Die Biden-Administration veröffentlicht eine Roadmap zum Ausbau der Atom-, Wasserstoff- und Energiespeicherung

Letzte Woche veröffentlichte das Energieministerium (DOE) einen Fahrplan für die Skalierung von drei neuen Technologien, die die Energiewende in den USA vorantreiben oder brechen könnten. Laut der Agentur sind fortschrittliche Kernenergie, sauberer Wasserstoff und langfristige Energiespeicherung entscheidend für das Erreichen von Netto-Null-Emissionen. Das Problem ist, dass es noch keine selbsttragenden Märkte für diese Technologien gibt.

Die neuen „Pathways to Commercial Liftoff“-Berichte der Abteilung identifizieren die wichtigsten Herausforderungen und potenziellen Lösungen, um diese Branchen auf den Weg zu bringen. Sie liefern erstmals konkrete Zahlen dazu, wie viel zusätzliche Energiekapazität von jeder der drei neuen Technologien benötigt wird, um die US-Klimaziele zu erreichen. Sie legen auch dar, wie viel Geld private und staatliche Akteure in Forschung und Entwicklung investieren müssen und welche Herausforderungen einer Kommerzialisierung dieser Sektoren im Wege stehen.

Die Biden-Administration strebt an, die Emissionen bis 2030 zu halbieren und bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Diese schnell näher rückenden Fristen bedeuten, dass die nächsten Jahre entscheidend für die Neugestaltung der Energielandschaft sind.

„Es ist eine Situation, bei der alle Hände an Deck sind, aber es ist auch eine Situation, bei der alle Technologien an Deck sind“, sagte Vanessa Chan, Chief Commercialization Officer des DOE, letzte Woche in einem Webinar, in dem die neuen Berichte vorgestellt wurden. „Wir wollen sicherstellen, dass wir alle Technologien prüfen, die dazu beitragen können, die ehrgeizigen Klimaziele des Präsidenten zu erreichen.“

Die „Liftoff“-Berichte markieren einen der ersten konkreten Schritte, die die Biden-Regierung unternommen hat, um zu skizzieren, wie die Regierung Milliarden für die jüngste Finanzierung sauberer Energie ausgeben wird. Infolge von Gesetzen wie dem überparteilichen Infrastrukturgesetz von 2021, dem Inflation Reduction Act von 2022 und dem CHIPS and Science Act, der Energieinvestitionen vorsieht und die US-Halbleiterherstellung ankurbelt, verfügt das DOE nun über zig Milliarden an Klimainvestitionen, die er im nächsten Jahr ausgeben kann Jahrzehnt.

Dieser riesige Geldtopf bedeutet, dass die Agentur laut Chan dazu beitragen kann, das Risiko für Unternehmen und Privatinvestoren zu verringern, die zögern, in neue Energiegebiete vorzudringen. Die neuen Berichte heben die Pläne der Bundesregierung hervor, die Starthilfe für drei neue Industrien zu geben.

„Advanced Nuclear“ ist ein Sammelbegriff für neue Kernreaktormodelle, die die Sicherheit und Effizienz herkömmlicher Reaktordesigns verbessern. Fortschrittliche Kernenergie könnte dazu beitragen, stabile und zuverlässige Elektrizität bereitzustellen, um erneuerbare Energien wie Sonne und Wind zu ergänzen, die im Laufe des Tages schwanken. Aber die Nuklearindustrie befindet sich laut Ministerium in einer „Pattsituation“. Jüngste Nuklearprojekte haben tendenziell das Budget überschritten und es kam zu Verzögerungen, sodass sowohl Projektentwickler als auch Versorgungsunternehmen vorsichtig sind, in neue Reaktoren zu investieren.

Das DOE sagt, dass die USA zusätzliche 200 Gigawatt fortschrittliche Kernkraft benötigen, um ihre Klimaziele zu erreichen, genug, um etwa 160 Millionen Haushalte mit Strom zu versorgen. Um dorthin zu gelangen, sind bis 2030 private und öffentliche Investitionen in Höhe von 35 bis 40 Milliarden US-Dollar und bis 2050 insgesamt etwa 700 Milliarden US-Dollar erforderlich. Entscheidend ist, dass dem Bericht zufolge bis 2025 landesweit mindestens fünf bis zehn neue Reaktoren in Entwicklung sein müssen USA, um ihre Ziele zu erreichen.

Wie die Kernenergie zielt auch die Langzeitenergiespeicherung darauf ab, eine stabile Energiequelle bereitzustellen. Die Technologie umfasst Batterien und andere netzgekoppelte Systeme, die Energie aus erneuerbaren Energien speichern und sie dann für 10 Stunden oder länger abgeben können, wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint. Laut DOE-Bericht könnten bis 2050 etwa 225 bis 460 Gigawatt an langlebigen Energiespeichern ans Netz gehen – aber zuerst müssen die Kapitalkosten um die Hälfte gesenkt werden. Und um die Marktfähigkeit zu erreichen, sind bis 2050 Investitionen in Höhe von 330 Milliarden US-Dollar erforderlich.

Sauberer Wasserstoff, ein mit erneuerbarer Energie hergestellter Kraftstoff, hat das Potenzial, traditionelle fossile Brennstoffe in Industrien zu ersetzen, die nicht ohne weiteres direkt mit sauberem Strom betrieben werden können. Heute wird Wasserstoff fast ausschließlich aus fossilen Brennstoffen hergestellt und vor allem für die Erdölraffination und chemische Düngemittel verwendet. Aber wenn sauberer Wasserstoff in den kommerziellen Maßstab gelangen kann, schätzt das DOE, dass Wasserstoff allein die CO2-Emissionen der USA bis 2050 um 10 Prozent reduzieren könnte, indem er fossile Brennstoffe in der Luftfahrt, der Schifffahrt und Industrien ersetzt, die derzeit Wasserstoff als Ausgangsmaterial verwenden, wie die Ammoniak- und Methanolproduktion .

Sasan Saadat, Senior Research and Policy Analyst bei Earthjustice, betonte, wie wichtig es sei, zunächst die heutige Verwendung von aus fossilen Brennstoffen gewonnenem Wasserstoff zu ersetzen, bevor man sich neuen Sektoren wie dem Straßenverkehr und der Luftfahrt zuwende. „Es wäre töricht, in die Schaffung neuer Nachfrage zu investieren, bevor wir den bestehenden Fußabdruck von Wasserstoff bereinigt haben“, sagte er Grist.

Er lobte die „Liftoff“-Berichte für die Hervorhebung dieses kurzfristigen Ziels. Aber während die Agentur mit öffentlichen Investitionen fortfährt, sagte Saadat, dass die Beamten klare Leitlinien dazu geben müssen, welche Endverwendungen priorisiert werden müssen. Andernfalls „können wir in eine Situation geraten, in der wir einen Haufen knappen grünen Wasserstoffs verwenden, um Dinge zu tun, die Elektrizität einfacher hätte erledigen können.“

Einige Branchenexperten haben auch Bedenken hinsichtlich des Mangels an Optionen für den sicheren Transport und die Speicherung von Wasserstoff als Brennstoff geäußert. Das DOE hat bereits 8 Milliarden US-Dollar für die Finanzierung von bis zu 10 regionalen „Wasserstoff-Hubs“ bereitgestellt, in der Hoffnung, ein Infrastrukturnetzwerk zu schaffen, um Transportprobleme anzugehen. Insgesamt müssten der öffentliche und der private Sektor bis 2030 85 bis 215 Milliarden US-Dollar für Wasserstoff bereitstellen, um sich an den US-Klimazielen zu orientieren.

DOE-Beamte betonten, dass die Berichte – die nach Dutzenden von Gesprächen mit Unternehmen, Investoren und technischen Experten entwickelt wurden – keine Vorschriften enthalten. Als „lebende, atmende Dokumente“ werden die Berichte regelmäßig anhand der aktuellsten Informationen und laufender Konsultationen mit relevanten Branchen aktualisiert.

„Die Einführung einer neuen Energietechnologie in großem Maßstab ist kein linearer Weg“, sagte David Crane, Direktor des Office of Clean Energy Demonstrations des Energieministeriums. “Es ist eine kurvenreiche Straße mit Geschwindigkeitsbegrenzungen auf dem ganzen Weg.”