Erneuerbare Energiequellen in den Regionen der Russischen Föderation: Probleme und Perspektiven. Erneuerbare Energien: Rolle auf der globalen Bühne

Erneuerbare Energie

Das Konzept der erneuerbaren Energiequellen (RES) umfasst die folgenden Energieformen: Solarenergie, Geothermie, Wind, Meereswellenenergie, Strömungen, Gezeiten und Meeresenergie, Biomasseenergie, Wasserkraft, minderwertige Wärmeenergie und andere „neue“ Arten von Energie erneuerbare Energie.

Es ist üblich, RES in zwei Gruppen zu unterteilen:

Traditionell: in nutzbare Energieform umgewandelte hydraulische Energie aus Wasserkraftwerken mit einer Leistung von mehr als 30 MW; Biomasseenergie, die zur Wärmeerzeugung mithilfe traditioneller Verbrennungsmethoden (Holz, Torf und einige andere Arten von Heizbrennstoffen) verwendet wird; geothermische Energie.
Nicht traditionell: Sonne, Wind, Energie von Meereswellen, Strömungen, Gezeiten und dem Ozean, hydraulische Energie, die durch kleine und kleinste Wasserkraftwerke in eine nutzbare Energieform umgewandelt wird, Biomasseenergie, die nicht mit herkömmlichen Methoden zur Wärmeerzeugung genutzt wird, minderwertige Wärmeenergie und andere „neue“ Arten erneuerbarer Energien.
Perspektiven für erneuerbare Energien

In den letzten Jahren ist der wachsende Trend zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen (RES) deutlich zu erkennen. Auf höchster Ebene werden Probleme des Ausbaus erneuerbarer Energien diskutiert. So diskutierten die Staats- und Regierungschefs von acht Staaten, darunter der russische Präsident W. W. Putin, auf einem Gipfeltreffen in Okinawa über globale Entwicklungsprobleme der Weltgemeinschaft und unter anderem über die Rolle und den Stellenwert erneuerbarer Energiequellen. Es wurde beschlossen, eine Arbeitsgruppe zu bilden, die Empfehlungen für einen umfassenden Ausbau der Märkte für erneuerbare Energien abgeben soll. Fast alle Industrieländer entwickeln und implementieren Entwicklungsprogramme für erneuerbare Energien.
Was hat ein solches Interesse an diesem Problem verursacht?

Wenn man über diesen Trend spricht, sollte ein grundlegend neuer Punkt hervorgehoben werden. Bis vor Kurzem gab es in der Energieentwicklung ein klares Muster: Die Entwicklung konzentrierte sich auf diejenigen Energiebereiche, die einen relativ schnellen direkten wirtschaftlichen Effekt hatten. Die mit diesen Gebieten verbundenen sozialen und ökologischen Auswirkungen wurden nur als nebensächlich betrachtet und ihre Rolle bei der Entscheidungsfindung war vernachlässigbar.

Mit diesem Ansatz wurden erneuerbare Energiequellen nur dann als Energieressourcen der Zukunft betrachtet, wenn traditionelle Energiequellen erschöpft waren oder ihre Produktion extrem teuer und arbeitsintensiv wurde. Da diese Zukunft ziemlich weit entfernt schien (und selbst jetzt ist es nur weit hergeholt, ernsthaft über die Erschöpfung des Potenzials traditioneller Energieressourcen zu sprechen), erschien die Nutzung erneuerbarer Energiequellen recht interessant, aber unter modernen Bedingungen war sie eher exotisch als praktisch .

Die Situation wurde dramatisch verändert, als sich die Menschheit der ökologischen Grenzen des Wachstums bewusst wurde. Das schnelle exponentielle Wachstum negativer anthropogener Auswirkungen auf die Umwelt führt zu einer erheblichen Verschlechterung der menschlichen Umwelt. Die Aufrechterhaltung eines normalen Zustands dieser Umwelt und ihrer Fähigkeit zur Selbsterhaltung wird zu einem der vorrangigen Ziele der Gesellschaft. Unter diesen Voraussetzungen erweisen sich die bisherigen, nur eng orientierten ökonomischen Bewertungen verschiedener Bereiche des Ingenieurwesens, der Technik und des Managements als deutlich unzureichend, da sie soziale und ökologische Aspekte nicht berücksichtigen.

Der Anstoß für den intensiven Ausbau erneuerbarer Energiequellen war erstmals nicht erfolgsversprechendes ökonomisches Kalkül, sondern öffentlicher Druck aufgrund von Umweltauflagen. Grundlage dieses Drucks ist die Meinung, dass die Nutzung erneuerbarer Energiequellen die Umweltsituation in der Welt deutlich verbessern wird.

Das wirtschaftliche Potenzial erneuerbarer Energiequellen in der Welt wird derzeit auf 20 Milliarden Tonnen geschätzt. pro Jahr, was dem Doppelten der jährlichen Produktion aller Arten fossiler Brennstoffe entspricht. Und dieser Umstand zeigt den Weg für die Energieentwicklung in naher Zukunft.

Der Hauptvorteil erneuerbarer Energiequellen ist ihre Unerschöpflichkeit und Umweltfreundlichkeit. Ihr Einsatz verändert die Energiebilanz des Planeten nicht. Diese Eigenschaften waren der Grund für die rasante Entwicklung erneuerbarer Energien im Ausland und sehr optimistische Prognosen für ihre Entwicklung im nächsten Jahrzehnt.

Nach Angaben der American Society of Electrical Engineers betrug der Anteil der aus erneuerbaren Energiequellen weltweit erzeugten Elektrizität im Jahr 1980 1 %, bis 2005 wird er 5 %, bis 2020 13 % und bis 2060 33 % erreichen. Nach Angaben des US-Energieministeriums könnte das Volumen der Stromerzeugung auf Basis erneuerbarer Energiequellen hierzulande bis 2020 von 11 auf 22 % steigen. In den Ländern der Europäischen Union ist geplant, den Nutzungsanteil zur Erzeugung thermischer und elektrischer Energie von 6 % (1996) auf 12 % (2010) zu erhöhen. Anders ist die Ausgangssituation in den EU-Ländern. Und wenn in Dänemark der Anteil der erneuerbaren Energien im Jahr 2000 10 % erreichte, dann planen die Niederlande, den Anteil der erneuerbaren Energien von 3 % im Jahr 2000 auf 10 % im Jahr 2020 zu erhöhen. Das Hauptergebnis im Gesamtbild wird von Deutschland bestimmt, das plant den Anteil erneuerbarer Energien von 5,9 % im Jahr 2000 auf 12 % im Jahr 2010 zu erhöhen, hauptsächlich aus Wind, Sonne und Biomasse.

Es gibt fünf Hauptgründe, die die Entwicklung erneuerbarer Energiequellen bestimmt haben:

· Gewährleistung der Energiesicherheit;
· Erhaltung der Umwelt und Gewährleistung der Umweltsicherheit;
· Eroberung globaler Märkte für erneuerbare Energiequellen, insbesondere in Entwicklungsländern;
· Erhaltung der Reserven eigener Energieressourcen für künftige Generationen;
· erhöhter Rohstoffverbrauch für nichtenergetische Brennstoffnutzung.

Das Ausmaß des Wachstums der Nutzung erneuerbarer Energiequellen weltweit in den nächsten 10 Jahren ist in der Tabelle dargestellt. 1. Um einen Eindruck von der Größenordnung der Zahlen zu bekommen, möchten wir darauf hinweisen, dass die elektrische Kapazität von Kraftwerken, die erneuerbare Energiequellen nutzen (ohne große Wasserkraftwerke), 380–390 GW betragen wird, was die Kapazität aller Kraftwerke übersteigt in Russland (215 GW) um das 1,8-fache.

Tabelle 1

Das wirtschaftliche Potenzial erneuerbarer Energiequellen auf dem Territorium Russlands, ausgedrückt in Tonnen Standardbrennstoff (t.e.), ist nach Art der Quelle gegliedert: Solarenergie – 12,5 Millionen, Windenergie – 10 Millionen, Erdwärme – 115 Millionen, Energiebiomasse – 35 Millionen, Energie aus kleinen Flüssen – 65 Millionen, Energie aus Wärmequellen mit geringem Potenzial – 31,5 Millionen, insgesamt – 270 Millionen t.e.

Diese Quellen machen volumenmäßig etwa 30 % des Verbrauchs an Kraftstoffen und Energieressourcen in Russland aus, was 916 Millionen Tonnen Kraftstoffäquivalent entspricht. pro Jahr, was günstige Aussichten für die Lösung zukünftiger Energie-, Sozial- und Umweltprobleme schafft.

Ein Merkmal des aktuellen Stands der wissenschaftlichen und technischen Entwicklungen und der praktischen Nutzung erneuerbarer Energiequellen sind die immer noch höheren Kosten der erzeugten Energie (thermisch und elektrisch) im Vergleich zu der Energie, die in großen traditionellen Kraftwerken gewonnen wird. Aber die Relevanz dieses Themas verschwindet nicht. In Russland gibt es große Gebiete, in denen es aufgrund der wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Bedingungen ratsam ist, der Entwicklung erneuerbarer Energien, einschließlich nichttraditioneller und kleinerer Energie, Vorrang einzuräumen. Diese beinhalten:

• Zonen dezentraler Energieversorgung mit geringer Bevölkerungsdichte, vor allem die Regionen des Hohen Nordens und ihnen entsprechende Gebiete;
• Zonen zentraler Energieversorgung mit großem Stromdefizit und erheblichen Materialverlusten durch häufige Ausfälle von Energieverbrauchern;
• Städte und Orte der Massenerholung und Behandlung der Bevölkerung mit einer schwierigen Umweltsituation, die durch schädliche Emissionen in die Atmosphäre aus mit fossilen Brennstoffen betriebenen industriellen und städtischen Kesselhäusern verursacht wird;
• Zonen mit Problemen bei der Energieversorgung von Einzelhäusern, Bauernhöfen, Saisonarbeitsplätzen und Gartengrundstücken.

Beispielsweise wird Energiesicherheit weitgehend auf regionaler Ebene gestaltet. Der Grad der Versorgung der Regionen mit eigenen Brennstoff- und Energieressourcen ist einer der Hauptindikatoren für die Anfälligkeit einer Region für Bedrohungen der Energiesicherheit. Die Entwicklung und Nutzung lokaler Energieressourcen (Wasserkraft kleiner Flüsse, Torf, kleine Vorkommen von Kohlenwasserstoffbrennstoffen usw.) sowie die Nutzung anderer, hauptsächlich erneuerbarer Energieressourcen (Sonne, Wind, Geothermie, Biomasseenergie) wird vielen Regionen des Landes die Umstellung auf Energieversorgung aus erneuerbaren Energiequellen ermöglichen und so ihre Energieunabhängigkeit sicherstellen.

In einigen Bereichen der Nutzung erneuerbarer Energiequellen verfügt Russland über bedeutende wissenschaftliche Ergebnisse, die dem Weltniveau entsprechen. Es wurden große Potenziale für die Nutzung dieser Energiequellen zur Lösung von Energie- und Umweltproblemen in naher Zukunft identifiziert.

Die Menschheit hat längst gelernt, mit der Kraft der Flüsse erneuerbare (regenerative) Energie zu erzeugen. Doch am Ende des 20. Jahrhunderts stellte sich aufgrund der Energiekrise, des rapiden Rückgangs der Gasreserven und der Umweltzerstörung die Frage nach der Nutzung anderer Quellen in der Umwelt. Dank der Entwicklungen von Wissenschaftlern ist es möglich geworden, Energie aus Sonne, Wind, Gezeiten und geothermischem Wasser zu gewinnen.

Interessant! Weltweit stammen 18 % der Energie aus erneuerbaren Quellen, davon sind 13 % Holz.

Nach Angaben der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien IRENA, die dem Forbes-Magazin zur Verfügung gestellt wurden, lag der Anteil der auf diese Weise erzeugten Energie weltweit im Jahr 2015 bei etwa 60 %. Künftig werden erneuerbare Energiequellen bis 2030 führend bei der Stromerzeugung sein und die Nutzung von Kohle auf den zweiten Platz verdrängen.

Wasserkraft wird schon seit sehr langer Zeit erzeugt, aber neue Arten erneuerbarer Energiequellen wie Wind, geothermisches Wasser, Sonne und Gezeiten werden erst seit etwa 30 bis 40 Jahren genutzt. Im Jahr 2014 betrug der Anteil der Wasserkraft 16,4 %, der von Solar- und Windenergie 6,3 %, und in Zukunft, bis 2030, könnten diese Anteile gleich sein.

In europäischen Ländern und den USA beträgt die jährliche Steigerung der Energieerzeugung aus Wind etwa 30 % (196.600 MW). In Deutschland, Spanien und den USA ist das Photovoltaik-Verfahren weit verbreitet. Das California Geyser Geothermal Plant produziert jährlich 750 MW.

Interessant! Dänische Windkraftanlagen lieferten im Jahr 2015 42 % der Energie, und in der Zukunft, bis 2050, ist geplant, die Produktion von 100 % „grüner Energie“ zu erreichen und vollständig auf fossile Ressourcen zu verzichten.

Beispiele für erneuerbare Energiequellen

Der Einsatz erneuerbarer Energiequellen wird dazu beitragen, Energieprobleme in Gebieten mit schlechten Umweltbedingungen zu lösen. Versorgen Sie abgelegene und schwer zugängliche Gebiete mit Strom, ohne Stromleitungen zu verwenden. Solche Anlagen ermöglichen eine dezentrale Energieversorgung in Gebieten, in denen eine Brennstofflieferung wirtschaftlich nicht sinnvoll ist. Die meisten der entwickelten Projekte beziehen sich auf autonome Energiequellen, die mit Rohstoffen wie nicht-traditionellen erneuerbaren Energiequellen betrieben werden, die aus Biomasse, Torf, tierischen und menschlichen Abfallprodukten sowie Haushaltsabfällen gewonnen werden.

AES wurden in den USA, Kanada, Neuseeland und Südafrika aktiv entwickelt. Solche Energiequellen werden von chinesischen, indischen, deutschen, italienischen und skandinavischen Verbrauchern genutzt. In Russland hat diese Branche noch nicht das industrielle Niveau erreicht, daher ist der Einsatz regenerativer Energien sehr gering.

Der Planet kann mehr als nur erneuerbare Energiequellen aus natürlichen Ressourcen nutzen. Derzeit werden Technologien zur Erzeugung von thermonuklearer Energie und Wasserstoffenergie entwickelt. Jüngsten Studien zufolge sind die Mondreserven des Helium-3-Isotops enorm, daher laufen derzeit Vorbereitungen für die Lieferung dieses Treibstoffs in verflüssigter Form. Nach Berechnungen des russischen Akademikers E. Alimov (RAS) reichen zwei Shuttles aus, um den gesamten Planeten ein Jahr lang mit Strom zu versorgen.

Erneuerbare Energiequellen in Russland

Anders als in der Weltgemeinschaft, wo „grüne Energie“ schon lange erfolgreich eingesetzt wird, wird dieses Problem in Russland erst seit Kurzem angegangen. Und während Wasserkraft seit langem Städte und Gemeinden mit Strom versorgt, galten regenerative Energiequellen als aussichtslos. Nach dem Jahr 2000 wurde jedoch aufgrund der Verschlechterung der Umweltsituation, der Verringerung der natürlichen Ressourcen und anderer ebenso wichtiger Faktoren offensichtlich, dass es notwendig war, alternative Energiequellen zu entwickeln.

Die vielversprechendste Richtung ist die Entwicklung von Anlagen, die Sonnenstrahlung direkt in Strom umwandeln. Sie verwenden Fotobatterien auf Basis von Einkristallen, Polykristallen und amorphem Silizium. Auch bei diffusem Sonnenlicht wird Strom erzeugt. Die Leistung kann durch Entfernen oder Hinzufügen von Modulen angepasst werden. Sie verbrauchen praktisch keine Energie, sind automatisiert, zuverlässig, sicher und können repariert werden.

Um erneuerbare Energiequellen in Dagestan, der Region Rostow, den Regionen Stawropol und Krasnodar zu entwickeln, wurden Solarkollektoren installiert und sind in Betrieb, die Verbraucher mit autonomer Energie versorgen.

Interessant! 1 m 2 Solarkollektor spart bis zu 150 kg Standardbrennstoff pro Jahr.

In Russland leistet die Stromerzeugung auf Basis von Windkraft bis zu 20.000 MW. Der Einsatz solcher Anlagen mit einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 6 m/s und einer Leistung von 1 MW spart 1000 Tonnen Normbrennstoff pro Jahr ein. Basierend auf wissenschaftlichen Daten werden derzeit Entwicklungen durchgeführt und Energiekomplexe in Betrieb genommen. Allerdings ist die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Wind in Russland schwierig. Laut einem Gesetz aus dem Jahr 2008 müssen Windkraftanlagen sehr starke Fundamente haben und die Straßen, die zu den Bauarbeiten führen, müssen gut gepflastert sein. Beispielsweise wird in europäischen Ländern und den USA ein Primer verwendet.

Interessant! Wenn Anlagen in der Region Tjumen, Magadan, Kamtschatka und Sachalin eingesetzt werden, können auf 1 Quadratkilometer 2,5 bis 3,5 Millionen kWh gesammelt werden. Das ist derzeit ein 200-fach höherer Energieverbrauch.

Bisher wurden auf Kamtschatka und auf den Kurilen Geothermiekraftwerke gebaut und betrieben. Drei Module des Verkhne-Mutnovskaya GeoTPP (Kamtschatka) produzieren 12 MW, der Bau des Mutnovskaya GeoTPP für 4 Blöcke, die 100 MW produzieren werden, ist abgeschlossen. Zukünftig ist es möglich, in diesem Gebiet geothermisches Wasser zur Erzeugung von 1000 MW zu nutzen, außerdem können durch getrenntes Wasser und Kondensat Gebäude beheizt werden.

Im Land gibt es bereits 56 erkundete Lagerstätten, in denen Brunnen täglich mehr als 300.000 Kubikmeter geothermisches Wasser fördern können.

Perspektiven für die Entwicklung der Gezeitenstromerzeugung

1968 wurde auf der Kola-Halbinsel das weltweit erste experimentelle Gezeitenkraftwerk mit einer Leistung von 450 kW/h in Betrieb genommen. Basierend auf der Arbeit dieses Projekts wurde beschlossen, die Entwicklung von Gezeitenkraftwerken in Russland als vielversprechende erneuerbare Energiequellen an der Küste des Pazifiks und des Arktischen Ozeans fortzusetzen. Im Chabarowsk-Territorium wurde mit dem Bau des Tugurskaya-Wärmekraftwerks begonnen, dessen Auslegungskapazität 6,8 Millionen kW betragen wird. Das Wärmekraftwerk Mezenskaya wird im Weißen Meer mit einer Auslegungsleistung von 18,2 Millionen kW gebaut. Solche Anlagen werden derzeit für chinesische, koreanische und indische Verbraucher entwickelt und installiert. Im ersten Bild dieses Artikels sind auch alternative Gezeitenenergiegeräte abgebildet.

VerlängerbarEs ist üblich, die Ressourcen des Planeten als solche zu bezeichnen, die auf natürliche Weise wiederhergestellt werden können. Zum Beispiel: Wind, Sonnenschein, Gezeiten, Erdwärme. Es ist erwähnenswert, dass diese Quellen aufgrund der menschlichen Zeitspanne als erneuerbar bezeichnet werden. Schließlich wird auch die Sonne eines Tages nicht mehr scheinen, aber das wird erst nach mehreren Milliarden Jahren der Fall sein.

Heute gibt es bereits mehr als 20 Länder, deren Anteil erneuerbarer Energiequellen an der Gesamtenergiebilanz über 20 % beträgt. Darunter: Island, Norwegen, Schottland, Dänemark, Deutschland und andere. Es gibt auch.

Strom aus erneuerbaren Quellen kann sowohl im industriellen Maßstab im ganzen Land als auch in einzelnen ländlichen Regionen genutzt werden. Das erklärte UN-Generalsekretär Ban Ki-moon erneuerbaren Energiequellen Helfen Sie armen Ländern auf der ganzen Welt, Wohlstand zu erlangen.

Zu den wichtigsten erneuerbaren Quellen des Planeten gehören:

• Flüsse und Ozeane
• Wind
• Sonne
• Geothermische Quellen
• Biomasse

Wasserenergie

Der Energiesektor, der Wasserenergie in Strom umwandelt, wird Wasserkraft genannt.

Es gibt verschiedene Arten von Wasserenergiequellen:

Energie der Flüsse
Wellenenergie
Gezeitenenergie

Windkraftanlagen werden auch im Meer installiert, wo die Windenergie mangels Hindernissen meist höher ist.

Onshore-Windkraftanlagen

Solarenergie

Mithilfe von Sonnenkollektoren kann Sonnenenergie direkt in Strom umgewandelt werden. Oder der entstehende Dampf wird zum Erhitzen von Wasser verwendet und treibt Turbinen an.Sonnenlicht kann direkt auf die Solarpaneele fallen oder durch Linsen vorkonzentriert werden.

Konzentrierte Solarenergie (CSP)

Photovoltaik-Solarkraftwerk
Die Energie der Sonne kann zur künstlichen Photosynthese genutzt werden. Dabei spaltet sich Wasser durch die Einwirkung der Sonne in Sauerstoff und Wasserstoff.
Das größte Hindernis für die Entwicklung der Solarenergie bleibt derzeit der hohe Preis von Solarmodulen. Wissenschaftler suchen weiterhin nach neuen Materialien, die die Preise für Solarmodule senken können.

Geothermische Energie

Unsere Erde ist eine riesige Quelle thermischer Energie. Diese Energie kommt aus dem Kern und entsteht auch durch den Abbau organischer Stoffe.

In den Tiefen der Erde erhitztes Wasser kann zum Heizen von Häusern genutzt oder in Strom umgewandelt werden. Lesen Sie, wie Sie Strom aus geothermischen Quellen gewinnen

Keine Katastrophen. Keine klimaschädlichen Kohlendioxidemissionen. Erneuerbare Energiequellen sind eine umweltfreundliche und sichere Alternative zur Kernenergie. Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wird von Jahr zu Jahr rentabler.

Greenpeace-Experten und andere gehen davon aus, dass erneuerbare Energiequellen bis 2030 40 % des weltweiten Energiebedarfs und bis zur Mitte des Jahrhunderts bis zu 80 % des Bedarfs decken werden. Darüber hinaus könnte die Welt bis 2050 100 % ihres Stroms aus erneuerbaren Quellen beziehen.

Kein Energiesektor wächst so schnell wie Wind- und Solarenergie. Jedes Jahr wachsen sie um 30 bis 35 %.

Hier nur einige Beispiele, wie alternative Energiequellen die Welt erobern:
Fast die Hälfte aller neu in Betrieb genommenen Kapazitäten in der Elektrizitätswirtschaft sind Anlagen, die auf erneuerbaren Energiequellen basieren.
Im Bereich Solarenergie (Photovoltaik) wurden im Jahr 2010 16.000 MW in Betrieb genommen, die installierte Gesamtleistung erreichte 40.000 Megawatt.
Im Jahr 2009 verdrängte die Windenergie die Kohle vom dritten Platz hinsichtlich der erzeugten Strommenge.
Im Jahr 2010 baute China etwa eine Windkraftanlage pro Stunde. Alle 8 Stunden baut China die gleiche Menge an Windenergiekapazität ein wie ganz Russland – 15 MW.
Die weltweite Windkraftkapazität stieg im Jahr 2010 um 35.800 MW, sodass sich die gesamte Windkraftkapazität auf 194.400 MW erhöhte. Die Investitionen in neue Windkraftanlagen beliefen sich im Jahr 2010 auf 47,3 Milliarden Euro.
10 % des gesamten Energiebedarfs Neuseelands werden durch Geothermie gedeckt.
In nur 5 Jahren stieg der Anteil erneuerbarer Energien in Portugal von 15 % auf 45 %.

Bis Mitte des Jahrhunderts werden erneuerbare Energiequellen die ganze Welt mit Strom versorgen

Greenpeace überzeugt die Weltgemeinschaft seit langem davon, dass erneuerbare Energiequellen in naher Zukunft die Welt mit Strom versorgen können. Derzeit beträgt der Anteil erneuerbarer Energiequellen an der weltweiten Wärmeerzeugung 24 %, der Strom 18 %. Die restlichen 80 % des weltweiten Stroms stammen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Dieses Bild wird sich jedoch in naher Zukunft stark ändern.

Im Jahr 2011 veröffentlichten Greenpeace und die European Photovoltaic Industry Association (EPIA) einen gemeinsamen Bericht über Solarenergie. Ihren Berechnungen zufolge könnte Solarenergie Europa bis 2020 mit 12 % seines gesamten Strombedarfs versorgen und bis 2030 9 % des weltweiten Bedarfs decken.

Was die Windenergie betrifft, so prognostizieren die Autoren des Berichts, dass Windparks bis 2030 bis zu 22 % des weltweiten Stroms liefern werden. Global Wind Energy Outlook 2010, veröffentlicht vom Global Wind Energy Council in Zusammenarbeit mit Greenpeace.

Es gibt andere Studien, die diese Ergebnisse stützen. Unternehmen PricewaterhouseCoopers prognostiziert, dass Europa und Nordafrika bis 2050 auf 100 % erneuerbare Energien umsteigen könnten.

Das Wesentliche aller Forschung ist eines: Erneuerbare Energietechnologien stehen vor dem wirtschaftlichen Durchbruch. Es entstehen neue Methoden zur Erzeugung erneuerbarer Energien und der Wettbewerb auf dem Markt für erneuerbare Energien nimmt entsprechend zu. Die Kosten für die Erzeugung von Photovoltaik (Solarenergie) sind in den letzten Jahren deutlich gesunken und könnten bis 2015 um weitere 40 % sinken. Regierungen vieler Länder investieren aktiv in erneuerbare Energien. Im Jahr 2009 überholte China die Vereinigten Staaten als größten Investor in saubere Energie, indem es 34,6 Milliarden US-Dollar in erneuerbare Energien investierte. Zum Vergleich: Russland gibt jährlich etwa 3 Milliarden US-Dollar für den Bau neuer Kernkraftwerke aus.

Alternative Energie in Russland

Wenn Sie große Wasserkraftwerke nicht berücksichtigen, beträgt der Anteil erneuerbarer Energiequellen an der Stromerzeugung in Russland etwa 1 %. Der Anteil erneuerbarer Energiequellen an der Wärmeenergie ist etwas größer – etwa 2 %. Das heißt, der Großteil (90 %) der gesamten in Russland produzierten Primärenergie stammt immer noch aus Kohle, Öl und Gas.

Das Potenzial für alternative Energien in Russland ist sehr hoch. Wir könnten bis zu einem Viertel des gesamten Energiebedarfs des Landes aus erneuerbaren Quellen gewinnen. Ohne Schaden für die Wirtschaft, denn Russland verfügt bereits über alle notwendigen Technologien und Mittel.

Dafür müssen wir jedoch aufhören, die traditionelle Energie zu subventionieren, vor allem den Bau neuer Kernkraftwerke und großer Wasserkraftwerke. Allein die Kernenergiebranche erhält jährlich bis zu 100 Milliarden Rubel kostenlose finanzielle Unterstützung aus dem Bundeshaushalt für den Bau neuer Kernkraftwerke. Wenn die Regierung den Anlegern ein stabiles Einkommen aus Investitionen in erneuerbare Energien garantiert (durch Steueranreize und andere finanzielle Unterstützungsmechanismen), werden Wind- und Solarenergie ernsthaft mit Kohle und Atomkraft konkurrieren.

Das von Greenpeace entwickelte Szenario ist realistisch. Dies belegen die Erfahrungen anderer Länder. Bis 2020 will China den Anteil erneuerbarer Energiequellen in der Elektrizitätswirtschaft auf 15 %, Ägypten auf 20 % und die Europäische Union auf 30 % erhöhen. Leider sind die Pläne der russischen Behörden viel bescheidener – 4,5 % statt der durchaus erreichbaren 13 %.

Es ist technisch möglich, Kernenergie durch Wind- und Solarenergie zu ersetzen. Es gibt ein Beispiel für das alles andere als sonnige Deutschland. Nach dem Unfall im japanischen Kernkraftwerk Fukushima-1 stoppte Deutschland acht Reaktoren mit einer Leistung von 8,8 GW zur Inspektion und ersetzte sie nicht durch Gas oder importierten Brennstoff, sondern durch Wind- und Solarenergie.

Wasserkraft ist die zweitgrößte erneuerbare Energiequelle und lieferte im Jahr 2010 3,3 % des weltweiten Energieverbrauchs und 15,3 % der weltweiten Stromerzeugung. Im Jahr 2010 stammten 16,7 % des weltweiten Energieverbrauchs aus erneuerbaren Quellen. Der Anteil erneuerbarer Energien nimmt ab, was jedoch auf einen Rückgang des Anteils traditioneller Biomasse zurückzuführen ist, der im Jahr 2010 nur 8,5 % betrug. Der Anteil moderner erneuerbarer Energien wächst und betrug im Jahr 2010 8,2 %, davon Wasserkraft 3,3 %, für Heizung und Warmwasserbereitung (Biomasse, solare und geothermische Warmwasserbereitung und Warmwasserbereitung) 3,3 %; Biokraftstoff 0,7 %; Stromproduktion (Wind-, Solar-, Geothermiekraftwerke und Biomasse in TPP) 0,9 %. Die Windenergienutzung wächst weltweit um etwa 30 Prozent pro Jahr, mit einer installierten Leistung von 196.600 Megawatt (MW) im Jahr 2010 und ist in Europa und den Vereinigten Staaten weit verbreitet. Die Jahresproduktion der Photovoltaikindustrie erreichte im Jahr 2008 6.900 MW. Solarkraftwerke erfreuen sich in Deutschland und Spanien großer Beliebtheit. Solarthermische Kraftwerke gibt es in den USA und in Spanien, das größte davon ist ein Kraftwerk in der Mojave-Wüste mit einer Leistung von 354 MW. Die weltweit größte Geothermieanlage ist das Geysers Plant in Kalifornien mit einer Nennleistung von 750 MW. Brasilien verfügt über eines der größten Programme für erneuerbare Energien weltweit und produziert Kraftstoff-Ethanol aus Zuckerrohr. Ethylalkohol deckt derzeit 18 Prozent des Kraftstoffbedarfs des Landes. Auch in den USA ist Ethanolkraftstoff weit verbreitet.

Beispiele für erneuerbare Energien

Windenergie

Hierbei handelt es sich um einen Energiezweig, der sich auf die Umwandlung der kinetischen Energie der Luftmassen in der Atmosphäre in elektrische, thermische und jede andere Energieform zur Nutzung in der Volkswirtschaft spezialisiert. Die Umwandlung erfolgt mit Hilfe eines Windgenerators (zur Stromerzeugung), Windmühlen (zur Erzeugung mechanischer Energie) und vielen anderen Arten von Einheiten. Windenergie entsteht durch die Aktivität der Sonne und wird daher als erneuerbare Energieform eingestuft.

Zukünftig ist geplant, Windenergie nicht durch Windgeneratoren, sondern auf unkonventionellere Weise zu nutzen. In der Stadt Masdar (VAE) ist der Bau eines Kraftwerks mit piezoelektrischem Effekt geplant. Es wird ein Wald aus Polymerstämmen sein, die mit piezoelektrischen Platten bedeckt sind. Diese 55 Meter langen Stämme biegen sich unter dem Einfluss des Windes und erzeugen Strömung.

Wasserkraft

Die Vorteile von PES sind Umweltfreundlichkeit und niedrige Energieerzeugungskosten. Nachteilig sind die hohen Baukosten und die im Tagesverlauf schwankenden Stromkosten, weshalb die PES nur in einem Stromnetz mit anderen Kraftwerkstypen betrieben werden kann.

Wellenenergie

Energie aus Sonnenlicht

Diese Energieform basiert auf der Umwandlung elektromagnetischer Sonnenstrahlung in elektrische oder thermische Energie.

SES indirekter Maßnahmen umfassen:

• Turm- Heliostaten, die das Sonnenlicht auf einen mit Salzlösung gefüllten zentralen Turm konzentrieren.

• Modular- Bei diesen Solarkraftwerken wird das Kühlmittel, meist Öl, dem Receiver im Brennpunkt jedes parabolisch-zylindrischen Spiegelkonzentrators zugeführt und gibt dann Wärme an das Wasser ab und verdampft es.

Solarteich-Diagramm:
1 - Schicht Süßwasser; 2 - Verlaufsschicht;
3 - Schicht steile Sole; 4 - Wärmetauscher.

Das größte Kraftwerk dieser Art befindet sich in Israel, seine Leistung beträgt 5 MW, die Teichfläche beträgt 250.000 m2, die Tiefe beträgt 3 m.

Geothermische Energie

Kraftwerke dieser Art sind thermische Kraftwerke, die heißes Wasser als Kühlmittel nutzen. Da keine Wassererwärmung erforderlich ist, sind geothermische Kraftwerke deutlich umweltfreundlicher als thermische Kraftwerke. Geothermiekraftwerke werden in vulkanischen Gebieten gebaut, wo in relativ geringer Tiefe Wasser über den Siedepunkt hinaus überhitzt und an die Oberfläche sickert, manchmal in Form von Geysiren. Der Zugang zu unterirdischen Quellen erfolgt durch das Bohren von Brunnen.

Bioenergie

Dieser Energiesektor ist auf die Energiegewinnung aus Biokraftstoffen spezialisiert. Es wird sowohl zur Erzeugung elektrischer als auch thermischer Energie verwendet.

Biokraftstoffe der ersten Generation

• Algen sind einfache lebende Organismen, die dazu geeignet sind, in verschmutztem oder salzigem Wasser zu wachsen und sich zu vermehren (sie enthalten bis zu zweihundertmal mehr Öl als Quellen der ersten Generation wie Sojabohnen);
• Leindotter (Pflanze) – wächst im Wechsel mit Weizen und anderen Getreidepflanzen;
• Jatropha curcas oder Jatropha – wächst auf trockenen Böden, mit einem Ölgehalt von 27 bis 40 % je nach Art.

Von den auf dem Markt verkauften Biokraftstoffen der zweiten Generation sind BioOil des kanadischen Unternehmens Dynamotive und SunDiesel des deutschen Unternehmens CHOREN Industries GmbH die bekanntesten.

Nach Schätzungen der Deutschen Energie-Agentur GmbH (mit aktuellen Technologien) kann die Herstellung von Kraftstoffen durch Pyrolyse von Biomasse 20 % des deutschen Kraftstoffbedarfs decken. Mit der Weiterentwicklung der Technologie könnte die Biomassepyrolyse bis 2030 35 % des deutschen Automobilkraftstoffverbrauchs decken. Die Produktionskosten werden weniger als 0,80 € pro Liter Kraftstoff betragen.

Es entstand das Pyrolysis Network (PyNe) – eine Forschungsorganisation, die Forscher aus 15 Ländern in Europa, den USA und Kanada vereint.

Auch der Einsatz flüssiger Pyrolyseprodukte aus Nadelholz ist vielversprechend. Beispielsweise kann eine Mischung aus 70 % Terpentinharz, 25 % Methanol und 5 % Aceton, also Fraktionen der Trockendestillation von harzigem Kiefernholz, erfolgreich als Ersatz für A-80-Benzin eingesetzt werden. Darüber hinaus werden Holzabfälle zur Destillation verwendet: Äste, Baumstümpfe, Rinde. Die Ausbeute an Brennstofffraktionen beträgt 100 Kilogramm pro Tonne Abfall.

Biokraftstoffe der dritten Generation- Aus Algen gewonnene Kraftstoffe.

Dem Einsatz kontinuierlicher Verfahren steht die Gewinnung fossiler Energieträger wie Kohle, Öl, Erdgas oder Torf gegenüber. Im weitesten Sinne sind sie ebenfalls erneuerbar, jedoch nicht nach menschlichen Maßstäben, da ihre Entstehung Hunderte Millionen Jahre dauert und ihre Nutzung viel schneller erfolgt.

Maßnahmen zur Förderung erneuerbarer Energiequellen

Derzeit gibt es eine ganze Reihe von Maßnahmen zur Förderung erneuerbarer Energiequellen. Einige davon haben sich bereits als wirksam und für die Marktteilnehmer verständlich erwiesen. Unter diesen Maßnahmen lohnt es sich, genauer zu betrachten:

• Grüne Zertifikate;
• Erstattung der Kosten für die technische Anbindung;
• Anschlusstarife;
• Nettomesssystem;

Grüne Zertifikate

Unter Grünen Zertifikaten versteht man Zertifikate, die die Erzeugung einer bestimmten Strommenge aus erneuerbaren Energiequellen bestätigen. Diese Zertifikate erhalten nur Hersteller, die von der zuständigen Behörde qualifiziert wurden. In der Regel wird mit einem Grünen Zertifikat die Erzeugung von 1 MWh bestätigt, dieser Wert kann jedoch abweichen. Das grüne Zertifikat kann entweder zusammen mit dem erzeugten Strom oder separat verkauft werden und bietet so eine zusätzliche Unterstützung für den Stromerzeuger. Um die Ausstellung und den Besitz von „grünen Zertifikaten“ zu verfolgen, werden spezielle Software- und Hardwaretools verwendet (WREGIS, M-RETS, NEPOOL GIS). Gemäß einigen Programmen können Zertifikate angesammelt (zur künftigen Verwendung) oder ausgeliehen (zur Erfüllung von Verpflichtungen im laufenden Jahr) werden. Die treibende Kraft hinter dem Mechanismus zur Verbreitung grüner Zertifikate ist die Notwendigkeit für Unternehmen, unabhängig eingegangene oder von der Regierung auferlegte Verpflichtungen zu erfüllen. In der ausländischen Literatur sind „grüne Zertifikate“ auch bekannt als: Renewable Energy Certificates (RECs), Green Tags, Renewable Energy Credits.

Erstattung der Kosten für die technische Anbindung

Um die Investitionsattraktivität von Projekten auf Basis erneuerbarer Energiequellen zu erhöhen, können staatliche Stellen einen Mechanismus zur teilweisen oder vollständigen Kompensation der Kosten für den technologischen Anschluss von Generatoren auf Basis erneuerbarer Energiequellen an das Netz bereitstellen. Heutzutage tragen Netzwerkorganisationen nur in China vollständig alle Kosten für die technologische Verbindung.

Feste Tarife für erneuerbare Energien

Aufgrund der weltweit gesammelten Erfahrungen können wir von festen Tarifen als den erfolgreichsten Maßnahmen zur Förderung der Entwicklung erneuerbarer Energiequellen sprechen. Diese Maßnahmen zur Förderung erneuerbarer Energiequellen basieren auf drei Hauptfaktoren:

• Garantie der Netzwerkverbindung;
• Langfristiger Vertrag über den Kauf sämtlicher aus erneuerbaren Energiequellen erzeugter Elektrizität;
• Garantie, produzierten Strom zu einem Festpreis zu kaufen.

Feste Tarife für erneuerbare Energien können nicht nur für verschiedene erneuerbare Energiequellen unterschiedlich sein, sondern auch abhängig von der installierten Kapazität erneuerbarer Energien. Eine Option für ein auf festen Tarifen basierendes Fördersystem ist die Verwendung eines festen Aufschlags auf den Marktpreis für erneuerbare Energien. In der Regel wird über einen längeren Zeitraum (10–20 Jahre) ein Aufschlag auf den Preis des erzeugten Stroms oder ein fester Tarif gezahlt, wodurch die Rendite der in das Projekt getätigten Investitionen und die Erzielung eines Gewinns gewährleistet werden.

Net-Metering-System

Diese Fördermaßnahme sieht die Möglichkeit vor, den in das Netz eingespeisten Strom zu messen und diesen Wert in gegenseitigen Abrechnungen mit dem Energieversorgungsunternehmen weiter zu verwenden. Bei einem „Net-Metering-System“ erhält der Eigentümer einer erneuerbaren Energiequelle eine Einzelhandelsgutschrift für einen Betrag, der der erzeugten Elektrizität entspricht oder darüber liegt. Laut Gesetz sind Energieversorgungsunternehmen in vielen Ländern verpflichtet, Verbrauchern die Möglichkeit zu geben, Net Metering durchzuführen.

Investitionen

Im Jahr 2008 wurden weltweit 51,8 Milliarden US-Dollar in Windenergie, 33,5 Milliarden US-Dollar in Solarenergie und 16,9 Milliarden US-Dollar in Biokraftstoffe investiert. Im Jahr 2008 investierten europäische Länder 50 Milliarden US-Dollar in alternative Energien, amerikanische Länder 30 Milliarden US-Dollar, China 15,6 Milliarden US-Dollar und Indien 4,1 Milliarden US-Dollar.

Im Jahr 2009 beliefen sich die Investitionen in erneuerbare Energien weltweit auf 160 Milliarden US-Dollar und im Jahr 2010 auf 211 Milliarden US-Dollar. Im Jahr 2010 wurden 94,7 Milliarden US-Dollar in Windenergie, 26,1 Milliarden US-Dollar in Solarenergie und 11 Milliarden US-Dollar in Energieerzeugungstechnologien aus Biomasse und Abfall investiert.

siehe auch

Anmerkungen

Links

• Sie und „grüne“ Energie, Abschnitt der Website des World Wildlife Fund