Wärmepumpen, die sowohl heizen als auch kühlen können, sind viermal effizienter als herkömmliche Öfen und Klimaanlagen. Phyxter.ai, CC BY
Wärmepumpen, die sowohl heizen als auch kühlen können, sind weitaus effizienter als herkömmliche Öfen und Klimaanlagen. Phyxter.ai/Flickr, CC BY
Sonnenkollektoren, Wärmepumpen und Wasserstoff sind alles Bausteine einer sauberen Energiewirtschaft. Aber sind sie wirklich „wesentlich für die Landesverteidigung“?
Präsident Joe Biden verkündete, dass sie Anfang Juni bei ihm seien nach dem Defense Production Act autorisiert um ihre Produktion in den USA zusammen mit Isolierungs- und Stromnetzkomponenten hochzufahren.
Als Professor für Umwelttechnik stimme ich zu, dass diese Technologien unerlässlich sind, um unsere Risiken durch den Klimawandel und die übermäßige Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu mindern. Die Bemühungen zur Erweiterung der Produktionskapazitäten müssen jedoch von Maßnahmen zur Stimulierung der Nachfrage begleitet werden, wenn Biden hofft, den Übergang von fossilen Brennstoffen zu sauberer Energie zu beschleunigen.
Energie und das Verteidigungsproduktionsgesetz
Die Vereinigten Staaten erließen die Verteidigungsproduktionsgesetz von 1950 zu Beginn des Koreakrieges, um Materialien zu sichern, die für die Landesverteidigung als wesentlich erachtet werden. Die Präsidenten erkannten bald, dass lebenswichtige Materialien weit über Waffen und Munition hinausgehen. Sie haben sich auf das Gesetz zur Sicherung der heimischen Versorgung mit allem berufen Kommunikationsausrüstung zu medizinische Ressourcen und Babynahrung.
Im Energiebereich nutzten frühere Präsidenten das Gesetz, um die Versorgung mit fossilen Brennstoffen zu erweitern, nicht um von ihnen wegzukommen. Lyndon Johnson pflegte es Öltanker renovieren während des arabischen Ölembargos von 1967 und Richard Nixon, um 1974 Materialien für die Trans-Alaska-Ölpipeline zu sichern. Selbst als Jimmy Carter 1980 das Gesetz nutzte, um Ersatz für Öl zu suchen, synthetische Kraftstoffe aus Kohle und Erdgas standen im Mittelpunkt.
Heute liegt der Schwerpunkt auf der Abkehr von allen fossilen Brennstoffen, ein Schritt, der als wesentlich angesehen wird, um zwei Hauptbedrohungen zu begegnen – dem Klimawandel und volatilen Energiemärkten.
Das Verteidigungsministerium hat zahlreiche identifiziert nationale Sicherheitsrisiken durch den Klimawandel entstehen. Dazu gehören Bedrohungen der Wasserversorgung, der Nahrungsmittelproduktion und der Infrastruktur, die Migration und Konkurrenz um knappe Ressourcen auslösen können. Fossile Brennstoffe sind die dominierende Quelle von Treibhausgasemissionen die die globale Erwärmung vorantreiben.
Russlands Invasion in der Ukraine verdeutlicht zusätzliche Risiken der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Russland und andere Gegner gehören zu den führenden Produzenten dieser Treibstoffe. Die übermäßige Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verlässt die Vereinigten Staaten und ihre Verbündeten anfällig für Bedrohungen und Preisschocks in volatilen Märkten.
Auch als der Welt Top-Produzent von Öl und Erdgas wurden die Vereinigten Staaten von Preisspitzen erschüttert, da unsere Verbündeten russische Brennstoffe meiden.
Ausrichtung auf 4 Säulen sauberer Energie
Der Übergang von fossilen Brennstoffen zu sauberer Energie kann diese Risiken mindern.
Wie ich in meinem Buch erkläre, "Dem Klimawandel entgegentreten“, erfordert der Aufbau einer sauberen Energiewirtschaft vier sich gegenseitig verstärkende Säulen – Effizienz, sauberer Strom, Elektrifizierung und saubere Kraftstoffe.
Effizienz schrumpft Energiebedarf und -kosten zusammen mit den Belastungen der anderen Säulen. Sauberer Strom entfällt Treibhausgasemissionen von Kraftwerken und ermöglicht die Elektrifizierung von Fahrzeugen, Heizung und Industrie. In der Zwischenzeit, Es werden saubere Kraftstoffe benötigt für Flugzeuge, Schiffe und industrielle Prozesse, die nicht ohne weiteres elektrifiziert werden können.
Die Technologien, auf die Bidens Maßnahmen abzielen, sind gut auf diese Säulen abgestimmt.
Dämmung ist entscheidend für die Energieeffizienz. Sonnenkollektoren bieten eine der billigsten und sauberste Optionen für Strom. Stromnetzkomponenten werden benötigt, um mehr Wind und Sonne in den Energiemix zu integrieren.
Wärmepumpen, die ein Haus sowohl heizen als auch kühlen können, sind weitaus effizienter als herkömmliche Öfen und ersetzen Erdgas oder Heizöl durch Strom. Elektrolyseure produzieren Wasserstoff zur Verwendung als Brennstoff oder Ausgangsstoff für Chemikalien.
Die Generierung von Nachfrage ist unerlässlich
Die Produktion ist nur ein Schritt. Damit diese Bemühungen erfolgreich sind, müssen die USA auch die Nachfrage steigern.
Die Stimulierung der Nachfrage spornt Learning by Doing an, was die Kosten senkt und die Nachfrage ankurbelt. Ein positiver Kreislauf aus zunehmender Akzeptanz von Technologien und sinkenden Kosten kann entstehen, wie es für Wind- und Sonnenenergie, Batterien und andere Technologien.
Die von Biden anvisierten Technologien unterscheiden sich in ihrer Bereitschaft, diesen positiven Kreislauf zu nutzen.
Dämmstoffe sind bereits günstig und werden reichlich im Inland produziert. Was in diesem Fall benötigt wird, sind Richtlinien wie Bauvorschriften und Anreize, die die Nachfrage durch Förderung stimulieren können mehr Verwendung von Isolierung um Häuser und Gebäude energieeffizienter zu machen, nicht mehr Produktionskapazität.
Solarmodule sind derzeit billig, aber die Die überwiegende Mehrheit wird in Asien hergestellt. Auch wenn Biden das gelingt Verdreifachung der inländischen Produktionskapazität, die US-Produktion allein wird nicht ausreichen, um das Wachstum zu befriedigen Nachfrage nach neuen Solarprojekten. Biden legte auch eine Zweijahresfrist ein Pause bei der Androhung neuer Zölle für Solarimporte, um die Versorgung aufrechtzuerhalten, während die US-Produktion versucht, hochzufahren, und kündigte Unterstützung an Projekte zur Netzstärkung um das Wachstum der US-Installationen anzukurbeln.
Elektrolyseure stehen vor einem härteren Weg. Sie sind teuer und werden vorerst zur Herstellung von Wasserstoff aus Strom und Wasser verwendet kostet weit mehr als die Herstellung von Wasserstoff aus Erdgas – ein Prozess, der Treibhausgasemissionen erzeugt. Das Energieministerium strebt danach Senkung der Elektrolyseurkosten um 80 % innerhalb eines Jahrzehnts. Bis es gelingt, wird es wenig Nachfrage nach den Elektrolyseuren geben, auf deren Produktion Biden hofft.
Warum Wärmepumpen am ehesten profitieren
Damit bleiben Wärmepumpen die Technologie, die am ehesten von Bidens Erklärung profitieren wird.
Wärmepumpen können den Energieverbrauch senken, kosten aber auch mehr im Voraus und sind vielen Auftragnehmern und Verbrauchern unbekannt, während die Technologien im Fluss bleiben.
Pairing-Nutzung des Defense Production Act Mit Kundenanreizen, verstärkter staatlicher Beschaffung und Finanzierung von Forschung und Entwicklung kann ein positiver Kreislauf aus steigender Nachfrage, verbesserten Technologien und sinkenden Kosten entstehen.
Saubere Energie ist in der Tat unerlässlich, um die Risiken des Klimawandels und volatiler Märkte zu mindern. Die Berufung auf das Verteidigungsproduktionsgesetz kann das Angebot stärken, aber die Regierung muss auch die Nachfrage ankurbeln und gezielte Forschung finanzieren, um die positiven Kreisläufe anzuregen, die zur Beschleunigung der Energiewende erforderlich sind.
Über den Autor
Daniel Cohan, außerordentlicher Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen, Rice University
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
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