Amerikas umweltfreundlicher Produktionsboom, von Batterien für Elektrofahrzeuge bis hin zur Produktion von Solarmodulen, wird noch nicht durch erneuerbare Energien angetrieben

Die neue 4-Milliarden-US-Dollar-Batteriefabrik von Panasonic in De Soto, Kansas, soll ein Vorbild für Nachhaltigkeit sein – sie ist ein vollelektrische Fabrik ohne dass ein Schornstein erforderlich ist.Wenn es fertig ist, wird es die Größe von 48 Fußballfeldern einnehmen, 4.000 Mitarbeiter beschäftigen und genug fortschrittliche Batterien produzieren, um eine halbe Million Elektroautos pro Jahr zu versorgen.

Aber es gibt einen Haken, und zwar einen großen.

Während die Fabrik die meiste Zeit mit Wind- und Solarenergie betrieben wird, Erneuerbare Energien liefern nur 34 % des Stroms des örtlichen Energieversorgers Evergy im Jahr 2023.

In weiten Teilen der USA spielen fossile Brennstoffe immer noch eine Schlüsselrolle bei der Deckung des Strombedarfs.Tatsächlich hat Evergy um Erlaubnis gebeten Verlängern Sie die Lebensdauer eines alten Kohlekraftwerks um der wachsenden Nachfrage, auch aus der Batteriefabrik, gerecht zu werden.

Mit meinen Studenten am Wellesley College war ich dort Verfolgung des Booms bei Investitionen in die Herstellung sauberer Energie und wie diese Projekte – einschließlich der Herstellung von Batterien, Solarmodulen und Windkraftanlagen und deren Lieferketten – Karte auf das Stromnetz des Landes.

Das Batteriewerk in Kansas verdeutlicht die vor uns liegenden Herausforderungen, da die USAsteigert die Produktion sauberer Energietechnologien und verzichtet auf fossile Brennstoffe.Es verdeutlicht auch das Potenzial dieser Branche, den Übergang zu erneuerbaren Energien landesweit zu beschleunigen.

Der Clean-Tech-Produktionsboom

Beginnen wir mit einigen guten Nachrichten.

Allein im Batteriesektor haben Unternehmen Pläne zum Bau von 44 großen Fabriken angekündigt, die das Potenzial haben, genug Batteriezellen zu produzieren, um im Jahr 2030 mehr als 10 Millionen Elektrofahrzeuge pro Jahr zu beliefern.

Das ist das Ausmaß an Engagement, das erforderlich ist, wenn die USAwird den Klimawandel angehen und ihm begegnen neue Abgasnormen für Autos angekündigt im März 2024.

Die Herausforderung:Diese Batteriefabriken und die damit ausgestatteten Elektrofahrzeuge werden viel Strom benötigen.

Genügend Batteriezellen produzieren Um 1 Kilowattstunde (kWh) Strom zu speichern – genug für eine Reichweite von 2 bis 4 Meilen in einem Elektrofahrzeug – sind laut a etwa 30 kWh Herstellungsenergie erforderlich aktuelle Studie.

Kombinieren Sie diese Schätzung und unser Tracking, Wir gehen davon aus, dass im Jahr 2030 die Batterieherstellung in den USAwürde etwa 30 Milliarden kWh Strom pro Jahr benötigen, wenn man davon ausgeht, dass die Fabriken wie die in Kansas mit Strom betrieben werden.Das entspricht etwa 2 % aller US-amerikanischenverbrauchter Industriestrom im Jahr 2022.

Das enorme Solarpotenzial des Batteriegürtels

Eine große Anzahl dieser Anlagen ist in einer Region der USA geplant.South nannte das „Batteriegürtel.” Das Potenzial der Solarenergie ist hoch in weiten Teilen der Region, aber das Stromnetz sorgt dafür wenig Nutzen davon.

Unser Tracking gefunden dass sich drei Viertel der Batterieproduktionskapazität in Staaten mit befinden Unterdurchschnittliche erneuerbare Stromerzeugung Heute.Und an fast allen diesen Orten wird eine höhere Nachfrage zu einem Anstieg führen Grenzemissionen, weil diese zusätzliche Energie fast immer aus fossilen Brennstoffen stammt.

Wir haben jedoch auch beobachtet, welche Batterieunternehmen sich verpflichten, ihre Produktionsbetriebe mit erneuerbarem Strom zu versorgen, und die Daten deuten auf eine sauberere Zukunft hin.

Nach unserer Schätzung wird die Hälfte der Batterien in Fabriken hergestellt, die sich verpflichtet haben, bis 2030 mindestens 50 % ihres Strombedarfs aus erneuerbaren Energien zu decken.Noch besser ist, dass sich diese Verpflichtungen auf Regionen der USA konzentrieren.wo die Investitionen zurückgeblieben sind.

Einige Unternehmen ergreifen bereits Maßnahmen.Tesla baut das weltweit größte Solaranlage auf dem Dach seiner Fabrik in Texas.LG hat sich zur Beschaffung verpflichtet 100 % erneuerbare Solar- und Wasserkraft für seine neue Kathodenfabrik in Tennessee.Und Panasonic unternimmt Schritte, um dies zu erreichen Netto-Null-Emissionen für alle seine Fabriken, einschließlich der neuen in Kansas, bis 2030.

Mehr Unternehmensengagements können dazu beitragen, die Nachfrage nach dem Einsatz von Wind- und Solarenergie im aufstrebenden Batteriegürtel zu stärken.

Was das für die Stromnachfrage in den USA bedeutet

Die Herstellung all dieser Batterien und das Laden all dieser Elektrofahrzeuge wird das Stromnetz deutlich stärker belasten.Aber das ist kein Argument gegen Elektrofahrzeuge.Alles, was an das Stromnetz angeschlossen ist, sei es ein Elektrofahrzeug oder die Fabrik, die seine Batterien herstellt, wird sauberer, je mehr erneuerbare Energiequellen ans Netz gehen.

Dieser Übergang findet bereits statt.Obwohl Erdgas im Jahr 2023 die Stromerzeugung dominiert Erneuerbare Energien lieferten mehr Strom als Kohle zum ersten Mal in den USAGeschichte.Der Regierungsprognosen dass im Jahr 2024 96 % der neuen Stromerzeugungskapazitäten, die dem Netz hinzugefügt werden, ohne fossile Brennstoffe auskommen würden, einschließlich Batterien.Diese Trends beschleunigen sich dank der Anreize für den Einsatz sauberer Energie im Inflationsreduzierungsgesetz 2022 enthalten.

Blick nach vorn

Die große Lektion hier ist, dass die Herausforderung in Kansas nicht die Batteriefabrik ist, sondern das zunehmend veraltete Stromnetz.

Da die Investitionen in eine saubere Energiezukunft zunehmen, wird Amerika dies tun müssen einen Großteil seines Stromnetzes umgestalten immer mehr erneuerbare Energien zu nutzen und gleichzeitig alles zu elektrifizieren, von Autos über Fabriken bis hin zu Häusern.

Das bedeutet, dass Investitionen in die Modernisierung, den Ausbau und die Dekarbonisierung des Stromnetzes genauso wichtig sind wie der Bau neuer Fabriken oder die Umstellung auf Elektroautos.

Investitionen in die Herstellung sauberer Energie werden eine Schlüsselrolle bei der Ermöglichung dieses Übergangs spielen:Einige der neuen fortschrittlichen Batterien werden im Netz eingesetzt Backup-Energiespeicher für Zeiten, in denen die Erzeugung erneuerbarer Energien nachlässt oder der Strombedarf besonders hoch ist.

Im Januar ersetzte Hawaii seine letztes Kohlekraftwerk mit einem fortschrittlichen Batteriesystem.Es wird nicht mehr lange dauern, bis dies auch in Tennessee, Texas und Kansas der Fall sein wird.