Erneuerbare Energien

Seit Ende 2004 ist die weltweite Kapazität an erneuerbaren Energien bei vielen Technologien jährlich um 10-60% gewachsen. Bei der Windkraft und vielen anderen erneuerbaren Technologien beschleunigte sich das Wachstum im Jahr 2009 im Vergleich zu den vorangegangenen vier Jahren. Im Jahr 2009 kam mehr Windkraft hinzu als bei jeder anderen erneuerbaren Technologie. Die netzgekoppelte PV stieg jedoch am schnellsten von allen Technologien für erneuerbare Energien, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 60%.

Die Prognosen variieren, aber die Wissenschaftler haben einen Plan ausgearbeitet, um bis zum Jahr 2030 100% der Weltenergie mit Wind-, Wasser- und Sonnenenergie zu erzeugen.

Fotovoltaische Solarzellen wandeln Sonnenlicht in Elektrizität um, und viele fotovoltaische Solarkraftwerke wurden bereits gebaut, hauptsächlich in Europa. Im Dezember 2010 waren die größten Photovoltaik (PV)-Kraftwerke der Welt das Photovoltaik-Kraftwerk Sarnia (Kanada, 97 MW), das Photovoltaik-Kraftwerk Montalto di Castro (Italien, 84,2 MW), der Solarpark Finsterwalde (Deutschland, 80,7 MW), das Photovoltaik-Kraftwerk Rovigo (Italien, 70 MW), der Photovoltaik-Park Olmedilla (Spanien, 60 MW), der Solarpark Strasskirchen (Deutschland, 54 MW) und der Photovoltaik-Park Lieberose (Deutschland, 53 MW). Größere Kraftwerke befinden sich im Bau, einige vorgeschlagene werden eine Kapazität von 150 MW oder mehr haben.

Viele dieser Anlagen sind in die Landwirtschaft integriert und einige verwenden innovative Nachführsysteme, die dem täglichen Weg der Sonne über den Himmel folgen, um mehr Strom zu erzeugen als herkömmliche fest installierte Systeme. Beim Betrieb der Kraftwerke fallen keine Brennstoffkosten oder Emissionen an.

Zu den großen solarthermischen Kraftwerken gehören die 354 Megawatt (MW) Solarstromerzeugungsanlagen in den USA, das Solnova-Solarkraftwerk (Spanien, 150 MW), das Andasol-Solarkraftwerk (Spanien, 100 MW), Nevada Solar One (USA, 64 MW), der PS20-Solarkraftturm (Spanien, 20 MW) und der PS10-Solarkraftturm (Spanien, 11 MW). Das 370-MW-Solarkraftwerk Ivanpah in der kalifornischen Mojave-Wüste ist das weltweit größte solarthermische Kraftwerksprojekt, das sich derzeit im Bau befindet.

Die Solarthermie-Branche wächst schnell: Im April 2009 befanden sich 1,2 GW im Bau, und bis 2014 sind weltweit weitere 13,9 GW angekündigt. Spanien ist das Epizentrum der Entwicklung der Solarthermie mit 22 Projekten für 1.037 MW im Bau, von denen alle bis Ende 2010 ans Netz gehen sollen. In den Vereinigten Staaten wurden 5.600 MW an solarthermischen Kraftwerksprojekten angekündigt. In Entwicklungsländern wurden drei Weltbank-Projekte für integrierte solarthermische/kombinierte Gas-Turbinen-Kraftwerke in Ägypten, Mexiko und Marokko genehmigt.

Variable erneuerbare Energie ist eine erneuerbare Energiequelle, die aufgrund ihrer fluktuierenden Natur nicht disponibel ist, wie Windkraft und Sonnenenergie, im Gegensatz zu einer kontrollierbaren erneuerbaren Energiequelle wie Wasserkraft oder Biomasse oder einer relativ konstanten Quelle wie Erdwärme oder Laufwasserkraft. Kritiker von Wind- und Solarenergie warnen vor ihrer variablen Leistung, aber viele Studien haben gezeigt, dass das Netz das verkraften kann, und das tut es auch in Dänemark und Spanien.

Die Internationale Energieagentur sagt, dass man sich zu sehr auf die Frage der Variabilität konzentriert habe. Ihre Bedeutung hängt von einer Reihe von Faktoren ab, zu denen die Marktdurchdringung der betreffenden erneuerbaren Energien, die Ausgewogenheit der Anlagen und die breitere Konnektivität des Systems sowie die Flexibilität auf der Nachfrageseite gehören. Die Variabilität wird selten ein Hindernis für den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien sein. Aber bei einem hohen Grad der Marktdurchdringung erfordert sie eine sorgfältige Analyse und Verwaltung.

Brasilien hat eines der größten Programme für erneuerbare Energien der Welt, das die Herstellung von Ethanol-Kraftstoff aus Zuckerrohr umfasst, und Ethanol liefert heute 18 Prozent des Automobilkraftstoffs des Landes. Infolgedessen hat Brasilien, das vor Jahren noch einen großen Teil des für den Inlandsverbrauch benötigten Erdöls importieren musste, vor kurzem die vollständige Selbstversorgung mit Öl erreicht.

Die meisten Autos, die heute in den USA unterwegs sind, können mit Mischungen von bis zu 10% Ethanol betrieben werden, und die Automobilhersteller produzieren bereits Fahrzeuge, die für den Betrieb mit viel höheren Ethanolmischungen ausgelegt sind. Ford, DaimlerChrysler und die General Motors Corporation gehören zu den Autoherstellern, die "Flexible-Fuel"-Autos, Lastwagen und Minivans verkaufen, die Benzin- und Ethanolmischungen von reinem Benzin bis zu 85% Ethanol (E85) verwenden können. Mitte 2006 gab es in den USA etwa sechs Millionen E85-kompatible Fahrzeuge auf den Straßen.