Nachhaltige Energiequellen sind für die Verbesserung der Umwelt und die Verringerung der negativen Auswirkungen des Klimawandels unerlässlich. Nach Angaben der U.S. Energy Information Administration deckten zum Beispiel die Vereinigten Staaten im Jahr 2022 80 % ihres Energiebedarfs mit fossilen Brennstoffen (Kohle, Gas und Öl), und auch weltweit blieb der Anteil fossiler Brennstoffe an der Energieversorgung im Jahr 2022 mit 82 % konstant (laut KPMG). Mit diesen Zahlen steigen auch die Kohlenstoffemissionen weiter an. Nach Angaben der EPA sind die CO2-Emissionen seit 1970 weltweit um fast 90 % gestiegen.

Wir zahlen den Preis für die Nutzung fossiler Brennstoffe mit der Zerstörung der Wälder und der Lebensräume von Wildtieren, mit Wasserverunreinigung, giftiger Luftverschmutzung und globaler Erwärmung. Um diese Auswirkungen abzumildern, ist es an der Zeit, mit erneuerbaren Energien schon heute eine bessere Zukunft zu schaffen.

Was ist erneuerbare Energie?

Erneuerbare Energien stammen aus natürlichen Quellen und erneuern sich selbst, d. h. sie gehen nie zur Neige, sondern werden ständig von der Natur nachgeliefert. Außerdem verursachen erneuerbare Energien im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen weit weniger giftige Emissionen wie Schwefeldioxid, Stickoxide und Kohlendioxid. Da sie weltweit leicht verfügbar sind, sind erneuerbare Energien die Antwort auf die Verringerung dieser klimaschädlichen Emissionen. Nach Angaben der Vereinten Nationen sind die Kosten für die Nutzung erneuerbarer Energien geringer und schaffen dreimal so viele Arbeitsplätze im Vergleich zu fossilen Brennstoffen.

Nach Angaben der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) sind die Kosten für Energie aus erneuerbaren Quellen mit denen fossiler Brennstoffe vergleichbar. Im Jahr 2022 sanken die gewichteten durchschnittlichen Stromgestehungskosten (LCOE) für neu in Betrieb genommene Photovoltaik-, Onshore-Windkraft- und andere erneuerbare Energiequellen trotz steigender Material- und Ausrüstungskosten. So sanken die Stromgestehungskosten neuer Onshore-Windprojekte, die im Jahr 2022 hinzukamen, zwischen 2021 und 2022 um 5 % von 0,035 USD/kWh auf 0,033 USD/kWh, während sie bei Solar-Photovoltaik-Projekten im Nutzmaßstab im Jahr 2022 im Vergleich zum Vorjahr um 3 % auf 0,049 USD/kWh sanken.

Die Vereinten Nationen berichten, dass der Sektor der erneuerbaren Energien rasch wächst und die Zahl der Beschäftigten in diesem Sektor im Jahr 2021 weltweit 12,7 Millionen erreichen wird, was einem Anstieg von 700.000 neuen Arbeitsplätzen in nur 12 Monaten entspricht.  Im Jahr 2021 war die Solarenergie mit 4,3 Millionen Arbeitsplätzen der am schnellsten wachsende Sektor.

Gemeinsame Quellen für erneuerbare Energie
Es gibt mehrere natürliche Ressourcen, die zur Erzeugung erneuerbarer Energie genutzt werden:

– Solarenergie nutzt die Energie der Sonne.

– Die Windenergie nutzt die kinetische Energie der sich bewegenden Luft.

– Geothermische Energie wird aus der Wärme im Inneren der Erde gewonnen.

– Wasserkraft nutzt die Kraft des fließenden Wassers.

– Meeresenergie wird durch Meereswellen und -strömungen erzeugt.

– Bioenergie wird aus organischen Materialien wie Holz und Holzkohle gewonnen.

Herausforderungen bei der Einführung erneuerbarer Energien

Erneuerbare Energien sind nicht unproblematisch. Die größten Herausforderungen sind regionale Verfügbarkeit, Variabilität, Kosten, Netzintegration, politische Unterstützung und öffentliche Akzeptanz.

Die hohen Kosten der erneuerbaren Energien

Obwohl erneuerbare Energien auf lange Sicht Kosteneinsparungen ermöglichen, sind die anfänglichen Investitionen nach wie vor hoch. Mit den Fortschritten und der zunehmenden Verbreitung erneuerbarer Energiequellen sinken die Kosten jedoch.  Dies war von 2010 bis 2022 zu beobachten, als Solar- und Windenergiequellen ohne finanzielle Unterstützung in einen Kostenwettbewerb mit fossilen Brennstoffen traten, so IRENA. In diesem Zeitraum sind die Stromkosten für Solarstrom weltweit um 89% gesunken. Das ist ein Drittel weniger als die weltweit niedrigsten Kosten für fossile Brennstoffe.

Variabilität

Natürliche Ressourcen sind in ihrer Produktion vom Wetter abhängig. Bei erneuerbaren Energien gibt es Zeiten, in denen die Produktion gering ist, was bedeutet, dass überschüssige Energie gespeichert werden muss, wenn die Produktion hoch ist. Im Folgenden werden Technologien zur Energiespeicherung vorgestellt:

• Lithium-Ionen-Batterien sind derzeit die am weitesten verbreitete Form der Speicherung erneuerbarer Energien. Obwohl man häufig von Lithium-Ionen-Batterien hört, die in Elektroautos und Mobiltelefonen verwendet werden, dient diese leichte Speicherlösung auch dazu, erneuerbare Energie in große Stromnetze einzuspeisen. Die schlechte Ökobilanz dieser Batterien ist ein nicht zu vernachlässigender Faktor.
• Bei Pumpspeicherkraftwerken werden zwei Stauseen verwendet, einer in großer Höhe, der andere in geringerer Höhe. Der Strom wird erzeugt, wenn sich das Wasser von einer Höhe zur anderen bewegt. Derzeit werden in den Vereinigten Staaten 93 % der Energie im Versorgungsmaßstab mit Hilfe von PHS gespeichert (über den Hydropower Market Report).
• Druckluft ist eine Form der Energiespeicherung, bei der Elektrizität verwendet wird, um Luft zu komprimieren und unterirdisch zu speichern, bis sie zur Energiegewinnung benötigt wird.
• Die Pumpspeicherung ist eine neuere Technologie, bei der Strom in Wärme umgewandelt, gespeichert und bei Bedarf wieder in Strom umgewandelt wird.

Sowohl die Drucklufttechnologie als auch die thermische Pumpspeicherung eignen sich hervorragend für die langfristige Speicherung, sind aber nicht so effizient wie andere Speichertechniken.

Netzintegration und Infrastruktur

Für einen effektiven Übergang von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien muss das bestehende Netzsystem für eine reibungslose Integration aktualisiert werden, und die Speicherung erneuerbarer Energien erfordert einen Ausbau der Infrastruktur.  Die Schwierigkeit, die Integration reibungslos zu gestalten, ergibt sich aus der Tatsache, dass fossile Brennstoffe auf Nachfrage nach Energie verwendet werden. Bei erneuerbaren Energien gibt es jedoch viele Variablen. Das Wetter und andere Bedingungen beeinflussen, wie viel Wind oder Sonnenschein verfügbar ist. Das Netz und die Infrastruktur müssen so konzipiert sein, dass sie mit diesen Variablen und Unwägbarkeiten fertig werden und den Strom über weite Strecken sicher transportieren können.

Politische Unterstützung und öffentliche Akzeptanz

In einer perfekten Welt würde jeder die Idee der erneuerbaren Energien akzeptieren, aber das ist nicht der Fall. Es gibt Kämpfe, die ausgefochten werden müssen, denn die Energiekrise und der Klimawandel haben unterschiedliche Seiten. Die Herausforderung, andere dazu zu bringen, neue Kraftwerke und Übertragungsleitungen in Gebieten zu akzeptieren, in denen die Gemeinden nicht daran gewöhnt sind, sie zu sehen, schafft Konflikte. Bauwerke, die die Windenergie nutzen sollen, sind hoch und beanspruchen viel Landfläche, was viele beunruhigt. In den Vereinigten Staaten und auch in verschiedenen europäischen Ländern haben organisierte Oppositionsgruppen mit Klagen, politischen Kampagnen und Appellen versucht, Projekte für erneuerbare Energien zu verhindern.  Und angesichts der widersprüchlichen Regierungspolitik wird es einige Zeit dauern, bis sich die notwendigen Veränderungen einstellen.

Schlussfolgerung

Es ist wichtig, mehr erneuerbare Energien zu nutzen, um den Klimawandel zu bekämpfen und die durch fossile Brennstoffe verursachten Schäden zu verringern. Auch wenn es Herausforderungen gibt, wie hohe Kosten und die Notwendigkeit, alles unter einen Hut zu bringen, ist die gute Nachricht, dass erneuerbare Energien immer billiger werden und sich die Dinge verbessern. Wir müssen diese sauberen Energiequellen nutzen, um unsere Zukunft sauberer und stärker zu machen. Das mag ein bisschen schwierig sein, aber wir müssen zusammenarbeiten, um bessere Technologien zu nutzen, gute politische Maßnahmen zu ergreifen und alle in der Gemeinschaft zu beteiligen. Der Umstieg auf erneuerbare Energien ist nicht nur eine Entscheidung – er ist ein entscheidender Schritt, um unsere Zukunft grüner und besser zu machen.