Strategien für die Zukunft

Saubere Energie  

Um in Zukunft ausreichend bezahlbare Energie zur Verfügung zu haben, ohne bei ihrer Erzeugung die Umwelt über Gebühr zu belasten, stehen zwei Strategien im Mittelpunkt: Eine bessere Nutzung der Energie, und der Ersatz fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Energien. Die bessere Nutzung der Energie ist der wichtige erste Schritt, da er meist preiswerter ist als die Erschließung neuer Energiequellen, und zudem jede Art von Energieerzeugung die Umwelt belastet.

Was bedeutet nachhaltige Energieversorgung?

Die Bedeutung einer zuverlässigen Energieversorgung für unsere Lebensqualität kann kaum überschätzt werden; das gegenwärtige System der Energieversorgung ist aber auch eine der Hauptursachen von Luftverschmutzung und Klimawandel; und ob Energie in Zukunft bezahlbar bleibt, ist angesichts der Endlichkeit fossiler Energieträger (>> Beispiel Öl)) mehr als ungewiss. Was zu beachten ist, wenn wir unsere Energieversorgung zukunftsfähig machen wollen, hat ein Expertengremium der Bundesregierung bereits im Jahr 2003 beschrieben:

Leitplanken nachhaltiger Energiepolitik

Eine nachhaltige Energieversorgung darf keine Luftverschmutzung verursachen, die Menschen krank macht oder zu einem Klimawandel beträgt, der mehr als 2 °C beträgt (wobei letzterer Wert nicht etwa ein wünschenswertes Ziel, sondern als realistischer Mindestschaden anzusehen ist; weniger gilt als kaum möglich - siehe hierzu auch >> Wie können wir den Klimawandel beenden?). Der Anbau von Bioenergiepflanzen darf nicht zu Lasten der Nahrungsmittelversorgung gehen, und darf auch nicht auf Kosten natürlicher Ökosysteme geschehen - daher dürfen nicht mehr als 3 Prozent der weltweiten Landfläche hierfür genutzt werden. Die nachhaltige Energieversorgung sollte einen Zugang zu modernen Energiesystemen für alle Menschen auf der Welt ermöglichen, und sie sollte keine intolerablen Risiken verursachen.

(aus dem Gutachten “Energiewende zur Nachhaltigkeit” des Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen, Seite 115)

Jede Energieerzeugung, auch die aus erneuerbaren Energiequellen, belastet die Umwelt. Die Unterschiede zwischen den Energiequellen sind dabei enorm, aber dennoch gilt: die sauberste Energie ist die, die nicht erzeugt werden muss - und hier gibt es ein riesiges Potenzial: Der größte Teil der erzeugten Energie wird nämlich gar >> nicht genutzt. VVor der Frage nach künftigen Energiequellen sollte daher die Frage stehen, wie viel Energie wir eigentlich brauchen.

Die Effizienzstrategie

Umwandlungsverluste reduzieren:
Effiziente Stromerzeugung und Kraft-Wärme-Koppelung

Besonders verlustreich ist die Stromerzeugung in Wärmekraftwerken, bei der durchschnittlich nur ca. 39 Prozent der Primärenergie genutzt werden. Zwar können moderne Kraftwerke Wirkungsgrade bis zu 53 Prozent erreichen, aber das Problem ist ein grundsätzliches: Strom ist ein hochwertiger Energieträger (siehe Kasten >> Energie: Neben der Menge zählt auch die Qualität), dessen Herstellung in Wärmekraftwerken immer mit erheblichen Wärmeverlusten verbunden ist. Um deutliche Steigerungen der Energienutzung zu erzielen, gibt es zwei Möglichkeiten: Erstens eine direkte Stromerzeugung (ohne den Umweg über Wärme), zum Beispiel mit Wind, Sonne und Wasser (>> mehr); zweitens die Nutzung der Abwärme - so ein System heißt Kraft-Wärme-Koppelung.

Möglichkeiten effizienter Stromerzeugung: Direkte Stromerzeugung und Kraft-Wärme-Koppelung

Die beiden wichtigsten Möglichkeiten effizienter Stromerzeugung: Direkte Stromerzeugung mit Sonnen-, Wind- und Wasserkraft vermeidet die Wärmeverluste in Wärmekraftwerken (oben), Kraft-Wärme-Koppelung nutzt die entstehende Abwärme. Eigene Abbildung nach einer Vorlage des >> WBGU, Zukunftsfähige Bioenergie.

Da dafür ein Wärmetransportnetz nötig ist, lohnt sich dieses aber nur, wenn die Kraftwerke nicht zu weit von den Wärmeverbrauchern entfernt sind. Konsequenz: Große, zentrale Kraftwerke sollten für eine bessere Energienutzung durch kleinere Kraftwerke mit hohem Wirkungsgrad ersetzt werden, bei denen die entstehende Abwärme als Nah- oder Fernwärme zur Hausheizung oder für gewerbliche Zwecke verwendet wird. Dort wird dadurch die Erzeugung von Kohlendioxid durch Heizkessel vermieden. Mit Nah- und Fernwärme kann man übrigens im Sommer auch kühlen - die verwendete Absorptionstechnologie ist die gleiche wie bei Kühlung mit Erdgas. Bisher wird die Kraft-Wärme-Koppelung in Deutschland nur bei etwa 10 Prozent der Stromerzeugung genutzt. Ganz zu Ende gedacht, kann man einen Teil der Stromerzeugung auch gleich ganz zu den Wärmeverbrauchern verlegen:

Das "Energie-Internet"

Statt wie bisher Strom ausschließlich von Energieversorgern zu beziehen, könnten Haushalte und andere Wärmeverbraucher wie Industriebetriebe in Zukunft selber Strom erzeugen. Grundlage sind Heizungsanlagen, die mit Ottomotoren, Gasturbinen oder seit neuesten auch mit Stirling-Motoren ausgestattet sind und gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen (sogenannte Blockheizkraftwerke) - 80.000 Aggregate des Erdgas-betriebenen Modells WhisperGen sollen in den nächsten Jahren in Großbritannien installiert werden. Der Vorteil gegenüber größeren Heizkraftwerken: Die Kosten der Infrastruktur für die Wärmeverteilung und die dabei entstehenden Verluste entfallen. Und: In Zukunft könnte Erdgas als Energiequelle mit Hilfe von Mikroelektrolyse-Anlagen zur Herstellung von Wasserstoff ersetzt werden (>> hier). Diese Anlagen können je nach Unternehmergeist des Nutzers von diesem selbst betrieben werden (womit er Geld sparen sollte: Schon heute erhalten Industriebetriebe bessere Angebote von Stromerzeugern, sobald sie Kraft- Wärmekoppelungsanlagen auch nur planen), oder als Dienstleistung vom bisherigen Energieversorger betrieben werden, dem sich dadurch neue Geschäftsfelder erschließen.

Solche Kleinanlagen können zudem in Zukunft durch ein “intelligentes Stromnetz” (>> hier) direkt angesteuert werden und Strom gezielt dann erzeugen, wenn er knapp und teuer ist, was ihren Betrieb noch lohnender macht.

Der Umbau unserer Stromerzeugung: Kraft-Wärme-Koppelung und direkt erzeugter Strom verringern den Brennstoffverbrauch

Der notwendige Umbau unserer Stromerzeugung: Mehr direkt erzeugter Strom und
mittels Kraft-Wärme-Koppelung genutzte Wärme erhöhen die Effizienz der
Stromerzeugung deutlich; direkt erzeugter Strom verringert den Brennstoffverbrauch
in Wärmekraftwerken und die Verwendung der bei der Stromerzeugung anfallenden
Wärme verringert den Brennstoffverbrauch in Heizkesseln und Heizungsanlagen. Eigene
Abbildung nach >> WBGU, Zukunftsfähige Bioenergie.

Die Systemfrage: Brauchen wir neue Großkraftwerke?

Der Bau neuer fossiler Großkraftwerke ruft immer wieder heftige Proteste hervor: Zum einen fürchten die Anwohner Umweltverschmutzung, zum anderen wird befürchtet, dass damit der Kohlendioxidausstoß mindestens der nächsten 40 Jahre beschlossen ist. Die Stromkonzerne weisen dagegen darauf hin, dass neue Kraftwerke effizienter (und damit sauberer) sind als alte und die Grundlastversorgung für die Industrie nicht ohne diese Kraftwerke sichergestellt werden könne - und setzen auf die Kohlendioxidspeicherung (>> hier), um die Klimafolgen zu bekämpfen. Diese Technik kostet aber erhebliche Energie und verringert damit den Wirkungsgrad der Kraftwerke weiter; außerdem lohnt sie sich nur bei großen Kraftwerkseinheiten - steht also der klimafreundlichen Kraft-Wärme-Koppelung entgegen. Da zudem auch der Kohlebergbau erhebliche Umweltauswirkungen hat, ist es bis zur viel beworbenen “sauberen Kohle” noch ein weiter Weg. Brauchen wir die neuen Kraftwerke trotzdem, um unsere Stromversorgung zu sichern? Kleine Kraftwerke mit Kraft-Wärme- Koppelung nutzen die Energie wesentlich effizienter als noch so moderne neue Großkraftwerke ohne Kraft-Wärme-Koppelung; und sie können die Schwankungen erneuerbarer Energieträger ebenfalls ausgleichen. Hier steht die mit der Nutzung fossiler Brennstoffe verbundene Systemlogik der Energiekonzerne (“je größer, je besser”) gegen die Erfordernisse erneuerbare Energien, zu denen clevere Lösungen aus vielen vernetzten Kleinanlagen besser passen - Großrechner gegen Internet, sozusagen (siehe auch >> hier). Wissenschaftler fordern, dass weltweit höchstens 25 Prozent der Investitionen in konventionelle fossile Kraftwerke gesteckt werden dürfen, wenn das 2-Grad-Klimaziel (>> hier) eingehalten werden soll (siehe z.B. >> WBGU 2009). Die europäische Vereinigung für erneuerbare Energien EUROSOLAR fordert daher auch den Bau von einer Millionen kleiner, gasbetriebener Blockheizkraftwerke, um damit 20 Großkraftwerke zu ersetzen.

Für die >> Bekämpfung des Klimawandels spielt ja auch der zur Stromerzeugung in Kraftwerken verwendete Energieträger eine Rolle: Kohle enthält bei gleichem Energiegehalt etwa 65 Prozent mehr Kohlenstoff als Erdgas; und da Gaskraftwerke zudem einen besseren Wirkungsgrad haben, entstehen pro Kilowattstunde Strom beim Kohlekraftwerk etwa doppelt soviel Treibhausgase wie in einem Gaskraftwerk. Für die Kohle sprechen zwar die im Vergleich zum Gas deutlich größeren und besser verteilten (und damit schwerer für politische Erpressungen nutzbare) Vorräte; aber gegen sie sprechen neben dem Kohlendioxid auch die . Umweltprobleme des Kohlebergbaus. Erdgas kann dagegen zunehmend durch Biogas und zukünftig synthetisch erzeugtes Methan (das aus Wasserstoff erzeugt wird, der mit überschüssigem Wind- und Sonnenstrom erzeugt wird), ersetzt werden, womit auch die Blockheizkraftwerke mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Für die Grundlastversorgung eines dezentralen Energiesystems sind diese als schnell zuschaltbare Regelenergie aber viel besser geeignet als Kohlekraftwerke. Warum wehren sich aber - die sich selbst ja gerne als “grüne Riesen” selbst bewerbenden Stromkonzerne (>> Von der Last, grün zu werden. DIE ZEIT über RWE) - gegen einen solchen Systemumbau? Ganz einfach: Das bisherige zentralisierte System der Energieversorgung sichert den Stromkonzernen jedes Jahr Milliardengewinne, und die werden bei einer dezentralen Energieversorgung, bei denen beispielsweise die Stadtwerke oder “Bürgerkraftwerke” eine stärkere Rolle spielen, nicht mehr in einer Hand zusammenfallen. Wir sollten aber die betriebswirtschaftlichen Interessen der Stromkonzerne nicht mit den volkswirtschaftlichen und energiepolitischen Interessen des Landes verwechseln, und den Konzernen auch besser nicht die Gestaltung der Energiewende überlassen (siehe auch >> hier).

Endenergie effizient nutzen:

Bereits mit heute käuflichen energieeffizienten Technologien und Geräten kann der Energieverbrauch bei allen Formen der Endenergienutzung deutlich gesenkt werden:

Häuser und Gebäude

Ein durchschnittliche Wohnung in Deutschland verbraucht für die Heizung etwa 150 kWh/m² im Jahr (>> hier); für Neubauten ist in Deutschland ein Wert von 100 kWh/m² Wohnfläche vorgeschrieben, in der Schweiz von 42 kWh. Es geht jedoch viel besser.

Passivhäuser verbrauchen höchstens 15 kWh pro Jahr und m², das entspricht 1,5 Liter Heizöl pro m² Wohnfläche im Jahr. Dieses erreichen sie durch eine sehr gut wärmegedämmte, dichte Gebäudehülle, Fenster mit Dreifachverglasung und einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Statt einer üblichen Zentralheizung reicht es meist aus, in der kalten Jahreszeit die zugeführte Luft zu erwärmen; über neun Monate reichen in der Regel die Wärmegewinne durch die Sonne, durch Elektrogeräte und die Bewohner selbst als “Heizung” aus. Bei der Renovierung von Altbauten lassen sich in der Regel Verbrauchswerte von unter 30 kWh pro Jahr und m² erreichen (“3-Liter-Haus”), manchmal auch der Passivhaus- Standard. Die Mehrkosten der Passivhäuser werden vor allem bei Neubauten durch die eingesparten Energiekosten schnell wieder amortisiert, und auch die energetische Modernisierung von Altbauten rechnet sich in den meisten Fällen. In Kombination mit Sonnenenergie können solche Häuser dann sogar zu Energieerzeugern werden. Beispiele sind das Plusenergiehaus des Architekten Rolf Disch (>> www.plusenergiehaus.de) oder das Gewinnerhaus des Solar Decathlon 2007 von der TU Darmstadt (>> hier). Moderne Ansätze und Techniken können den Energieverbrauch insbesondere in den Großstädten der Zukunft erheblich senken (>> mehr).

In Häusern, deren Energieeffizienz durch Wärmedämmung zwar deutlich verbessert werden kann, auf eine Heizung aber nicht ganz verzichtet werden kann, kommt neben der Abwärme aus der Stromerzeugung (siehe oben) insbesondere bei Nutzung direkt erzeugten Stroms auch eine Wärmepumpe als Wärmequelle in Betracht. Bei Strom aus Wärmekraftwerken lohnt diese aus Sicht der effizienten Energienutzung kaum (sie gleicht lediglich die Verluste aus, die zuvor im Kraftwerk angefallen sind); wird der Strom aber direkt erzeugt, können 0,3 kWh Strom bis zu 1 kWh Wärme liefern; da sich Wärme zudem gut speichern lässt, können auch diese Wärmepumpen das Lastmanagement bei einer Stromversorgung aus erneuerbaren Energiequellen unterstützen.

Mit direkt erzeugtem Strom betriebene Wärmepumpen reduzieren den Verbrauch fossiler Brennstoffe

(Nur!) mit direkt erzeugtem Strom aus Sonnen-, Wind- und Wasserkraft sind
strombetriebene Wärmepumpen ein Betrag zur Energieeffizienz und verringern
den Verbrauch fossiler Brennstoffe. Eigene Abbildung nach
>> WBGU, Zukunftsfähige Bioenergie..

Websites zum Thema

Deutschland:
>> Webseite der Interessengemeinschaft Passivhaus www.ig-passivhaus.de
>> Webseite “Niedrigenergiehaus im Bestand” der Deutschen Energieagentur
>> Selbst ist der Heizkörper und
>> Häuser wie Thermoskannen. Zwei Artikel der ZEIT über Passivhäuser.

International:
>> Green Building Council: US-Organisation, die sich für nachhaltige und energiesparende Gebäude einsetzt und die für besonders ökologische Gebäude ein Kennzeichen vergibt (>> Leed = Leadership in Energy and Environmental Design)

Elektrogeräte

Die besten Geräte auf dem Markt haben oft gegenüber dem durchschnittlichen Bestand einen Verbrauchsvorteil von 30 bis 50 Prozent, und sparen in der Regel ihren Mehrpreis durch niedrigere Energierechnungen wieder ein (weitere Informationen >> hier). Musterbeispiel für moderne Technik sind inzwischen die LED-Lampen, die die Energiesparlampen weitgehend abgelöst haben und weniger als 20 Prozent des Stroms einer Glühlampe verbrauchen. An Arbeitsplätzen kann auch dieser Stromverbrauch noch mit modernen Leuchtstofflampen mit elektronischen Vorschaltgeräten und verspiegelten Reflektoren halbiert werden.

Ein wichtiger Stromverschwender ist der Stand-by-Betrieb, er verursacht einen beträchtlichen Anteil des gesamten Stromverbrauchs in Haushalten. Manchmal erhöht er den Komfort, oft haben aber die Hersteller nur ein paar Cent für einen echten Netzschalter gespart. (Selbsthilfe ist leicht möglich: Nutzen Sie schaltbare Steckdosenleisten etwa für HiFi-Anlage und Computer/Bildschirm.) Zunehmenden Anteil am Stromverbrauch hat die Unterhaltungselektronik, mit großen individuellen Unterschieden: so verbrauchen Plasmafernseher zwei bis drei Mal so viel Strom wie herkömmliche Röhrengeräte oder LCD-Fernseher. Beim Stromverbrauch der Haushalte wird das Einsparpotential bis zum Jahr 2020 mit 25 Prozent geschätzt.

Was sind eigentlich Energiedienstleistungen?

Energiedienstleistungen sind der eigentliche Nutzen, den der Kunde aus seinem Verbrauch von Energie erhält: zum Beispiel ein warmes Wohnzimmer oder einen beleuchteten Schreibtisch. Sie sind der eigentliche Bedarf - wir wollen ja nicht Energie verbrauchen, sondern ein warmes Wohnzimmer. Die Energiedienstleistung wird immer durch zwei Komponenten erbracht: der (End-)Energie und einem Energiewandler, im Fall des warmen Wohnzimmers zum Beispiel des Heizungssystems. Mit einem besseren Energiewandler, für ein warmes Wohnzimmer also eines effizienteren Heizungssystems, kann bei geringerem Energieverbrauch die gleiche Dienstleistung erhalten werden. Daher bedeutet weniger Energieverbrauch nicht weniger Energiedienstleistung. Diese, und nicht der Energieverbrauch als solcher, trägt aber zu unserem Wohlbefinden oder der Leistungsfähigkeit unserer Wirtschaft bei.

Die Formel E = EDL x e (Energieverbrauch = Energiedienstleistung mal spezifischer Energieverbrauch) zeigt, worum es bei Energieeffizienz geht: bei gleichbleibender Dienstleistung den spezifischen Energieverbrauch (den Energieverbrauch des Wandlers, im Beispiel oben also des Heizungssystems) und damit im Ergebnis den Energieverbrauch zu senken. So erreicht etwa ein Passivhaus die gleiche Raumtemperatur wie ein durchschnittliches Haus (das heißt, die gleiche Energiedienstleistung) mit weniger als einem Zehntel der Energie (siehe oben) - sein spezifischer Energieverbrauch ist um diesen Faktor geringer. Der Verbraucher kann so übrigens auch höheren Energiepreisen ein Schnippchen schlagen: Wenn er billige Energie in einem schlecht gedämmten Haus verschwendet, kann dies teurer sein, als teure Energie in einem gut gedämmten Haus zu nutzen: Entscheidend ist eben nicht der Energiepreis, sondern der Preis der Energiedienstleistung.

Gewerbe, Handel und Dienstleistungen

Die Möglichkeiten zur effizienten Energienutzung entsprechen im wesentlichen den privaten Haushalten: Auch Bürogebäude, Geschäfte und Gewerbehallen lassen sich nach den Prinzipien der Passivhäuser errichten und mit Strom sparenden Geräten und Beleuchtungen ausstatten. Beispiele gibt es bereits: So wurde etwa das 2006 bezogene Hauptgebäude des Wasserforschungsinstituts der ETH Zürich als Null-Energiehaus ohne technische Heizung und Kühlung konzipiert (>> mehr); in Ulm steht das Energon (>> mehr). Die Einsparmöglichkeiten bei Wärmeerzeugung und Warmwasser entsprechen etwa denen der Haushalte (10 Prozent bis 2020, 15 Prozent bis 2030): Zwar sind Gewerbegebäude nicht so einheitlich wie Wohngebäude und daher schwerer zu erfassen, aber andererseit werden sie häufiger renoviert bzw. erneuert. Die Einsparmöglichkeiten beim Stromverbrauch werden aber geringer eingeschätzt, da die technische Ausstattung der Arbeitsplätze, unter anderem mit Informations- und Kommunikationstechnologie, auch in Zukunft zunehmen dürfte: Einsparpotential bis 2020 bei 12 Prozent.

Website zum Thema

Zu den Einsparmöglichkeiten im Gewerbe >> Betriebliches Energiemanagement.

Industrie

In der Industrie wurden in der Vergangenheit teilweise schon beeindruckende Steigerungen der Energieproduktivität (Umsatz pro Energieeinsatz) erreicht - angetrieben in der Regel von steigenden Preisen. In vielen Betrieben sind aber noch erhebliche Steigerungen möglich (>> Betriebliches Energiemanagement), etwa durch optimierte Nutzung von Druckluft und moderne Beleuchtung. Beim Stromverbrauch wird das wirtschaftliche Einsparpotenzial bis 2020 auf gut 10 Prozent geschätzt; dabei ist ein Strukturwandel eingerechnet (etwa eine Zunahme der Elektrostahlproduktion); beim Brennstoffverbrauch wird das wirtschaftliche Einsparpotential auf 6,6 Prozent geschätzt. In manchen energieintensiven Bereichen aber ist der Spielraum für reine Effizienzverbesserungen ausgereizt, grundlegende Verbesserungen sind hier nur durch neue Verfahren zu erreichen, etwa indem energieintensive chemische Synthesen (mit hohen Temperaturen oder Druck) durch biotechnologische Prozesse, die bei niedrigeren Temperaturen ablaufen, ersetzt werden. Ebenso bestehen beim industriellen Energieverbrauch enge Wechselwirkungen mit der Materialeffizienz (>> mehr) - weniger Materialverbrauch bedeutet auch weniger Energieverbrauch zu seiner Herstellung.

Verkehr

Auch im Verkehr geht der größte Teil der Energie ungenutzt verloren: Bei einem typischen Auto mit Verbrennungsmotor etwa werden gerade 20 Prozent der im Treibstoff enthaltenen Energie in Antriebsenergie umgewandelt. Der Rest wird zu Wärme, die die Heizung versorgt; der größte Teil geht jedoch ungenutzt verloren. Mit Elektromotoren können dagegen bis zu 80 Prozent der Energie als Antriebsenergie nutzbar gemacht werden; von denen nur ein Teil durch die schwereren Batterien, die zur Stromspeicherung gebraucht werden, wieder aufgezehrt werden. Der Gesamtwirkungsgrad des Systems hängt jedoch wesentlich vom Wirkungsgrad der Stromerzeugung ab: Die 80 Prozent gelten nur für den Fall direkter Stromerzeugung (siehe oben); bei Strom aus Wärmekraftwerken beträgt der Wirkungsgrad des Gesamtsystems nur etwa 30 Prozent - immer noch besser als bei einem Verbrennungsmotor, aber wesentlich schlechter als bei direkter Stromerzeugung. Fahrzeuge mit Batterien ergänzen auch insofern ein System direkter Stromerzeugung, als die Batterien als Energeispeicher Schwankungen der Stromerzeugung ausgleichen können: Steht viel Energie aus Wind und Sonne zu Verfügung, werden die Batterien geladen, scheint die Sonne nicht und weht kein Wind, können die Batterien Verbrauchsspitzen abdecken. Mehr zum Energieverbrauch im Verkehr >> hier.

Elektro- statt Verbrennungsmotoren

Elektroautos verbrauchen weniger Energie als Autos mit Verbrennungsmotor

Die Energieeffizienz von Elektroautos ist bei direkter Stromerzeugung wesentlich
besser als die von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Eigene Abbildung nach
>> WBGU, Zukunftsfähige Bioenergie. Siehe auch >> hier.

Die kurz- und mittelfristige Verbrauchsentwicklung im Verkehr ist schwierig abzuschätzen; sie hängt zum einen vom durchschnittlichen Verbrauch der künftigen Fahrzeugflotte ab, zum anderen aber auch von der Entwicklung der Fahrleistung. Geht man davon aus, dass sich sparsame Autos künftig besser verkaufen, könnte der Flottenverbrauch bis 2020 von 7,7 Liter/100 km (2006) auf 5,24 Liter/100 km sinken (Greenpeace hält bis 2020 einen Flottenverbrauch von 3 Litern/100 km für möglich). Bei gleichbleibender Jahresfahrleistung sänke der Verbrauch bis 2020 um etwa 30 Prozent. Beim Güterverkehr ist zu befürchten, dass Effizienzsteigerungen vom zunehmenden Verkehr aufgefressen werden.

Was bringt die Effizienzstrategie?

Das Einsparpotential an Endenergie bis zum Jahr 2020 in Deutschland ist oben kurz angedeutet (die Angaben beruhen im wesentlichen auf einer Untersuchung, die das Ingenieurbüro EUtech im Jahr 2007 für Greenpeace durchgeführt hat, siehe Webtipps unten). Insgesamt kann nach dieser Untersuchung der Bedarf an Strom bis 2020 um 15 Prozent, der an Brennstoffen um 11 Prozent, und der Treibstoffbedarf im Verkehr (von dem die Autos etwa die Hälfte ausmachen) um 15 Prozent gesenkt werden.

Umgerechnet auf Bundesbürger und Tag (>> mehr) bedeutet dies auf Basis der Werte aus dem Jahr 2006:

Gesamter Endenergieverbrauch: 84,9 kWh/Tag je Einwohner (>> hier), davon
- Strom 22,2 Prozent (>> hier) = 18,8 kWh/Tag - 15 Prozent = 16 kWh/Tag
- Brennstoffe 45,6 Prozent = 38,7 kWh/Tag - 11 Prozent = 34,4 kWh/Tag
  (zur Wärmeversorgung trug zudem die Fernwärme mit 3,1 Prozent = 2,6 kWh/Tag bei)
- Kraftstoff 29,1 Prozent = 24,7 kWh/Tag - 15 Prozent = 21 kWh/Tag.

Bei der Stromerzeugung können die Umwandlungsverluste durch Ausbau der Kraft-Wärme- Koppelung reduziert werden, nach der Studie kann diese bis 2020 5,7 kWh/Tag zur Stromerzeugung beitragen. Ferner geht die Untersuchung davon aus, dass im Jahr 2020 4,7 kWh/Tag Strom durch erneuerbare Energiequellen direkt (ohne Umwandlungsverluste, siehe oben) erzeugt werden. Damit ergibt sich folgendes Bild für die Stromerzeugung: Strombedarf 16 kWh/Tag, davon

  • direkt erzeugter Strom aus erneuerbaren Energieträgern: 4,7 kWh/Tag (= Primärenergiebedarf)

  • Strom aus Kraft-Wärme-Koppelung: 5,7 kWh/Tag (bei einem Wirkungsgrad von 80 Prozent entspricht dem ein Primärenergiebedarf von 7,1 kWh/Tag; die entstehende Abwärme ersetzt Brennstoffe)

  • konventionell in Großkraftwerken erzeugter Strom: 5,6 kWh/Tag (bei einem zukünftig etwas besseren Wirkungsgrad von 44 Prozent entspricht dem ein Primärenergiebedarf von 12,7 kWh/Tag)

Um den Strombedarf von 16 kWh/Tag zu decken, werden insgesamt 24,8 kWh/Tag Primärenergie verbraucht, der Umwandlungsverlust beträgt also 8,8 kWh/Tag. Bisher liegt der Wert bei den Großkraftwerken bei 28,3 kWh/Tag, er wird also um 19,5 kWh/Tag verringert. Wenn wir davon ausgehen, dass sich der gesamte Primärenergieeinsatz (ohne Großkraftwerke) wie der Endenergieeinsatz verringert, kommen wir für das Jahr 2020 pro Einwohner zu einem Primärenergieverbrauch von 104,2 kWh/Tag - eine Senkung um knapp ein Viertel.

Ein Blick in die weitere Zukunft wird dann naturgemäß ungenauer: Wann etwa werden sich Plug-In-Hybrid- und Elektroautos durchsetzen und Treibstoff- durch Strombedarf ersetzen? Aber die Einsparmöglichkeiten sind sicher nicht ausgeschöpft (wie das Elektroauto zeigt, siehe oben). Gleichzeit wird etwa das Potenzial erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung für das Jahr 2050 auf 15,8 kWh/Tag und Einwohner geschätzt (>> hier), so dass eine Stromerzeugung aus ausschließlich erneuerbaren Energiequellen selbst in einem hochentwickelten Industrieland mit Elektroautos als möglich erscheint (einige Szenarien für die Welt insgesamt finden Sie >> hier).

Die Kosten der Effizienzstrategie

Viele dieser Techniken sparen heute schon Geld: Wie eine Energiesparlampe sind effiziente Geräte womöglich in der Anschaffung teurer, sparen die Mehrkosten aber über geringere Energiekosten mehr als ein. Selbst wenn nur Effizienztechniken berücksichtigt werden, die Geld sparen, könnte laut Claude Mandil, Chef der Internationalen Energieagentur (IEA) der Stromverbrauch in der OECD um ein Drittel sinken. In Deutschland könnten nach einer Gemeinschaftsstudie von Wuppertal Institut und E.ON 120 Millionen Tonnen Kohlendioxid durch solche Maßnahmen vermieden werden. Nochmal: Durch bereits jetzt wirtschaftlich lohnende Maßnahmen, also solche, die mehr Geld einsparen als sie kosten! Zu den wirtschaftlichsten Maßnahmen gehören effiziente Beleuchtungssysteme, bessere Wärmedämmung bei gewerblichen Gebäuden, effiziente Elektromotoren, stromsparende Geräte und die Wärmedämmung von Wohngebäuden.

Weitere Maßnahmen rechnen sich dann, wenn die Kosten der Energieerzeugung tatsächlich umfassend berücksichtigt werden: Wird etwa die Erzeugung fossilen Kohlestroms mit einer Kohlendioxid-Abgabe oder -Steuer belegt (>> mehr), wird dieser teurer - und gegenüber Effizienztechnologien weniger konkurrenzfähig. Die Gesamtkosten sinken dennoch, denn die umgebremste Freisetzung von Kohlendioxid würde noch mehr Geld kosten (>> mehr). Bei solchen Rahmenbedingungen könnte die Energieeffizienz mit wirtschaftlichen Maßnahmen vermutlich mehr als verdoppelt werden. Leider bedeutet dies aber nicht automatisch eine Halbierung des Energieverbrauchs - mehr dazu im folgenden Kasten.

Bessere Energieeffizienz ist nicht gleich Energieeinsparung

Alle Erfahrung zeigt, dass eine Verbesserung der Energieeffizienz nicht automatisch einer gleich hohen Energieeinsparung entspricht. In der Energieforschung ist dieses Phänomen als “Rebound-Effekt” bekannt: Das eingesparte Geld wird für Tätigkeiten ausgegeben, die Energie verbrauchen, oder der Fortschritt wird durch eine andere Nutzung teilweise wieder zunichte gemacht. So sind Automotoren in den letzten Jahrzehnten zwar effizienter geworden, aber die Autos auch schwerer und schneller - so dass die Verbesserungen nicht in erster Linie dem Benzinverbrauch zu Gute kamen. Ähnliches war auch bei der Heizung zu beobachten. Nach der Sanierung der Siedlung Schöpfwerk in Wien sank durch verschiedene Maßnahmen der Heizbedarf um 77 Prozent; in der Praxis ergaben sich aber nur Einsparungen von gut 30 Prozent - der Rest ging in höheren Wohnkomfort. So heizten und nutzten die Mieter nun die Flure, die vor der Sanierung zu zugig waren.

Dieser “Rebound-Effekt” bedeutet, dass eine Energieeffizienz-Strategie alleine nicht automatisch den Energieverbrauch reduziert, sondern nur in Zusammenhang mit klaren Zielvorgaben. Energieeffizienz ist nur ein Mittel, nicht das Ziel. Es ist gut, wenn ein beheizbarer Toilettensitz energieeffizient ist - aber es bleibt immer noch die Frage, ob ein Toilettensitz überhaupt beheizt sein muss.

Effizientere Stromerzeugung, effizientere Energienutzung und der Ersatz fossiler Brennstoffe
durch direkte Stromerzeugung mit Sonnen-, Wind- und Wasserkraft lassen die Kohlendioxid-
Emissionen bei konsequenter Anwendung um 80 bis 90 Prozent sinken
. Das ist eine Größenordnung,
die wir zur Verhinderung einer katastrophalen Erderwärmung auch brauchen (>> hier).
Eigene Abbildung nach >> WBGU, Zukunftsfähige Bioenergie..

Wie viel Energie brauchen wir eigentlich?

Fossile Energieträger sind endlich und belasten die Umwelt, Atomenergie lässt radioaktive Abfälle entstehen, erneuerbare Energien sind nicht grenzenlos verfügbar, da ihre technische Nutzung materiellen Aufwand erfordert und die Landschaft verändert: Jede Energieerzeugung hat also einen ökologischen Preis. Ökologische Folgen hat auch die Energienutzung; und daneben auch soziale Folgen - so kann Mobilität etwa Menschen zusammenbringen, aber auch trennen. Warum sollte ein ökologischer und sozialer Preis gezahlt werden, wenn das, was wir mit der Energie machen, diesen Preis nicht wert ist? Nicht nur im Zusammenhang mit dem Klimawandel wird diese Diskussion aktuell (wenn der Temperaturanstieg auf zwei Grad Celsius oder weniger begrenzt werden soll [>> mehr], reicht eine Effizienzstrategie nicht aus, um gemeinsam mit der Nutzung erneuerbarer Energieträger den Kohlendioxid-Ausstoß der Menschheit ausreichend zu verringern [>> mehr]), sondern auch als grundsätzliche Frage, ob es nicht auch ein Zuviel an Energieverbrauch geben kann? Bereits im Jahr 1985 hat der brasilianische Physiker José Goldemberg die Frage gestellt, ob es einen Zusammenhang zwischen Energieverbrauch und Lebensqualität gibt. Ergebnis: Bis etwa 1.300 Watt pro Person steigt die Lebensqualität, oberhalb dieser Schwelle ist keine Steigerung mehr feststellbar. (Zum Vergleich: Der aktuelle durchschnittliche Energieverbrauch auf der Erde beträgt 2.500 Watt; der eines durchschnittlichen Deutschen bei 5.500 Watt.) Goldemberg rechnete als Gegenprobe auch aus, wieviel Energie man mit moderner Technik für Beleuchtung, Kochen, Kühlschrank, Fernseher und Reisen braucht, er kam auf 1.049 Watt pro Person.

Noch ist diese Diskussion weitgehend ein Tabu. Sie wird auch von vielen Umweltschützern am liebsten vermieden, da Selbstbegrenzung ihnen zu sehr nach “Verzicht” klingt. Andere, etwa Paul Hawken, weisen darauf hin, dass die Grenzen der Natur für uns nicht einschränkender sein müssen als eine weiße Leinwand für Paul Cézanne - wir können trotzdem unvergleichliche Werke schaffen. Der Weg zum Glück führt ohnehin über Qualität statt Quantität (>> mehr). Ab und zu findet man solche Ansätze auch schon: Viele gute Köche etwa bevorzugen regionale und der Jahreszeit entsprechende Zutaten. Sie tun dies, weil solche Zutaten besser schmecken, aber sie vermeiden damit auch Energieverbrauch für Treibhäuser und Transport auf fernen Ländern. Auch in der Wissenschaft und Politik beginnt das Nachdenken neu: In der Schweiz hat die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) in Zürich bereits das Ziel einer 2.000-Watt-Gesellschaft für das Jahr 2050 ausgerufen (>> mehr); die Stadt Zürich hat sich im November 2008 diesem Ziel verpflichtet. Die Diskussion wird auch in Deutschland kommen: Wieviel Energie brauchen wir wirklich für ein gutes Leben? Die Antwort dürfte je nach Anspruch irgendwo zwischen Goldembergs 1.300 Watt für warme Länder und den Schweizer 2.000 Watt für kalte Länder mit Heizungsbedarf liegen; dahinter steht auch die alte Frage nach dem “menschlichen Maß”: Sind nicht über eine Millionen Verkehrstote im Jahr ein Beleg dafür, dass die menschlichen Grenzen bei den heutigen Geschwindigkeiten längst überschritten sind; ein “weniger” im Ergebnis also mehr wäre? Die billige Energie hat auch zu Exzessen geführt, die das Leben nicht immer besser gemacht haben; wenn diese Exzesse beendet werden, liegt darin auch ein Chance.

Die ökologische Bedeutung eines sinkenden Energieverbrauchs

Im Referenzszenario des >> Weltenergieberichts 2008 der Internationalen Energieagentur steigt der weltweite Energieverbrauch von 2006 bis zum Jahr 2030 um etwa 45 Prozent; die Emissionen des Treibhausgases Kohlendioxid von 28 Milliarden Tonnen auf 41 Milliarden Tonnen im Jahr. Daran könnten auch erneuerbare Energiequellen nichts grundsätzliches ändern: Im Jahr 1995 veröffentlichte der Ölkonzern Shell ein “Weltenergieszenario”, bei dem im Jahr 2060 60 Prozent des Energiebedarfs aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt wurde - die Emissionen an Kohlendioxid würden sich trotzdem verdoppeln. Bei ungebremster Energienachfrage würde der Verbrauch an fossilen Brennstoffen weiter ansteigen müssen; keine alternative Energiequelle könnte dies verhindern.

Angesichts der Vielzahl wirtschaftlich lohnender effizienter Technologien zur Energienutzung wäre der Versuch auch unsinnig - er ist oft damit verglichen worden, mehr Wasser in einen löchrigen Eimer zu gießen, anstatt erst einmal den Eimer abzudichten. Dann, also in Verbindung mit effizienter Energienutzung, sieht das Bild ganz anders aus. Das Potenzial effizienter Energienutzung ist beispielsweise für die Studie >> Energie-(R)Evolution von Greenpeace durchgerechnet worden: Trotz Wachstum von Weltbevölkerung und Wirtschaft könnte der Energieverbrauch im Jahr 2050 niedriger liegen als heute. Das Ergebnis ist inzwischen von anderen Untersuchungen bestätigt worden.

Die konsequente Reduzierung des Energieverbrauchs vermindert zum einen die mit der Energieerzeugung verbundene Umweltbelastung, zum anderen bietet sie die Chance, tatsächlich fossile Energieträger durch >> erneuerbare Energien zu ersetzen: Nur dies würde die Luftverschmutzung und den durch die Energieerzeugung verursachten Klimawandel wirklich verringern. Im Verbund erst wird eine wirkliche Wende beim Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid erreicht (nach den oben genannten Studien ist dann eine Verringerung um 50 Prozent möglich); im Verbund erst werden die weiteren Vorteile einer anderen Energiepolitik erreicht: Eine geringere geopolitische Abhängigkeit von unsicheren Öl- und Gaslieferländern, eine Vorbereitung auf die über (eher:) kurz oder lang ohnehin kommende Zeit zu Ende gehender Vorräte an Öl und Gas, eine geringere Verwundbarkeit einer dezentraleren Energieversorgung gegenüber möglichen Angriffen von Terroristen, und eine geringere Abhängigkeit von einigen wenigen Stromerzeugern, die Preise diktieren können. (Die Rolle >> erneuerbarer Energien wird auf der nächsten Seite dargestellt.)

Webtipps

>> Energiewende - Die Webseite des Öko-Institutes (das im Jahr 1980 mit dem Buch “Energiewende” in Deutschland die Grundlage für das Thema geschaffen hat)

>> Energiewende zur Nachhaltigkeit - die Studie des Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung von 2003, mit Möglichkeit zum Download als pdf

>> Klimaschutz: Plan B Das nationales Energiekonzept von Greenpeace: Wie Deutschland bis 2050 ohne Atomstrom seine Kohlendioxid-Emissionen fast auf Null absenken kann, mit Möglichkeit zum Download der Studie als pdf

>> Thema Energie - Eine Seite der Deutschen Energie-Agentur (dena) mit Energiespartipps und Hinweisen für Renovierungen und zur Finanzierung, aber auch zum Thema Energieerzeugung

>> Initiative Energieeffizienz - ebenfalls eine Seite der dena >> Energieberatung der Verbraucherzentralen

Weiter mit:
>> Erneuerbare Energien statt fossiler Brennstoffe
>> Eine mögliche Energiezukunft

Zum Thema siehe auch:
>> Weltenergiebericht 2008: Der Ausblick der Internationalen Energieagentur bis 2030

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© Jürgen Paeger 2006 - 2009

Energie und Arbeitsplätze: Maßnahmen zur Energieeffizienz und der Ausbau erneuerbarer Energien schaffen Arbeitsplätze, gleichzeitig fallen solche in der fossilen Energiewirtschaft weg. Und da erneuerbare Energien noch teurer sind als fossile, wird die Konsumnachfrage gesenkt und gehen weitere Arbeitsplätze verloren. Aber alle Untersuchungen zeigen: Netto, also unter Berücksichtigung der Arbeitsplatzverluste anderswo, schaffen Energieeffizienz und erneuerbare Energien Arbeitsplätze; alleine in Deutschland sind es Hunderttausende.

Nahwärme ist im Prinzip das gleiche wie Fern- wärme, nur erfolgt der Wärmetransport über kürzere Strecken. Oft wird kein Unterschied gemacht und generell von Fernwärme gesprochen.

Ein solches Konzept bietet der Ökostrom- anbieter Lichtblick in Hamburg (und ab 2010 bundesweit) unter dem Namen Schwarm Energie (>> mehr). Kleine Blockheiz-kraftwerke vertreibt auch die Firma SenerTec (den “Dachs”, >> mehr).

Hausbesitzer? Hinweise zu Wärmedämmung, Heizungsmodernisierung und Fördermöglichkeiten finden Sie >> hier

Kilowattstunden? Zu den Einheiten von Leistung und Energie und ihrer Umrechnung siehe >> Energie und ihre Einheiten.

Hätten alle Wohnungen in Deutschland höchstens den Energieverbrauch von Passivhäusern, läge der Energiebedarf für Heizwärme bei 1,6 kWh/Tag. Da jedes Jahr nur etwa 2 Prozent des Wohnungsbestandes renoviert werden, sinkt der Verbrauch jedoch eher langsam. Realistisch erscheinen eine Senkung um 10 Prozent bis 2020 und 15 Prozent bis 2030.

Mit modernen Geräten kann der Verbrauch von Elektrogeräten glatt halbiert werden.

Wer noch mehr Geld sparen will, kann in Zukunft seine Elektro- geräte durch ein “intelligentes Strom- netz” steuern lassen, >> hier

Die Beleuchtung der Zukunft: Am Tage elektrisches Licht - das wird es Zukunft immer weniger geben. Mit geschickten Spiegelsystemen kann Tageslicht tief ins Gebäudeinnere geleitet werden. Das spart nicht nur Strom, sondern reduziert den Bedarf an Kühlung im Sommer. In den USA forschen bereits ganze Institute an diesem Thema - suchen sie einmal "Daylighting Lab" mit Ihrer Suchmaschine.

Zum aktuellen Energieverbrauch im Verkehr siehe >> hier.

Die bewusste Begrenzung des Energieverbrauchs wird Suffizienzstrategie genannt; sie stellt sich gegen die Auffassung, dass mehr immer auch besser ist.