2.1 Energieeffizienztechnologien

Die Energieeffizienztechnologien haben in der heutigen Zeit eine entscheidende Rolle. Durch die gesteigerte Effizienz von verschiedensten Technologien kann der Energieverbrauch deutlich gesenkt werden. Dabei müssen die industriellen Aktivitäten bzw. der individuelle Komfort (z.B. Heizung, Licht) nicht vermindert werden, um den Verbrauch zu senken. Sollte der Verbrauch jedoch vermindert werden, würde der Primärstromverbauch, welcher durch die effizientere Nutzung gesenkt wird, noch weiter gesenkt werden.

Es gibt zahlreiche Technologien die dies in unserer modernen Zeit ermöglichen. Jeder Bereich, in dem Energie genutzt wird, kann weiter verbessert und dadurch die Effizienz erhöht bzw. der Energieverbrauch gesenkt werden.

Die unten stehende Grafik zeigt zwei mögliche Szenarien, wie sich der Stromverbrauch in Deutschland bis zu dem Jahre 2025 entwickeln könnte. Die gepunktete blaue Linie zeigt den Stromverbrauch aus dem Jahre 2006. Sollte sich der Stromverbrauch nicht ändern, bleibt er bei ca. 510 TWh pro Jahr. Bei dem ersten Szenario (heutiger Trend) bleibt der Anstieg des Stromverbrauchs konstant. Der Stromverbrauch ist 2025 um den Faktor 1,5 höher als in dem Jahr 2006. Das entspricht einem Plus von 50%.

Sollten alle bisher möglichen Einsparpotentiale genutzt werden, könnte es so wie in dem zweiten Szenario (hier in Rot) verlaufen. In dem Jahr 2025 würde der Stromverbrauch dann nur noch 60%, im Vergleich zu 2006, betragen. Das wäre eine Einsparung von rund 40%. Zusammen stellen die beiden Szanarien den Best und den Worst Case des Stromverbrauchs in der nahen Zukunft dar.

Einsparpotential elektrischer Energie [1]

2.1.1 Wärmepumpe

Luftwärmepumpe [9]

Mit der Hilfe einer Wärmepumpe kann ein Haushalt mit warmen Wasser versorgt und beheizt werden. Dabei unterscheidet man Grundsätzlich zwischen 3 Arten von Wärmepumpen. Es wird über die Luft, die Erde oder das Grundwasser die gespeicherte Sonnenenergie bezogen. Wenn die Wärmepumpe dann noch mit Strom aus einer regenerativen Quelle betrieben wird, kann man sie als eine der besten Heiztechnologien bezeichnen.

Im Vergleich zu anderen Brennstoffen, wie z.B. Öl oder Gas, nutzt die Wärmepumpe die zur verfügung stehende Energie effizienter, da sie keine Energie in Form von Abgasen verschwendet. Bei Erdwärmepumpen müssen außerdem nur 22% der Energie, die für die zu erzeugende Wärmeleistung benötigt wird, durch andere Energieträger bereitgestellt werden. Die restlichen 78% Energie stammen von der Erde.

 

2.1.2 Elektromobilität

Elektro-Auto von Renault-Nissan [13]

Elektromobilität beschreibt die Nutzung von elektrisch bertiebenen Fahrezeugen, wie es sie in Europa vor allem als Straßenbahnen oder Zügen gibt und schon zum Alltag gehören. Nocht nicht so weit verbreitet sind jedoch Elektroautos die, im Gegensatz zu Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, eine deutlich effizientere Energienutzung haben.

Mit der Hilfe von Elektroautos kann das Klima besser geschützt werden, die Energieversorgung kann gesichert werden, da man nicht mehr von Öl abhängig ist und lokale Emissionen werden dadurch auch deutlich verringert. Somit kann man mit Hilfe von Elektroautos die zukünftigen Vekehrsmittel effizienter machen.

In intelligenten Stromnetzen dienen die Energiespeicher der Automobile als dezentrale Speicher. Sie sind zu Zeiten von Leistungsspitzen als Energiequelle zu betrachten. Sobald in dem Netz überschüssige Energie produziert wird, dienen die Automobile als Energiespeicher. Das freigegebene Energiekontigent ist jedoch klein genug, sodass der Besitzer des Fahrzeugs noch damit fahren kann, d.h. dass der Akkumulator nicht vollständig entladen ist, sondern über ausreichend Energie verfügt.

2.1.2.1 Eletromobilität in der Politik

Die Elektromobilität ist in der Politik von großer Bedeutung. Die Bundesregierung setzt sich dafür ein, dass Deutschland in dem Gebiet der Elektromobilität Marktführer wird. Doch bis jetzt haben Elektroautos noch keinen signifikanten Marktanteil, da es noch große Probleme mit den Akkumulatoren gibt, was bedeutet, dass man mit der aktuellen Technik nur 100 bis 150km weit kommen kann.

Zurzeit existieren schon Akkumulatoren, mit denen bis zu 600km gefahren werden kann, bisweilen allerdings nur für Forschungszwecke. Dies soll sich bis 2020 ändern. Das Ziel der Bundesregierung ist es, 1 Millionen Elektroautos auf deutschen Straßen zu bringen. Im Vergleich: Aktuell sind knapp 50 Millionen Kraftfahrzeuge in Deutschland zugelassen.

2.1.2.2 Alternative zum Individualverkehr

Individualverkehr in Deutschland [7]

Wie der öffentliche Verkehr stellt auch die Elektromobilität eine effiziente Alternative zum Individualverkehr dar. Mit einem Elektroauto ist man emissionsfrei unterwegs, was im Vergleich mit dem öffentlichen Verkehr ein klarer Vorteil ist.

Durch die Integration der Elektromobilität in den öffentlichen Verkehr kann der Energieverbrauch enorm gesenkt werden. Dabei muss aber, wie schon immer bei dem öffentlichen Verkehr üblich, auf die individuelle Freiheit bzw. den Komfort verzichtet werden. Das Individuum kann nicht frei über Zeiten und Wege bestimmen.

Seit einigen Jahren wird versucht, den Energieverbrauch durch die Bildung von Fahrgemeinschaften zu senken. Der Übergang zwischen individuellem und öffentlichem Verkehr wird durch sogenannte "Park & Ride" Angebote vereinfacht.

Dadurch können Verkehrsprobleme bei großen Events und im Berufsverkehr gelöst werden. Die effizienteste Alternative zum Individualverkehr wird in Zukunft aber die Elektromobilität sein, da diese unter anderem in den Stromnetzen eine wichtige Rolle spielt und die Umwelt schont.

2.1.3 Beleuchtung

Photo: ESA - Night lights from the ISS [10]

Die Beleuchtung ist ein großer Energieschlucker. So groß, dass man sogar aus dem Weltraum das künstliche Licht wahrnehmen kann (siehe Bild). Allein in Deutschland werden schon 12% der Energie für künstliches Licht verbraucht. Weltweit sind es sogar 20%, also ein Fünftel der gesamten Energie. Außerdem erzeugen Glühbirnen Kohlenstoffdioxid, was zusätzlich noch dem Klima schadet.

Es ist daher sehr wichtig, effizientere Methoden der Lichterzeugung zu benutzen. Um das Ganze zu unterstützen wurden kürzlich erst alle 60W, 75W und 100W Glühbirnen vom Markt genommen um den Stromverbrauch zu veringern und den kompletten Umstieg auf Energiesparlampen langsam zu verwirklichen.

2.1.3.1 Energiesparlampen

"Der Blaue Engel" [11]

Aktuell gelten Energiesparlampen als die beste Energieeffizienztechnologie der Beleuchtung. Sie haben mit einem Wirkungsgrad von 25% eine fünfmal größere Stromausbeute wie normale Glühbirnen, bei denen ca. 95% der zugeführten elektrischen Energie durch Abwärme verloren gehen. Dazu kommt noch, dass Energiesparlampen die 8- bis 12-fache Lebensdauer besitzen.
Es gibt dabei jedoch zwei Probleme:

  • Das erste Problem ist, dass man als Normalverbraucher nicht weiß, wie die Unterschiede von den verschiedenen Fabrikaten aussehen und manche Lampen zudem noch von schlechter Qualität sind, was die Käufer wieder zu den alten, vertrauten Glühbirnen führt.Ein Versuch dies zu verhindern ist, die Energiesparlampen mit dem Umweltzeichen "Blauer Engel" zu markieren, um die Normalverbraucher wieder anzusprechen.
  • Das zweite Problem liegt darin, dass Energiesparlampen Quecksilber enthalten und dadurch die Entsorgung schwierig ist. Verschiedene Organisationen erwarten vom Handel ein flächendeckendes Rücknahmesystem, da man ansonsten die Umwelt wieder stärker belasten würde.

2.1.3.2 LEDs und OLEDs

LED-Glühbirne [12]

 LEDs (Lichtemittierende Dioden) werden mit sehr großer Wahrscheinlichkeit stark in der Zukunft vertreten sein. Sie sind den Energiesparlampen in Sachen Wirkungsgrad und Lebensdauer (bis zu 100.000Std) um einiges überlegen. Desweiteren sind sie gegenüber Erschütterung unempfindlich da sie keinen Holkörper besitzen. Außerdem enthalten LEDs kein giftiges Quecksilber, wie es bei Energiesparlampen der Fall ist, und schaden der Umwelt dadurch nur sehr geringfügig.


Doch es gibt nicht nur Vorteile:
LEDs erzeugen kein "warmes" Licht, sondern ein "kühleres, bläuliches" Licht. Durch die Einschränkung sind die LEDs noch nicht so beliebt. Die Verbraucher sind noch an das "warme" Licht der 100W Glühbirne gewöhnt. OLEDs (Organische Leuchtdioden) haben diese Einschränkung nicht. Sie sind Flächenstrahler. Bis jetzt gibt es diese Leuchtdioden nur in kleinen Pilotserien und sind noch nicht weit auf dem Markt verbreitet, aber sie besitzen das Potential zu einem Verkaufsschlager zu werden.

 

Quellen

[1] http://imperia.mi-verlag.de/imperia/md/content/ai/produktion/energieeffizienz/ee_schroeppel.vde.pdf

[2] http://www.bmwi.de/Dateien/BMWi/PDF/

[3] http://www.umweltbundesamt.de/energie/archiv/kosten_und_modellvergleich_langfristiger_klimaschutzpfade.pdf

[4] http://www.co2-handel.de/article341_15226.html

[5] http://www.co2-handel.de/article341_15286.html

[6] http://www.stuttgarter-zeitung.de/   

[7] http://www.buefem.de/images/stau.jpg

[8] http://energieberatung.ibs-hlk.de/planwp.htm

[9] http://www.weishaupt-ag.ch/mainProdukte/produkteWP

[10] http://www.esa.int/images/493877main_iss025e009840_full.jpg

[11] http://de.wikipedia.org/wiki/Blauer_Engel

[12] http://www.amansis.de/pic/led-lampen/MR16_38led_01.jpg

[13] www.cnet.de/i/c/dl/car/e-antrieb/_renault-nissan-project-better-place4.jpg