Es werden neue Energietechnologien identifiziert, die einer schnellen Entwicklung bedürfen, um ihre langfristige Investitionsrentabilität zu testen.
Das Ziel ist die Reduzierung der Treibhausgasemissionen und der Energiesektor steht als größter Verursacher im Mittelpunkt der Bemühungen und verfügt über eine breite Palette von Dekarbonisierungstechnologien.
Kerntechnologien wie Wind- und Solarenergie werden mittlerweile weitgehend kommerzialisiert, aber es werden ständig neue saubere Energietechnologien entwickelt und entstehen.Angesichts der Verpflichtungen zur Einhaltung des Pariser Abkommens und des Drucks, die Technologien auf den Markt zu bringen, stellt sich die Frage, welche der aufstrebenden Unternehmen den Fokus auf Forschung und Entwicklung benötigen, um ihr langfristiges Investitionspotenzial zu ermitteln.
Vor diesem Hintergrund hat das Technologie-Exekutivkomitee des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC) sechs neue Technologien identifiziert, die auf globaler Ebene voraussichtlich Vorteile bringen werden, und sagt, dass sie so schnell wie möglich auf den Markt gebracht werden müssen.
Diese lauten wie folgt.
Primärenergieversorgungstechnologien
Floating-Solar-PV ist keine neue Technologie, aber vollständig kommerzialisierte Technologien mit hohem Technologiereifegrad werden auf neue Weise kombiniert, sagt der Ausschuss.Ein Beispiel sind festgemachte Flachbodenboote und Solar-PV-Systeme, einschließlich Panels, Übertragung und Wechselrichter.
Es werden zwei Klassen von Möglichkeiten angezeigt, nämlich wenn das schwimmende Solarfeld eigenständig ist und wenn es als Hybrid zu einer Wasserkraftanlage nachgerüstet oder mit dieser gebaut wird.Schwimmende Solaranlagen können mit begrenzten Zusatzkosten und einem zusätzlichen Energiegewinn von bis zu 25 % auch für die Nachführung konzipiert werden.
Schwimmende Windkraftanlagen bieten das Potenzial, Windenergieressourcen zu nutzen, die in viel tieferen Gewässern zu finden sind als feste Offshore-Windtürme, die typischerweise in Wassertiefen von 50 m oder weniger sowie in Regionen mit küstennahen Tiefseeböden stehen.Die größte Herausforderung ist das Verankerungssystem, wobei in zwei Hauptkonstruktionsarten investiert wird: entweder tauchfähig oder am Meeresboden verankert, und beide haben Vor- und Nachteile.
Das Komitee gibt an, dass schwimmende Windkraftanlagen auf einem unterschiedlichen technologischen Reifegrad sind, wobei schwimmende Turbinen mit horizontaler Achse weiter fortgeschritten sind als Turbinen mit vertikaler Achse.
Technologien ermöglichen
Grüner Wasserstoff ist ein aktuelles Thema mit Einsatzmöglichkeiten zum Heizen, in der Industrie und als Kraftstoff.Allerdings ist die Art und Weise, wie der Wasserstoff hergestellt wird, entscheidend für seine Emissionsauswirkungen, stellt das TEC fest.
Die Kosten hängen von zwei Faktoren ab – dem Strom und, noch wichtiger, dem der Elektrolyseure, die durch Skaleneffekte bestimmt werden sollten.
Batterien der nächsten Generation für hinter dem Messgerät und für die Speicherung im Versorgungsmaßstab, wie z. B. Festkörper-Lithium-Metall-Batterien, sind im Entstehen begriffen und bieten große, nicht unerhebliche Verbesserungen gegenüber der bestehenden Batterietechnologie in Bezug auf Energiedichte, Batterielebensdauer und Sicherheit und ermöglichen gleichzeitig schnellere Ladezeiten , sagt der Ausschuss.
Wenn die Produktion erfolgreich skaliert werden kann, könnte ihr Einsatz insbesondere für den Automobilmarkt einen Wandel bewirken, da er möglicherweise die Entwicklung von Elektrofahrzeugen mit Batterien ermöglicht, deren Lebensdauer und Reichweite mit denen heutiger herkömmlicher Fahrzeuge vergleichbar sind.
Wärmeenergiespeicher zum Heizen oder Kühlen können aus vielen verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Wärmekapazitäten und Kosten bereitgestellt werden, wobei der größte Beitrag laut dem Ausschuss wahrscheinlich in Gebäuden und der Leichtindustrie zu finden sein wird.
Wärmeenergiesysteme für Privathaushalte könnten in kalten Regionen mit niedriger Luftfeuchtigkeit, in denen Wärmepumpen weniger effektiv sind, einen sehr großen Einfluss haben, während ein weiterer Schlüsselbereich für zukünftige Forschung die „Kühlketten“ von Entwicklungs- und Schwellenländern sind.
Wärmepumpen sind eine etablierte Technologie, aber auch eine, bei der weiterhin Innovationen in Bereichen wie verbesserten Kältemitteln, Kompressoren, Wärmetauschern und Steuerungssystemen vorgenommen werden, um Leistungs- und Effizienzsteigerungen zu erzielen.
Studien belegen immer wieder, dass Wärmepumpen, die mit treibhausgasarmem Strom betrieben werden, eine Kernstrategie für den Heiz- und Kühlbedarf darstellen, so der Ausschuss.
Andere neue Technologien
Weitere untersuchte Technologien sind Luftwind und Systeme zur Umwandlung von Meereswellen-, Gezeiten- und Meereswärmeenergie, die für die Bemühungen einiger Länder oder Teilregionen von entscheidender Bedeutung sein können, aber solange die technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen nicht überwunden sind, dürften sie auf globaler Ebene keine Vorteile bringen , kommentiert der Ausschuss.
Eine weitere aufstrebende Technologie von Interesse ist die Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, die gerade erst das Demonstrationsstadium hinter sich hat und sich in begrenztem Umfang kommerziell einsetzen lässt.Aufgrund der relativ hohen Kosten im Vergleich zu anderen Minderungsoptionen müsste die Einführung hauptsächlich durch klimapolitische Initiativen vorangetrieben werden, wobei eine weit verbreitete praktische Umsetzung möglicherweise eine Mischung aus verschiedenen Kraftstoffarten, CCS-Ansätzen und Zielindustrien erfordern würde.
– Von Jonathan Spencer Jones
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. Januar 2022