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On the History and Future of 100% Renewable Energy Systems Research

Breyer, Christian und Khalili, Siavash und Bogdanov, Dmitrii und Ram, Manish und Oyewo, Ayobami Solomon und Aghahosseini, Arman und Gulagi, Ashish und Solomon, A. A. und Keiner, Dominik und Lopez, Gabriel und Østergaard, Poul Alberg und Lund, Henrik und Mathiesen, Brian V. und Jacobson, Mark Z. und Victoria, Marta und Teske, Sven und Pregger, Thomas und Fthenakis, Vasilis und Raugei, Marco und Holttinen, Hannele und Bardi, Ugo und Hoekstra, Auke und Sovacool, Benjamin K. (2022) On the History and Future of 100% Renewable Energy Systems Research. IEEE Access, 10, Seiten 78176-78218. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/ACCESS.2022.3193402. ISSN 2169-3536.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9837910

Kurzfassung

Research on 100% renewable energy systems is a relatively recent phenomenon. It was initiated in the mid-1970s, catalyzed by skyrocketing oil prices. Since the mid-2000s, it has quickly evolved into a prominent research field encompassing an expansive and growing number of research groups and organizations across the world. The main conclusion of most of these studies is that 100% renewables is feasible worldwide at low cost. Advanced concepts and methods now enable the field to chart realistic as well as cost- or resource-optimized and efficient transition pathways to a future without the use of fossil fuels. Such proposed pathways in turn, have helped spur 100% renewable energy policy targets and actions, leading to more research. In most transition pathways, solar energy and wind power increasingly emerge as the central pillars of a sustainable energy system combined with energy efficiency measures. Cost-optimization modeling and greater resource availability tend to lead to higher solar photovoltaic shares, while emphasis on energy supply diversification tends to point to higher wind power contributions. Recent research has focused on the challenges and opportunities regarding grid congestion, energy storage, sector coupling, electrification of transport and industry implying power-to-X and hydrogen-to-X, and the inclusion of natural and technical carbon dioxide removal (CDR) approaches. The result is a holistic vision of the transition towards a net-negative greenhouse gas emissions economy that can limit global warming to 1.5°C with a clearly defined carbon budget in a sustainable and cost-effective manner based on 100% renewable energy-industry-CDR systems. Initially, the field encountered very strong skepticism. Therefore, this paper also includes a response to major critiques against 100% renewable energy systems, and also discusses the institutional inertia that hampers adoption by the International Energy Agency and the Intergovernmental Panel on Climate Change, as well as possible negative connections to community acceptance and energy justice. We conclude by discussing how this emergent research field can further progress to the benefit of society.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188001/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:On the History and Future of 100% Renewable Energy Systems Research
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Breyer, ChristianLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khalili, SiavashLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bogdanov, DmitriiLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ram, ManishLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oyewo, Ayobami SolomonLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Aghahosseini, ArmanLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gulagi, AshishLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Solomon, A. A.Lappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Keiner, DominikLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lopez, GabrielLappeenranta University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Østergaard, Poul AlbergAalborg UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lund, HenrikAalborg UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mathiesen, Brian V.Aalborg UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jacobson, Mark Z.Stanford University, CaliforniaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Victoria, MartaAarhus UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Teske, SvenUniversity of Technology Sydney (UTS), AustraliaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pregger, ThomasDLRhttps://orcid.org/0000-0002-6728-7451NICHT SPEZIFIZIERT
Fthenakis, VasilisColumbia University, New YorkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raugei, MarcoColumbia University, New YorkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holttinen, HanneleUniversity College DublinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bardi, UgoUniversità di FirenzeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoekstra, AukeEindhoven University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sovacool, Benjamin K.Aarhus University, University of Sussex, Boston UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Erschienen in:IEEE Access
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.1109/ACCESS.2022.3193402
Seitenbereich:Seiten 78176-78218
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2169-3536
Status:veröffentlicht
Stichwörter:renewable energy, energy system, system analysis, energy transition
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Energiesystemtransformation
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technologiebewertung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse, ST
Hinterlegt von: Pregger, Dr.-Ing. Thomas
Hinterlegt am:05 Sep 2022 08:41
Letzte Änderung:05 Sep 2022 08:41

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