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Welche Fortschritte gibt es auf dem Gebiet der sauberen Energie?

Ein neuer Bericht hat die Entwicklungen von Innovationen im Bereich der erneuerbaren Energien in Bezug auf Kosten, Patente und Normen aufgezeigt und bietet politischen Entscheidungsorganen wertvolle Einblicke.

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Innovationen auf dem Gebiet der sauberen Energietechnologien können den Übergang zu einer Welt mit einem CO2-neutralen Energiesektor beschleunigen. Bislang konzentrierten sich die Daten, die für die Innovationspolitik gesammelt wurden, hauptsächlich auf den Beitrag zum Innovationsprozess. Ein neuer Bericht, der mit Unterstützung des EU-finanzierten TEIIF-Projekts veröffentlicht wurde, präsentiert nun erstmals Daten zu den Ergebnissen der Innovation im Bereich der erneuerbaren Energien, das heißt zu den Kosten und der Leistung von Technologien, Patenten und Normen.

Kosten und Leistung

Der Bericht befasst sich mit dem aktuellen Stand bestimmter Technologien für erneuerbare Energien. An erster Stelle steht der Rückgang der Kosten für die Solarenergie um 85 % zwischen 2010 und 2020, der auf technologische Innovationen zurückzuführen ist, die auch zu einer Verbesserung der Produktleistung geführt haben. Auch die Wettbewerbsfähigkeit der solarthermischen Kraftwerke hat sich im gleichen Zeitraum gesteigert, obwohl diese Technologie im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien nur begrenzt eingesetzt wird. Dem Bericht zufolge sind die Stromkosten für neu in Betrieb genommene solarthermische Kraftwerke zwischen 2010 und 2020 um 68 % gesunken, da die Installationskosten sowie die Betriebs- und Wartungskosten abgenommen haben und die Kapazitätsfaktoren gestiegen sind. Die Unterstützung durch die Politik hat dazu beigetragen, dass der Markt für Energiespeicher hinter dem Zähler gewachsen ist. Es besteht jedoch noch ein großes Wachstumspotenzial. In den letzten Jahren wurden erhebliche Investitionen in flexible Lithium-Ionen-Technologien getätigt, was zu Verbesserungen bei Lithium-Ionen-Akkus führte, die sie zur vorherrschenden Technologie bei Anwendungen hinter dem Zähler in Privathaushalten gemacht haben. Im Windsektor an Land führten höhere Nabenhöhen und größere windbestrichene Flächen zu einem „Anstieg des globalen gewichteten durchschnittlichen Kapazitätsfaktors der Windkraft an Land um fast ein Drittel, von knapp über 27 % im Jahr 2010 auf 36 % im Jahr 2020.“ Die Kosten für Windkraftanlagen an Land sanken im gleichen Zeitraum um 56 %, was auf technologische Verbesserungen und Kostensenkungen bei Windturbinen und Anlagen zurückzuführen ist. Verbesserungen in der Technologie der Windenergie auf See im Hinblick auf die Turbinen, die Anordnung der Windparks und die Netzanbindung – in Verbindung mit geringeren Ausfallzeiten in den Wind und Wartungspraktiken – haben die Leistungsfaktoren der Windkraft auf hoher See erhöht. Innerhalb des letzten Jahrzehnts sind die Kosten für Offshore-Windkraftanlagen um 48 % gesunken. Die Kosten für alkalische Elektrolyseure (AEL) – eine wichtige kommerzielle Wasserstoff-Elektrolyse-Technologie – verringerten sich zwischen 2005 und 2020 um 60 %. Die Effizienz von AEL-Systemen hat sich in den vergangenen zehn Jahren ebenfalls um mindestens 10 % erhöht. Auch die Kosten für eine andere Schlüsseltechnologie – die Protonenaustauschmembran-Elektrolyseure – gingen zwar zurück, aber ihr Wirkungsgrad verbesserte sich nicht so stark wie der der AEL-Elektrolyseure. Trotz der eingeschränkten europäischen Förderung von solarthermischen Großtechnologien für industrielle Prozesse in den letzten zehn Jahren, kam es dennoch zu einem Rückgang der Installationskosten um mehr als zwei Drittel. Dieser Rückgang „unterstreicht nicht nur die Vorteile der Förderung durch die Politik, sondern auch die Bedeutung der Umsetzung von Größenvorteilen auf Anlagenebene, um die Kosten in den ersten Jahren der kommerziellen Einführung zu senken“, heißt es in dem Bericht.

Ein Blick auf Patente und Normen

Die Daten zu Windkraftanlagen auf See weisen auf zwei Spitzenwerte in der Patentaktivität hin: einen im Jahr 2012 und einen weiteren im Jahr 2018 (mit 114 bzw. 128 Erfindungen). Die Patentaktivität im Zusammenhang mit Wasserstoff-Elektrolyseuren wuchs mit einer jährlichen Rate von 30 %, wobei allein 2018 1 600 neue Patente angemeldet wurden. Der steile Anstieg neuer Standards im Zusammenhang mit Wasserstoff und Wind seit 2012 zeigt die wachsende Bedeutung, welche die Industrie diesen Technologien beimisst. TEIIF (TRACKING ENERGY INNOVATION IMPACTS FRAMEWORK) hatte zum Ziel, den politischen Entscheidungsorganen bessere Kenntnisse über die Auswirkungen der Innovationsfinanzierung und der Förderprogramme zu vermitteln. Das Projekt endete 2021. Weitere Informationen: TEIIF-Projekt

Schlüsselbegriffe

TEIIF, erneuerbare Energie, erneuerbare Technologie, technologische Innovation, Windkraft auf See, Windkraft an Land, Wasserstoff-Elektrolyseur, Solarenergie, Energiespeicher, Li-Ionen-Batterie

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