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--- energieeffizienz_jetzt:das_grosse_ganze [2024/12/08 13:50] – [Kaffee - aber bitte schön heiß] wfeist
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 ${\displaystyle \eta = \frac{E_{out}}{E_{in}}}$\\         </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff13_flussbild.png?650|}}  \\  <sub>**Abb. 13: Das Energieflussdiagramm, eine hochanschauliche Darstellung der Prozesse   **</sub>|
 ===Ketten von Energiesystemen===
-|<WRAP box 10cm>Häufig gibt es ganze Ketten aufeinderfolgender Energiesysteme, von denen das jeweils nachfolgende System den nutzbaren Output des vorausgehenden weiter verarbeitet. In jedem Glied der Kette gibt es zugehörige Verluste und für jedes Einzelsystem lässt sich ein individueller Wirkungsgrad angeben. Für die gesamte Kette ergibt sich ein "Gesamtwirkungsgrad" gerade als Produkt der Einzelwirkungsgrade. Es gibt auch komplexere Flussbilder mit mehreren Output-Strömen (oft "Koppelprodukte" genannt) und "Schleifen", die entstehen, wenn Ströme aus einem späteren Prozess in eine vorausgehendes System((oder das gleiche)) zurückgespeist werden((Energierückgewinnung)). Das sog. Sankey-Diagramm ist ein mächtiges und zugleich hoch anschauliches Tool zur Bilanzierung komplexer Energiesysteme auf einer systemanalytisch pauschalisierten Ebene.\\ \\  Ingenieure und Energieversorger lassen diese Energieflussbilder meist nach der dann als "Endsystem" bezeichneten ersten Maschine des Energienutzers ("End"-Nutzer oder Endverbraucher oder Kunde) enden. Was aus diesem System noch herauskommt wird gern als "Nutzenergie" bezeichnet. Weil diese Energie aber auch beim Endnutzer in aller Regel nicht gespeichert wird, sondern der Energiestrom auch dort nicht endet, ist die Bezeichnung "Nutz"-Energie genau genommen eine Irreführung. Als Physiker und Ingenieure verfolgen wir die Energieströme noch ein paar Schritte weiter; nämlich so lange, bis sie das letzte System mit menschlicher Nutzung tatsächlich verlassen haben((das gilt für den überwiegenden Teil aller Energieströme)) ODER "endgültig" in einem System verweilen((Das gibt es manchmal: Z.B. wenn das Klavier in der angehobenen Lage im 2. Stock verbleibt oder wenn ein hergestellter Rohstoff (z.B. Aluminium) als Produkt stabil eingesetzt wird)).  </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff14_flussbild_kette.png?650|}} \\  <sub>**Abb. 14: Energie-"Versorgungs"-Kette; oft viele hintereinandergeschaltete Systeme\\  Wobei das letzte Glied regelmäßig gar nicht dargestellt wird; das ist nämlich in der Hand des "Endverbrauchers". Und sollte der etwa auf die Idee kommen, wirklich energieeffizient mit der eingekauften Energie umzugehen, dann würden die Energieversorger ja weniger umsetzen. Darüber zu klagen, dass das aus Sicht der Energieverkäufer so ist, wäre ebenso naiv wie unehrlich. Solange aber ausschließlich die Energieverkäufer als die 'Experten für Energie' gelten, lässt sich die Gesellschaft hier täuschen. Energieeffizienz beim 'Endverbraucher' ist eine bedeutende Alternative zur Beschaffung von immer mehr Energie; das muss aber von den Menschen erst erkannt werden.    **</sub>|
+|<WRAP box 10cm>Häufig gibt es ganze Ketten aufeinanderfolgender Energiesysteme, von denen das jeweils nachfolgende System den nutzbaren Output des vorausgehenden weiter verarbeitet. In jedem Glied der Kette gibt es zugehörige Verluste und für jedes Einzelsystem lässt sich ein individueller Wirkungsgrad angeben. Für die gesamte Kette ergibt sich ein "Gesamtwirkungsgrad" gerade als Produkt der Einzelwirkungsgrade. Es gibt auch komplexere Flussbilder mit mehreren Output-Strömen (oft "Koppelprodukte" genannt) und "Schleifen", die entstehen, wenn Ströme aus einem späteren Prozess in eine vorausgehendes System((oder das gleiche)) zurückgespeist werden((Energierückgewinnung)). Das sog. Sankey-Diagramm ist ein mächtiges und zugleich hoch anschauliches Tool zur Bilanzierung komplexer Energiesysteme auf einer systemanalytisch pauschalisierten Ebene.\\ \\  Ingenieure und Energieversorger lassen diese Energieflussbilder meist nach der dann als "Endsystem" bezeichneten ersten Maschine des Energienutzers ("End"-Nutzer oder Endverbraucher oder Kunde) enden. Was aus diesem System noch herauskommt wird gern als "Nutzenergie" bezeichnet. Weil diese Energie aber auch beim Endnutzer in aller Regel nicht gespeichert wird, sondern der Energiestrom auch dort nicht endet, ist die Bezeichnung "Nutz"-Energie genau genommen eine Irreführung. Als Physiker und Ingenieure verfolgen wir die Energieströme noch ein paar Schritte weiter; nämlich so lange, bis sie das letzte System mit menschlicher Nutzung tatsächlich verlassen haben((das gilt für den überwiegenden Teil aller Energieströme)) ODER "endgültig" in einem System verweilen((Das gibt es manchmal: Z.B. wenn das Klavier in der angehobenen Lage im 2. Stock verbleibt oder wenn ein hergestellter Rohstoff (z.B. Aluminium) als Produkt stabil eingesetzt wird)).  </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff14_flussbild_kette.png?650|}} \\  <sub>**Abb. 14: Energie-"Versorgungs"-Kette; oft viele hintereinandergeschaltete Systeme\\  Wobei das letzte Glied regelmäßig gar nicht dargestellt wird; das ist nämlich in der Hand des "Endverbrauchers". Und sollte der etwa auf die Idee kommen, wirklich energieeffizient mit der eingekauften Energie umzugehen, dann würden die Energieversorger ja weniger umsetzen. Darüber zu klagen, dass das aus Sicht der Energieverkäufer so ist, wäre ebenso naiv wie unehrlich. Solange aber ausschließlich die Energieverkäufer als die 'Experten für Energie' gelten, lässt sich die Gesellschaft hier täuschen. Energieeffizienz beim 'Endverbraucher' ist eine bedeutende Alternative zur Beschaffung von immer mehr Energie; das muss aber von den Menschen erst erkannt werden.    **</sub>|
 |<WRAP box 10cm>Das letzte in der Nutzung befindliche System ist hier allein dargestellt, für den Fall, dass der erzeugte Nutzen selbst nicht in Energieeinheiten gemessen werden kann((was in ca. 95% aller Anwendungen der Fall ist, wie wir noch sehen werden)). Dies ist das eigentlich wichtigste Teilsystem der Kette überhaupt: Hier wird nämlich das erzeugt, wofür die gesamte Kette letztlich dient: Wir nennen das die **Energiedienstleistung**((engl. **Energy-Service**)), der eigentliche Nutzen des Energieeinsatzes((Das System selbst nennen wir das "Dienstleistungssystem" und die Energie, die dort als Input eingespeist wird, die "Nutzenergie".)). Als Output gibt es auch hier((wg. des Energiesatzes für das offene System)) einen Energiestrom. Dabei handelt es sich allerdings ausschließlich um einen Verlust: Denn **nach** der Nutzung ist die Energie aus unserer Sicht "endgültig verbraucht", sie verlässt das letzte beachtete durchströmte System in die((regelmäßig nicht mehr beachtete)) Umwelt.\\ </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff15_flussbild_nutzung.png?650|}} \\ <sub>**Abb. 15: Hier ist es nun, das letzte und eigentlich entscheidende Glied der Energieversorgungskette: Es ist das System, welches den eigekauften Energiestrom für die tatsächlich benötigte Dienstleistung einsetzt, im Fall der Heizung ist das das Gebäude selbst. Durch die Hülle entsteht aus dem Wärmestrom eine Temperaturdifferenz. Wie groß diese ist, hängt entscheidend von der Qualität dieser Hülle ab. Der Wärmstrom selbst endet vollständig in der Umwelt - es handelt sich letztendlich ausschließlich um Wärmeverluste. \\  \\     **</sub>|
 Warnung: Hier könnte der Eindruck entstehen, dass die gesamte Energieanwendung überhaupt nur ein "sinnloser Wegwerfprozess" ist, auf den wir auch komplett verzichten könnten. Das ist aber nicht so: Um den Service zu erbringen, wird die betreffende Energiemenge in der konkreten Situation auf Grund von spezifischen Randbedingungen wirklich gebraucht((ohne Wärmezufuhr an die Kanne in Figur 2 wird der Kaffee nämlich wirklich kalt und die Dienstleistung fehlt)). Illustrieren wir es an einem historischen Beispiel einer Dampfmaschine: Die hatte zwar um 1890 nur einen Wirkungsgrad von um 10%, 90% der verbrannten Kohle waren reiner "Verlust"[LEIFIphysics]. Aber ohne diese Kohle würde die konkrete Maschine überhaupt nicht laufen, die Dienstleistung wäre Null. Die Art der vorhandenen Maschine legt uns somit auf den "Bedarf an Kohle" fest. **Aber**: Sehr oft lassen sich die Randbedingungen so verändern, dass das Gesamtausmaß der für die Dienstleistung benötigten Energieströme sehr viel geringer wird, als mit heutiger Technik üblich. Das ist z.B. der Fall, wenn der Antrieb statt mit der Dampfmaschine elektrisch gemacht wird (Wirkungsgrad um 90%) und der Strom dafür aus einem Windgenerator stammt. Genau das werden wir im Folgenden anhand der wichtigsten Beispiele behandeln.\\  \\