Die USA könnten 80-Prozent ihres Strombedarfs allein aus Wind- und Solarkraft beziehen, so ein Joint Studie von Forschern der University of California-Irvine (UCI), des California Institute of Technology und der Carnegie Institution for Science.
Die Fähigkeit, so viel erneuerbare Energie zu erzeugen, ist ermutigend, wie die Umwandlung fossiler Brennstoffe in Elektrizität ist derzeit allein in den USA für den 38-Anteil der Kohlendioxidemissionen verantwortlich, eine Hauptursache für Umweltverschmutzung.
Die Studie ist veröffentlicht in Energie- und Umweltwissenschaften.
Sowohl Solar als auch Wind sind Energiequellen, die von Wetterschwankungen abhängig sind.
"Die Sonne geht unter, und der Wind weht nicht immer" Steven Davis, Associate Professor für Erdsystemwissenschaften an der UCI und Co-Autor der Studie, sagte in einer Erklärung. "Wenn wir ein zuverlässiges Stromsystem auf der Basis dieser Ressourcen wollen, wie gehen wir mit den täglichen und saisonalen Veränderungen um?"
Nach der Analyse stündlicher US-Wetterdaten über ein 36-Jahr (1980-2015) zur Bestimmung der Zuverlässigkeit von Solar- und Windenergie, fanden die Forscher heraus, dass die USA für den Großteil ihres Energiebedarfs auf Solar- und Windenergie angewiesen sein könnten. sofern große Investitionen in Übertragungs- und Speicherkapazitäten getätigt werden.
"Die Analyse geht davon aus, dass wir viele Sonnenkollektoren und Windturbinen bauen würden, um diese Ressourcen zu nutzen", sagte Davis. "Ein Erreichen von 80 Prozent würde jedoch auch eine erhebliche Steigerung des Energiespeichers oder unserer Fähigkeit erfordern, Elektrizität über Übertragungsleitungen landesweit zu übertragen."
Diese Art der Erweiterung der Energiespeicherung und -übertragung würde aus dem Bau eines Übertragungsnetzes oder von Einrichtungen im kontinentalen Maßstab bestehen, in denen landesweit bis zu 12 Stunden Energie gespeichert werden könnten. Das wäre teuer. Zu heutigen Preisen könnten neue Übergangsleitungen Hunderte von Milliarden Dollar kosten, während Batteriespeicherung wahrscheinlich über eine Billion Dollar kosten würde.
Daher kann es kurzfristig schwierig sein, die 80-Prozentmarke zu erreichen, wenn auch nicht unmöglich. Fallende Preise werden eine wesentliche Rolle dabei spielen, diese Entwicklungen machbarer zu machen.
"Diese Herausforderungen tragen zur Trägheit unserer derzeitigen Kraftwerksflotte bei, in der fossile Brennstoffe verbrannt werden, und Sie können sehen, dass die Gewinnung von 80-Prozent unseres Stroms aus diesen Quellen viel Zeit und Geld kostet", sagte Davis. „Aber die Kosten für viele der notwendigen Technologien sinken, und in vielen Teilen des Landes gibt es einen bemerkenswerten politischen Willen und die Unterstützung der Bevölkerung für erneuerbare Energien. Ich denke, es wird passieren. "
Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass mehr als nur 80-Prozent des Strombedarfs mit Solar- und Windenergie gedeckt werden.
"Die 80-Prozentzahl beruht auf der natürlichen Variabilität von Sonne und Wind", sagte Davis. „Wenn wir mehr als 80 Prozent unseres Stroms aus diesen beiden Quellen beziehen möchten, steigt die erforderliche Menge an Energiespeicher oder Solar- und Windkraftkapazität stark an.“
Für die Beschaffung von 100-Prozent des Energiebedarfs des Landes aus Solar- und Windkraftanlagen müssten doppelt so viele Solarmodule und Windturbinen gebaut werden oder mehrere Wochen gespeichert werden .
Daher müssten Wind- und Solarenergie durch andere Energiequellen ergänzt werden, um die Nachfrage zu decken. Eine Kombination anderer Technologien und Praktiken könnte genutzt werden, um die Lücke zu schließen.
„Unsere Arbeit zeigt, dass kohlenstoffarme Stromquellen benötigt werden, um das zu ergänzen, was wir aus Wind und Sonne ernten können, bis die Speicher- und Übertragungskapazitäten den Anforderungen entsprechen.“ Ken Caldeira, Co-Autor und Klimaforscher an der Abteilung für globale Ökologie der Carnegie Institution for Science, sagte in einer Erklärung. "Zu den Optionen könnten die Erzeugung von Atom- und Wasserkraft sowie die Nachfragesteuerung gehören."
Dennoch sind die Ergebnisse der Studie ein gutes Zeichen für die Zukunft der erneuerbaren Energien.
"Die Tatsache, dass wir 80 Prozent unseres Stroms allein aus Wind und Sonne beziehen können, ist sehr ermutigend", sagte Davis in einer Erklärung. "Vor fünf Jahren bezweifelten viele Menschen, dass diese Ressourcen mehr als 20 oder 30 Prozent ausmachen könnten."
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