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24.9.2013 | Von:
Hans-Joachim Ziesing

Energieverbrauch und Energieeinsparung

Energieeinsparung und Energieeffizienz

Die Bundesregierung verfolgt das Ziel, die Treibhausgasemissionen in Deutschland bis zum Jahr 2050 im Vergleich zu 1990 um 80 bis 95 Prozent zu reduzieren (siehe. a. S. 38 ff.). Um dieses Ziel zu erreichen, setzt sie strategisch auf den verstärkten Einsatz von erneuerbaren Energien, gekoppelt mit einer nachhaltigen Verminderung des Energieverbrauchs. So soll der Primärenergieverbrauch bis 2050 gegenüber dem Niveau von 2008 halbiert werden, während der Energieverbrauch im Verkehr um 40 und der Raumwärmebedarf sogar um 80 Prozent sinken sollen. Ohne Energieeinsparung und eine wesentlich effizientere Energienutzung sind diese Vorgaben nicht zu realisieren. Dies gilt speziell auch für den Stromverbrauch, der nach Absicht der Bundesregierung bis 2050 im Vergleich zu 2008 um ein Viertel gedrosselt werden soll.

Zur Senkung des Energie- und des Stromverbrauchs ist die Energieeinsparung grundsätzlich der einfachste und kostengünstigste Weg. Dabei geht es im Grunde um die Frage, ob jede Energie- bzw. Stromnutzung wirklich notwendig ist. Es gibt viele Möglichkeiten, unnötigen Energieeinsatz zu vermeiden, ohne dazu investieren zu müssen. So kann man unbenutzte Zimmer nicht oder nur mit niedrigeren Temperaturen beheizen, generell überhöhte Zimmertemperaturen absenken, Räume nur kurz bzw. nicht dauerhaft lüften, Elektrogeräte ausschalten statt sie im Stand-by-Betrieb laufen zu lassen, Licht in unbenutzten Räumen stets ausschalten, kurze Strecken nicht mit dem Auto, sondern mit dem Fahrrad oder zu Fuß zurücklegen und vieles andere mehr. Ein bewussterer Umgang mit Energie kann den Verbrauch schon erheblich reduzieren.

Im Unterschied zu der eher verhaltensbedingten Energieeinsparung ist eine effiziente Energienutzung mit Investitionen in die entsprechenden Energiewandleraggregate wie Heizungsanlagen, Pumpen, Motoren und Beleuchtung verbunden. Auch Investitionen zur Reduzierung des Energiebedarfs – zum Beispiel die verstärkte Wärmedämmung von Gebäuden – können die Energieeffizienz steigern.
Der Verminderung des Stromverbrauchs kommt schon deshalb eine besondere Bedeutung zu, weil durch sie auch die (heute noch) recht hohen Verluste bei der Stromerzeugung reduziert werden können. Betrachtet man die nachstehenden Verwendungsbereiche der elektrischen Energie:

mechanische Energie: 38,7%
Beleuchtung: 16,2%
sonst. Prozesswärme: 15,7%
Information und Kommunikation: 11,0%
Kälteanwendungen: 10,0%
Warmwasser: 5,0%
Raumwärme: 3,5%,

dann sind Einsparmaßnahmen vor allem in den Bereichen mechanische Energie, Beleuchtung, Prozesswärme, Kälteanwendungen sowie Information und Kommunikation vordringlich.

Abgesehen von den verhaltensbedingten Möglichkeiten, den Stromverbrauch zu vermindern, gibt es Techniken, deren Einsatz zusätzliche Einsparpotenziale erschließt. Bei der Beleuchtung kann die Nutzung von LED-Leuchten und anderen effizienten Beleuchtungstechniken wie Leuchtstoffröhren und Halogenlampen den Stromverbrauch drastisch eindämmen. Große Einsparpotenziale gibt es auch bei mechanischen Anwendungen vor allem in industriellen und gewerblichen Bereichen, deren Stromverbrauch durch hocheffiziente Motoren, Pumpen, Ventilatoren, Lüftungsanlagen und effizientere Informations- und Kommunikationstechniken signifikant senkbar ist. Intelligente Steuerungen der Betriebsparameter von Maschinen, Geräten und anderen Systemen können dazu einen weiteren Beitrag leisten. Schließlich lässt sich der Stromverbrauch auch vermindern, indem Strom durch einen primärenergetisch effizienteren Energieträger ersetzt wird. So kann beispielsweise – soweit vorhanden – zur Raumheizung und zur Warmwasserbereitstellung Erdgas anstelle von Strom genutzt werden. Auch beim Kochen ist Gas primärenergetisch meist effizienter als Strom.

Was der Alltag kostet - Strompreise im ÜberblickWas der Alltag kostet - Strompreise im Überblick



Mit den bestehenden technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten lässt sich – auch unterstützt durch entsprechende Anreizsysteme – die angestrebte Senkung des Stromverbrauchs durchaus erreichen. Allerdings gibt es immer wieder neue Anwendungsfelder für elektrische Energie wie beispielsweise den steigenden Einsatz von Wärmepumpen sowie die zunehmende Ausstattung der Haushalte und Betriebe mit Elektrogeräten, die den Stromverbrauch wieder in die Höhe treiben.
Ebenso bedeutsam wie die Einsparung von Strom ist die Senkung des Energieeinsatzes für Wärmezwecke. Etwa 30 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs werden genutzt, um Räume zu heizen; bei den Haushalten sind es sogar mehr als 70 Prozent. Insofern hat die Raumwärme im Gebäudebestand eine herausragende Bedeutung, um die energie- und klimaschutzpolitischen Ziele zu erreichen. Hier gilt es, den Wärmebedarf zu senken und dabei die vom Nutzer geforderte Raumwärme zu gewährleisten.Die Senkung des Wärmebedarfs lässt sich durch eine optimale Wärmedämmung sämtlicher Gebäudeaußenflächen wie Wände, Böden, Dächer, Fenster und Türen erreichen.

Eine verbesserte Wärmedämmung sollte jedoch idealerweise durch effiziente Heizungstechniken ergänzt werden. Ein Großteil des Gebäudebestandes ist immer noch mit veralteten Heizungsanlagen ausgestattet, die Jahresnutzungsgrade von weniger als 70 Prozent erzielen. Schon übliche neuere Niedertemperaturheizungen oder Brennwertheizungen erreichen dagegen mehr als 95 Prozent. Eine effizientere Heizungsanlage verbraucht bis zu 40 Prozent weniger Energie; zusätzliche Einsparungen von Öl und Gas sind möglich, wenn Solarwärme und Biomasse (Holz) genutzt werden. Insgesamt kann der Gebäudeenergieverbrauch durchaus um bis zu 90 Prozent gesenkt werden. Als besonders wirksam können sich auch kleine KWK-Anlagen erweisen, die sogar Gebäude zu Energielieferanten werden lassen.
Mit steigenden Brennstoffpreisen wird der Anreiz, die dazu notwendigen Investitionen zu tätigen, sicherlich zunehmen. Bereits heute gibt es zielgerichtete finanzielle Maßnahmen, um Gebäudeeigentümer bei den notwendigen Investitionen zu unterstützen. Darüber hinaus könnten aber auch ordnungsrechtliche Vorgaben nötig werden, um die angestrebten Ziele zu erreichen.

Quellentext

Vom Beton-Dino zum Pionierprojekt

Sie hätten es auch einfach abreißen können. 16 Stockwerke, mehr als 40 Jahre alt, die 45 Meter hohe Fassade verblasst in tristen Grau- und Grüntönen, dazu ein Energieverbrauch, der einer Ökostadt absolut unwürdig war: Das Hochhaus "Bugginger Straße 50" im Freiburger Westen war ein hässlicher, ineffizienter Klotz. [...] Da schien der Gedanke, den Beton-Dino einfach dem Erdboden gleichzumachen und neu zu bauen, zunächst der vernünftigste.
Aber: So ein Hochhaus abzureißen kostet Geld, frisst Energie und produziert Unmengen von Bauschutt. [...] Da musste sich doch aus mehr als 7000 Quadratmetern Wohnfläche noch etwas Brauchbares machen lassen.

[...] [I]m August 2009 begann der Umbau [...] [zum] weltweit erste[n] Hochhaus, das nach dem Passivhausstandard saniert worden ist. [...] Der Heizwärmebedarf konnte von jährlich 68 Kilowattstunden pro Quadratmeter auf 15 gesenkt werden. Das seien fast 80 Prozent weniger Heizenergie, sagt [Architekt Manfred] Börsig. "Und es werden 57 Tonnen weniger CO2 ausgestoßen."
Um solche Werte erzielen zu können, musste das Hochhaus einmal komplett entkernt werden. [...] Innen ist es kleinteiliger geworden [...]: Statt wie früher 90 Familienwohnungen mit 3 bis 4 Zimmern, gibt es nun 139 kleinere Wohnungen. [...]

Fürs Energiesparen mussten die Planer einiges an Technik in den Betonklotz hineinbasteln, die dem ersten Blick verborgen bleibt. Auf dem Flachdach wird eine Photovoltaikanlage mit einer Spitzenleistung von 25 Kilowatt von der Sonne beschienen. Heiz- und Brauchwasser liefert ein benachbartes Blockheizkraftwerk mittels Fernwärme. Und um den Passivhausstandard zu erreichen, musste die Gebäudehülle nahezu luftdicht sein. Die bestehenden Balkone wurden deshalb in die Wohnflächen integriert, außen neue angebracht. Sie sind thermisch vom Gebäude getrennt, leiten also keine Wärme nach außen. Fassade, Dach und Kellerdecke wurden mit 20 Zentimeter dicker Dämmung versehen, Fenster mit Dreifachverglasung eingebaut.
Nicht an allen Stellen bot das Gebäude ausreichend Platz für eine klassische Dämmung. So wurde etwa in die Rollladenkästen Aerogel gespritzt, ein neuartiges Nanotechnik-Isoliermaterial. [...] "Wir haben eine gute Basis geschaffen", sagt Manfred Börsig, "doch das eigentliche Problem beim Energiesparen ist immer der Nutzer: Wenn der sich nicht anpasst, werden die theoretischen Werte nicht erreicht."

Um diese unsichere Variable kümmern sich Energieberater – Bewohner des Hauses, die eigens dafür geschult wurden, ihre Nachbarn darüber aufzuklären, wie man am effizientesten in einem Passivhaus wohnt. [...]
Wissenschaftlich begleitet wurde die Sanierung von Buggi 50 vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE), das seinen Sitz in Freiburg hat. [...] "[D]ie eigentliche Herausforderung für uns war die Lüftungsanlage", sagt Kagerer, "wir mussten da ein sehr einfaches System entwickeln, weil es für ein Gebäude dieser Größe überhaupt nichts Standardisiertes gibt." In dem neu errichteten Dachgeschoss drehen sich nun leistungsstarke Ventilatoren aus der Industrie. Sie saugen Frischluft an, die im Wärmetauscher mithilfe der Abluft aufgewärmt wird.

[...] Das Freiburger Modell auf andere Abrisskandidaten allerorten zu übertragen liegt da nahe. Geht es auch? [...] Selbst der ziemlich hohe Preis des Umbaus – insgesamt 13,44 Millionen Euro, von denen mehr als sechs Millionen die städtische Wohnungsbaugesellschaft aus eigener Tasche gezahlt hat – scheint nicht besonders abschreckend zu wirken. Nachdem man das Pionierprojekt in der Fachwelt zunächst skeptisch kommentiert hatte, reisen jetzt Experten und potenzielle Nachahmer aus Asien, Skandinavien und den USA an, um Buggi 50 zu besichtigen. [...]

Claudia Füßler, "Einfach dichtgemacht", in: DIE ZEIT Nr. 12 vom 15. März 2012

Auf den Verkehrssektor entfallen rund 27 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs. Hier wird angestrebt, den Verbrauch bis 2050 um 40 Prozent zu senken. Seit Ende der 1990er-Jahre sind im Verkehrsbereich entsprechende Tendenzen erkennbar, sie müssten allerdings wesentlich verstärkt werden. Denkbar ist zunächst die schlichte Kraftstoffeinsparung. Dazu müssten die Autofahrer vermehrt auf unnötige Fahrten verzichten, energiebewusster fahren, wo möglich auf den öffentlichen Personen(nah)verkehr umsteigen oder Fahrgemeinschaften bilden. Die Hersteller könnten sich um eine effizientere Fahrzeug- und Antriebstechnik bemühen sowie – nicht zuletzt aus klimaschutzpolitischen Gründen – um den Austausch der Kraftstoffe auf Mineralölbasis durch indirekte (elektrische Energie; Wasserstoff) oder direkte (biogene Kraftstoffe) erneuerbare Energien. Staatlicherseits müssen völlig neuartige Mobilitätsstrategien entwickelt werden, die infrastrukturelle Erfordernisse ebenso einbeziehen wie die möglichst intelligente Vernetzung der verschiedenen Verkehrssysteme. Aber auch die Kaufentscheidungen der Verbraucher sind zu beachten, denen die Industrie eine große Auswahl an Fahrzeugen zur Verfügung stellt, vom sparsamen Kleinwagen bis zum großvolumigen SUV mit sehr hohem spezifischem Kraftstoffbedarf. Hilfreich sind in diesem Zusammenhang die auf EU-Ebene festgelegten maximalen CO2-Grenzwerte für Neuwagen. Eine Kaufentscheidung für ein kleineres, verbrauchsarmes Fahrzeug, das ja zugleich mit erheblich geringeren Anschaffungskosten verbunden ist, könnte schon helfen, den verkehrsbedingten Energieverbrauch zu senken. Allerdings lässt die bisherige Entwicklung noch keine eindeutige Tendenz in diese Richtung erkennen – allenfalls einen Trend hin zu Dieselfahrzeugen, die energieeffizienter sind als Pkw mit Ottomotoren. Zudem ist insgesamt – auch dank der Vorschriften der EU über Grenzwerte für den spezifischen CO2-Ausstoß (siehe  a. 38 ff.) – eine leichte Entwicklung zugunsten energieeffizienterer Fahrzeuge spürbar.

Quellentext

Zwischen Klima- und Kostenbewusstsein

[...] In der OPTUM-Studie "Autos unter Strom" kommen das Öko-Institut und das ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung zu dem Ergebnis, dass weniger das Klima- als das Kostenbewusstsein und andere Faktoren entscheidend sind: Kraftstoffpreis, Preis pro Kilowattstunde, Kilometer-Reichweite (zurzeit 160) und Ladedauer (zurzeit mehrere Stunden) der Batterie. Fazit: "Die Sensitivitätsberechnungen zeigen, dass viele Autofahrer am liebsten an ihren Fahr- und Tankgewohnheiten festhalten. [...]"


Wolfgang Wiedlich, "E-Mobile und Steckdose", in: General-Anzeiger Bonn vom 22./23. Juni 2013

Für das Jahr 2020 wurde in der Studie OPTUM von folgenden durchschnittlichen Fahrzeugeigenschaften ausgegangen:
  • Elektroauto: Es fährt nur mit Strom aus der Steckdose. Neupreis: 32 000 Euro. Kosten pro 100 Kilometer: 4,06 Euro (bei einem Strompreis von 22 Cent pro Kilowattstunde). Reichweite: 160 Kilometer. Motorleistung ca. 20 KW weniger als die unten genannten Referenz-Fahrzeuge.
  • Plug-in-Hybrid: Dieser Autotyp hat einen Verbrennungs- und einen Elektromotor. Die Batterie wird beim Bremsen und an der Steckdose aufgeladen. Neupreis: 27 700 Euro. Kosten pro 100 Kilometer: 5,60 Euro (bei einem Strompreis von 22 Cent pro Kilowattstunde und einem Benzinpreis von 1,52 Euro pro Liter). Elektrische Reichweite 50 Kilometer. Motorleistung 100 KW.
  • Benziner/Diesel: Neupreis 24 400 Euro. Kosten pro 100 Kilometer: 8,21 Euro (bei einem Benzinpreis von 1,52 Euro pro Liter und Verbrauch von 5,4 Litern auf 100 Kilometern). Motorleistung 100 KW.
  • Verteilung 2030: ca. 800 000 reine Elektromobile (2011: 2300), ca. 5,1 Millionen Plug-in-Hybride (2011: 37 000), ca. 42 Millionen Benzin-/Dieselfahrzeuge.
Forschungsprojekt OPTUM Optimierung der Umweltentlastungspotenziale von Elektrofahrzeugen – Integrierte Betrachtung von Fahrzeugnutzung und Energiewirtschaft, Öko-Institut e. V. und ISOE-Institut für sozial-ökologische Forschung, gefördert durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Berlin 2011

Fazit: Alles in allem zeigen die meisten Studien, dass die technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten zur Energieeinsparung in nahezu allen Bereichen groß genug sind, um die angestrebten Einsparziele erreichen zu können. Dazu sind aber nicht nur die privaten Haushalte gefragt, sondern ebenso die Industrie wie der Energiesektor selbst. Bei den Kraftwerken zumindest ist der Weg mit dem zunehmenden Übergang auf erneuerbare Energien weitgehend vorgezeichnet.
Im industriellen Bereich könnte unter anderem auch der europäische Emissionshandel mit der Festlegung anspruchsvoller Emissionsgrenzen ein wesentliches Instrument zur Energieersparnis darstellen. In jedem Fall bedarf es einer entsprechend gezielt ausgerichteten Energie- und Klimaschutzpolitik.
Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, dass die angestrebte Verbesserung der Energieeffizienz durchaus unerwünschte Folgen haben kann. In Fachkreisen wird zunehmend darauf hingewiesen, dass Effizienzsteigerungen im Ergebnis nicht vollständig zum Tragen kommen, sondern die damit meist verbundenen Kosteneinsparungen an anderer Stelle eine Mehrnachfrage nach Energie auslösen können. Dieser sogenannte Rebound-Effekt macht also Effizienzerfolge teilweise wieder zunichte. Eindeutig belastbare Aussagen zum Umfang dieser Effekte liegen noch nicht vor. Schätzungen gehen davon aus, dass langfristig und im Mittel durchaus mit gesamtwirtschaftlichen Rebound-Effekten von 50 Prozent gerechnet werden darf. Wenn dies so ist, muss die Frage gestellt werden, ob die großen klimaschutzpolitischen Ziele tatsächlich allein durch Nutzung der technisch-wirtschaftlichen Effizienzpotenziale erreichbar sind oder ob sie nicht auch einen grundlegenden Wandel unserer Lebensstile erfordern.

Quellentext

Nachteile des Effizienzprinzips

[...] Effizienzpolitik ist so sperrig, weil sie es nicht mit zwei oder zwanzig, sondern mit Hunderten von Produkten zu tun hat. Mit Pumpen, Lüftern und Motoren, mit Boilern und Lampen, mit Wohnhäusern, Bürogebäuden und Fabriken, mit Steckdosen und Ventilen, mit Waschmaschinen und Fernsehgeräten, mit Autos und mit Kraftwerken. [...]
Nahezu jedes Ding kommt auch mit weniger Energie zurecht. Jedes, genau das ist das Problem. [...]
Hinzu kommt: Effizienzpolitik lässt etwas verschwinden, was vorher da war, ein Kraftwerk zum Beispiel oder einen Tanklastwagen, der seltener zum Auffüllen der Ölvorräte im Heizungskeller vorfahren muss. Verschwundenes ist aber untauglich als Beleg für Erfolg. Stattdessen wecken die Kämpfer für Effizienz noch neue Ängste. Weniger Energie? Da muss das Bier doch warm und die Stube kalt bleiben. Rationierung ist das. Ökodiktatur!
[...] In anderen Lebensbereichen klagt niemand über diktatorisches Gehabe. [...] Aber wenn es um einen vernünftigen Umgang mit Energie geht, ist schnell von Zwang die Rede. Als der EU-Energiekommissar Günther Oettinger [...] seine Effizienzrichtlinie vorstellte, berichtete dpa über das "Energiespar-Diktat der EU". Punkt.
Bloß geht es nicht ohne Effizienz. Sie ist billig, umweltverträglich und sofort nutzbar. [...]

Fritz Vorholz, "Ihr wollt gar nicht sparen!", in: DIE ZEIT Nr. 28 vom 7. Juli 2011 www.zeit.de/2011/28/Energiewende/komplettansicht