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.
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 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.
(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
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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>> Übersichtsseite
Strategien für die Zukunft