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• Bildung und Innovation
• Ökologie und Umweltschutz
• Verweise

Source: [1,2,3,4,5]

Die USA sind eine Präsidialrepublik und die Amtssprache ist Englisch. Die Verwaltungskarte des Landes ist in 50 Bundesstaaten unterteilt [3].

The United States Capitol. Washington, D.C. Envato Elements. ETKHCBZ3US

Die Vereinigten Staaten sind die größte hochentwickelte Volkswirtschaft der Welt [3], was sich in Abbildung 1 widerspiegelt. Bei fast allen Indizes liegen die USA im oberen Viertel der Grafik und damit unter den 25 % der besten Länder der Welt Bewertung. Bei fast der Hälfte der Indikatoren nehmen die USA den Spitzenplatz ein.

Seit Anfang der 1990er Jahre (abgesehen von einem leichten Rückgang im Jahr 2008) verzeichnete das Land ein anhaltendes Wachstum des BIP in Kaufkraftparität sowohl insgesamt als auch pro Kopf, das im Jahr 2023 24,662 Billionen US-Dollar betrug (2. Platz weltweit) [3,4,5]. Das BIP des Landes in Kaufkraftparität pro Kopf ist niedriger (14. Platz weltweit), zeigt aber auch eine positive Dynamik: von 71.100 US-Dollar im Jahr 2021 auf 73.600 US-Dollar im Jahr 2023 [3]. Die Inflationsrate änderte sich von 1,8 % im Jahr 2019 auf 4,12 % im Jahr 2023 [3].
Der Global Competitiveness Report misst die Wirksamkeit der Nutzung der eigenen Ressourcen des Landes für eine nachhaltige Entwicklung. Neben einer Reihe von Wirtschaftsindikatoren berücksichtigt dieser Index auch Variablen wie Bildung, Gesundheit, Innovationsniveau usw.
Die Hochtechnologieexporte machten im Jahr 2021 20 % der Exporte von Fertigwaren aus. Laut dem Index der wirtschaftlichen Freiheit, der auf der Freiheit der Geschäftstätigkeit, der Freiheit von staatlichen Eingriffen, dem Schutz des Eigentums und der Freiheit von Korruption basiert, lag das Land im Jahr 2024 auf Platz 25 von 184 berücksichtigten Ländern. Die Staatsverschuldung der USA als Prozentsatz des BIP betrug im Jahr 2022 110,4 %.
Zu den Top-Unternehmen der Global 500 gehören US-amerikanische Öl- und Gasunternehmen wie Exxon Mobil, Chevron, Valero Energy, Marathon Petroleum, Schlumberger, ConocoPhilips und Duke Energy sowie der große Energiekonzern General Electric. Im S&P Global Platts Top 250-Ranking der größten Energieunternehmen sind mehrere Dutzend US-Unternehmen gelistet, darunter die bereits genannten sowie NextEra Energy, Inc., Phillips 66, The Southern Co, Dominion Energy, Xcel Energy Inc. und viele andere.

Die USA verfügt über erhebliche Reserven an fossilen und unkonventionellen Energieressourcen (Tabelle 1). Bezogen auf die Öl- und Gasreserven belegte das Land weltweit den 9. bzw. 5. Platz; In Bezug auf die Kohlereserven war das Land absoluter Spitzenreiter [6,7].
Den Daten für 2025 zufolge beliefen sich die nachgewiesenen Kohlereserven in Tonnen Öläquivalent auf 87,8 %, Erdgas auf 8,9 %; und Öl – 3,3 % (Abb.5). Die Matrix der unkonventionellen Ressourcen für 2025 sieht etwas anders aus: Ölschiefer (Kerogen) machte 95,2 % aus, Schiefergas – 1,9 %, Schieferöl (Tight Oil) – 1,8 %, Begleitgas – 1,0 %, Kohlebergwerks-Methannutzungspotenzial – 0,1 % (Abb. 7).
Im Jahr 2022, nach Angaben der USA Energy Information Administration, nachgewiesene Ölreserven in den USA. wurden auf 48,3 Milliarden Barrel geschätzt [7].

Tabelle 1. Fossile Energieressourcen der Vereinigten Staaten von Amerika

*Anteil der Reserven des Landes an der weltweiten Gesamtmenge ist in Klammern angegeben
**unbewiesene technisch förderbare
***Vorhandene Ressourcen Der

Laut [3] beliefen sich die nachgewiesenen Erdgasreserven in den Vereinigten Staaten im Jahr 2021 auf 13,4 Billionen Kubikmeter. Nach Angaben der US Energy Information Administration beliefen sie sich auf 465 Billionen Kubikmeter. Fuß [7]. Die nachgewiesenen Reserven an assoziiertem und gelöstem Erdgas stiegen im Jahr 2017 um 38 % und werden auf 99,4 Billionen Kubikmeter geschätzt. Fuß [8].
Nach Angaben der US Energy Information Administration werden die förderbaren Kohlereserven im Jahr 2022 auf 274,4 Milliarden Kurztonnen geschätzt [8]. Laut Bundesamt für Geowissenschaften und Kohlenforschung (BGR) werden sie im Jahr 2022 auf 224 Millionen Tonnen Steinkohle geschätzt [10].
Nach Berechnungen von Advanced Energy Technologies beträgt das Potenzial für die Methannutzung (gemäß einer Methodik, die auf den Methanemissionen während des Kohlebergbaus [11] und seinen Reserven im Jahr 2017 [6] basiert) 2.210–5.564 Milliarden Kubikmeter. Nach Angaben der US Energy Information Administration [12] wurden die nachgewiesenen Reserven an Kohleflözmethan Ende 2017 auf 11,878 Milliarden Kubikmeter geschätzt. ft. Die Vereinigten Staaten verfügen über die größten Schiefergasreserven, die nachgewiesenen Reserven beliefen sich Ende 2020 auf 317.756 Milliarden Kubikmeter. Füße [13]. Die unbewiesenen technisch förderbaren Reserven an Schiefergas und Schieferöl wurden im Jahr 2015 auf 622,5 Billionen Kubikmeter geschätzt. Fuß bzw. 78,2 Milliarden Barrel [14]. Das Land verfügt über die weltweit größten Reserven an Kerogenöl (Schiefer) – 6 Billionen Barrel, die im Green River-Feld (Utah, Colorado und Wyoming) konzentriert sind und etwa 80 % der gesamten Weltreserven ausmachen [15]. Die geologischen Ressourcen an Kerogenöl wurden im Jahr 2008 auf 3.706.825 Millionen Barrel geschätzt, die Reserven an Schwerstöl auf 19 Millionen Barrel [16].
Die Vereinigten Staaten von Amerika verfügen aufgrund ihrer geografischen Lage über eine Vielzahl erneuerbarer Energiequellen. Eine Auswahl der Hauptindikatoren dieser Art von Ressource ist in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2. Erneuerbare Energieressourcen der Vereinigten Staaten von Amerika

* für den größten Teil des Landesgebiets
** wirtschaftlich nutzbare Kapazität

Die Höhe der direkten Sonneneinstrahlung liegt für den größten Teil des Landes zwischen 4,1 und 5,5 kWh/m 2 /Tag [17]. Im Südosten des Landes und in den Bundesstaaten Kalifornien, Nevada, Arizona, New Mexico und Hawaii kann dieser Wert Höchstwerte von 6,8 – 8,2 kWh/m 2 /Tag erreichen [17]. Nach Angaben des US-Energieministeriums beträgt das Potenzial der Solarenergie in diesen Staaten mehr als 600 Wattstunden/Fuß 2 /Tag [18]. In Kombination mit der hohen Häufigkeit wolkenloser Tage ist diese Region eine der vielversprechendsten der Welt für die Entwicklung aller Arten von Solarenergie.

UNITED STATES, CITY OF COLORADO SPRINGS MUNICIPAL AP
Latitude: 38.81, Longitude: -104.69

Average daily sky coverage over 10 years of observations, %

CLR - clear, SCT - scattered from 1/8 TO 4/8, BKN - broken from 5/8 TO 7/8, OVC - overcast, OBS - obscured, POB - partial obscuration

Source: based on NOAA U.S. Department of Commerce
Detailed information: Interactive map of solar resources

UNITED STATES, CITY OF COLORADO SPRINGS MUNICIPAL AP
Latitude: 38.81, Longitude: -104.69
Average speed: 4.32 m/s, Operational share: 67%

Average daily wind speed for 10 years of observations, m/s, 10 m above the ground

Source: based on NOAA U.S. Department of Commerce
Detailed information: Interactive map of wind resources  

Die Verteilung der Windressourcen ist wie folgt: Im Großteil des Landes beträgt die Windgeschwindigkeit 5,5–7,7 m/s; im Nordwesten und Nordosten des Landes kann sie 8,7–9,7 m/s erreichen; und auf den Aleuten und Hawaii-Inseln übersteigt sie in 50 m Höhe 9,7 m/s [19]. Laut [20] beträgt das gesamte Windenergiepotenzial in 80 m Höhe 10.640.080 MW, wobei Texas mit 1,3 Mio. MW das höchste Potenzial aufweist. Laut NREL wurde das Onshore-Windpotenzial (ohne Offshore-Windkraft) auf 22.195 TWh geschätzt [21].
Das gesamte Wasserkraftpotenzial der USA betrug laut dem World Energy Resources Hydropower-Bericht von 2016 528.923 GWh/Jahr; davon werden nur 52 % genutzt [22]. Das Oak Ridge National Laboratory schätzte das gesamte Wasserkraftpotenzial auf 278 TWh [21].
Nach Angaben für 2022 sind 44,4 % der Landesfläche landwirtschaftlich genutzte Flächen, deren Fläche im letzten halben Jahrhundert stetig abgenommen hat [23]. Die Waldfläche ist leicht zurückgegangen und beträgt 2022 33,9 % der Landesfläche [24]. Das gesamte Bioenergiepotenzial wurde auf 445 TWh geschätzt [21]. Das geothermische Potenzial des Landes betrug 2008 9.057 MW [25].
Die Menge an Siedlungsabfällen in den USA betrug 2016 2,58 kg pro Kopf und Tag, was höher ist als in vielen Industrieländern, wie Deutschland (2,11 kg pro Kopf und Tag) und Frankreich (1,92 kg pro Kopf und Tag). Bis 2025 soll diese Zahl auf 2,3 kg pro Kopf und Tag ansteigen [26]. Diese Ressource ist ein wertvoller Rohstoff für das Recycling oder die Energieerzeugung, deren Technologien in den USA einen hohen Entwicklungsstand erreicht haben.

Im Jahr 2023 betrug die Stromerzeugung laut der U.S. Energy Information Administration insgesamt 4256,68 TWh und wurde von fossilen Brennstoffen (58,9 %) dominiert, gefolgt von Kernenergie (18,2 %), erneuerbaren Quellen (17,2 %) und Wasserkraft (5,7 %) (Abb. 9).
Die Position der USA im Vergleichsdiagramm des Energieindex ist in Abbildung 4 dargestellt.

Wie bereits erwähnt, verfügen die USA über außergewöhnlich reiche Reserven an allen Arten fossiler Brennstoffe. In Bezug auf das Produktions- und Verbrauchsverhältnis von Kohle gehören die USA zu den führenden 25 % der Länder; das Produktions- und Verbrauchsverhältnis von Öl und Gas liegt jedoch unter dem Weltdurchschnitt.
In Bezug auf den Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen (ohne Wasserkraft) lagen die USA auf Platz 64 von 170 Ländern.
Die USA lagen 2017 beim BIP pro Energieeinheit unter dem Weltdurchschnitt – Platz 40 von 66 berücksichtigten Ländern, aber dieser Indikator pro Kopf ist höher – Platz 10 weltweit.
In Bezug auf den Stromverbrauch pro Kopf liegt das Land auf Platz 10 weltweit, beim Indikator der kombinierten Stromerzeugung und des Stromverbrauchs liegen die USA jedoch auf Platz 3 der Rangliste der 216 Länder nach Indien und China.

Eine territoriale Karte, die die Verteilung der größten Infrastrukturprojekte des fossilen Brennstoffsektors in den USA zeigt, ist in Abbildung 5 dargestellt.
Die nachgewiesenen Kohlereserven machen 87,7 % der gesamten fossilen Brennstoffressourcen aus, gefolgt von Erdgas (8,9 %) und Öl (3,3 %) (Abb. 5). Die größten Reserven an Rohöl und Kondensat konzentrieren sich im Bundesstaat Texas, wo sie 15,6 Milliarden Barrel betragen; die Produktion im Jahr 2021 betrug 1.741 Millionen Barrel [8]. Die fünf größten Bundesstaaten in Bezug auf Produktionskapazität und Ölreserven werden durch North Dakota, Kalifornien, New Mexico und Oklahoma abgerundet (Abbildung 5). Im Jahr 2024 hatten 132 US-Raffinerien eine installierte Gesamtkapazität von 18,4 Millionen Barrel/Tag [8]. Die größte Raffinerie des Landes, Port Arthur, befindet sich in Texas und hat eine installierte Kapazität von 603.000 bbl/Tag; sie wird von TX Motiva Enterprises [30] betrieben (Abb. 5). Der Import von Öl und Ölprodukten erfolgt über 8 wichtige Ölterminals, und der größte Speicher für Erdölprodukte ist Bryan Mound (237,4 Millionen Barrel). Die gesamte installierte Kapazität der Öllagerstätten im Land beträgt 713,5 Millionen Barrel [31]. Raffinierte Produkte werden über Pipelines mit einer Gesamtlänge von 240.711 km transportiert (Abb. 5).
Neben seinen Ölreserven verfügt Texas über erhebliche Gasreserven. Nach Angaben amerikanischer Experten enthielten die texanischen Felder im Jahr 2020 102,4 Tcf, von denen 10,5 Tcf im selben Jahr gefördert wurden [8].
  Abbildung 5. Grundlegende Infrastruktureinrichtungen des fossilen Brennstoffsektors in den Vereinigten Staaten von Amerika: konventionelles Öl

Pennsylvania, Oklahoma und Wyoming gehörten hinsichtlich der Erdgasreserven und der Erdgasproduktion ebenfalls zu den fünf größten Bundesstaaten (Abb. 6).

Panoramic aerial shot of modern complex factory in an industrial area in the daylight. Envato Elements. 8KHYLF54PG

Das amerikanische Gassystem wird durch 1.400 Gaskompressorstationen, 500 Gasaufbereitungsanlagen und 415 unterirdische Gasspeicheranlagen repräsentiert. Der Gastransport innerhalb des Landes erfolgt über ein Pipelinenetz mit einer Gesamtlänge von 1.984.321 km (Abb. 6).
   Abbildung 6. Grundlegende Infrastruktureinrichtungen des fossilen Brennstoffsektors in den Vereinigten Staaten von Amerika: konventionelles Erdgas
 
Der Gasimport erfolgt über 11 LNG-Terminals, der größte davon ist Sabine, LA mit einem Durchsatz von 4,0 Bcfd [32]. Der deutliche Anstieg der Produktion von landeseigenem Schiefergas im letzten Jahrzehnt hat zu einer neuen Nachfrage nach Exportterminals geführt. Drei Exportterminals, darunter Sabine Pass, LA mit einer installierten Kapazität von 2,8 Buff, versenden LNG [32]; 4 weitere Exportterminals sind im Bau (Abb. 6). Die führende Gasaufbereitungsanlage ist Aux Sable Grundy mit einer installierten Kapazität von 2.100 Mccfd [33]. Die meisten unterirdischen Gasspeicher befinden sich in Pennsylvania, 49 davon haben eine Gesamtkapazität von mehr als 760.000 Millionen Kubikfuß [34].
In der Matrix der unkonventionellen Ressourcen dominiert Ölschiefer (Kerogen) – 95 %, Schiefergas 2,7 %, Schieferöl (Tight Oil) 1,7 %, Begleitgas 0,4 % und das Potenzial zur Nutzung von Grubengas 0,1 % (Abb. 7).
Eines der führenden Ölschieferfelder ist Red Leaf Resources Seep Ridge in Utah [35]. Die USA sind unangefochtener Weltführer bei der Entwicklung von Technologien zur Gewinnung unkonventioneller und verbesserter Ölförderung. Dies spiegelte sich in der rasanten Entwicklung der Schieferölförderung, der Wiederbelebung alter Felder, der Entwicklung der Ölförderung in der Arktis und der Ausweitung der Schwer- und Hochviskosölförderung wider. Das größte Ölfeld des Landes – Eagle Ford – liegt in Texas und produzierte 1,17 Millionen Barrel pro Tag [36].
Auf dem US-Territorium gibt es auch eine große Anzahl von Schwerölfeldern, von denen sich die meisten in Kalifornien befinden. Aera Energy South Belridge (Tulare) produziert täglich rund 80.000 Barrel Öläquivalent [37]. In Utah gibt es eine Reihe laufender Projekte zur Gewinnung von Ölsanden (Abb. 7). Die Infrastruktur für unkonventionelles Öl wird durch mehrere vertikale Ölschiefer-Retortenanlagen repräsentiert (Abb. 7).
Schiefergas macht etwa 2,7 % des Potenzials der unkonventionellen natürlichen Ressourcen des Landes aus. Das größte Schiefergasfeld ist Marcellus (123,8 Tcf) mit einem Produktionsvolumen von etwa 7,0 Tcf [8].
 Abbildung 7. Grundlegende Infrastruktureinrichtungen des fossilen Brennstoffsektors in den Vereinigten Staaten von Amerika: unkonventionelles Öl
 
Potenzielle Reserven an Kohleflözmethan sind über das ganze Land verteilt, die Hauptbecken liegen jedoch in den Rocky Mountains im Westen, in der Appalachenregion und im Osten des Landes [38] (Abb. 8). Das führende Förderfeld liegt in Colorado, dessen Reserven im Jahr 2017 3.257 Bcf betrugen und die Produktion bei 338 Bcf lag [8]. Es ist zu beachten, dass die Reserven und die Produktion von Kohlengrubenmethan in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen sind. In Offshore-Gebieten wurden Erdgashydratcluster entdeckt (Abb. 8), die in Zukunft eine vielversprechende Energieressource darstellen könnten.
 Abbildung 8. Grundlegende Infrastruktureinrichtungen des fossilen Brennstoffsektors in den Vereinigten Staaten von Amerika: unkonventionelles Gas
 
Die Produktion synthetischer Kraftstoffe entwickelt sich in den USA eher langsam; Es gibt nur wenige relativ kleine Unternehmen dieser Art. Beispielsweise gibt es in Oklahoma und Alaska eine kleine Anzahl von Gas-to-Liquid-Anlagen, beispielsweise Ponca City, im Besitz von ConocoPhillips, das über eine installierte Kapazität von 300 Barrel/Tag verfügt [39]. Oberon Fuels Brawley in Kalifornien produziert täglich rund 10.000 Gallonen DME und verwendet dabei Biogas oder Erdgas als Rohstoffe [40]. Die Kohlevergasungsinfrastruktur wird durch mehrere Stationen repräsentiert, darunter das Great Plains Synfuels Plant in North Dakota mit einer Kapazität von 16.000 Tonnen Kohle pro Tag [41] und eine unterirdische CIRI Stone Horn Ridge Station mit einer installierten Leistung von 100 MW [42].
Eine Karte der territorialen Verteilung der größten Infrastrukturanlagen der USA zur Stromerzeugung ist in Abbildung 9 dargestellt.
 Abbildung 9. Stromproduktion in den Vereinigten Staaten von Amerika: Wärmekraftwerke

Wie bereits erwähnt, ist der Anteil der Kohle am Potenzial fossiler Ressourcen erheblich. Insgesamt gibt es im Land mehr als 680 Kohlebergwerke mit einer jährlichen Produktion von mehr als 700 Millionen Kurztonnen (Abb. 9). Kohlebergwerke konzentrieren sich hauptsächlich auf die östlichen und zentralen Regionen des Landes. Wyoming verfügt über die reichste Kohleressourcenbasis; Der Kohlebergbau in diesem Bundesstaat produzierte im Jahr 2021 239 Millionen Kurztonnen [43]. Die meisten Exportterminals befinden sich im Süden und Osten des Landes; der größte ist Lamberts Point, VA mit einer Kapazität von 48 Millionen Tonnen [44].
Nach Angaben der U.S. Energy Information Administration lag der Anteil fossiler Ressourcen an der Stromerzeugung in den USA im Jahr 2022 bei 59,4 % (Abb. 9). Das Land verfügt über eine beträchtliche Anzahl von Stationen zur Stromerzeugung aus Kohlenwasserstoffen, darunter Kraftwerke mit einer Leistung von mehr als 1000 MW: vier Ölstationen, elf Gas-, elf Kohle- und sechs Kombikraftwerke (Abb. 9). Die größten Wärmekraftwerke in den USA sind: das Martin County-Gaskraftwerk von FPL mit einer Leistung von 3.750 MW [45]; Manatee-Ölkraftwerk mit einer installierten Leistung von 2.485 MW [46]; Kohlekraftwerk Robert W. Scherer mit einer installierten Leistung von 3.564 MW; und James M. Barry Kombikraftwerk mit einer installierten Leistung von 2.671 MW [47,48].
Wasserkraft erzeugt in den USA etwa 5,9 % der gesamten Stromerzeugung und wird durch Pumpspeicherwerke sowie große und kleine Wasserkraftwerke repräsentiert (Abb. 10). Das größte Pumpspeicherkraftwerk ist die Bath County Pumped Storage Station mit einer installierten Leistung von 3.003 MW [49]; und das größte Wasserkraftwerk ist der Grand Coulee Dam mit einer installierten Leistung von 6.809 MW [50]. Im Jahr 2017 waren in den USA mehr als 1.646 Kleinwasserkraftwerke registriert, deren installierte Leistung 3.612 MW betrug (Abb. 10).
Die wichtigsten Uranminen liegen im Nordwesten des Landes; das größte ist Smith Ranch-Highland, das im Jahr 2016 rund 358 Tonnen produzierte [51]. Das führende Kernkraftwerk ist Palo Verde mit einer installierten Leistung von 3.937 MW [52]. Darüber hinaus gibt es erhebliche Rohstoffreserven für die Lithiumproduktion, aus der derzeit vor allem Batterien für die Elektronik- und Automobilindustrie hergestellt werden. Im Clayton Valley in Nevada wurden im Jahr 2017 in der Mine Silver Peak 3.500 Tonnen Lithium abgebaut, mit der Möglichkeit, die Produktion auf 6.000 Tonnen zu erweitern [53].
 Abbildung 10. Stromproduktion in den Vereinigten Staaten von Amerika: Wasser- und Kernkraftwerke

In Abbildung 11 sehen Sie die wichtigsten Anlagen der USA zur Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen.
Erneuerbare Energien sind in den USA, ohne Wasserkraft, nur für 17,3 % der Stromerzeugung verantwortlich (Abb. 10). Die Gesamtproduktion an Strom aus erneuerbaren Quellen betrug im Jahr 2022, ohne Wasserkraft, 737,24 TWh (Abb. 10).

Wind Park. Nevada. USA

In Gebieten mit starker Windaktivität gibt es etwa 10 große Windparks mit einer Leistung von jeweils mehr als 550 MW. Im Jahr 2023 betrug die Gesamtkapazität der Windenergie in den Vereinigten Staaten rund 141.300 MW [54]. Das Alta Wind Energy Center in Kalifornien, auch bekannt als Mojave Wind Farm, verfügt über eine installierte Leistung von 1.547 MW und ist das größte in den USA und das drittgrößte der Welt [55]. Die wichtigsten Hersteller von Windkraftanlagen in den USA sind GE Energy, Urban Green Energy, REpower USA Corp., Northwind, Suzion und Harvistor LLC (Abb.11).
Abbildung 11. Erneuerbare Energien in den Vereinigten Staaten von Amerika: Meer, Sonne, Wind
 
Zwei US-amerikanische Unternehmen haben in den letzten Jahren bemerkenswerte Windenergie-Großprojekte umgesetzt: Im Dezember 2017 erhielt der Windkraftanlagenhersteller Vestas einen Auftrag zum Bau von Windparks mit einer Gesamtleistung von 190 MW; und 2018 kündigte Gamesa die Umsetzung von zwei Windparkprojekten mit einer Gesamtkapazität von 330 MW an [56, 57]. Wie bereits erwähnt, kann die Sonneneinstrahlung in einigen Gebieten des Landes 8,2 kWh/m2 erreichen, was eine enorme Ressource für die Energieerzeugung darstellt [19]. Daher sind in diesen Gebieten zahlreiche Solarenergieanlagen installiert, darunter PV-Kraftwerke, CPV- und CSP-Kraftwerke (Abb. 11). Die größte Photovoltaikanlage ist Solar Star mit einer Leistung von 747,3 MWp und die größte CPV-Anlage ist Alamosa mit einer Leistung von 35,2 MWp [58,59]. Etwa 0,5 % des Stroms aus erneuerbaren Quellen in den USA werden von CSP-Stationen erzeugt. Unter den parabolischen CSP-Anlagen ist SEGS California Complex mit einer Kapazität von 393,8 MW die größte [60]. Das Solana-Kraftwerk (280 MW) ist das größte Parabolkraftwerk mit Wärmespeicher [61]. Die größte Turmstation ist Ivanpah (377 MW) und die größte Turmstation mit Wärmespeicher ist Crescent Dunes (110,0 MW) [62,63].

Ivanpah Solar Electric Generating System CSP, 377 MW (USA). aenert

Die Anlage vom Typ Kimberlina STEP CSP Linear Fresnel hat eine Kapazität von 5 MW und die Anlage vom Typ Tooele Army Depot CSP Dish-Stirling hat eine Kapazität von 1,5 MW [64,65]. Das Potenzial der Wellenenergie wird auf 20-40 kWh geschätzt. In einigen Gebieten, vor allem auf den Hawaii-Inseln, ist die Entwicklung der Meerestechnologie im Gange. So sind in den Küstengebieten eine Reihe von Kraftwerken installiert: Hawaii Azura Wave Energy Project Power Plant (40 kW) [66], das RITE Project, NY Verdant Power Tidal Power Plant (1,05 MW) und MOE/NELHA Hawaii OTEC Anlage (100 kW) [67,68].
Die USA sind der weltweit größte Produzent von elektrischer und thermischer Energie aus geothermischen Quellen. Die derzeit in den USA installierte Kapazität der Geothermie beträgt 3.673 MW aus 93 Kraftwerken verschiedener Typen [95] (Abb. 12). In den meisten Fällen ermöglichen die geothermischen Dampfeigenschaften jedoch den Einsatz von Trockendampftechnologien.

Abbildung 12. Erneuerbare Energien in den Vereinigten Staaten von Amerika: Geothermie und Wasserstoff
 
Geothermiekraftwerke vom Binärtyp, von denen Steamboat Hills mit einer Leistung von 135,8 MW das größte ist, haben sich erheblich entwickelt. Das Single Flash Geothermiekraftwerk Steamboat Hills mit einer installierten Leistung von 14,4 MW befindet sich in Nevada [69,70]. Der Imperial Valley Complex ist ein leistungsstarkes Unternehmen, das die Double-Flash-Technologie nutzt und aus mehreren Stationen mit einer Gesamtkapazität von 327 MW besteht [71]. Im Westen des Landes und auf Hawaii gibt es Geothermiestationen kombinierten Typs – der Heber-Komplex hat eine Gesamtkapazität von 217,7 MW [72]. Die Geysers Complex Dry Steam Geothermal Plant in Kalifornien verfügt über eine installierte Leistung von 1.000 MW [73].
Die USA entwickeln die Wasserstoffenergie aktiv weiter und sind hinsichtlich Indikatoren wie der Produktionsmenge von kommerziellem Wasserstoff, der Stromerzeugung aus Brennstoffzellen, der Länge der Wasserstoffpipelines, der Anzahl der Wasserstofftankstellen und anderen unangefochtener Weltführer. Im März 2018 waren im Land mehr als 50 Wasserstofftankstellen in Betrieb (Abbildung 12). Es gibt Wasserstoffproduktionsanlagen im Land, die größte davon ist Texas City mit einer installierten Kapazität von 372.856 Nm³/h, im Besitz von TX Praxair [74] und Wasserstoff-Brennstoffzellenanlagen, einschließlich Newark, im Besitz von Delmarva Power, mit installierter Kapazität Leistung von 30 Megawatt [75]. Der Wasserstofftransport erfolgt über Pipelines mit einer Gesamtlänge von 2.320 km (Abb. 12).
Abbildung 13 zeigt die wichtigsten Bioenergieanlagen des Landes zur Energieerzeugung.

Abbildung 13. Erneuerbare Energien in den Vereinigten Staaten von Amerika: Bioenergie

Bioenergie wird in den USA aktiv entwickelt. Im Jahr 2023 betrug die installierte Leistung 10,93 GW (2,8 %) (Abb. 13). Das Land verfügt unter anderem über Biomasse- und Siedlungsabfallaufbereitungsanlagen, Biodiesel und Pelletproduktion (Abb. 13).
FL verwaltet das größte Biomassekraftwerk – Okeelanta 1-2 – mit einer installierten Leistung von 120,0 MW [76]. Das wichtigste Unternehmen in den Vereinigten Staaten im Bereich der Kraftstoffproduktion aus Biomasse ist das RBF Port Neches Biodiesel Plant mit einer installierten Leistung von 180 MW [77].
Die USA engagieren sich aktiv in der Produktion von Bioethanol und sind weltweit führend in diesem Energiesektor. ADM Cedar Rapids verfügt über eine installierte Kapazität von 540 Millionen Gallonen pro Jahr (MGY) [78]. Bioethanol der zweiten Generation aus Zellulose wird im DuPont-Werk in Nevada hergestellt, das über eine installierte Kapazität von 30,0 Millionen Gallonen pro Jahr (MGY) verfügt [79]. Hometown BioEnergy mit Sitz in La Sueur und einer Kapazität von 8 MW nutzt Biogas, das durch anaerobe Fermentation gewonnen wird [80].
Weitere bemerkenswerte Unternehmen sind: Plainfield Renewable Energy Biomass Gasification Plant, das jährlich etwa 350.000 Tonnen Holz verbrennt [81]; Enerkem Pontotoc-Abfallvergasungsanlage mit der Fähigkeit, 10 Millionen Gallonen Ethanol pro Jahr zu produzieren [82]; GM Defiance-Abfallvergasung durch Plasmaanlage mit einer Kapazität von 50 Tonnen pro Tag [83]; und Georgia Biomass Waycross mit einer Kapazität von 800.000 Tonnen Pellets pro Jahr [84].
Der Marktführer in der Stromerzeugung aus Siedlungsabfällen, Palm Beach 2, verarbeitet täglich etwa 3.000 Tonnen Abfall [85]. In den USA gibt es eines der am weitesten entwickelten Netzwerke von Unternehmen zur Stromerzeugung aus Deponiegas. Ein solches Unternehmen, Fairless Hills, erzeugt etwa 60 MW Strom aus Siedlungsabfällen aus der Produktion und Nutzung von Deponiegas [86]. Die UOP Kapolei Rapid Pyrolysis Demonstration Plant hat eine installierte Kapazität von 168 g/Tag [87] und die größte BTL-FT-Anlage, GTI Des Plaines, hat eine Kapazität von 5 MWth [88]. Torrefaction-Anlagen befinden sich hauptsächlich im Südosten des Landes, und die größte ist Zilkha Biomass Energy Selma, die 275.000 Tonnen pro Jahr produzieren kann [89].
Im Rahmen des Programms „Energy Domination“, das sowohl im Wahlkampf als auch während der Präsidentschaft von Präsident Donald Trump zum Ausdruck kam, wurden mehrere Reformrichtungen identifiziert. Die Reformen werden sich zunächst auf die Kohleindustrie auswirken – Präsident Trump versprach, die gesetzlichen Hindernisse für die Produktion von „sauberer Kohle“ zu beseitigen und das Moratorium für die Pacht von Kohlekraftwerken in den Bundesstaaten zu überarbeiten. Dennoch gehen die Analysten von Ernst und Young davon aus, dass Energieversorger oder Finanzinvestoren, die auf kostengünstiges Erdgas umsteigen, ihre bisherigen Geschäftsmodelle nicht grundlegend zugunsten von Investitionen in die Kohleproduktion umstellen werden, selbst wenn es keine bundesstaatlichen Kürzungen gibt [90]. Im Zuge seines Wahlkampfs betonte Trump zudem immer wieder, dass er die Beschränkungen für die Förderung von Schiefergas und Kerogenöl in Bundesstaaten aufheben werde [91]. Ölfirmen können jetzt beispielsweise in Alaska frei auf Bodenressourcen zugreifen [92]. Im März 2017 erließ der Präsident ein Dekret zur Überarbeitung aller bestehenden Regeln, Anordnungen und Richtlinien, die möglicherweise die Entwicklung oder Nutzung der im Inland verbrauchten Energieressourcen beeinträchtigen könnten, mit besonderem Augenmerk auf Öl, Erdgas, Kohle und Kernenergieressourcen [91].
Ein weiterer Aspekt der Energiepolitik ist die Erhöhung des Anteils der Ölimporte aus Kanada und Mexiko sowie die Verringerung der Abhängigkeit von Lieferanten aus dem Nahen Osten.
Im Bereich der erneuerbaren Energien war der Wendepunkt Trumps Entscheidung, die Teilnahme der USA am „Pariser Abkommen von 2015“ zu beenden, das darauf abzielt, die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern, da dieser nach Ansicht des Präsidenten die Wirtschaft des Landes untergräbt USA und bringt das Land in eine dauerhaft ungünstige Lage [93]. Allerdings erklärte Präsident Biden bereits in seinen ersten Tagen im Amt, dass die Vereinigten Staaten dem Pariser Abkommen wieder beitreten würden, und zwar am 19. Februar 2021. Bidens neuer Klimaplan ist der umfassendste, den der US-Präsident jemals verabschiedet hat [94].

Die USA belegen den 3. Platz von 133 Ländern, die im Ranking der Länder im Global Innovation Index 2024 berücksichtigt wurden (siehe Diagramm). Nach der Anzahl der Patente, die US-Bürgern im In- und Ausland erteilt wurden, liegt das Land weltweit auf Platz 3, hinter Japan und China. Nach der Anzahl der gültigen Patente belegen die USA jedoch den ersten Platz, was auf die günstigen Bedingungen des Landes für Innovationen hinweist.
198 amerikanische Universitäten sind im Ranking der weltweit führenden Universitäten enthalten – „QS University Rating 2024“. Es ist auch erwähnenswert, dass das BIP des Landes hoch ist, daher ist das Niveau der staatlichen Ausgaben für Bildung in absoluten Zahlen immer noch beträchtlich. Gemessen an den öffentlichen Ausgaben für Forschung und Entwicklung als Prozentsatz des BIP liegt das Land auf Platz 10 von 119, hinter Südkorea und einer Reihe von EU-Ländern. Die USA sind sehr gut positioniert, wenn man die Anzahl der Veröffentlichungen von Fachleuten in wissenschaftlichen und technologischen Zeitschriften und Patentaktivitäten betrachtet. Im Scimago-Ranking belegt das Land den 1. Platz von 240 teilnehmenden Ländern, und im Ranking „Scientific and Technical Journal Activities“ belegt es den 2. Platz von 197 Ländern. Auch bei der Zahl der Internetnutzer gehört das Land zu den Spitzenreitern in der Region.

Georgetown University. USA. aenert

US-amerikanische Universitäten wie das Massachusetts Institute of Technology, die Stanford University, das California Institute of Technology, die Yale University, die Harvard University, die Princeton University, die University of California und Berkeley bilden Fachkräfte in verschiedenen Bereichen der Energie aus, darunter Energietechnik, Umweltingenieurwissenschaften, Geologische Technik und nachhaltige Energie usw.
Im Bereich der synthetischen Kraftstofftechnologie patentieren ExxonMobil Research and Engineering Company, Chevron USA, Inc., Exxon Research and Engineering Company, General Electric, ConocoPhilips Company und Shell Oil Company ihre Erfindungen aktiv. Die Forschung in diesem Bereich wird vom University of Kentucky National Technological Laboratory (NETL), der Princeton University, der Texas A & M University und dem Pasific Northwest National Laboratory (PNNL) durchgeführt.
Im Bereich unkonventionelles Öl sind Halliburton Energy Services, Inc., Shell Oil Company, ExxonMobil Upstream Research Company, MI LLC, die Harris Corporation, Baker Hughes Inc. und ConocoPhilips hinsichtlich der Anzahl der Patente führend. Studien in diesem Bereich werden von der Texas A & M University, dem US Geological Survey (USGS), der Schlumberger Company, der Stanford University und der Colorado School of Mines durchgeführt.
Im Bereich Erdölbegleitgas wurden die meisten Erfindungen von Velocys Inc., ExxonMobil Upstream Research Company, ExxonMobil Research and Engineering Company, Siluria Technologies Inc., Velocys Inc., der University of North Dakota und der University of registriert Texas und Austin veröffentlichen aktiv wissenschaftliche Arbeiten auf diesem Gebiet.ExxonMobil Upstream Research Company, Halliburton Energy Services, Inc., CDX Gas LLC und Baker Hughes Inc. sind führend in der Anzahl der Patente im Bereich Kohleflöz-Methan-Bergbautechnologien. Studien werden von der Pennsylvania State University, der Texas A & M University und der Schlumberger Company durchgeführt , und Halliburton. Auf dem Gebiet der Kohlenwasserstoffproduktion aus Lagerstätten mit geringer Permeabilität sind Halliburton Energy Services, Inc., Baker Hughes Incorporated, Schlumberger Technology Corporation und Rohm and Haas Company die absoluten Patentführer. Studien werden auch von der University of Texas und Austin durchgeführt , Schlumberger Company, Texas A & M University und die University of Oklahoma.
Chevron USA, Inc., ExxonMobil Upstream Research Company, KJT Enterprises, Inc., Halliburton Energy Services, Inc. und Schlumberger Technology Corporation patentieren ihre Entwicklungen im Bereich der Gashydratproduktionstechnologien. Der US Geological Survey (USGS), das Lawrence Berkeley National Laboratory, das National Energy Technology Laboratory (NETL) und die Texas A & M University forschen auf diesem Gebiet.
Patente in bioenergetischen Technologien liegen bei Xyleco Inc, Celanese International Corporation, Solyzame, Inc., Heliae Development LLC und UOP LLC. Wissenschaftliche Forschung auf demselben Gebiet wird vom National Renewable Energy Laboratory (NREL), der University of California, der Iowa State University und der Purdue University durchgeführt.
Eine Vielzahl von Unternehmen patentieren Erfindungen und betreiben Forschung im Bereich erneuerbarer Energietechnologien. Im Bereich Solarenergie sind SunPower Corporation, 3M Innovative Properties Company, Boeing Company und PPG Industries Ohio, Inc. hinsichtlich der Anzahl der Erfindungen führend. Die meisten Veröffentlichungen stammen vom National Renewable Energy Laboratory (NREL), den Sandia National Laboratories, der University of California und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT). Die Erfindungen im Bereich der Windenergie sind patentiert von General Electric, Frontier Wind, LLC., Clipper Windpower LLC, Modular Wind Energy Inc. und werden vom National Renewable Energy Laboratory (NREL), der University of Massachusetts, Texas A & M. durchgeführt Universität und Sandia National Laboratories.

Im Climate Change Performance Index (CCPI) 2022, der die 64 Länder umfasst, die für mehr als 90 % der weltweiten energiebedingten CO₂-Emissionen verantwortlich sind, belegten die USA den 28. Platz ; Die USA gelten als „mittelmäßig“ und haben ihre Position in den letzten drei Jahren deutlich verbessert. Bezogen auf die Waldfläche des Landes lagen die USA im Jahr 2020 auf Platz 106 von 234; Der mit der Veränderung von 2010 bis 2020 verbundene Trend sieht jedoch sehr positiv aus; Nach dieser Kennzahl liegt das Land weltweit auf Platz 7, hinter China, Australien und Chile. Im Ranking des Environmental Performance Index (EPI), das sich vor allem auf die Bewertung der Umweltleistung nationaler Regierungen konzentriert, belegte das Land im Jahr 2020 den 24. Platz von 180 Ländern.

New York City Skyline during a cloudy sunset. Envato Elements. C3EVR46SLD

Das insgesamt negative Bild wird durch die Bewertung des Ecological Footprint Atlas noch verschärft Die USA gehören zu den großen ökologischen Schuldnern.

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Die Quellen der Diagramme und Kurven sind unter den Bildern angegeben. 

Weitere Informationen zur Energiewirtschaft in den Vereinigten Staaten finden Sie hier