Windkraftanlagen in der Nähe von Blairsburg, Iowa.Jack Kurtz/ZUMA Draht
Diese Geschichte wurde ursprünglich von veröffentlicht VERDRAHTET und wird hier als Teil der reproduziert Klima Schreibtisch Zusammenarbeit.
Sie können sie nicht sehen oder hören Sie sie, aber es gibt riesige, verborgene Kräfte, die die Vereinigten Staaten in die Energiezukunft treiben. Im vergangenen Jahr verpflichtete sich die Biden-Regierung, bis 2030 die Hälfte der Treibhausgasemissionen des Landes zu eliminieren, ein entscheidender Schritt im Kampf gegen den Klimawandel. Die Hälfte klingt nach viel – und ist es auch –, aber Wissenschaftler halten es für machbar.
Verschiedene Teams haben modelliert, wie genau diese Dekarbonisierung ablaufen könnte – beispielsweise durch die Einführung von mehr Solar- und Windenergie und mehr Elektrofahrzeugen – und sind auf mehreren Wegen zur Halbierung der Emissionen in den nächsten acht Jahren gelandet.
Ein neuer Artikel in der Zeitschrift Wissenschaft nahm sechs dieser Szenarien und stellte fest, dass sie mehrere wichtige Punkte gemeinsam haben: die Schlüssel zu einer sauberen Energiezukunft. „Die Reduzierung unserer Emissionen um 50 Prozent ist technisch machbar, es ist wirtschaftlich machbar, und es gibt enorme zusätzliche Vorteile“, sagt Nikit Abhyankar, Energieökonom des Lawrence Berkeley National Laboratory, ein Co-Autor des Papiers. „Das nennen wir also eine No-Regrets-Strategie.“
Der erste Bereich, in dem diese Szenarien übereinstimmen, ist, dass wir uns auf den Strom- und Transportsektor konzentrieren müssen. Um die Emissionen zu halbieren, muss das US-Stromnetz laut Abhyankar bis 2030 zu etwa 80 Prozent mit kohlenstofffreiem Strom (einschließlich Wasserkraft und Atomkraft) betrieben werden, gegenüber 40 Prozent heute. Die gute Nachricht ist, dass wir bereits in diese Richtung gehen. In den letzten Jahren haben die USA erhebliche Fortschritte bei ihren Bemühungen gemacht, Kohle für Erdgaskraftwerke aufzugeben. Ja, dieses Gas ist immer noch ein fossiler Brennstoff, der Kohlenstoff ausstößt, aber nicht annähernd so viel wie Kohle.
Unterdessen explodieren die Kosten für Solar- und Windenergie. Der Preis für Solartechnik ist in den letzten vier Jahrzehnten um 99 Prozent gefallen. Und für Hausbesitzer und Versorger wird es immer günstiger, erneuerbare Energie zu speichern: Zwischen 1995 und 2018 stieg die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien um 30 Prozent pro Jahr und dabei jedes Jahr 12 Prozent billiger werden. Anfang dieses Monats hat der kalifornische Energieversorger PG&E ein Batteriespeichersystem in Betrieb genommen, das über 200.000 Haushalte vier Stunden lang mit Strom versorgen kann. Für Hausbesitzer kann die (sehr teure) Powerwall-Batterie von Tesla bei einem Stromausfall sowohl ein Auto aufladen als auch ein Haus mit Strom versorgen, was eine gewisse Unabhängigkeit vom Stromnetz bietet.
Die größere Herausforderung ist das Netz selbst. Die Umstellung auf erneuerbare Energien erfolgt auf einer alten Infrastruktur, die für die bedarfsgerechte Energieerzeugung ausgelegt ist – wenn Sie mehr Strom benötigen, verbrennen Sie mehr fossile Brennstoffe. Das US-Netz besteht eigentlich auch aus drei verschiedenen Netzen mit geringer Verbindung: einem östlichen und einem westlichen Netz und einem nur für Texas. Das heißt, wenn die Nachfrage in einer Region steigt und die Sonne dort nicht scheint oder der Wind nicht weht, können die Betreiber nicht große Mengen Strom von woanders importieren. Das ist die intermittierende Herausforderung der erneuerbaren Energien: Sie sind entscheidend für die Bekämpfung des Klimawandels, aber das Netz ist einfach nicht für sie ausgelegt.
Aber, sagt Abhyankar, Wind- und Solarenergie sind so billig geworden und die Energiegewinnung so viel effizienter, dass dies kurzfristig kein großes Problem darstellen dürfte. Äußerst effiziente Paneele und Turbinen können immer noch genug Strom erzeugen, um wirtschaftlich sinnvoll zu sein, selbst für Regionen, die nicht die Anzahl an Sonnentagen haben, die Phoenix hat, oder den Wind, den der Mittlere Westen hat. Das eröffnet die Möglichkeit, grünen Strom vor Ort zu erzeugen, anstatt ihn über Staatsgrenzen hinweg importieren zu müssen. „Im Gegensatz zur konventionellen Art der Netzplanung – bei der Sie die besten der besten Ressourcen auswählen, dort die erneuerbaren Kapazitäten ansiedeln und diesen Strom über weite Strecken transportieren – hat sich dieser Trend aufgrund der sinkenden Kosten geändert“, sagt Abhyankar . „Und das könnte bis etwa 2030 eine große Rolle spielen.“
Allerdings fügt er hinzu, dass es keine dauerhafte Lösung sei. Ein zukünftiges Netz, das läuft völlig auf erneuerbare Energien muss flexibler sein, da die Betreiber nicht in der Lage sein werden, fossile Brennstoffe zu verbrennen, um vorübergehende Lücken zwischen Energiebedarf und -erzeugung zu schließen. (Nachts während einer Hitzewelle könnten die Menschen beispielsweise viele Klimaanlagen laufen lassen, aber es gäbe keine Sonne, um sie mit Strom zu versorgen.) Das bedeutet, dass die Infrastruktur umgebaut werden muss, damit sie erneuerbare Energie über große Entfernungen transportieren kann. „Langfristig gibt es aber keine Alternative: Wir müssen das Getriebe aufrüsten“, sagt er.
EVs können sich auch als wertvolle Mittel erweisen, um Stromangebot und -nachfrage auszugleichen, indem sie ein verteiltes Netzwerk von Autobatterien bilden, auf das – zusammen mit den Solarmodulen zu Hause – die Netzbetreiber bei Bedarf zurückgreifen können. „Wenn wir zum Beispiel die Batterien von Elektrofahrzeugen oder Batterien in Haushalten nutzen könnten oder wenn wir das Dach betreiben könnten [photovoltaics] einer Gruppe von Kunden und lassen sie sich koordinieren, um einen bestimmten Service zur Unterstützung unseres Übertragungsnetzes bereitzustellen, der absolut helfen würde, mit Unterbrechungen fertig zu werden“, sagt Patricia Hidalgo-Gonzalez, Direktorin des Labors für erneuerbare Energien und fortgeschrittene Mathematik bei UC San Diego und war nicht an der neuen Zeitung beteiligt. „Das könnte den Stress im Netz sehr drastisch verringern, da wir immer mehr Erneuerbare haben.“
In zwei weiteren Punkten waren sich die Studien einig: den wirtschaftlichen und gesundheitlichen Vorteilen der Dekarbonisierung. Jeder Schritt im Lebenszyklus fossiler Brennstoffe, von der Gewinnung über die Verarbeitung bis zur Verbrennung, ist für den menschlichen Körper schrecklich. „Es gibt massive nichtwirtschaftliche Vorteile“, sagt Abhyankar über den Übergang zu sauberer Energie. „Was wir herausgefunden haben, ist, dass dieser Übergang auch über 200.000 vorzeitige Todesfälle und über 800 Milliarden bis zu einer Billion Dollar an anderen Gesundheitsprodukten vermeiden könnte [costs].“ Wenn beispielsweise mehr Autos auf Elektrofahrzeuge umsteigen, wird sich die Luftqualität verbessern und die Zahl der Menschen, die von Atemwegserkrankungen betroffen sind, verringern.
Der letzte Punkt der Übereinstimmung zwischen den Studien, die Abhyankar und seine Kollegen überprüft haben, ist, dass es nicht die Kosten sind, die den Einsatz von erneuerbaren Energien, Batterien und Elektrofahrzeugen behindern werden. „Der entscheidende Punkt ist: Die Kosten werden nicht sehr hoch sein“, sagt Abhyankar. „Tatsächlich haben einige Studien ergeben, dass dies zu erheblichen Einsparungen für die Verbraucher führen könnte.“ Obwohl beispielsweise das Anbringen von Sonnenkollektoren an einem Haus eine kostspielige Aufrüstung sein kann – insbesondere ohne eine erhebliche Steuererstattung – spart es dem Hausbesitzer auf lange Sicht Geld.
Der Stolperstein sind stattdessen die Richtlinien, die erforderlich sind, um sie in größerem Umfang einzusetzen. Obwohl die Demokraten derzeit den Kongress und das Weiße Haus kontrollieren, haben sie sich schwer getan, substanzielle Klimagesetze zu verabschieden. Das Build Back Better-Programm hätte neben anderen Klimavorteilen die Herstellung erneuerbarer Technologien in den USA in den Hintergrund gedrängt, aber der Senator von West Virginia, Joe Manchin, hat es torpediert. „Es ist absolut keine Überraschung, dass wir unser Ziel, die Treibhausgasemissionen bis 2030 um etwa die Hälfte zu reduzieren, noch lange nicht erreicht haben“, sagt der Umweltökonom Mark Paul vom New College of Florida. „Ich denke, dass sich jeder in der Klima- und Politikgemeinschaft bewusst ist, dass wir diese Ziele absolut übertreffen werden, wenn nicht Wir haben eine beträchtliche Aktion in Washington.“
Und überall, überallhin, allerorts, übrigens. Beispielsweise könnten Bundesstaaten vorschreiben, dass mehr ihrer Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien stammt, während die Regierung den Menschen größere Steuernachlässe für den Kauf von Elektrofahrzeugen gewähren könnte und Städte in Ladestationen für Elektrofahrzeuge investieren könnten, insbesondere in einkommensschwachen Vierteln.
Ein weiterer Engpass, sagt Paul, ist der Mangel an qualifizierten Arbeitskräften für die Installation und Wartung von Solar- und Windsystemen sowie energiesparender Heimtechnologien wie Wärmepumpen. Öffentliche Investitionen in Berufsschulen könnten dazu beitragen, diese Arbeitskräfte zu fördern. „Dies stellt tatsächlich eine ziemlich große wirtschaftliche Chance dar, um die amerikanische Arbeiterklasse, die zu kämpfen hat, wiederzubeleben“, sagt Paul. „Wir brauchen nur eine Politik, um das Schiff in die richtige Richtung zu lenken und sicherzustellen, dass dieser Übergang so schnell wie möglich erfolgt.“