwartet, dass Solar-PV die dominierende Energiequelle bei der Produktion von emissionsarmem oder grünem Wasserstoff sein wird. Emissionsarmer Wasserstoff (im Gegensatz zu Wasserstoff, der mit fossiler Energie erzeugt wird) kann möglicherweise fahren größere Dekarbonisierungsbemühungen in Betrieben von der Stahlerzeugung bis zur Ammoniakproduktion, wo Wasserstoff für industrielle Zwecke genutzt wird.

Windkraft

Wie bei der Solarenergie war die öffentliche Politik der Schlüssel zum Ausbau der Windenergie, doch die Wachstumsprognosen variieren je nach Region. China verzeichnete im Jahr 66 einen Anstieg der Windkraftkapazität um 2023 % und ist auf dem besten Weg, in den kommenden Jahren weitere Erweiterungen vorzunehmen. Allerdings verlief die Projektentwicklung in Europa und Nordamerika langsamer als zunächst erwartet. Offshore-Windprojekte waren besonders gefährdet: Im Jahr 2023 werden allein in den USA und im Vereinigten Königreich Entwickler zunehmen abgebrochene Offshore-Projekte mit einer Gesamtkapazität von 15 Gigawatt (GW).

Die jüngsten politischen Maßnahmen könnten dazu beitragen, die Branche in dieser schwierigen Zeit zu unterstützen. Im Jahr 2023 kündigte die Europäische Union ihren Windkraft-Aktionsplan an, der Maßnahmen zur Verbesserung der Genehmigungs-, Auktionsprozesse und des Finanzierungszugangs umfasst Ausweitung der Ausbildung der Belegschaft. Im selben Jahr kündigten neun europäische Länder Pläne an, die Offshore-Windkraftkapazität bis 120 und darüber hinaus auf über 2030 GW zu steigern 300 GW bis 2050. Unterdessen investiert die Regierung in den USA in die Entwicklung schwimmender Windparks. Der Einsatz schwimmender Windparks mit einer Leistung von 15 GW ist geplant bis 2035 erwartet.

Damit die Windenergie die Ziele der NZE der IEA erreichen kann, müsste ein durchschnittliches jährliches Wachstum erreicht werden bis 17 2030 % pro Jahr erreichen oder überschreiten.

Wasserkraft

Derzeit erzeugt Wasserkraft mehr Strom – bis 4,300 werden es 2022 TWh sein – als alle anderen sauberen Energiequellen zusammen und wird laut IEA bis 2030 die größte Quelle bleiben. Trotz des geringen, aber stetigen Wachstums und der nachgewiesenen Zuverlässigkeit wird ein Zubau neuer Wasserkraftanlagen prognostiziert Rückgang um 23% im nächsten Jahrzehnt aufgrund von Entwicklungsverlangsamungen in Europa, China und Lateinamerika.

In den letzten 20 Jahren hat sich der Schwerpunkt der Energiewirtschaft von der Wasserkraft verlagert, wobei die meisten Länder ihre Politik und Anreize auf den Ausbau von Solar- und Windkraft konzentrieren. Heute, weniger als 30 Länder bieten Richtlinien zur Unterstützung der Entwicklung neuer Wasserkraftanlagen und der Sanierung bestehender Anlagen an, im Vergleich zu über 100 Ländern mit Richtlinien zur Unterstützung von Wind- und Solar-PV.

Um das NZE-Szenario zu erfüllen, müsste die Wasserkraft jährlich wachsen mindestens 4%.

Biotreibstoff

Der weltweite Ausbau von Biokraftstoffen ist im Gange, vor allem dank der unterstützenden Regierungspolitik in Schwellenländern wie Brasilien, Indien und Indonesien. Die Nachfrage wird in diesen Ländern größtenteils vom Transportsektor bestimmt, während das Angebot durch die Verfügbarkeit von Biomasse-Rohstoffen ermöglicht wird. Brasilien ist mit einem prognostizierten Anteil an Biokraftstoffen führend 40 % des Wachstums bis 2028.

Der Ausbau von Biokraftstoffen ist in der EU, den USA, Kanada und Japan begrenzter, was teilweise auf die hohen Kosten und die wachsende Beliebtheit von Elektrofahrzeugen zurückzuführen ist. Die Hauptwachstumsbereiche für Biokraftstoffe in diesen Ländern sind die Segmente erneuerbarer Diesel und Biotreibstoff. Insgesamt haben Biokraftstoffe wie Bioethanol und Biodiesel in Kombination mit Elektrofahrzeugen (EVs) das Potenzial, bis 2028 das Öläquivalent von vier Millionen Barrel auszugleichen IEA prognostiziert dass der Ausbau der Biokraftstoffe immer noch hinter den NZE-Zielen für 2030 zurückbleiben wird.

Biogas: Während das Wachstum der Biogasindustrie in den 1990er Jahren begann, kam es in den letzten beiden Jahren zu einer zunehmenden politischen Unterstützung für die Erdgasalternative. Derzeit stammt fast die Hälfte der weltweiten Biogasproduktion aus Europa 20 % davon allein aus Deutschland.

In der Vergangenheit wurde Biogas in Heizkraftwerken eingesetzt. In jüngerer Zeit haben Regierungen jedoch die industrielle und verkehrstechnische Nutzung von Biomethan gefördert, einem Biogas, das, wie der Name schon sagt, eine erhebliche Methankonzentration enthält. Da 13 Länder seit 2022 starke neue Richtlinien zur Förderung von Biogas umsetzen, die IEA-Projekte dass sich das Wachstum der Biogasproduktion bis 2028 beschleunigen wird.

Geothermische Energie

Technologische Entwicklungen schaffen Möglichkeiten, geothermische Energie an mehr Orte zu bringen. Beispielsweise wird durch Enhanced Geothermal Energy Systems Flüssigkeit in den Untergrund in Gebiete injiziert, in denen es keine natürlichen Warmwasserquellen gibt. Die Flüssigkeit erwärmt sich unter der Erde und wird dann an die Oberfläche gepumpt. wo es Strom erzeugt. Weltweit sind verschiedene Geothermieprojekte geplant oder im Gange, unter anderem in Nordamerika, Europa und Asien.

Ungeachtet dieser Fortschritte sind Befürworter der Geothermie der Ansicht, dass Maßnahmen erforderlich sind, um das ungenutzte Potenzial auszuschöpfen. Der kapitalintensive Charakter und die Finanzierungskosten von Geothermieprojekten können unerschwinglich sein. Die Entwicklung von Skaleneffekten und kontinuierliche technologische Fortschritte könnten dazu beitragen, die Kosten zu senken, aber derzeit prognostiziert die IEA, dass bis 1 nur etwa 2030 % der erneuerbaren Energie aus der geothermischen Energieerzeugung stammen wird.²³

Technologie zur Unterstützung der Entwicklung erneuerbarer Energien

Da immer mehr erneuerbare Energien in die Energiesysteme einfließen, wird die Technologie eine entscheidende Rolle dabei spielen, die Energieversorgung aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Energiesicherheit und die Stabilität der Stromnetze zu gewährleisten.

Da erneuerbare Energiequellen, insbesondere Wind- und Solarenergie, anfällig für Umweltbedingungen sind, ist die Gewährleistung einer optimalen Produktion und Verteilung von entscheidender Bedeutung für die Bereitstellung einer stabilen, belastbaren Stromversorgung. Prognose für erneuerbare Energien entwickelt sich schnell zu einem wichtigen Instrument der Energiewende. Zum Beispiel Lösungen wie die IBM Renewables Forecasting Platform innerhalb der IBM Environmental Intelligence Suite bieten kann Day-Ahead-Wind- und Sonnenvorhersagen mit einer Genauigkeit von 92 %.

Eine bessere Speicherung wird auch dazu beitragen, die Energiesysteme widerstandsfähiger zu machen. Solar-, Wind- und Wasserkraft erfordern alle Energiespeichersysteme (ESS), um eine konsistente Energieversorgung zu gewährleisten. Mit der Weiterentwicklung der Batterietechnologie im Netzmaßstab werden Versorgungsunternehmen in der Lage sein, Strom langfristig zu speichern, um die Last in Zeiten geringer oder fehlender Produktion besser zu verwalten. Beispielsweise sind Flow-Batterien eine kostengünstige und skalierbare Form der langfristigen Energiespeicherung im Netzmaßstab, die derzeit entwickelt wird.

Von Batterien bis hin zu Solaranlagen ist ein effektives Asset-Management ein wichtiger Bestandteil bei der Unterstützung einer sauberen Energiewende. Intelligentes Asset Management und vorausschauende Wartung können den Zustand von Assets überwachen und ihre Lebensdauer verlängern. Beispielsweise rationalisiert die New York Power Authority (NYPA) ihr Anlagenmanagement mit dem IBM Maximo® Anwendungssuite. Das Ziel ist es, Digitalisierung der Energieinfrastruktur des Landes und es im Laufe des nächsten Jahrzehnts in ein sauberes, zuverlässiges, belastbares und erschwingliches System umzuwandeln.

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