Die verschiedenen Arten erneuerbarer Energien – IBM Blog

Erneuerbare Energie, auch saubere Energie genannt, wird aus natürlichen Ressourcen gewonnen, die schneller erzeugt und wieder aufgefüllt werden, als sie verbraucht werden – etwa Sonne, Wasser und Wind. Die meisten erneuerbaren Energiequellen verursachen keine Kohlenstoffemissionen und minimale Luftschadstoffe. Fossile Brennstoffe (Öl, Kohle und Erdgas) hingegen sind endliche Ressourcen und setzen schädliche Stoffe frei Treibhausgasemissionen (THGs), einschließlich Kohlendioxid (CO2) und Methan, bei der Verbrennung. Sie werden allgemein als die Hauptursachen des Klimawandels und insbesondere der globalen Erwärmung angesehen. 

Das Verständnis der verfügbaren Arten erneuerbarer Energiequellen kann ein wichtiger Schritt zur Reduzierung Ihres CO2-Fußabdrucks und für Unternehmen sein, indem es die Umweltauswirkungen Ihres Betriebs und Ihrer Lieferkette verringert.  

Solarenergie 

Solarenergie hat sich zu einer effizienten, vielseitigen und widerstandsfähigen Energiequelle entwickelt. Derzeit gibt es zwei Hauptmethoden zur Erzeugung von Solarstrom: Photovoltaik (PV), die für kleinere Anwendungen eingesetzt wird, und konzentrierende Solarthermie (CSP), die hauptsächlich für Anwendungen im Versorgungs- und Industriemaßstab verwendet wird.  

Solar-PV-Anlagen, zu denen auch Solarpaneele gehören, unterliegen einer Reihe einzigartiger Herausforderungen, darunter Wolkenbewegung, Wetter, Baumstandort und mehr. Um diese Herausforderungen zu meistern, werden technologische Fortschritte erzielt Solarzellen flexibler, leichter, einfacher zu installieren, kostengünstiger in der Herstellung und leistungsstärker, da weniger Platz benötigt wird, um die gleiche Menge (oder mehr) Licht zu sammeln. 

Heutzutage wird Solarenergie branchenübergreifend für vielfältige Anwendungen genutzt. Einzelne Häuser und Unternehmen könnten Solarmodule auf dem Dach installieren, um vor Ort Strom zu erzeugen. In größerem Maßstab können Solarparks auf unbebauten Flächen für industrielle Anwendungen installiert werden, was dazu beiträgt, die Energiekosten zu senken. Rechenzentren, Krankenhäuser, staatliche Einrichtungen und mehr nutzen Solarenergie, um den Energiebedarf zu decken.

Windkraft 

Die moderne Windkraftanlage wurde 1940 gebaut und die Technologie hat sich seitdem stetig und erheblich weiterentwickelt. Die heutigen Windkraftanlagen variieren von kleinen (Einfamilienhaus oder Unternehmen) bis hin zu Großanlagen (Offshore-Windparks). Windenergie ist eine kostengünstige Möglichkeit, saubere, nachhaltige Energie in die Stromversorgung einzubinden. Und wenn es um die Auswirkungen auf die Tierwelt geht, rangieren Windkraftprojekte hinter jeder anderen Energiequelle. 

Obwohl sie zur allgemeinen Stromerzeugung genutzt wird, wird örtlich begrenzte Windenergie auch zum Mahlen von Getreide und zum Pumpen von Wasser genutzt. Windkraft kann auch Energie für Ladestationen für Elektrofahrzeuge liefern.  

Im September 2022 wurde die Weißes Haus angekündigt eine Initiative zur Ausweitung der Offshore-Windenergieproduktion in den USA bis 2035 mithilfe großer schwimmender Turbinen, die in tieferem Wasser platziert werden können. Dadurch besteht das Potenzial, die Produktionskapazität mehr als zu verdoppeln.

Wasserkraft 

Wasser ist das größte Quelle erneuerbarer Energie. Wasserkraft basiert auf der Bewegung von Wasser und leistet weltweit den größten Beitrag zur erneuerbaren Energie. Es nutzt Meeres- und Gezeitenenergie, die Strömung von Flüssen und Bächen, Stauseen und Dämmen, um Turbinen anzutreiben, die Strom erzeugen. 

Über die Stromerzeugung hinaus nutzen viele Branchen Wasserkraft für den Betrieb. Beispielsweise nutzt der Bergbau Wasser an abgelegenen Standorten, um den Abbau zu unterstützen, und Textil- und Chemiehersteller können Wasserkraftsysteme vor Ort nutzen, um Prozesse wie Waschen, Fertigung, Hygiene und mehr anzutreiben.  

Insbesondere die Gezeitenkraft verfügt über noch ungenutztes Potenzial. Derzeit werden mehrere Gezeitenenergietechnologien erforscht und entwickelt, darunter: 

• Gezeitensperre: Dämme mit Turbinen werden am Eingang von Buchten oder Flussmündungen errichtet, sodass bei der Entwässerung Strom erzeugt wird.  
• Gezeitenstrom: Turbinen, die an Bojen oder am Meeresboden verankert sind, nutzen die Meeresströmungsbewegung.  
• Wellenenergie: Wellenbewegung und -druck werden zur Stromerzeugung genutzt – Meeresgebiete mit starken Windströmungen funktionieren am besten.  

Obwohl Wasser eine reichlich vorhandene natürliche Ressource ist, kann es empfindlich auf Umweltveränderungen reagieren. Beispielsweise können nachlassende Winde die Anzahl und Stärke der Wellen beeinträchtigen und Dürrebedingungen können die Wassermenge in Stauseen, Bächen und Flüssen verringern.  

Geothermal 

Geothermische Energiesysteme wandeln Wärme aus dem Erdinneren (in Form von heißem Dampf und Kohlenwasserstoffdampf) in Elektrizität um. Der aus Erdwärme erzeugte Strom wird branchenübergreifend genutzt. Es liefert beispielsweise Wärme für landwirtschaftliche Gewächshäuser sowie Heizung und Kühlung für die Produktion und Lebensmittelverarbeitung. Geothermie wird auch zum Heizen und Kühlen von Gewerbegebäuden wie Krankenhäusern, Schulen und mehr genutzt. Erdwärmepumpen (GHPs) werden für kleinere Anwendungen eingesetzt, beispielsweise zur Stromversorgung von Häusern.  

Sowohl große Geothermiekraftwerke als auch kleinere GHPs benötigen im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen einen relativ geringen Platzbedarf. Darüber hinaus stellt der unerschöpfliche Wärmestrom des Erdinneren eine ständig nachwachsende Brennstoffquelle dar.  

Energie aus Biomasse 

Biomasse nutzt organische Materialien und Nebenprodukte, um direkte Wärme bereitzustellen, Strom zu erzeugen und Biokraftstoffe wie Biodiesel und Ethanol herzustellen. Biokraftstoffe können in Industriekesseln verwendet werden, um Dampf zu erzeugen, der Prozesse antreibt. Sie haben auch das Potenzial, fossile Brennstoffe im Transportsektor zu ersetzen. 

Bioenergie bietet eine gleichmäßigere Gesamtenergieerzeugung als Solar- und Windenergie, verursacht jedoch nur geringe Treibhausgasemissionen. Diese Gase in Verbindung mit zusätzlichen Umweltauswirkungen, einschließlich der Auswirkungen der Deponienutzung, lassen Zweifel daran aufkommen, wie nachhaltig Biomasseenergie wirklich ist. 

Was ist mit Atomkraft? 

Die Kernenergie erfordert das seltene und nicht erneuerbare Mineral Uran, gilt aber immer noch als Energiequelle mit geringem CO2-Ausstoß. Die nächste Generation von Kernkraftwerken und Generatoren ist kleiner, vielseitiger und energieeffizienter. Fortschrittliche kleine modulare Reaktoren (SMRs) können je nach Bedarf unterschiedlich groß sein und eine Vielzahl von Anwendungen haben, darunter Stromerzeugung, Entsalzung, Heizung und mehr.  

Zusammengenommen liefern Kernenergie und Wasserkraft drei Viertel der weltweiten CO2-armen Energie, doch aufgrund von Sicherheitsbedenken und Betriebskosten wird die Kernenergieerzeugung in fortgeschrittenen Volkswirtschaften reduziert. Bei minimalen Neuinvestitionen erfolgt die Kernenergieerzeugung kann reduziert werden bis zum Jahr 2040 um zwei Drittel. 

Das Stromnetz verstehen 

Wenn Sie wissen, wo und wie Strom erzeugt wird, können Sie die effektivste Strategie für erneuerbare Energien ermitteln. Viele Stromnetze nutzen eine Kombination aus erneuerbarem Strom und fossilen Brennstoffen, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten. Mikronetze – kleine, unabhängige Netzwerke – verbinden sich mit dem Hauptnetz und nutzen erneuerbaren Strom und alternative Energiequellen, um den Lastbedarf auszugleichen. Da Mikronetze eine lokale Versorgung mit größerer Netzstabilität und -belastbarkeit bieten, tragen sie dazu bei, die Wahrscheinlichkeit von Unterbrechungen der Energieversorgung zu verringern. 

Es stehen viele Optionen für erneuerbare Energiequellen zur Verfügung, sodass Menschen und Organisationen die beste Option zum Erreichen ihrer Nachhaltigkeitsziele wählen können. Ob es sich um ein dediziertes System für erneuerbare Energien vor Ort, ein Netz, das einen Mix aus Energiequellen nutzt, oder einen Hybridansatz handelt, der eine Kombination aus beidem nutzt, die Wahl kann auf Komfort, Kosteneffizienz oder anderen Faktoren basieren. 

Bei IBM stammen 64 % des weltweiten Energieverbrauchs des Unternehmens aus erneuerbaren Quellen. Davon stammen 49 % direkt von Anbietern erneuerbarer Energien und 15 % direkt aus dem Netz. Erfahren Sie mehr über die Auswirkungen von IBM hier. 

Erneuerbare Energie trifft auf neue Technologien 

Technologien einschließlich künstliche Intelligenz (KI) und Datenanalysen sind der Schlüssel zur Steigerung der Vorteile erneuerbarer Energien. Sie können dazu beitragen, Energietechnologien zu rationalisieren und zu automatisieren, indem sie beispielsweise maßgeschneiderte Modelle erstellen, um die Optimierung der Energieversorgung zu fördern.  

Daten bieten beispielsweise Energie- und Versorgungsunternehmen einen enormen Wert. Erkenntnisse über die Leistung und den Zustand der Betriebsanlagen, einschließlich digitaler Anlagen, sowie Wartungs-, Reparatur- und Austauschpläne sind entscheidend, um die Stromversorgung aufrechtzuerhalten. Durch die Integration von KI können Energie- und Versorgungsbetriebe mit neuen Erkenntnissen weiter optimiert werden, die sich mit den Grundursachen von Problemen befassen und ein Rahmenwerk für die vorausschauende Wartung aufbauen. Lesen Sie, wie Bruce Power seine Zukunft jetzt mit einer dynamischen Enterprise Asset Management (EAM)-Plattform verwaltet, die auf der IBM® Maximo® Application Suite basiert. 

Schließen Sie sich mit Gleichgesinnten zusammen, um Ihre eigenen Ziele im Bereich erneuerbare Energien und Umwelt voranzutreiben.  

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