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      100% Renewable Energy Scenarios for North America—Spatial Distribution and Network Constraints

      , , , , ,
      Energies
      MDPI AG

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          Abstract

          The urgency to combat climate change and the widely distributed, increasingly competitive renewable resources in North America are strong arguments to explore scenarios for a renewable energy supply in the region. While the current power system of North America is heavily dependent on fossil fuels, namely natural gas, coal and oil, and some nuclear power plants, some current policies at the state level, and future federal policies are likely to push the share of different renewable sources available in Mexico, the U.S., and Canada. This paper explores three scenarios for a renewable energy supply, using a bottom-up energy system model with a high level of spatial and time granularity. The scenarios span the extremes with respect to connecting infrastructure: while one scenario only looks at state-level supply and demand, without interconnections, the other extreme scenario allows cross-continental network investments. The model results indicate that the North American continent (a) has sufficient renewable potential to satisfy its energy demand with renewables, independent of the underlying grid assumption, (b) solar generation dominates the generation mix as the least-cost option under given renewable resource availability and (c) simultaneous planning of generation and transmission capacity expansion does not result in high grid investments, but the necessary flexibility to integrate intermittent renewable generation is rather provided by the existing grid in combination with short-term and seasonal storages.

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          Modeling the value of integrated U.S. and Canadian power sector expansion

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            Approximating Power Flow and Transmission Losses in Coordinated Capacity Expansion Problems

            Neumann (2020)
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              European Green Deal: Mit ambitionierten Klimaschutzzielen und erneuerbaren Energien aus der Wirtschaftskrise

              Der von der EU-Kommission angestoßene European Green Deal, ein Maßnahmenpaket zur Dekarbonisierung und nachhaltigen Wirtschaftsentwicklung, sieht Klimaneutralität in der EU bis zum Jahr 2050 vor. Um dieses Ziel zu erreichen, muss das Emissionsreduktionsziel bis 2030 (im Vergleich zu 1990) von 40 auf rund 65 Prozent erhöht werden, wie die vorliegenden Modellberechnungen zeigen. Notwendig ist dafür eine vollständige Umstellung des fossilen und atomaren Energiesystems auf 100 Prozent erneuerbare Energieträger. Gegenüber der aktuellen Entwicklung könnten somit über 60 Milliarden Tonnen CO2 eingespart werden. Dazu müssen umfangreiche Investitionen getätigt werden, für die die derzeit aufgesetzten nationalen und EU-weiten Konjunkturpakete eine gute Grundlage bilden. Der Investitionsbedarf für erneuerbare Energien beläuft sich auf etwa 3000 Milliarden Euro; dem stehen allein knapp 2000 Milliarden Euro Ersparnis durch vermiedene Importe fossiler Energieträger gegenüber. Die deutsche EU-Ratspräsidentschaft steht vor der Herausforderung, die Mitgliedsländer zu einer gemeinsamen Umsetzungstrategie des Green Deal im Rahmen der Konjunkturprogramme zu bewegen. DIW Wochenbericht
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                ENERGA
                Energies
                Energies
                MDPI AG
                1996-1073
                February 2021
                January 28 2021
                : 14
                : 3
                : 658
                Article
                10.3390/en14030658
                c76a36b3-f50e-4976-98a8-ab4ae0438751
                © 2021

                https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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