Die Vor- und Nachteile erneuerbarer Energien

Neue Entwicklungen im Bereich erneuerbare Energien machen Schlagzeilen und wecken Hoffnung in Gemeinden weltweit, von einem abgelegenen arktischen Dorf, das unter schwierigen Bedingungen daran arbeitet, Solar- und Windenergie nutzbar zu machen, bis hin zu einem Luftwaffenstützpunkt der US-Luftwaffe, der ein fortschrittliches, großtechnisches geothermisches Energiesystem plant.

Während ein Großteil der Welt damit kämpft, die Auswirkungen des Klimawandels und der globalen Erwärmung zu mildern, haben sich Innovationen und Fortschritte im Bereich der erneuerbaren Energien als Lichtblick herausgestellt. Die Erzeugung von Solarenergie, Windenergie, Wasserkraft, geothermischer Energie und Energie aus Biomasse ist besser für den Planeten als die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Öl, Erdgas und Kohle.

Doch trotz aller Vorteile erneuerbarer Energien bringt ihre Entwicklung und Nutzung auch Nachteile mit sich. Werfen wir einen Blick auf beide.

Die Vorteile erneuerbarer Energiequellen sind vielfältig und einige liegen auf der Hand als andere.

Unerschöpflicher Vorrat

Einer der Hauptvorteile erneuerbarer Energiequellen wie Sonne, Wind und Wasser ist, dass sie nie zur Neige gehen werden. Im Gegensatz dazu sind nicht erneuerbare Ressourcen nicht nur endlich, sondern kosten auch mehr, da ihre Verfügbarkeit abnimmt und sie extremere Fördermethoden mit größeren Umweltauswirkungen erfordern.

CO2-freie Energieerzeugung

Das Ziel der Energiewende ist die Dekarbonisierung. Die Kohlendioxidemissionen erreichten 2022 allein durch Öl 11,2 Gigatonnen (Gt), während die Erzeugung erneuerbarer Energien kaum bis gar keine Kohlendioxidemissionen für den Betrieb von Haushalten, Autos und Unternehmen verursacht.

Eine sauberere, gesündere Umwelt

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle setzt Luftschadstoffe wie Stickoxide und Schwefeldioxid frei, während der Abbau dieser Ressourcen zu Wasserverschmutzung und zur Schädigung von Tierlebensräumen führen kann. Durch die Nutzung erneuerbarer Energien anstelle fossiler Brennstoffe können diese Schadstoffe reduziert und die Risiken für die menschliche Gesundheit und die natürliche Umwelt gemindert werden.

Energieunabhängigkeit

Erneuerbare Energien sorgen für eine größere Energiesicherheit, indem sie neue Möglichkeiten für die inländische Energieerzeugung eröffnen und so die Abhängigkeit von Energie aus dem Ausland verringern. Seit der russischen Invasion in der Ukraine versuchen die europäischen Länder beispielsweise, ihre Importe von russischem Öl und Gas zu reduzieren. Im Jahr 2023 stieg die inländische Produktion erneuerbarer Energien in Europa auf einen Rekordwert von 44 % des EU-Strommixes, während die Importe aus Russland zurückgingen, was zum Aufbau eines stabileren und widerstandsfähigeren Stromnetzes beitrug.

Weniger Wartungsaufwand

Bei bestimmten Arten von erneuerbaren Energiequellen sind die Wartungs- und Instandhaltungskosten ihrer Infrastruktur minimal. Solar-Photovoltaik-Anlagen zum Beispiel haben in der Regel keine beweglichen Teile und können mit wenig Wartung 25 Jahre oder länger halten. Wasserkraftwerke haben in der Regel niedrige Betriebskosten und sind wartungsarm. Ihre langlebigen Anlagen können jahrzehntelang in Betrieb bleiben.

Erschwingliche Energie

Wenn es um die Kosten geht, schnitten erneuerbare Energiequellen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen einst ungünstig ab. Doch mit den steigenden Preisen für fossile Brennstoffe haben sich erneuerbare Energien zu einer erschwinglichen alternativen Energieoption entwickelt. Schätzungsweise 96 % der neuen Solar- und Windkraftprojekte im Versorgerbereich hatten niedrigere Erzeugungskosten als neue Kohle- und Erdgaskraftwerke. Da immer mehr erneuerbare Energiequellen in die Stromnetze integriert werden, führen Unternehmen auch Programme zum Energiemanagement ein, um den Energieverbrauch zu optimieren und die Gesamtenergiekosten zu senken.

Schaffung von Arbeitsplätzen

Während sowohl die Branche für saubere Energie als auch die für fossile Brennstoffe in den letzten Jahren einen Beschäftigungszuwachs verzeichneten, war das Wachstum in der ersteren deutlich schneller. Infolgedessen machen die Aufgaben im Bereich der sauberen Energie mehr als die Hälfte der 67 Millionen Arbeitsplätze im globalen Energiesektor aus. Ein solches Wachstum führt zu einer höheren Nachfrage nach zusätzlichen Arbeitskräften und Umschulungen für bestehende Arbeitskräfte im Bereich fossiler Brennstoffe, um den Übergang zur Branche der erneuerbaren Energien zu ermöglichen.

Trotz all der gefeierten Vorteile erneuerbarer Energien hat der Sektor auch einige Nachteile. Wenn Sie die Nachteile der erneuerbaren Energien verstehen, können Sie deren Bereitstellung besser planen. Hier sind einige der Nachteile von Projekten im Bereich erneuerbare Energien:

Hohe Vorlaufkosten

Die Umstellung auf erneuerbare Energietechnologien spart langfristig Geld, aber die Kosten für die Komponenten und die anfänglichen Kosten für die Einrichtung können hoch sein. Kleine Unternehmen müssen beispielsweise mit Kosten von 100.000 USD oder mehr für gewerbliche Solaranlagen rechnen, abhängig von ihrem Energiebedarf. Die Gesetzgebung für Anreize, Steuergutschriften und verschiedene Rabatte kann jedoch dazu beitragen, diese Kosten auszugleichen.

Anforderungen an Standort und Landmasse

Die meisten erneuerbaren Energiequellen sind standortabhängig – Solarparks benötigen ungehindertes Sonnenlicht, Wasserkraftwerke benötigen Wasserströmung, Windparks benötigen Freiflächen und traditionelle geothermische Energiequellen benötigen die Nähe zu Heißwasserquellen. In vielen Fällen benötigen Anlagen für erneuerbare Energien viel Platz – mehr als herkömmliche Kraftwerke. Eine vom ICF Climate Center durchgeführte Studie ergab, dass großflächige Anlagen für erneuerbare Energien zehnmal mehr Land benötigen als Kohle- und Erdgaskraftwerke.

Volatilität der Produktion

Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen ist anfällig für Wetterbedingungen: Solarenergie ist anfällig für bewölkte Tage, Wasserkraft für Dürren und Windkraft für windstille Tage. Daher ist es eine Herausforderung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt erzeugte Energiemenge zu garantieren. Um Unternehmen bei der Anpassung an diese Volatilität zu unterstützen, nutzen Lösungen wie die IBM Environmental Intelligence Suite Sensoren, Geodaten, fortschrittliche Analysen, maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz (KI) und Wetterdaten, um Tagesprognosen für Wind- und Solarenergie zu erstellen.

Speicheranforderungen

Da erneuerbare Energien nur zeitweise zur Verfügung stehen, werden Batterien benötigt, um in Spitzenproduktionszeiten Energie zu sammeln und diese in Zeiten geringer bis keiner Produktion kontrolliert und gleichmäßig zu verteilen. Energiespeichersysteme zur Unterstützung von Anwendungen im Versorgungsmaßstab sind kostspielig, aber es wird an Technologien gearbeitet, die eine erschwinglichere Langzeitspeicherung möglich machen.

Einschränkungen der Lieferkette

Hindernisse in der Lieferkette behindern die Umsetzung von Projekten im Bereich erneuerbare Energien. Laut einem Bericht von McKinsey stehen Projektentwickler vor drei großen Herausforderungen: dem Zugang zu Rohstoffen und Seltenerdmetallen bei prognostizierter Knappheit, dem Zugang zu den erforderlichen Fachkräften und Maschinen und der geringen Diversifizierung der Lieferanten für kritische Komponenten. Ein Beispiel hierfür ist Polysilizium, ein Material, das in Solarmodulen verwendet wird. 79 % der weltweiten Produktionskapazität befinden sich in China, wodurch die Solar-Photovoltaik-Branche gegenüber Störungen in diesem Land anfällig ist.

CO2-Bilanz und Abfall

Obwohl bei der Stromerzeugung durch Solar- und Windenergie keine schädlichen Emissionen entstehen, werden bei der Herstellung, Installation und dem Transport von Anlagen für erneuerbare Energien häufig Treibhausgasemissionen verursacht. Außerdem entstehen bei der Herstellung und Entsorgung von Anlagen Abfallprodukte, wobei Rotorblätter von Windturbinen und Solarmodule Platz auf Mülldeponien beanspruchen.

Unternehmen, die im Bereich erneuerbare Energien tätig sind oder daran interessiert sind, erneuerbare Energien zu beziehen, können mit den richtigen Tools die Trends im Bereich erneuerbare Energien proaktiv überwachen. Die IBM Environmental Intelligence Suite nutzt historische Daten zur Energieerzeugung, Wetterdaten und vieles mehr, um hochpräzise Energieprognosen für Wind- und Solaranlagen zu erstellen und so wichtige Entscheidungen auf Unternehmensebene zu unterstützen.