Diagramm: Heimheizungssysteme in den USA

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Die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Beheizung von Gewerbe- und Wohngebäuden ist für etwa 13 % der jährlichen Treibhausgasemissionen in den Vereinigten Staaten verantwortlich.

Die Dekarbonisierung der US-Wirtschaft erfordert einen Wechsel von Heizlösungen, die fossile Brennstoffe verbrennen, hin zu erneuerbaren Energiequellen, die Strom erzeugen.

Derzeit wird in den meisten neuen Häusern in den USA immer noch Erdgas zum Heizen in Umluftöfen oder Boilern verbrannt. So wie Autos elektrisch sein müssen, müssen auch Haushalte auf strombetriebene Heizsysteme umsteigen, die erneuerbare Energiequellen nutzen.

Die obige Grafik verwendet Volkszählungsdaten, um die verschiedenen Heizsysteme und Brennstoffe aufzuschlüsseln, die die 911.000 Einfamilienhäuser beheizen, die im Jahr 2020 in den USA gebaut wurden.

Die meisten amerikanischen Häuser nutzen eines der folgenden drei Heizsysteme:

Die Beheizung von Privathäusern in den USA hat in den letzten zwei Jahrzehnten einen Wandel durchlaufen. Elektrizität ersetzt nach und nach gas- und biobrennstoff-/holzbetriebene Heizsysteme für neue Häuser und versorgt fast die Hälfte der Heizsysteme in Einfamilienhäusern, die im Jahr 2020 gebaut wurden.

So hat sich der Anteil der Wärmequellen für neue Häuser zwischen 2000 und 2020 verändert:

Aufgrund von Rundungen ergeben Prozentangaben möglicherweise nicht den Wert 100.

Obwohl der Anteil der Elektrizität seit dem Jahr 2000 gestiegen ist, werden die meisten amerikanischen Haushalte immer noch mit Gas beheizt, vor allem weil der fossile Brennstoff erschwinglich ist.

Nach Angaben der US Energy Information Administration (EIA) werden Haushalte, die für die Raumheizung auf Gas angewiesen sind, in den Wintermonaten voraussichtlich durchschnittlich 746 US-Dollar ausgeben, verglichen mit 1.268 US-Dollar für Strom und 1.734 US-Dollar für Heizöl.

Von den 911.000 neuen Einfamilienhäusern wurden 538.000 Häuser mit Umluftöfen ausgestattet. Von diesen,83 % Fast 450.000 Haushalte nutzten Gas als primäre Heizquelle, 16 % entschieden sich für Elektroöfen. Im Gegensatz,88 %der 353.000 Haushalte, in denen Wärmepumpen installiert waren, waren auf Strom angewiesen.

So verteilen sich die Heizsysteme und Brennstoffe für Einfamilienhäuser aus dem Jahr 2020:

Aufgrund von Rundungen ergeben Prozentangaben möglicherweise nicht den Wert 100.

Weniger als 1 % der neuen Einfamilienhäuser nutzten Warmwasser- oder Dampfsysteme, und die Mehrheit derjenigen, die dies taten, war auf Gas als Primärbrennstoff angewiesen. Etwa 1,3 % der neuen Häuser nutzten andere Systeme wie elektrische Fußleistenheizungen, kleinere Raumheizungen, Flächenheizungen oder Heizkörper.

Während Gas heute noch die dominierende Heizquelle bleibt, könnten die Bemühungen zur Dekarbonisierung der US-Wirtschaft einen weiteren Wandel hin zu strombasierten Heizsystemen auslösen, wobei elektrische Wärmepumpen wahrscheinlich einen größeren Teil des Kuchens einnehmen werden.

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Diese Grafik von Wood Mackenzie zeigt, wie sich der Nickel- und Lithiumabbau abhängig von den verwendeten Prozessen erheblich auf die Umwelt auswirken kann.

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Die Produktion von Lithium (Li) und Nickel (Ni), zwei wichtigen Rohstoffen für Batterien, kann zu sehr unterschiedlichen Emissionsprofilen führen.

Diese Grafik von Wood Mackenzie zeigt, wie sich der Nickel- und Lithiumabbau abhängig von den für die Gewinnung verwendeten Verfahren erheblich auf die Umwelt auswirken kann.

Nickel ist ein entscheidendes Metall in der modernen Infrastruktur und Technologie und wird hauptsächlich in Edelstahl und Legierungen verwendet. Aufgrund seiner elektrischen Leitfähigkeit eignet sich Nickel auch ideal zur Erleichterung des Stromflusses in Batteriezellen.

Heutzutage gibt es zwei Hauptmethoden des Nickelabbaus:

Aus Lateritvorkommen, die überwiegend in tropischen Regionen vorkommen. Dabei handelt es sich um einen Tagebau, bei dem große Mengen Erde und Abraum abgetragen werden müssen, um an das nickelreiche Erz zu gelangen.

Aus Sulfiderzen, wobei Erzvorkommen, die Nickelsulfidmineralien enthalten, unter Tage oder im Tagebau abgebaut werden.

Obwohl Nickellaterite 70 % der weltweiten Nickelreserven ausmachen, produzierten magmatische Sulfidvorkommen in den letzten 60 Jahren 60 % des weltweiten Nickels.

Im Vergleich zur Lateritgewinnung emittiert der Sulfidabbau in der Regel weniger Tonnen CO2 pro Tonne Nickeläquivalent, da er weniger Bodenstörungen mit sich bringt und einen kleineren physischen Fußabdruck hat:

Die Nickelgewinnung aus Lateriten kann erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben, wie z. B. Abholzung, Zerstörung von Lebensräumen und Bodenerosion.

Darüber hinaus enthalten Lateriterze häufig einen hohen Feuchtigkeitsgehalt, sodass energieintensive Trocknungsprozesse erforderlich sind, um sie für die weitere Gewinnung vorzubereiten. Nach der Gewinnung erfordert die Verhüttung von Lateriten einen erheblichen Energieaufwand, der größtenteils aus fossilen Brennstoffen stammt.

Obwohl der Sulfidabbau sauberer ist, bringt er andere Umweltprobleme mit sich. Bei der Gewinnung und Verarbeitung von Sulfiderzen können Schwefelverbindungen und Schwermetalle in die Umwelt freigesetzt werden, was bei unsachgemäßer Handhabung möglicherweise zur Entwässerung von Säureminen und zur Verunreinigung von Wasserquellen führen kann.

Darüber hinaus ist der Abbau von Nickelsulfiden aufgrund ihrer Hartgesteinsbeschaffenheit in der Regel teurer.

Lithium ist der Hauptbestandteil wiederaufladbarer Batterien, die in Telefonen, Hybridautos, Elektrofahrrädern und Speichersystemen im Netzmaßstab zu finden sind.

Heutzutage gibt es zwei Hauptmethoden zur Lithiumgewinnung:

AusSole Dabei wird lithiumreiche Sole aus unterirdischen Grundwasserleitern in Verdunstungsteiche gepumpt, wo Sonnenenergie das Wasser verdampft und den Lithiumgehalt konzentriert. Die konzentrierte Sole wird dann weiterverarbeitet, um Lithiumcarbonat oder -hydroxid zu extrahieren.

Hardrock Bergbau oder Gewinnung von Lithium aus Mineralerzen (hauptsächlich Spodumen), die in Pegmatitvorkommen vorkommen. Australien, der weltweit führende Lithiumproduzent (46,9 %), gewinnt Lithium direkt aus Hartgestein.

Die Solegewinnung wird typischerweise in Ländern mit Salzseen wie Chile, Argentinien und China eingesetzt. Sie gilt im Allgemeinen als kostengünstigere Methode, kann jedoch Auswirkungen auf die Umwelt haben, wie z. B. den Wasserverbrauch, die mögliche Kontamination lokaler Wasserquellen und die Veränderung von Ökosystemen.

Der Prozess emittiert jedoch weniger Tonnen CO2 pro Tonne Lithiumcarbonat-Äquivalent (LCE) als der Bergbau:

Beim Bergbau wird das Erz gebohrt, gesprengt und zerkleinert, gefolgt von der Flotation, um lithiumhaltige Mineralien von anderen Mineralien zu trennen. Diese Art der Gewinnung kann Auswirkungen auf die Umwelt haben, wie z. B. Bodenbeeinträchtigungen, Energieverbrauch und die Entstehung von Abfallgestein und Rückständen.

Um die Nachhaltigkeit der Batterielieferkette sicherzustellen, sind umweltbewusste Praktiken bei der Gewinnung und Verarbeitung von Nickel und Lithium unerlässlich.

Dazu gehört die Umsetzung strenger Umweltvorschriften, die Förderung der Energieeffizienz, die Reduzierung des Wasserverbrauchs und die Erforschung saubererer Technologien. Kontinuierliche Forschungs- und Entwicklungsbemühungen, die sich auf die Verbesserung der Extraktionsmethoden und die Minimierung der Umweltauswirkungen konzentrieren, sind von entscheidender Bedeutung.

Melden Sie sich bei Wood Mackenzies Inside Track an, um mehr über die Auswirkungen einer beschleunigten Energiewende auf Bergbau und Metalle zu erfahren.

Wir untersuchen die CO2-Emissionen von Elektro-, Hybrid- und Verbrennungsfahrzeugen anhand einer Analyse ihrer Lebenszyklusemissionen.

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Nach Angaben der Internationalen Energieagentur ist der Transportsektor stärker auf fossile Brennstoffe angewiesen als jeder andere Wirtschaftszweig. Im Jahr 2021 war es für 37 % aller CO2-Emissionen aus Endverbrauchssektoren verantwortlich.

Um Einblicke in den Beitrag verschiedener Fahrzeugtypen zu diesen Emissionen zu erhalten, visualisiert die obige Grafik die Lebenszyklusemissionen von Fahrzeugen mit Batterie-Elektro-, Hybrid- und Verbrennungsmotor (ICE) anhand des Pathway Report von Polestar und Rivian.

Lebenszyklusemissionen sind die Gesamtmenge an Treibhausgasen, die während der gesamten Existenz eines Produkts, einschließlich seiner Herstellung, Verwendung und Entsorgung, emittiert wird.

Um diese Emissionen effektiv vergleichen zu können, wird eine standardisierte Einheit namens Tonnen CO2-Äquivalent (tCO2e) verwendet, die verschiedene Arten von Treibhausgasen und ihr globales Erwärmungspotenzial berücksichtigt.

Hier finden Sie einen Überblick über die Lebenszyklusemissionen mittelgroßer Elektro-, Hybrid- und Verbrennungsfahrzeuge im Jahr 2021 in jeder Phase ihres Lebenszyklus, basierend auf tCO2e. Diese Zahlen gehen von einer Nutzungsphase von 16 Jahren und einer Laufleistung von 240.000 km aus.

Auch wenn es nicht überraschend ist, dass batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) die niedrigsten Lebenszyklusemissionen der drei Fahrzeugsegmente aufweisen, können wir aus den Daten auch einige andere Erkenntnisse ziehen, die auf den ersten Blick vielleicht nicht so offensichtlich sind.

Auf dem Weg zu einer CO2-neutralen Wirtschaft können batterieelektrische Fahrzeuge eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der globalen CO2-Emissionen spielen.

Trotz des Fehlens von Abgasemissionen ist es jedoch gut festzustellen, dass viele Phasen des Lebenszyklus eines BEV immer noch recht emissionsintensiv sind, insbesondere wenn es um die Herstellung und die Stromerzeugung geht.

Die Förderung der Nachhaltigkeit der Batterieproduktion und die Förderung der Einführung sauberer Energiequellen können daher dazu beitragen, die Emissionen von BEVs noch weiter zu senken, was zu einem stärkeren Umweltschutz im Transportsektor führt.

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