Die Stromerzeugung aus Windenergie hat den Vorteil, dass sie weder zur Erderwärmung beiträgt noch die Luft verschmutzt. Aber was ist der monetäre Wert dieses Vorteils? Bevor wir uns mit der Abschätzung des gesellschaftlichen Nutzens der Windenergie befassen, werfen wir zunächst einen Blick auf die Menge an Kohlendioxid (CO2), die von verschiedenen Energietechnologien in die Atmosphäre emittiert wird, sowie auf die Auswirkungen von Schwefeldioxid (SO2) und Stickoxiden (NOx). Gesundheitswesen.
CO2-Emissionen aus verschiedenen Energiequellen
Bei der Betrachtung der CO2-Emissionen ist es am besten, die Treibhausgasemissionen im Lebenszyklus zu betrachten, die alle CO2-Emissionen über die gesamte Lebensdauer der Technologie widerspiegeln – von der Herstellung und dem Bau der Ausrüstung über den Betrieb und die Wartungsaktivitäten bis hin zur Stilllegung der Anlage. Denken Sie daran, dass bei der Stromerzeugung aus Windkraft kein CO2 in die Atmosphäre emittiert wird.
Im Allgemeinen sind die Treibhausgasemissionen aus erneuerbaren Quellen im Lebenszyklus erheblich niedriger als die Emissionen aus Erdgas und Kohle. Windenergie produziert rund 11 Gramm CO2 pro erzeugter Kilowattstunde (g CO2/kWh) Strom gegenüber etwa 980 g CO2/kWh bei Kohle und etwa 465 g CO2/kWh bei Erdgas. Das macht den CO2-Fußabdruck von Kohle fast aus 90 Mal größer als die Windenergie und der Fußabdruck von Erdgas mehr als 40-mal größer.
Die Verlagerung der Stromerzeugung weg von fossilen Erzeugungsquellen hin zu erneuerbaren Quellen hat erhebliche Auswirkungen auf die CO2-Emissionen.
Von DOEs Büro für Windenergietechnologien Windsicht Bericht (2015): Zusammenfassung der systematischen Überprüfung der Schätzungen der Treibhausgasemissionen im Lebenszyklus von Stromerzeugungstechnologien
Auswirkungen von Luftschadstoffen auf die öffentliche Gesundheit
Bei der Verbrennung zur Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen werden auch andere Luftschadstoffe – darunter Stickoxide (NOx) und Schwefeldioxid (SO2) – in die Atmosphäre freigesetzt. Diese Gase reagieren oft zu Feinstaub, Smog, bodennahem Ozon und saurem Regen. Diese daraus resultierenden Schadstoffe können ihrerseits nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit haben, darunter Asthma, Bronchitis, Symptome der unteren und oberen Atemwege und Herzinfarkte. Die Luftverschmutzung ist für viele verantwortlich vorzeitige Todesfälle im Zusammenhang mit diesen Erkrankungen.
Kosten vs. Nutzen der Windenergie
Windenergie reduziert die Emissionen schädlicher Treibhausgase und Luftschadstoffe, aber wie stehen diese Vorteile im Vergleich zu den Kosten der Windenergieerzeugung? Forscher des Lawrence Berkeley National Laboratory des DOE berichteten über dieses Problem in der Landgestützter Windmarktbericht: Ausgabe 2022.
Die gesundheitlichen und klimatischen Vorteile des Windes waren im Jahr 2021 beeindruckend – wobei die klimatischen Vorteile durchschnittlich 53 $/MWh und die gesundheitlichen Vorteile 39 $/MWh beisteuerten. Kombiniert mit dem Netzsystemwert von 24 $/MWh der Windenergie – d. h. dem Wert der an das Netz gelieferten Windenergie, berechnet auf der Grundlage der Marktpreise, wo und wann die Windenergie erzeugt wurde – ergibt sich der Gesamtwert der Windenergie 116/MWh. Dieser Wert ist fast das Vierfache der durchschnittlichen, nicht subventionierten Stromgestehungskosten (LCOE) von 32 $/MWh für US-Anlagen, die 2021 installiert werden. [LCOE is the average cost of electricity generation for a plant over its lifetime.]
Von DOEs Landgestützter Windmarktbericht: Ausgabe 2022: Grenzvorteile für Gesundheit und Klima durch neue Windkraftanlagen im Vergleich zu den Energiegestehungskosten im Jahr 2021
Wie wurden diese Klima- und Gesundheitsschätzungen abgeleitet? Lassen Sie uns diese einzeln auspacken.
Erstens profitiert das Klima: Konzeptionell ist der monetarisierte Wert des vermiedenen CO2 -Emissionen wird geschätzt, indem die Menge an vermiedenem CO multipliziert wird2 Emissionen durch die Nutzung von Windenergie durch die sozialen Kosten von Kohlenstoff. Die Menge an CO2 durch die Nutzung von Windenergie vermieden wurden, wurde durch einen regionalen CO-Vergleich berechnet2 Emissionsraten in Zeiten, in denen die Stromnachfrage ähnlich war, aber die Windkraftniveaus unterschiedlich waren. Die sozialen Kosten von Kohlenstoff versuchen unter anderem finanzielle Schäden zu berücksichtigen, die sich aus den zukünftigen Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft, die menschliche Gesundheit, Sachschäden aufgrund von Katastrophen und anderen Ursachen sowie Ökosystemleistungen ergeben – also den Nutzen, den die Natur bietet die das menschliche Leben unterstützen, wie Bienen, die Nutzpflanzen bestäuben, oder Pflanzen, die Wasser filtern. CO multiplizieren2 die durch die sozialen Kosten von Kohlenstoff vermieden werden, führt zu einem Vorteil pro MWh von 53 $/MWh für die Winderzeugung. (Weitere Einzelheiten zur Berechnung dieser Eingaben finden Sie im Anhang im Landgestützter Windmarktbericht: Ausgabe 2022.)
Die gesundheitlichen Vorteile von Wind wurden auf ähnliche Weise geschätzt. Der monetarisierte Wert von vermiedenem SO2 und neinx Emissionen durch die Nutzung von Windenergie wurden geschätzt, indem die Menge der vermiedenen Schadstoffe mit den Gesundheitsschäden in Dollar pro Tonne emittiertem SO multipliziert wurde2 und neinx, wie von der Environmental Protection Agency geschätzt. Die Schätzung des Gesundheitsschadens wird von den Kosten der vorzeitigen Sterblichkeit aufgrund der Exposition der Bevölkerung gegenüber Luftverschmutzung dominiert, umfasst aber auch vermehrte Krankenhausaufenthalte und versäumte Arbeitstage. Das Produkt dieser beiden Inputs erbrachte den gesundheitlichen Nutzen von 39 $/MWh für die Windkrafterzeugung.
Das Endergebnis
Wenn man die Kosten von Windenergie im Vergleich zu anderen Technologien betrachtet, ist es verlockend, nur die Kosten für den Betrieb einer Windkraftanlage oder ihren Netzwert zu betrachten. Diese Vergleiche berücksichtigen jedoch nicht die gesellschaftlichen Vorteile, die Wind und andere emissionsfreie Energiequellen bieten, sowohl im Hinblick auf die Bekämpfung des Klimawandels als auch auf die Reduzierung schädlicher Luftschadstoffe. Wenn diese externen – aber realen – Vorteile Teil der Gleichung sind, könnte die Windenergie noch schneller durchstarten als heute.
Lern mehr
Probier das aus Ausgaben 2022 der Windmarktberichte um etwas über die Windindustrie zu lernen.
Mit freundlicher Genehmigung von Büro für Windenergietechnologien.
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