Die globale Energiewende, der unumkehrbare und tiefgreifende Übergang von einer auf fossilen Brennstoffen basierenden Energieversorgung hin zu einem nachhaltigen, dekarbonisierten und resilienten System, ist unbestreitbar eine der größten und komplexesten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Sie ist nicht nur eine technische, sondern auch eine wirtschaftliche, soziale und politische Herkulesaufgabe. Im Zentrum dieser globalen Transformation stehen die erneuerbaren Energien, allen voran die Solarenergie und die Windkraft. In den letzten zehn Jahren haben diese Technologien eine beispiellose und oft unterschätzte Entwicklung durchlaufen, die von dramatisch sinkenden Kosten und exponentiell steigenden Wirkungsgraden geprägt ist [2]. Solarmodule und Windturbinen, einst teure Nischenprodukte für ökologische Enthusiasten, sind heute in vielen Teilen der Welt die kostengünstigsten Quellen für die Erzeugung von neuem Strom und unterbieten die Gestehungskosten von neuen Kohle- und Gaskraftwerken bei weitem. Dieser technologische und wirtschaftliche Durchbruch, angetrieben durch Skaleneffekte in der Produktion, intensive Forschung und politische Unterstützung, hat zu einem massiven globalen Ausbau geführt. Doch die inhärente Natur von Sonne und Wind – ihre Intermittenz und Volatilität, also die Tatsache, dass sie nicht rund um die Uhr und nicht immer mit konstanter Leistung verfügbar sind – stellt die Stabilität und Zuverlässigkeit unserer traditionell auf grundlastfähigen Kraftwerken aufgebauten Stromnetze vor eine fundamentale Herausforderung. Die Lösung für dieses zentrale Problem ist der zweite, ebenso wichtige und untrennbare Pfeiler der Energiewende: die Entwicklung und der massenhafte Einsatz von großtechnischen Energiespeichertechnologien [2].

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Neue Grenzen bei Energie und Materialien

  • Ulrich Karrenberg

摘要

Die globale Energiewende, der unumkehrbare und tiefgreifende Übergang von einer auf fossilen Brennstoffen basierenden Energieversorgung hin zu einem nachhaltigen, dekarbonisierten und resilienten System, ist unbestreitbar eine der größten und komplexesten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Sie ist nicht nur eine technische, sondern auch eine wirtschaftliche, soziale und politische Herkulesaufgabe. Im Zentrum dieser globalen Transformation stehen die erneuerbaren Energien, allen voran die Solarenergie und die Windkraft. In den letzten zehn Jahren haben diese Technologien eine beispiellose und oft unterschätzte Entwicklung durchlaufen, die von dramatisch sinkenden Kosten und exponentiell steigenden Wirkungsgraden geprägt ist [2]. Solarmodule und Windturbinen, einst teure Nischenprodukte für ökologische Enthusiasten, sind heute in vielen Teilen der Welt die kostengünstigsten Quellen für die Erzeugung von neuem Strom und unterbieten die Gestehungskosten von neuen Kohle- und Gaskraftwerken bei weitem. Dieser technologische und wirtschaftliche Durchbruch, angetrieben durch Skaleneffekte in der Produktion, intensive Forschung und politische Unterstützung, hat zu einem massiven globalen Ausbau geführt. Doch die inhärente Natur von Sonne und Wind – ihre Intermittenz und Volatilität, also die Tatsache, dass sie nicht rund um die Uhr und nicht immer mit konstanter Leistung verfügbar sind – stellt die Stabilität und Zuverlässigkeit unserer traditionell auf grundlastfähigen Kraftwerken aufgebauten Stromnetze vor eine fundamentale Herausforderung. Die Lösung für dieses zentrale Problem ist der zweite, ebenso wichtige und untrennbare Pfeiler der Energiewende: die Entwicklung und der massenhafte Einsatz von großtechnischen Energiespeichertechnologien [2].