Büyüteç altında: sürdürülebilir enerji yönetimi

2045 yılına kadar, Almanya büyük ölçüde iklim nötr olmak istiyor. Daha sonra enerji, esas olarak rüzgar ve su gücü, güneş enerjisi, jeotermal enerji veya yenilenebilir ham maddeler gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilmelidir. Enerjiyi tutumlu ve verimli kullanarak enerji tüketimini azaltmak da önemlidir. Şu anda, sürdürülebilir enerji kaynaklarının hiçbiri, ağırlıklı olarak fosil yakıtlarla beslenen mevcut enerji arzının yerini alamaz. Bu nedenle, gelecek, yenilenebilir enerjilerin akıllıca birbirine bağlı bir karışımında yatıyor. Bu nasıl başarılı olabilir ve birçok sektörü olan sürdürülebilir bir enerji endüstrisinin üstesinden gelmesi gereken zorluklar nelerdir?

Almanya ve NRW'de enerji endüstrisi

Almanya'da doğal gaz, petrol ve kömür gibi fosil yakıtlar enerji tedarik piyasasına hakimdir. Oran, özel hanelerde özellikle yüksektir.

Federal hükümet, önümüzdeki yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektriğin oranını önemli ölçüde artırma hedefini belirledi. 2030 yılına kadar elektrik tüketiminde yenilenebilir enerjilerin payı yüzde 65'e ulaşacak. Federal hükümet tarafından planlanan enerji geçişinde, rüzgar enerjisi ve fotovoltaik sistemlerden elde edilen enerji nihai olarak ana kısmı oluşturmalıdır.

Ve halihazırda olumlu gelişmeler var: Örneğin, elektrik şebekesinden evlere ulaşan elektriğin yaklaşık yüzde 45'i artık Almanya'da güneş pilleri, rüzgar türbinleri ve diğer yenilenebilir enerji kaynakları tarafından üretiliyor. Bu, Alman şebekesindeki yeşil elektriğin payının son on yılda iki kattan fazla arttığı anlamına geliyor.

Enerji sektörü tüm alanları kapsamaktadır. enerji üretimi ve dağıtımı (Şehir gazı, doğal gaz, sıvı yakıtlar, elektrik enerjisi, merkezi ısıtma, petrol ve kömür, kok kömürü, turba ve odun gibi katı yakıtlar). Sürdürülebilir enerji yönetiminin görevi, enerji arzını kademeli olarak yenilenebilir enerjilere dönüştürmektir. Alternatif veya rejeneratif enerjiler olarak da bilinen yenilenebilir enerjiler, sınırsız miktarda mevcut olan enerji türleridir. Bunlar şunları içerir: biyokütle, jeotermal, güneş, su ve rüzgar.

Kuzey Ren-Vestfalya'da sürdürülebilir enerji yönetimi ne durumda?

Kuzey Ren-Vestfalya da enerji geçişi için rüzgar ve güneşe güveniyor. Biyokütle ve hidroelektrik bunun bir parçasıdır, çünkü sürdürülebilir enerji arzına katkıda bulunmak için esnek bir şekilde kullanılabilirler ve şebeke dostudurlar.

Yeşil hidrojen, Kuzey Ren-Vestfalya'daki enerji geçişinde, özellikle de Ruhr bölgesindeki enerji tüketen endüstride, güçlü bir büyüme gösteriyor. 18. yüzyılda sanayileşmenin başlamasıyla Ruhr bölgesi, fosil yakıtların çıkarılması ve işlenmesi ve ağır sanayi için bir merkez haline geldi. O dönemde kurulan şirketlerin çoğu bugün hala Ruhr bölgesinde faaliyet göstermektedir. Ama şimdi üretimlerini ayarlamak zorundalar. Bir örnek, yılda 20 milyon ton CO₂ salan Duisburg'daki Thyssenkrupp tesisidir. Bu, toplam Alman emisyonlarının yüzde 2,5'ini oluşturuyor. Bu nedenle Thyssenkrupp, hidrojen yardımıyla kendi çelik üretimini temelden dönüştürmeye ve 2050 yılına kadar sadece iklim açısından nötr çelik üretmeye karar verdi.

Ruhr bölgesi, hidrojen dönüşümünde bir öncüdür ve Almanya'da bu sektörde en fazla start-up'a sahiptir. Kuzey Ren-Vestfalya ve Bavyera bu şirketlerin yarısından fazlasını bir araya getiriyor - Ruhr bölgesi ve Münih bölgesi açıkça bir küme olarak öne çıkıyor.

Bununla birlikte, hidrojen şu anda hala pahalıdır. 2022'nin başında bir kilovat saat hidrojenin maliyeti 16,5 sentti. Karşılaştırma için: gazyağı ve dizel yaklaşık 4 sente mal oluyor. Kömür yaklaşık 1,5 sent. Uzmanlar, hidrojen fiyatının 2030 yılına kadar 7 sente düşmesini bekliyor.

Power-to-Gas, AI, Green Hydrogen & Co. - Potansiyeller ve Zorluklar

Çevre dostu enerjinin üretimi ve dağıtımında birçok farklı teknoloji ve fiziksel süreç kullanılmaktadır. Geleneksel süreçler yeni teknolojilerle tamamlanır ve geliştirilir.

iletim hatları

Fotoğraf: Thomas Kinto on Unsplash

Yeşil elektriğin ihtiyaç duyulan yere hızlı ve güvenli bir şekilde ulaşması için elektrik şebekesinin hızlı ve güvenilir olması gerekir. Her şeyden önce, iletim şebekeleri, Almanya'daki tüm bölgelere yeterli yeşil elektrik sağlanmasını sağlamak için önemlidir. Sözde yüksek voltajlı doğru akım (HVDC) iletim hatları ile, örneğin, büyük miktarlarda rüzgar enerjisi kuzeyden güneye iletilebilir.

Yapay Zeka (AI)

Grafik bir tarafta beyni, diğer tarafta bir elektron ağını gösteriyor. Yapay zekayı sembolize eder.

Enerji sisteminin birçok parçası akıllı bir şekilde birbirine bağlanmalı ve birbirleriyle koordine edilmelidir. Bu nedenle yapay zeka (AI), örneğin elektrik şebekelerinin kontrolünde ve elektrik, ısıtma ve ulaşım gibi enerji sektörlerinin birleştirilmesinde giderek daha sık kullanılmaktadır. Bu şekilde, arz güvenliği daha iyi garanti edilebilir. Ayrıca AI, siber saldırılara karşı korumayı da üstlenir.

Akıllı şebekeler, enerji endüstrisinden bir örnektir. Bunlar, enerjinin üretimini, depolanmasını ve tüketimini birleştiren akıllı elektrik şebekeleridir. Enerji geçişiyle, merkezi olmayan üretimden elde edilen güneş ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerjiler elektrik şebekemize entegre edilecek. Bununla birlikte, yeşil enerji kaynakları, kömür veya nükleer santraller kadar sürekli olarak aynı miktarda enerji üretmez - çok daha uçucudurlar. AI, şebekedeki dalgalanan enerji kaynağını ve güç kaynağını akıllıca düzenleyebilir.

Yapay zeka (AI) olarak da bilinen yapay zeka (AI), bilgisayar biliminin bir alt alanıdır. AI, esas olarak akıllı davranışı ve makine öğrenimini otomatikleştirmekle ilgilidir. Her amaca göre programlanmak yerine, bir yapay zeka yanıtları bulabilir ve sorunları kendi başına çözebilir. Elindeki verilerden bağımsız olarak öğrenir - ne öğrendiği yapay zekayı tasarlayarak insanlar tarafından önceden belirlenir.

Power-to-X Teknolojileri

Bununla birlikte, yenilenebilir enerjinin mutlaka elektrik şeklinde taşınması gerekmez. Uzmanlar, sözde sektör birleştirmenin yardımıyla, ulaşım, ısıtma ve sanayi sektörlerinde elektriğin doğrudan kullanımına ek olarak yeşil elektriği diğer enerji biçimlerine dönüştürme yaklaşımını izliyor. Burada yeşil elektriği diğer enerji türlerine dönüştüren Power-to-X teknolojileri kullanılmaktadır. Bu, yeşil elektriğin isteğe bağlı olarak sıvı yakıta (güçten sıvıya), sıcağa veya soğuğa (güçten ısıtmaya/-soğuğa) veya gaza (güçten gaza) dönüştürüldüğü anlamına gelir. Buna ters akış da denir.

Yeşil hidrojen

Yeşil elektriği kullanılabilir hale getirmek için gelecek vaat eden bir teknoloji, sözde su elektrolizidir. Bu süreçte su, bir elektrik akımı kullanılarak temel yapı taşları olan hidrojen (H2) ve oksijene (O2) ayrılır. Bu ayırma işlemi için yeşil elektrik kullanılıyorsa, yeşil hidrojenden söz edilir. Gaz halindeki hidrojen daha sonra büyük basınçlı kaplarda toplanır ve orada veya yer altı boşluklarında (mağaralarda) aylarca depolanabilir.

Depolama ve nakliyede yenilik ihtiyacı

Sürdürülebilir enerji üretimi ve dağıtımı için birçok teknik olasılık umut vericidir.
Bununla birlikte, çeşitli enerji kaynaklarının taşınması ve depolanmasında hala yeniliğe ihtiyaç duyulmaktadır. Birçok süreç şu anda çok pahalı veya geliştirme aşamasında.

enerji depolama

Fotoğraf: Sungrow EMEA on Unsplash

Sürdürülebilir enerji yönetimi alanında, üretilen yeşil enerjinin depolanması büyük önem taşımaktadır. Enerji üretimi ve tüketimi arasında bir denge sağlarlar. Bu, özellikle rüzgar ve güneş enerjisi için geçerlidir, çünkü bunlar hava koşullarına bağlıdır. Ayrıca tüketiciler, hava rüzgarlı veya güneşli olmadığında da elektriğe ihtiyaç duyar.

Araştırma ve geliştirme, özellikle elektrik depolama sistemlerinde enerji yoğunluğunu artırmaya ve depolama kayıplarını azaltmaya odaklanmaktadır. Bu, hem ev tipi piller hem de megavat aralığındaki büyük depolama birimleri, kısa süreli ve uzun süreli depolama için geçerlidir.
Mevcut araştırma projeleri, örneğin bir hibrit depolama sistemi, vanadyum redoks akış pili (dünyanın en büyük pili) veya depolama yöntemlerinin ekonomisi ile ilgilidir. Kuzey Ren-Vestfalya eyaleti, özellikle bu amaç için bir girişim oluşturmuştur. Enerji Araştırma Girişimi.NRW.

Yeşil hidrojenin taşınması

Hidrojen oldukça reaktiftir ve oldukça yanıcıdır. Molekülleri o kadar küçük ve hareketlidir ki plastik, cam ve hatta metallerden geçebilirler. Gaz hatları ve taşıma kapları düzenli olarak hidrojen parçacıklarıyla temasa geçerlerse kalıcı hasar görebilirler. Bu nedenle, büyük miktarlarda hidrojeni uzun mesafelere güvenli bir şekilde taşıyabilen kapsamlı bir hat ağına ihtiyaç vardır.

Siyasi ve toplumsal zorluklar

Teknolojik zorluklara ek olarak, toplum tarafından kabul edilebilmesi için yenilenebilir enerjilerin çeşitli uygulamalarının da ikna edici bir şekilde iletilmesi gerekir. Çünkü toplum ve şirketler tarafından kabul görmeden, enerji sisteminin veya alt sistemlerinin dönüşümü ancak yavaş ilerleyebilir. Bu, örneğin rüzgar enerjisi üretiminde görülebilir. Bir bakışta en önemli engeller:

  • Mekânsal planlamada, çok az alan belirlenmiş ve güvence altına alınmıştır.
  • Rüzgar türbinleri ile mesken kullanımları arasındaki mesafelere ilişkin yasal hükümler, projelerin gecikmesine veya iptaline yol açmaktadır.
  • Doğa ve türlerin korunmasında standartların olmaması yasal belirsizliklere yol açmaktadır.
  • Rüzgar türbinleri için planlama ve onay prosedürleri hataya açık ve uzundur.
  • Bölgeler, enerji geçişinden yeterince yararlanamamakta, bu da daha az yerel kabule yol açmaktadır.
  • Eyalet ve federal fon prosedürleri kalıcı değildir.

Sürdürülebilir enerji yönetimi, zdi'nin 2023 teması

Enerji sektöründe vasıflı eleman ihtiyacı

Enerji geçişinde ustalaşmak için Almanya'nın çok sayıda vasıflı işçiye ihtiyacı var. Nitelikli İşçileri Güvenceye Alma Yetkinlik Merkezi, kısaca KOFA, bir Eğitim (Kasım 2022), güneş ve rüzgar enerjisinin yaygınlaşması için hangi mesleklerin gerekli olduğu ve bu mesleklerde vasıflı çalışanların mevcut durumunun ne olduğu. Örneğin, güneş ve rüzgar enerjisinin yaygınlaşmasıyla ilgili mesleklerde yaklaşık 216.000 vasıflı işçi sıkıntısı var. Bina elektriği, sıhhi tesisat, ısıtma ve iklimlendirme teknolojisi ve BT alt sektörleri özellikle etkilenmektedir.

zdi.NRW, eyalet çapında bir zdi merkezleri ağı ve eğitim, iş dünyası ve bilimden çarpanlarla vasıflı işçi eksikliğini gideriyor. KOFA çalışmasının tavsiyelerini şu şekilde takip ediyoruz: Ağ ortaklarının teklifleri, gerekli iş profillerinin çekiciliğini ve uygunluğunu vurguluyor. Gençlerin şirketlerdeki ve üniversitelerdeki eğitmenlerle eşleşmesi geliştirilmektedir. Kızların ve kadınların ilerlemesi de zdi.NRW'nin çalışmalarının ayrılmaz bir parçasıdır.

zdi topluluk platformu

kurslar ve atölyeler, etrafında Kariyer ve çalışma oryantasyonu ve ötesinde, ilgili eğitim mesleklerine sahip şirketler ve ilgili kurslara sahip üniversiteler için görünürlük yaratın. Kurslardaki pratik yaklaşımlar, çevre ve iklim koruma alanında ilgili mesleklerin önemini bütünsel olarak aktarır.

Tüm kurslar ve ağ kurma fırsatı şu adreste bulunabilir: zdi topluluk platformu.

zdi robot yarışması

Ayrıca yıllık zdi robot yarışması konuyu ele alıyor: "Power-Up - fosil olma!" sloganıdır. Öğrenciler, sürdürülebilir enerji üretimi, enerji taşıma veya enerji yönetiminin tüm yönleri için robotik çözümler geliştirir. Böylece zdi robot yarışması, tüm STEM konularına referanslar sunar ve birçok gencin özdeşleşebileceği bir konuyu ele alır. Ayrıca vasıflı eleman sıkıntısından en çok etkilenen sektörlerden biri olan BT'ye düşük eşikli erişim sağlanmaktadır.

zdi kahramanları Ekim

Astronom, zanaatkar veya kimyager gibi farklı işler yapan kızların çizimleri

çerçevesinde Ekim ayının zdi kadın kahramanları kadın rol modellerine ve genç kadınların STEM alanı için nasıl ilham alabileceğine özel önem veriyoruz. Bu yıl, sürdürülebilir enerji yönetimi alanında yer alan kadınlara da odaklanılıyor.

Konu sayfamızda, yıllık 2023 konusuyla ilgili faaliyetlerimiz hakkında düzenli olarak bilgi veriyoruz.

Kabarma

Bu makale esasen internette yapılan araştırmalara dayanmaktadır. Bir bakışta en önemli kaynaklar:

KOFA çalışması: Rüzgar ve güneşten gelen enerji. Hangi vasıflı işçilere ihtiyacımız var? (Kasım 2022)
Çalışma, güneş ve rüzgar enerjisi olmak üzere iki sektördeki vasıflı işçi durumunu analiz ediyor. Enerji geçişinin daha fazla uygulanması için bu sektörlerde hangi vasıflı işçilere ihtiyaç duyulduğu, bunların işgücü piyasasında nasıl bulunduğu ve hangi mesleklerde darboğazlar olduğu hakkında genel bir bakış sunar.

Ekolojik Ekonomi Araştırma Enstitüsü
IÖW, ekonominin toplumun diğer alanları ve doğal çevre ile karmaşık ilişkilerini ve bunların ekolojik sınırlara olan bağımlılıklarını analiz eder.

Federal Ekonomi ve İklim Koruma Bakanlığı'nın bilgi platformu
Enerji sistemleri ile ilgili araştırmalar hakkında bilgi sağlayan bir platform. Almanya Federal Meclisi'nin aldığı bir karar sonucunda Federal Ekonomi ve İklim Koruma Bakanlığı tarafından oluşturulmuştur.

Çevre Konseyi - Federal Hükümetin Bilimsel Danışmanı
SRU, 1972'den beri federal hükümete danışmanlık yapıyor ve bu da onu Alman çevre politikası için bilimsel tavsiye sağlayan en eski kurumlardan biri yapıyor.

Enerji sistemlerinin dijitalleşmesine ilişkin açıklayıcı video

Kuzey Ren-Vestfalya eyaletinin bilgi portalı

Enerji Atlası NRW

Bu yazılar da ilginizi çekebilir

Zdi robot yarışmasına iki kız katılıyor.

Allgemein, Sürdürülebilir enerji yönetimi, robot yarışması

Açık Robot kategorisinde zdi robot yarışması

Heriburg-Gymnasium öğrencileri zdi Bilim Ligi ödüllerini ve seralarını gururla gösteriyor.

Allgemein, Sürdürülebilir enerji yönetimi, Bilim Ligi

zdi Bilim Ligi takımları ödüllendirildi

Fotoğrafta Kaymakam Ali Doğan, Bakan Ina Brandes ve İlçe Başkanı Anna Katharina Bölling görülüyor. Bakanın elinde zdi öğrenci laboratuvarına atandığına dair bir sertifika bulunmaktadır. Üçü, zdi - Kuzey Ren-Vestfalya inovasyonuyla gelecek yazan hafif bir duvarın önünde duruyor.

Allgemein, Sürdürülebilir enerji yönetimi

zdi-MINTlab: Yeni okul laboratuvarında sürdürülebilir döngüsel ekonomiyi keşfedin