Neue Energie: Die grüne Transformation von Energiesystemen vorantreiben

Neue Energien, vor allem Wind- und Solarenergie, verändern die Landschaft der globalen Energiesysteme. Im Vergleich zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen zeichnet sich die neue Energie durch erneuerbare Ressourcen, einen kohlenstofffreien Betrieb und eine weite Verbreitung aus. Im letzten Jahrzehnt ist die Kapazität von Windkraftanlagen gestiegen2 MW bis über 15 MW, während der Umwandlungswirkungsgrad von Photovoltaikmodulen von etwa 15 % auf über 23 % gestiegen ist. Was die Kosten anbelangt, sind die Stromgestehungskosten aus Onshore-Windkraftanlagen und großen Solarparks unter die Stromgestehungskosten neuer Kohlekraftwerke gesunken.

However, large-scale integration of new energy also presents challenges for power grids. Die Leistung von Wind- und Solarenergie schwankt aufgrund der Wetterbedingungen unregelmäßig und schwankt, was es schwierig macht, den Lastbedarf auf verschiedenen Zeitskalen genau anzupassen. Um diesem Problem zu begegnen, sind Energiespeichersysteme wie Lithium-Ionen-Batterien, Durchflussbatterien und Pumpspeicherkraftwerke zu Schlüsseltechnologien für die Glättung der Leistung, die Bereitstellung von Frequenzregulierung und Reservekapazität geworden. Mittlerweile können neue Energieprognosetechniken, die numerische Wettervorhersage und maschinelle Lernalgorithmen kombinieren, Leistungskurven 24 bis 72 Stunden im Voraus liefern und so den Versandzentren helfen, den Einsatz ihrer Einheiten zu optimieren.

Angetrieben durch politische Maßnahmen und Marktmechanismen werden dezentrale Photovoltaik und verteilte Windkraft in Industrieparks und ländlichen Gebieten gefördert, nach dem Modell der „Eigenerzeugung mit Überschusseinspeisung ins Netz“. Die Offshore-Windenergie hat sich mit ihren höheren jährlichen Nutzungsstunden zu einem neuen Wachstumspol entwickelt. Wind-Solar-Hybrid- und Wind-Solar-Wasserkraft-Integrationsbasen verbessern die Gesamtübertragungseffizienz durch zeitliche und räumliche Komplementarität mehrerer Ressourcen. Es wird erwartet, dass mit der Weiterentwicklung der flexiblen HGÜ-Übertragung und der Technologien für grünen Wasserstoff der Anteil neuer Energien am gesamten Energiemix weiterhin stetig steigen wird.