25/05/2015 - Eine Gruppe von der Universität Valladolid untersucht die Energiegrenzen der fossilen und erneuerbaren Ressourcen

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El Gruppe Energie, Wirtschaft und Systemdynamik Die Universität Valladolid (UVA) arbeitet derzeit an verschiedenen Forschungslinien, die sich mit den Energiegrenzen der fossilen Ressourcen und der erneuerbaren Energien befassen.

Im Falle von fossile RessourcenDas Endziel besteht darin, zu bestimmen, wie lange wir über Öl, Kohle und Erdgas verfügen können, wenn die derzeitigen Verbrauchsmuster erhalten bleiben. Dazu verwenden die Forscher Szenarien, d. h. hypothetische Projektionen darüber, wie sich die Ereignisse in Zukunft entwickeln können, Szenarien, die von internationalen Organisationen wie der Organisation der Vereinten Nationen (ONU), die Internationale Energieagentur (AIE) oder der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OCDE).

Wie Luis Javier Miguel, Professor für Systemtechnik und Automation, und Koordinator der Forschungsgruppe, erklärt, "ist dies ein Problem, das sich seit langem stellt und an dem viele Forschungsgruppen weltweit arbeiten."

UVA-Forscher schätzen, wie viele fossile Ressourcen auf dem Planeten aus unterschiedlichen Szenarien noch übrig sind. Aber diese Berechnungen sind nicht einfach, da es eine Vielzahl von Variablen gibt, die berücksichtigt werden müssen. "Im Zusammenhang mit Öl gibt es zum Beispiel unzählige kleine Details. Wir haben unkonventionelle Vorkommen, die sich an Orten wie den tiefen Gewässern der Ozeane oder der Arktis befinden, deren Abbau einen Teil der Natur zerstört. Es gibt auch extraschweres Öl oder Heavy Oil (Kreuz, das nicht leicht fließt) von sehr schlechter Qualität und deren Extraktion erfordert mehr Aufwand," so er, Situationen, die bei der Berechnung zu erwarten sind.

Die Grenzen der erneuerbaren Energien

Obwohl erneuerbare Energien theoretisch unerschöpflich sind, gibt es aufgrund der Menge an Energie, die sie enthalten, oder aufgrund ihrer Fähigkeit, sich auf natürliche Weise zu regenerieren, Grenzen für die Nutzung ihres Potenzials. Die Gruppe Energie, Wirtschaft und Dynamik der Systeme arbeitet an der Bewertung dieser Grenzen mit Hilfe einer Methode namens Top-down.

"Wenn wir das maximale Windkraftpotenzial berechnen wollen, das wir aus dem Planeten ziehen können, gibt es zwei Arten von Schätzungen: Top-down und Bottom-up-Methoden. Die meisten Schätzungen werden mit dieser Methode von unten nach oben durchgeführt, mit der ein Windpark angenommen würde, seine Ausdehnung und seine Kraft berechnet und auf die Erdoberfläche extrapoliert würde. Die Zahlen sind sehr groß, und obwohl die ersten Berechnungen so historisch vorgenommen wurden, sind die Zahlen zurückgegangen, weil viele Faktoren beeinflusst werden und gesammelt werden müssen," so Luis Javier Miguel.

Das UVA-Forscherteam führt die Berechnungen mit der Methode von oben nach unten (top-down) durch. "Wir betrachten, wie viel Energie die Atmosphäre mit der sich bewegenden Luft hat, und wir sehen, wie viel von dieser Energie genutzt werden kann, weil sie tatsächlich in Gebieten liegt, in denen sie technisch machbar ist. So betrachten wir zwei Elemente: Technologie und Wirtschaft, und in diesem letzten Punkt die Energie-Rückkehrrate (TRE), wie viel Energie eine Energiequelle erzeugen kann und wie viel Energie zur Nutzung dieser Ressource benötigt wird," fügt er hinzu.

Die von der Gruppe nach diesen Kriterien vorgenommenen Schätzungen zeigen, dass die maximale Menge an Windkraft, die von der Erde entnommen werden könnte, nicht ausreicht, um den derzeitigen Energiebedarf zu decken.

Außerdem haben sie die Top-Down-Methode zur Berechnung der Grenzwerte für andere erneuerbare Energien wie Biokraftstoffe oder Photovoltaik eingesetzt und festgestellt, dass die Zahlen stärker angepasst sind als die durch die Bottom-up-Methode ermittelten.

Analyse von Technologiematerialien

Eine weitere Forschungslinie im Zusammenhang mit Ressourcenknappheit ist die Analyse des Lebenszyklus von Materialien, die an den neuen Energietechnologien beteiligt sind. "Wir befürchten, dass dies eine weitere Grenze schafft. Wie viel Galliumarsenid (eines der Materialien, die zur Herstellung von Solarzellen verwendet werden können) ist beispielsweise bei Photovoltaik in der Natur vorhanden? Einige Materialien sind sehr knapp und nicht für alle vorhanden," so Luis Javier Miguel.

Gruppe Energie, Wirtschaft und Systemdynamik

 Die Gruppe für Energie-, Wirtschafts- und Systemdynamik der Universität Valladolid arbeitet an verschiedenen Forschungslinien, die sich auf Energie und Wirtschaft und die Systemdynamik konzentrieren, als das am besten geeignete Instrument zur Analyse der komplexen Beziehungen zwischen einigen Variablen, die Nachhaltigkeit und Entwicklung beeinflussen.

Sie besteht aus einer Gruppe von Lehrern und Forschern aus verschiedenen Bereichen wie Physik, Wirtschaft oder Ingenieurwesen. Obwohl das Team seit mehreren Jahren zusammen arbeitet, wurde es im Januar offiziell als anerkannte Forschungsgruppe (GIR) der Universität Valladolid gegründet.

Weitere Informationen:

Gruppe Energie, Wirtschaft und Systemdynamik

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UVA | Cristina G. Pedraz/DICYT

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