Laut Forschern ist bereits ein irreversibler solarer Wendepunkt eingetreten

Elektrizität treibt die Welt an. Es beleuchtet unsere Häuser, betreibt unsere Fabriken und wird bald die Energiequelle der Wahl für unseren Transportbedarf sein. Es kann durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, durch Windkraftanlagen oder Sonnenkollektoren erzeugt werden. Die Energie der Sonne zur Stromerzeugung zu nutzen, ist völlig logisch. Sonnenlicht ist kostenlos und die Kosten für Solarenergie sind in den letzten zwei Jahrzehnten dramatisch gesunken. Alles, was wir tun müssen, ist, es zu ernten, zu verteilen und für die Zeiten zu speichern, in denen die Sonne nicht scheint und die Menschheit Strom genießen kann, der fast zu billig ist, um ihn zu messen, bis die Sonne in etwa 2 Milliarden Jahren implodiert.

Der Wendepunkt der Solarenergie

Forscher in Europa haben in der Zeitschrift eine neue Studie veröffentlicht Naturkommunikation am 17. Oktober 2023 kommt das zu einem recht außergewöhnlichen Ergebnis. Zu ihrer großen Überraschung stellten sie fest, dass der Wendepunkt bei der Solarenergie nicht mehr in der Zukunft liegt. Tatsächlich ist es bereits geschehen. Das Ergebnis ihrer Erkenntnisse ist, dass die Umstellung auf Solarenergie nun unumkehrbar ist.

Die Forscher kommen aus einer vielfältigen Gruppe von Institutionen, darunter dem Global Systems Institute an der University of Exeter, dem Centre for Energy, Environment and Natural Resource Governance an der University of Cambridge, der Weltbank, dem Institute for Sustainable Resources am University College London, das Climate Action Centre am Royal Institute of Technology in Stockholm, Cambridge Econmetrics in Cambridge, Großbritannien.

Ohne den Fachjargon legt der Bericht nahe, dass frühere Studien zur künftigen Energieerzeugung die Rolle fossiler Brennstoffe überbetont und die Rolle erneuerbarer Energien, insbesondere der Solarenergie, unterbewertet haben. „Ohne weitere Änderungen in der Energiepolitik scheint die Solarenergie einen robusten Weg einzuschlagen und noch vor der Mitte des Jahrhunderts zur künftigen dominierenden Energiequelle zu werden“, sagten die Forscher.

„Aufgrund der zunehmenden gemeinsamen Entwicklung von Technologiekosten und -einsatz liefert unsere Analyse quantitative empirische Belege aus aktuellen und historischen Datentrends Der Wendepunkt der Solarenergie dürfte überschritten sein (Betonung hinzugefügt). Sobald die kombinierten Kosten von Solar- und Speicherenergie die Kostenparität mit allen alternativen Technologien in mehreren Schlüsselmärkten überschreiten, könnten ihre weit verbreitete Verbreitung und weitere weltweite Kostenrückgänge unumkehrbar werden. Dies spiegelt die Ergebnisse von wider Rupert Way et al.der zeigte, dass eine solche Konfiguration günstiger wäre als Alternativen.

„Ein Wendepunkt hin zur Vorherrschaft der Solarenergie löst jedoch weder die Eindämmung des Klimawandels noch die Erreichung der Klimaziele, da dadurch kein kohlenstofffreies Energiesystem gewährleistet wird.“ Solarstromsysteme könnten in Konfigurationen verfallen, die weder belastbar noch nachhaltig sind, und auf fossile Brennstoffe für die Bereitstellung von Strom angewiesen sein.

„Zu den Problemen, die die Verwirklichung kohlenstofffreier Energiesysteme behindern könnten, gehören Probleme mit der Netzstabilität, die Verfügbarkeit von Finanzkapital und kritischen Mineralien sowie die Bereitschaft der Entscheidungsträger, sich auf einen schnellen Übergang einzulassen, der zu erheblichen Verteilungsproblemen in ihren jeweiligen Regionen führen könnte.“ Die durch den Krieg in der Ukraine verursachte Energiekrise legt nahe, dass die beschleunigte Abkehr von fossilen Brennstoffen noch dringender erforderlich ist.

„Wir kommen zu dem Schluss, dass die Verwirklichung kohlenstofffreier Energiesysteme wahrscheinlich eine Politik anderer Art erfordert, als sie traditionell von der Energiemodellierungsgemeinschaft diskutiert wird.“ Der CO2-Preis, der erforderlich ist, um die Kostendeckung zwischen erneuerbaren Energien und fossilen Brennstoffen zu erreichen, könnte bald bei Null liegen. Stattdessen sind es Maßnahmen, die die oben genannten Hindernisse angehen – Netzstabilität, Zugang zu Finanzmitteln, Management der Materiallieferketten und politischer Widerstand –, die den Erfolg bei der Erreichung von Netto-Null-Energieemissionen ermöglichen können.

„Diese Prognosen und Sensitivitäten geben uns eine gewisse Zuversicht, dass realistische Basisszenarien für Energiemodelle von nun an wesentlich größere Anteile an Solarenergie umfassen sollten als allgemein angenommen, da sie Kohle- und Gas-dominierte Basisszenarien weitgehend unrealistisch machen.“ Der in den IPCC-Berichten bewertete Hauptszenariorahmen, die sozioökonomischen Pfade (SSPs), umfasst Szenarien mit zunehmender Abhängigkeit von Kohle im Energiemix. Dies funktioniert insbesondere weist darauf hin, dass diese Szenarien höchst unwahrscheinlich sind (Betonung hinzugefügt).”

Ein überraschendes Ergebnis

„Die historische Politik zur Förderung von Solar-PV hat die Kosten gesenkt. Wir sind jetzt an dem Punkt angelangt, an dem ein positiver Kreislauf zwischen Kostensenkungen und zusätzlichem Einsatz keine ehrgeizigeren Richtlinien mehr für Solarenergie erfordert“, sagte Hauptautorin Femke Nijsse von der University of Exeter Anthropozän. „Ehrgeizigere Richtlinien für andere erneuerbare Energien [are] immernoch gebraucht.”

In den letzten anderthalb Jahrzehnten sind die Kosten für Solarmodule und Windkraft stark gesunken. Forscher hatten begonnen, über einen „Wendepunkt“ zu sprechen, an dem erneuerbare Energien fossile Energiequellen allein aufgrund der Kosten verdrängen könnten, aber es herrschte wenig Einigkeit darüber, wann und wie dies eintreten könnte. Daher gehen Modelle des globalen Energiesystems im Allgemeinen davon aus, dass die Dominanz fossiler Brennstoffe fortbestehen würde. Frühere Modelle haben auch immer wieder unterschätzt, wie schnell die Solarenergie in der realen Welt wachsen würde.

Stattdessen analysierten Nijsse und ihre Kollegen das globale Energiesystem anhand einer Reihe von drei Modellen, die den positiven Kreislauf zwischen der Verbreitung grüner Technologien und sinkenden Kosten berücksichtigen. Die Modelle nutzen reale technologische und wirtschaftliche Daten, um die Einführung verschiedener Energietechnologien bis zum Jahr 2060 vorherzusagen. „Wir wollten herausfinden, welche Politik erforderlich ist, um diesen Wendepunkt zu „kippen“. Wir haben festgestellt, dass es bereits gekippt ist, vorausgesetzt, dass vier Hindernisse überwunden oder umgangen werden können.“

Vier Hindernisse für Solarenergie

Die vier Hindernisse für die Übernahme der Solarenergie sind instabile Stromnetze, fehlende Finanzierung für Solarenergie in Entwicklungsländern, Kapazitäten in der Lieferkette und politischer Widerstand aus Regionen, die Arbeitsplätze verlieren. Richtlinien, die diese Hindernisse beseitigen, könnten bei der Verwirklichung des Übergangs zu sauberer Energie wirksamer sein als Bemühungen, den Preis von Solarenergie zu senken, beispielsweise durch CO2-Steuern, sagten die Forscher.

1. Um widerstandsfähige Stromnetze zu schaffen, die tägliche, saisonale und wetterbedingte Schwankungen der verfügbaren Solarenergie aufnehmen können, können politische Entscheidungsträger weitere erneuerbare Energien, Stromübertragungsverbindungen zwischen Regionen, Batterien und andere Formen der Energiespeicherung sowie Richtlinien zur Steuerung der Nachfrage hinzufügen für die Macht. Andernfalls könnte die Welt in ein Energiesystem geraten, das auf fossile Brennstoffe angewiesen ist, um Spitzen im Energiebedarf zu decken.

2. Es sind auch neue Richtlinien erforderlich, um die Finanzierung des Solareinsatzes auf Entwicklungsländer auszudehnen. Derzeit konzentriert sich die Solarfinanzierung auf Länder mit hohem Einkommen, und selbst die internationale Entwicklungshilfe zu diesem Zweck konzentriert sich auf Länder mit mittlerem Einkommen. Länder mit niedrigem Einkommen, insbesondere in Afrika, bleiben außen vor. Daher ist es nicht sicher, ob sinkende Kosten allein den Entwicklungsländern eine Dekarbonisierung ermöglichen werden.

3. Elektrifizierung und Batterien erfordern große Mengen bestimmter Mineralien und Metalle wie Kupfer, Nickel, Kobalt, Lithium und Seltenerdelemente, und die Lieferketten dafür sind manchmal schwach. Es bedarf der Forschung, um Alternativen zu finden, und auch Maßnahmen zur Maximierung des Recyclings und der Wiederverwendung von Materialien werden wichtig sein.

4. Schließlich könnte der politische Widerstand von Interessenvertretern im Bereich der fossilen Brennstoffe und von Gemeinschaften, die auf die Beschäftigung mit fossilen Brennstoffen angewiesen sind, den Einsatz von Solarenergie bremsen. Wenn sichergestellt wird, dass Gemeinden, die von fossilen Brennstoffen abhängig sind, bei der grünen Wende berücksichtigt werden, könnte dies dazu beitragen, einen Teil dieser Rückschläge zu verhindern.

Eine Kaskade von Wendepunkten

Nijsse und ihre Kollegen sind nun auf der Suche nach Wendepunkten an anderen Stellen im globalen Energiesystem, insbesondere im Zusammenhang mit Hausheizungen und Elektrofahrzeugen. „Was wir viel detaillierter untersuchen wollen, sind die Wechselwirkungen zwischen Sektoren und wie sich diese auf das erste Hindernis auswirken, das wir identifizieren, nämlich die Netzstabilität),“ sagt sie. „Können wir überschüssige Solarenergie nutzen, um Warmwasser oder Häuser vorzuwärmen? Können wir die Batterien von Elektrofahrzeugen als Netzspeicher nutzen? Wenn ja, können wir Kaskaden von Wendepunkten schaffen?“

Der Schlüssel sind wie immer die Kosten. Die Energie mit den niedrigsten Kosten wird gewinnen, sofern keine Marktverzerrungen durch politische Akteure stattfinden. Auch soziale Gerechtigkeit wird ein zentraler Aspekt sein. Weltweit sind etwa 12 Millionen Menschen bei traditionellen Energieunternehmen beschäftigt. Ihre sozialen und wirtschaftlichen Bedürfnisse müssen erfüllt werden, damit die Revolution der erneuerbaren Energien voranschreiten kann. Glücklicherweise sind viele der Fähigkeiten, die heute im Energiesektor erforderlich sind, morgen vollständig auf erneuerbare Energien übertragbar.