Energieeffizienz

Die Energieeffizienz ist ein Maß für den Energieaufwand zur Erreichung eines festgelegten Nutzens. Im Gegensatz zum Wirkungsgrad bedarf der Nutzen hier keiner energetischen Definition. Ein Vorgang ist dann effizient, wenn ein bestimmter Nutzen mit minimalem Energieaufwand erreicht wird. Dies entspricht dem ökonomischen Prinzip (namentlich dem Minimalprinzip).

Eine Steigerung der Energieeffizienz führt in einer Volkswirtschaft meist zu einer Energieeinsparung. Das effizientere Produkt kann zu einer verstärkten Nachfrage anregen. Wenn die Preiselastizität der Nachfrage hoch ist, kann es zum Rebound-Effekt kommen (siehe auch Jevons’ Paradoxon). Beispiel: 10 % größere Effizienz → 10 % niedrigerer Energiepreis → 11 % größere Nachfrage → keine Energieeinsparung. Meist ist die Preiselastizität der Nachfrage gering.^[1]

Steigende Energiepreise (Ölpreis, Gaspreis, Strompreis, Kohlepreis, Preis für Brennholz, Holzpellets und andere) erhöhen für jedes Wirtschaftssubjekt den Anreiz (ggfs. auch Druck oder Zwang), seinen Energieverbrauch zu senken. Dies führt oft zu einer Steigerung der Energieeffizienz; am meisten dann, wenn er dies nutzenmaximierend tut (homo oeconomicus).

Normen und Gesetzgebung

Das EU-Energielabel gibt über die Energieeffizienz von Haushaltsgeräten Auskunft

Mit der EG-Richtlinie 2002/91/EG Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) kam der Begriff Energieeffizienz (Energy Performance) in den gängigen deutschen Sprachgebrauch.

In deutsches Recht umgesetzt wurde diese Richtlinie mit dem Energieeinspargesetz (EnEG) und darauf basierend mit der Energieeinsparverordnung (EnEV), worin in §20 die Verbesserung der energetischen Eigenschaften zur verbesserten Energieeffizienz führt. Dabei ist der Endenergiebedarf das Maß für die Energieeffizienz. Unterschieden wird die Gesamtenergieeffizienz, bei der zusätzlich zum Endenergiebedarf noch die Vorkette (Erkundung, Gewinnung, Verteilung, Umwandlung) der jeweils eingesetzten Energieträger (z. B. Heizöl, Gas, Strom, erneuerbare Energien etc.) berücksichtigt wird. Anhand der Vornorm DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebäuden kann die Energieeffizienz bestimmt und im Energieausweis dokumentiert werden.

Inzwischen stellt auch die EG-Richtlinie 2006/32/EG Energy Service Directive (ESD) Richtziele bereit und sorgt für eine Förderung des Markts bei Energiedienstleistungen sowie für die Bereitstellung von anderen Energieeffizienzmaßnahmen beim Endverbraucher.

Industrie

Viele industrielle Prozesse erfordern große Mengen Wärme und mechanische Energie, diese werden zum überwiegenden Teil mittels Brennstoffen und Elektrizität bereitgestellt. In einigen Bereichen (z.B. Zementherstellung) werde sogenannte Sekundärbrennstoffe eingesetzt. Aufgrund der Vielfältigkeit industrieller Prozesse, gibt es zahlreiche Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung. Oft handelt es sich dabei um speziell angepasste Prozesse und Technologien. Einige typische Möglichkeiten zur Energieeffizienzsteigerung sind häufig anzutreffen.

Konventionelle Stromerzeugung durch Dampfkraftwerke, bei der die anfallende Wärme als Abwärme entweicht, Wandelt typischerweise gut 30 % bis günstigstenfalls 60 % (GuD) der eingesetzten Energie in Elektrizität um. Durch kombinierte Nutzung von Elektrizität (Kraft-Wärme-Kopplung), können kombinierte Wirkungsgrade von über 90 % erreicht werden.

Verbesserte Kessel und Brenner können bei höheren Temperaturen arbeiten und gleichzeitig weniger Brennstoff verbrennen. Dadurch sind sie effizienter bei geringerer Schadstoffemission. Umgekehrt können etwa durch Einsatz von Porenbrennern und geeigneten Katalysatoren Verbrennungstemperaturen gesenkt werden, wodurch die Entstehung von Stickoxiden verringert wird und dadurch die für deren Reaktionsenthalpien verbrauchte erhebliche Wärmeenergie eingespart werden kann und die Energieeffizienz steigt.

Von den Brennstoffen, die amerikanische Industriebetriebe verfeuern, dienen (Stand etwa 2005) über 45 % zur Erzeugung von Dampf. Der typische Betrieb kann den Energieaufwand hierfür laut einem Merkblatt des Washingtoner Environmental and Energy Study Institute um 20 % verringern, indem er die Rohrleitungen für Dampf und Kondensat wärmedämmt, Lecks in den Dampfleitungen schließt und Kondensatableiter verwendet.^[2]

Viele Elektromotoren laufen bei konstanter Drehzahl, aber mit einer elektronischen Drehzahlregelung kann die Energieabgabe des Motors an die jeweilige Last angepasst werden. Damit können, je nach Art des Motoreinsatzes, Einsparungen von 3 bis 60 % erreicht werden.^[2]

Die Industrie verwendet eine Vielzahl von Pumpen und Kompressoren. Deren Effizienz hängt von verschiedenen Faktoren ab; oft kann durch bessere Prozessregelung und bessere Wartung die Effizienz verbessert werden. Kompressoren werden gewöhnlich dazu benutzt, Druckluft für Werkzeuge, Sandstrahlgebläse, Sprühgeräte und anderes zu erzeugen. Die Energieeffizienz der Pressluftanlagen kann um 20 bis 50 % verbessert werden, indem man Drehzahlregler installiert und durch vorsorgliche Wartung Lecks findet und abdichtet.^[2]

Energieeinsparung

Verbesserte Energieeffizienz ist eine der möglichen Methoden zur Energieeinsparung. Die Energieeinsparung ist der breitere Begriff, denn sie umfasst noch weitere Maßnahmen, die den Energieverbrauch vermindern, wie etwa Änderungen des Verhaltens. Zum Beispiel ist es auch ohne verbesserte Effizienz möglich, Energie zu sparen, indem man einen Raum im Winter weniger heizt oder weniger mit dem Auto fährt.

Der Energieverbrauch der Welt kann laut einer Studie der Internationalen Energieagentur (IEA) durch verbesserte Energieeffizienz von Gebäuden, Transport und industriellen Verfahren bis 2050 um 17 bis 33 % verringert werden.^[3]

In Deutschland kann laut einer Studie der Deutschen Unternehmensinitiative für Energieeffizienz (DENEFF) durch Effizienzmaßnahmen bis 2020 der jährliche Stromverbrauch um 68,3 Mrd. Kilowattstunden reduziert werden, was ungefähr der Leistung von zehn Kernkraftwerken entspricht.^[4]

Effizienzförderung in der Schweiz

Als Gegenvorschlag zu einer Volksinitiative für den Atomausstieg wurde in der Schweiz bereits in den 1980er Jahren folgende Verfassungs-Bestimmung eingeführt (Art. 89, Abs. 3): „Der Bund erlässt Vorschriften über den Energieverbrauch von Anlagen, Fahrzeugen und Geräten. Er fördert die Entwicklung von Energietechniken, insbesondere auch im Bereich des Energiesparens“. Die Bestimmung wurde allerdings bisher nur punktuell umgesetzt. Diese Weisung wurde auch im Energiegesetz von 1998 (EnG, Art. 9, Abs. 1) auch an die Kantone vermittelt „Die Kantone schaffen im Rahmen ihrer Gesetzgebung günstige Rahmenbedingungen für die sparsame und rationelle Energienutzung sowie die Nutzung erneuerbarer Energien.“

Siehe auch

Bundesstelle für Energieeffizienz
Energieverbrauchskennzeichnung
Energieeinsparung
Energiepolitik
Ökodesign-Richtlinie
Wärmerückgewinnung
Wirkungsgrad

Literatur

Bardt, H.: Steigerung der Energieeffizienz: Ein Beitrag für mehr Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit. Köln, 2007
Dispan, Jürgen (2011): Greentech im Maschinen- und Anlagenbau Baden-Württembergs. Potenziale in den Zukunftsfeldern Energieeffizienz, Erneuerbare Energien, Elektromobilität. Stuttgart (=IMU-Informationsdienst, Heft 1-2011). [4]
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)(Hrsg.): Energieeffizienz - die intelligente Energiequelle. Berlin: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz u. Reaktorsicherheit, 2006 BMU Berlin
Pehnt, Martin (Hrsg.), Energieeffizienz: Ein Lehr- und Handbuch, Springer, Berlin 2010
Steinmüller, B.: Reducing Energy by a Factor of 10 - Promoting Energy Efficient Sustainable Housing in the Western World. Lüneburg: Centre for Sustainability Management (CSM), 2008 CSM Lüneburg

Weblinks

Europa

European Council for an Energy Efficient Economy (eceee)

Deutschland

Thema Online "Energieeffizienz" - Publikationen und Forschungsaktivitäten des Wuppertal Instituts
Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
Deutsche Unternehmensinitiative für Energieeffizienz e.V. - DENEFF
BINE - Energieforschung für die Praxis
Klinergie 2020 - Energieeffizienz in Krankenhäusern, eine Informationskampagne der Stiftung viamedica
Bundesverband BKWK Kraft-Wärme-Kopplung - Chance für Wirtschaft und Umwelt
Initiative Energieeffizienz der dena (Deutsche Energie-Agentur)
Informations- und Qualifikationsoffensive für Klimaschutz und Energieeffizienz - Website zur Partnerschaft für Klimaschutz, Energieeffizienz und Innovation zwischen der IHK-Organisation, dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie und dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
„Kampagne Energieeffizienz“ des Bayerischen Landesamtes für Umwelt
Bundesstelle für Energieeffizienz

Österreich

Schweiz

Einzelnachweise

↑ Definition von Energieeffizienz des Wuppertal Instituts, September 2008, S.4
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 [1] Environmental and Energy Study Institute, Industrial Energy Efficiency. Using new technologies to reduce energy use in industry and manufacturing, Washington DC, May 2006
↑ [2] IEA, Energy Technology Perspectives 2006, Szenarien und Strategien bis 2050
↑ [3] DENEFF, 10-Punkte-Sofortprogramm, 7. April 2011

[1] Definition von Energieeffizienz des Wuppertal Instituts, September 2008, S.4

[EESI-2] 2,0 ^2,1 ^2,2 [1] Environmental and Energy Study Institute, Industrial Energy Efficiency. Using new technologies to reduce energy use in industry and manufacturing, Washington DC, May 2006

[3] [2] IEA, Energy Technology Perspectives 2006, Szenarien und Strategien bis 2050

[4] [3] DENEFF, 10-Punkte-Sofortprogramm, 7. April 2011

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