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 |<WRAP box 10cm>In der heutigen Industriegesellschaft spielt "Energie" eine Schlüsselrolle für die gesamte Funktion der Wirtschaft. Maßgebliche Ökonomen haben "Energie" als den Schmierstoff der Volkswirtschaft bezeichnet - und sehen "billige Energie" als die Grundvoraussetzung für Wohlstand und Wachstum an. Fast die gesamte Gesellschaft hat ein ähnliches Bild – inkl. der schärfsten "Wachstumskritiker". Diese Wahrnehmung wird stark geprägt von der täglichen Erfahrung, die inzwischen von den durch die Industriegesellschaft aufgebauten Strukturen geprägt ist:\\ \\ **Energie kommt vor allem als Energieträger (z. B. Heizöl, Benzin, Strom) ins Spiel** und muss als solcher bezahlt werden.\\ \\ Es gibt einen **Energiesektor**, der dafür zu sorgen hat, dass immer ausreichend ((und nicht zu teure)) Energie verfügbar ist.\\ \\ Die **Endverbraucher** konsumieren die Energieträger. Von denen ist am Schluss nichts mehr da. Dabei entsteht der Wohlstand.             </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff03_industrie.png?650|}}\\ <sub>**Abb. 3 Der "Energie-Träger" ist das zentrale Konzept in der Industriegesellschaft. Der Wohlstand basiert auf der Versorgung mit ausreichend vielen und billigen Energieträgern.**</sub>| |<WRAP box 10cm>In der heutigen Industriegesellschaft spielt "Energie" eine Schlüsselrolle für die gesamte Funktion der Wirtschaft. Maßgebliche Ökonomen haben "Energie" als den Schmierstoff der Volkswirtschaft bezeichnet - und sehen "billige Energie" als die Grundvoraussetzung für Wohlstand und Wachstum an. Fast die gesamte Gesellschaft hat ein ähnliches Bild – inkl. der schärfsten "Wachstumskritiker". Diese Wahrnehmung wird stark geprägt von der täglichen Erfahrung, die inzwischen von den durch die Industriegesellschaft aufgebauten Strukturen geprägt ist:\\ \\ **Energie kommt vor allem als Energieträger (z. B. Heizöl, Benzin, Strom) ins Spiel** und muss als solcher bezahlt werden.\\ \\ Es gibt einen **Energiesektor**, der dafür zu sorgen hat, dass immer ausreichend ((und nicht zu teure)) Energie verfügbar ist.\\ \\ Die **Endverbraucher** konsumieren die Energieträger. Von denen ist am Schluss nichts mehr da. Dabei entsteht der Wohlstand.             </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff03_industrie.png?650|}}\\ <sub>**Abb. 3 Der "Energie-Träger" ist das zentrale Konzept in der Industriegesellschaft. Der Wohlstand basiert auf der Versorgung mit ausreichend vielen und billigen Energieträgern.**</sub>|
 |<WRAP box 10cm>Die **Physik kann als die "Wissenschaft von der Energie"** angesehen werden((Wir werden auf die zentrale Bedeutung des Energiebegriffs in der Physik an anderem Ort eingehen: Die meisten Physiker werden zustimmen, wenn wir hier darlegen, dass es nach der Physik eigentlich nur zwei Grundbausteine gibt: Energie und Information)). Das Konzept 'Energie' wurde in voller Klarheit in der Physik erst im 19. Jahrhundert herausgearbeitet. Wir werden die Grundzüge des Konzepts hier in seiner einfachsten Form beschreiben. Dabei stellt sich heraus, dass die zentrale Charakterisierung energetischer Prozesse im Alltag deren "Effizienz" ist. Interessanterweise ein Begriff, der von Ökonomen gern auf den Einsatz der menschlichen Tätigkeit angewendet wird, aber in Bezug auf Energie verdrängt wird((oder auch nicht verstanden ist)). Verstehen wir diesen Zusammenhang erst einmal, dann sind wir gerüstet für eine neue Herangehensweise: Energie als Werkzeug in einer wissensbasierten Gesellschaft; das trifft die Sachlage recht gut – denn wie Werkzeuge im Grunde nur "wenig und ganz langsam" //verbraucht// werden, so ist dann auch der Energieverbrauch gering.         </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff04_physik_energie.png?650|}}<sub>\\  **Abb. 4 ** In der Physik ist Energie ein Basisattribut jedes Systems. Es gibt zwei fundamentale Gesetze: den Energieerhaltungssatz (1. Hauptsatz) und das Gesetz der Entropiezunahme (2. Hauptsatz). Alle Prozesse sind mit Energieumwandlungen verbunden – die Verbindung zum täglichen Leben erbringt die Betrachtung der Effizienz. Den [[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:2._hauptsatz|2. Hauptsatz]] erklären wir übrigens an anderer Stelle umfassend((Aus den Erkenntnis zur Entropie machen übrigens einige Kollegen ein unangemessen gewichtiges Thema. Um die hochgelehrt klingenden Begriffe [[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:aequivalenzen_zweiter_hauptsatz|"Exergie" und "Entropie"]] errichten sie einen Mythos (der sie dann als ganz besonders klug herausstellt). Da legen dann oft auch Laien und insbesondere Werbeagenturen 'noch was drauf'. Dabei ist das nicht wirklich so schwer zu verstehen, wie es durch die fremd klingenden Begriffe erstmal erscheint. Wir erklären diese Zusammenhänge so, dass jede*r sie verstehen kann. Dann stellt sich heraus, dass die "Carnotisierung" genannte Strategie schon einen zusätzlichen Beitrag liefern kann und damit (ein wenig) zur besseren Effizienz beiträgt. Das Kernproblem ist aber ein ganz anderes, und auf das gehen wir hier vor allem ein: Wir werfen Energie mit vollen Händen einfach so zum Fenster hinaus (und das ist heute fast vollständig Exergie). Das ist der weit überwiegende Teil der Ineffizienz. Das wird im Zuge dieses Beitrages deutlich werden und im einzelnen konkretisiert. Es wird sogar dargestellt, wie sich das mit vertretbarem Aufwand innerhalb der kommenden Jahrzehnte beheben ließe.))</sub>| |<WRAP box 10cm>Die **Physik kann als die "Wissenschaft von der Energie"** angesehen werden((Wir werden auf die zentrale Bedeutung des Energiebegriffs in der Physik an anderem Ort eingehen: Die meisten Physiker werden zustimmen, wenn wir hier darlegen, dass es nach der Physik eigentlich nur zwei Grundbausteine gibt: Energie und Information)). Das Konzept 'Energie' wurde in voller Klarheit in der Physik erst im 19. Jahrhundert herausgearbeitet. Wir werden die Grundzüge des Konzepts hier in seiner einfachsten Form beschreiben. Dabei stellt sich heraus, dass die zentrale Charakterisierung energetischer Prozesse im Alltag deren "Effizienz" ist. Interessanterweise ein Begriff, der von Ökonomen gern auf den Einsatz der menschlichen Tätigkeit angewendet wird, aber in Bezug auf Energie verdrängt wird((oder auch nicht verstanden ist)). Verstehen wir diesen Zusammenhang erst einmal, dann sind wir gerüstet für eine neue Herangehensweise: Energie als Werkzeug in einer wissensbasierten Gesellschaft; das trifft die Sachlage recht gut – denn wie Werkzeuge im Grunde nur "wenig und ganz langsam" //verbraucht// werden, so ist dann auch der Energieverbrauch gering.         </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff04_physik_energie.png?650|}}<sub>\\  **Abb. 4 ** In der Physik ist Energie ein Basisattribut jedes Systems. Es gibt zwei fundamentale Gesetze: den Energieerhaltungssatz (1. Hauptsatz) und das Gesetz der Entropiezunahme (2. Hauptsatz). Alle Prozesse sind mit Energieumwandlungen verbunden – die Verbindung zum täglichen Leben erbringt die Betrachtung der Effizienz. Den [[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:2._hauptsatz|2. Hauptsatz]] erklären wir übrigens an anderer Stelle umfassend((Aus den Erkenntnis zur Entropie machen übrigens einige Kollegen ein unangemessen gewichtiges Thema. Um die hochgelehrt klingenden Begriffe [[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:aequivalenzen_zweiter_hauptsatz|"Exergie" und "Entropie"]] errichten sie einen Mythos (der sie dann als ganz besonders klug herausstellt). Da legen dann oft auch Laien und insbesondere Werbeagenturen 'noch was drauf'. Dabei ist das nicht wirklich so schwer zu verstehen, wie es durch die fremd klingenden Begriffe erstmal erscheint. Wir erklären diese Zusammenhänge so, dass jede*r sie verstehen kann. Dann stellt sich heraus, dass die "Carnotisierung" genannte Strategie schon einen zusätzlichen Beitrag liefern kann und damit (ein wenig) zur besseren Effizienz beiträgt. Das Kernproblem ist aber ein ganz anderes, und auf das gehen wir hier vor allem ein: Wir werfen Energie mit vollen Händen einfach so zum Fenster hinaus (und das ist heute fast vollständig Exergie). Das ist der weit überwiegende Teil der Ineffizienz. Das wird im Zuge dieses Beitrages deutlich werden und im einzelnen konkretisiert. Es wird sogar dargestellt, wie sich das mit vertretbarem Aufwand innerhalb der kommenden Jahrzehnte beheben ließe.))</sub>|
-|<WRAP box 10cm>Wollten wir den physikalischen Begriff "Energie" umgangssprachlich möglichst anschaulich fassen, so ist wohl **"die Fähigkeit zur Umsetzung von Veränderungen"** die zutreffendste Beschreibung. Regelmäßig sind mit Energieflüssen (das ist die Übertragung der Energie von einem System zu einem anderen oder die Umwandlung der Form der Energie in eine andere) sichtbare, spürbare, generell wahrnehmbare Veränderungen in den Systemen verbunden. Für viele überraschend ist dabei((weil sie darauf nie hingewiesen wurden und wohl auch nicht darüber nachgedacht haben)), dass bei solchen Umwandlungen und Übertragungen Energie gar nicht "verbraucht" wird, sondern eben "nur" in anderer Form oder an anderem Ort vorliegt((eben gerade wegen des 1. Hauptsatzes, des Energie-Erhaltungssatzes)). </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff05_energie_zeitop.png?650|}}\\  <sub>**Abb. 5 ** Energie kann als die Entität verstanden werden, welche die Veränderungen in der Welt antreibt.  </sub>|+|<WRAP box 10cm>Wollten wir den physikalischen Begriff "Energie" umgangssprachlich möglichst anschaulich fassen, so ist wohl **"die Fähigkeit zur Umsetzung von Veränderungen"** die zutreffendste Beschreibung. Regelmäßig sind mit Energieflüssen (das ist die Übertragung der Energie von einem System zu einem anderen oder die Umwandlung der Form der Energie in eine andere) sichtbare, spürbare, generell wahrnehmbare Veränderungen in den Systemen verbunden. Für viele überraschend ist dabei((weil sie darauf nie hingewiesen wurden und wohl auch nicht darüber nachgedacht haben)), dass bei solchen Umwandlungen und Übertragungen Energie gar nicht "verbraucht" wird, sondern eben "nur" in anderer Form oder an anderem Ort vorliegt((eben gerade wegen des 1. Hauptsatzes, des Energie-Erhaltungssatzes)). </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff05_energie_zeitop.png?650|}}\\  <sub>**Abb. 5 ** Energie kann als die Aktionsform verstanden werden, welche die Veränderungen in der Welt antreibt.  </sub>|
 |<WRAP box 10cm>Im Extremfall können solche Veränderungen dramatisch sein. Setzen wir extrem viel Energie in sehr kurzer Zeit um, dann nennen wir das eine Explosion. Die verändert in ihrer Umgebung vieles sehr grundsätzlich – und das ist der Kerngrund dafür, weshalb sich das Militär sehr für Energie und insbesondere für Systeme mit hoher Energiedichte interessiert. Viele Physiker und Ingenieure fasziniert dieser Aspekt. Und wirtschaftlich lässt sich davon auch gut leben. Allerdings: Außer an Neujahr spielen diese Dinge in unserem Alltagsleben kaum eine Rolle – und wenn doch, ist das meist sehr unangenehm. </WRAP>|{{:picopen:ohne_text.png?650|}}\\ <sub>**Abb. 6 ** Sehr viel Energie in ganz kurzer Zeit umgewandelt – das führt zu raschen und umfassenden Veränderungen.</sub>\\ | \\  |<WRAP box 10cm>Im Extremfall können solche Veränderungen dramatisch sein. Setzen wir extrem viel Energie in sehr kurzer Zeit um, dann nennen wir das eine Explosion. Die verändert in ihrer Umgebung vieles sehr grundsätzlich – und das ist der Kerngrund dafür, weshalb sich das Militär sehr für Energie und insbesondere für Systeme mit hoher Energiedichte interessiert. Viele Physiker und Ingenieure fasziniert dieser Aspekt. Und wirtschaftlich lässt sich davon auch gut leben. Allerdings: Außer an Neujahr spielen diese Dinge in unserem Alltagsleben kaum eine Rolle – und wenn doch, ist das meist sehr unangenehm. </WRAP>|{{:picopen:ohne_text.png?650|}}\\ <sub>**Abb. 6 ** Sehr viel Energie in ganz kurzer Zeit umgewandelt – das führt zu raschen und umfassenden Veränderungen.</sub>\\ | \\ 
  
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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>| ${\displaystyle \eta = \frac{E_{out}}{E_{in}}}$\\         </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff13_flussbild.png?650|}}  \\  <sub>**Abb. 13: Das Energieflussdiagramm, eine hochanschauliche Darstellung der Prozesse   **</sub>|
 ===Ketten von Energiesystemen=== ===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>| |<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.\\  \\  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.\\  \\ 
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 |<WRAP box 8cm>Zwischen 1990 und 2016 ist die Wirtschaftsleistung (gemessen durch das reale Brutto-Inlandsprodukt BIP) Deutschlands insgesamt um ca. 51% gestiegen((Die Höhe des weiteren Wirtschaftswachstums ist eine weitere wichtige Bestimmungsgröße. Mit der Frage, wie hoch das Wachstum im Durchschnitt ausfällt und wie hoch der Einfluss ist, haben wir unter [[grundlagen:energiewirtschaft_und_oekologie:bemerkungen_zur_wachstumsdebatte|"Bemerkungen zur Wachstumsdebatte"]] diskutiert.)). Wir wollen hier davon ausgehen, dass dazu auch eine Steigerung der Energiedienstleistungen in etwa gleichem Umfang korrespondiert((In der Tat ist die gebaute Wohnfläche vergrößert worden und es gibt mehr Kraftfahrzeuge. Im Grundsatz wäre die gesamte EDL ermittelbar; das ist genau genommen nur eine Fleißarbeit, weil z.B. die Fahrzeug-km erhoben werden und veröffentlicht sind. Eine grobe Schätzung stützt die These, dass die Energie-Dienstleistungen tatsächlich in etwa mit dem BIP gestiegen sind)). Bei gleichbleibender Energie-Intensität (insb. -Effizienz) war vor diesem Hintergrund erwartet worden, dass der Primärenergieverbrauch PEV in Deutschland im gleichen Maß, eben von 14913 PJ/a auf rund 22500 PJ/a zunimmt. Tatsächlich ist der PEV aber in diesem Zeitraum sogar gesunken, nämlich auf 13383 PJ/a (das sind -10%). Verbesserte "Effizienz-Energie" deckt somit in DE bereits über 40% des Bedarfs und stellt daher schon heute den größten Einzelanteil aller "Energieträger"((Wenn wir hier dem Ansatz des Kollegen Meyer-Abich folgen, der angesichts der Möglichkeiten der Substitution von Energieträgern durch "eingesparte Energie" von "Energiesparen als Energiequelle" sprach. Diese (frühe) Publikation zeigt auch, dass die hier dargestellten Erkenntnisse keinesfalls 'neu' sind; [Lovins], [Bossel], [Nørgård], [Rosenfeld] und [Shurcliff] haben die Zusammenhänge auch schon in den 70er Jahren korrekt dargestellt.)). Die jährliche durchschnittliche Effizienzverbesserung liegt mit 2,3%/a sogar deutlich über dem Energiedienstleistungswachstum (1,9%/a). </WRAP>|<sub>**Abb. 38 **</sub>{{ :playground:primaer_energie_de_2..png?800|}}| |<WRAP box 8cm>Zwischen 1990 und 2016 ist die Wirtschaftsleistung (gemessen durch das reale Brutto-Inlandsprodukt BIP) Deutschlands insgesamt um ca. 51% gestiegen((Die Höhe des weiteren Wirtschaftswachstums ist eine weitere wichtige Bestimmungsgröße. Mit der Frage, wie hoch das Wachstum im Durchschnitt ausfällt und wie hoch der Einfluss ist, haben wir unter [[grundlagen:energiewirtschaft_und_oekologie:bemerkungen_zur_wachstumsdebatte|"Bemerkungen zur Wachstumsdebatte"]] diskutiert.)). Wir wollen hier davon ausgehen, dass dazu auch eine Steigerung der Energiedienstleistungen in etwa gleichem Umfang korrespondiert((In der Tat ist die gebaute Wohnfläche vergrößert worden und es gibt mehr Kraftfahrzeuge. Im Grundsatz wäre die gesamte EDL ermittelbar; das ist genau genommen nur eine Fleißarbeit, weil z.B. die Fahrzeug-km erhoben werden und veröffentlicht sind. Eine grobe Schätzung stützt die These, dass die Energie-Dienstleistungen tatsächlich in etwa mit dem BIP gestiegen sind)). Bei gleichbleibender Energie-Intensität (insb. -Effizienz) war vor diesem Hintergrund erwartet worden, dass der Primärenergieverbrauch PEV in Deutschland im gleichen Maß, eben von 14913 PJ/a auf rund 22500 PJ/a zunimmt. Tatsächlich ist der PEV aber in diesem Zeitraum sogar gesunken, nämlich auf 13383 PJ/a (das sind -10%). Verbesserte "Effizienz-Energie" deckt somit in DE bereits über 40% des Bedarfs und stellt daher schon heute den größten Einzelanteil aller "Energieträger"((Wenn wir hier dem Ansatz des Kollegen Meyer-Abich folgen, der angesichts der Möglichkeiten der Substitution von Energieträgern durch "eingesparte Energie" von "Energiesparen als Energiequelle" sprach. Diese (frühe) Publikation zeigt auch, dass die hier dargestellten Erkenntnisse keinesfalls 'neu' sind; [Lovins], [Bossel], [Nørgård], [Rosenfeld] und [Shurcliff] haben die Zusammenhänge auch schon in den 70er Jahren korrekt dargestellt.)). Die jährliche durchschnittliche Effizienzverbesserung liegt mit 2,3%/a sogar deutlich über dem Energiedienstleistungswachstum (1,9%/a). </WRAP>|<sub>**Abb. 38 **</sub>{{ :playground:primaer_energie_de_2..png?800|}}|
 Das ist ein großer Erfolg der Effizienz-Entwicklung, insbesondere vor dem Hintergrund, dass Politik und Wirtschaft keinesfalls besonderes Gewicht auf diese Verbesserungen gelegt hatten((Ab 2010 sogar ganz im Gegenteil: dazu haben wir die offizielle Statistik im Zeitverlauf ausgewertet: [[Brach liegende Potentiale]].)). An anderer Stelle haben wir ausgeführt, wie sich dieser Erfolg erheblich steigern ließe: 3,3% Effizienz-Steigerung je Jahr wäre mit etwas Engagement erreichbar und dies würde es erlauben, die Klimaziele relativ schnell zu erreichen((Zusammen mit einem etwa ebensolchen Ausbau der Erneuerbaren Energieerzeugung; beides ergänzt sich in ausgezeichneter Weise)).\\ \\  Das ist ein großer Erfolg der Effizienz-Entwicklung, insbesondere vor dem Hintergrund, dass Politik und Wirtschaft keinesfalls besonderes Gewicht auf diese Verbesserungen gelegt hatten((Ab 2010 sogar ganz im Gegenteil: dazu haben wir die offizielle Statistik im Zeitverlauf ausgewertet: [[Brach liegende Potentiale]].)). An anderer Stelle haben wir ausgeführt, wie sich dieser Erfolg erheblich steigern ließe: 3,3% Effizienz-Steigerung je Jahr wäre mit etwas Engagement erreichbar und dies würde es erlauben, die Klimaziele relativ schnell zu erreichen((Zusammen mit einem etwa ebensolchen Ausbau der Erneuerbaren Energieerzeugung; beides ergänzt sich in ausgezeichneter Weise)).\\ \\ 
-Wie lässt sich konkret die Steigerung des Effizienz-Einsatzes erreichen? Das ist im Grunde verblüffend einfach: Z.B. werden jährlich etwa 3% aller Fenster in den Bestandsgebäuden erneuert. Bisher sind die neuen Fenster üblicherweise um etwa einen Faktor 2 besser als die alten. Insgesamt führt das so auf eine Verlustreduktion von ca. 1,5%/a. Bleiben wir bei der gleichen Austauschrate, gehen aber auf Fenster nach dem Stand der Technik über, so nimmt die Einsparung auf über 82% zu und das sind 2,6%/a in diesem Segment. Dies, obwohl noch nicht einmal eine erhöhte Austauschrate angesetzt wurde((Eine solche ist vor dem Hintergrund der fossilen Versorgungskrise und der hohen Wirtschaftlichkeit durchaus anzustreben)). Der Ansatz ist hier also: Es werden die ohnehin ablaufenden Neu- oder Ersatzinvestitionen durchgeführt - allerdings nicht mit einem "mittelmäßigen Durchschnittsprodukt", sondern mit um Faktoren verbesserten Komponenten((die es im Übrigen alle bereits am Markt zu vernünftigen Kosten gibt)). Wir wir zu noch mehr solchen verbesserten Bauteilen kommen, zeigt die folgende Folie. \\ +Wie lässt sich konkret die Steigerung des Effizienz-Einsatzes erreichen? Das ist im Grunde verblüffend einfach: Z.B. werden jährlich etwa 3% aller Fenster in den Bestandsgebäuden erneuert. Bisher sind die neuen Fenster üblicherweise um etwa einen Faktor 2 besser als die alten. Insgesamt führt das so auf eine Verlustreduktion von ca. 1,5%/a. Bleiben wir bei der gleichen Austauschrate, gehen aber auf Fenster nach dem Stand der Technik über, so nimmt die Einsparung auf über 82% zu und das sind 2,6%/a in diesem Segment. Dies, obwohl noch nicht einmal eine erhöhte Austauschrate angesetzt wurde((Eine solche ist vor dem Hintergrund der fossilen Versorgungskrise und der hohen Wirtschaftlichkeit durchaus anzustreben.)). Der Ansatz ist hier demnach: Es werden die ohnehin ablaufenden Neu- oder Ersatzinvestitionen durchgeführt - allerdings nicht mit einem "mittelmäßigen Durchschnittsprodukt", sondern mit um Faktoren verbesserten Komponenten((die es im Übrigen alle bereits am Markt zu vernünftigen Kosten gibt)). Wir wir zu noch mehr solchen verbesserten Bauteilen kommen, zeigt die folgende Folie. \\ 
  
 |<WRAP box 8cm>So funktioniert die bereits seit Jahrzehnten bewährte Vorgehensweise zur Initiierung der benötigten Effizienz-Verbesserung. Ein Hersteller eines Produktes, das bei seinem Einsatz Energieströme verursacht, kann hierzu beitragen((gezeigt am Bspl. eines Fensterrahmens. Es geht aber genauso z.B. für ein Steckernetzteil oder einen Auto-Dachträger oder einen Fahrstuhl oder...)). Der Hersteller überlegt sich einen Vorschlag für ein verbessertes Produkt und kontaktiert einen Energie-Effizienz-Zertifizierer((in diesem Fall geht es um das Zertifikat "Passivhaus-tauglich")). Der hat die Kompetenz, die verbesserte Komponente auf den tatsächlich erreichten Effizienzgrad zu prüfen((beim Fenster geht es hier vor allem um die Wärmeverluste, die regelmäßig in der Nutzungsdauer erheblich höher sind als z.B. die Herstellungsenergie für einen solchen Rahmen)). Werden die Kriterien erfüllt, kann das Effizienz-Zertifikat vergeben werden. Ist das noch nicht der Fall, so ist ein Ingenieur am PHI in der Lage, Hinweise auf noch bestehende Schwachstellen zu geben und Tipps dazu, wie sich diese weiter verbessern lassen. Nach einer endlichen Zahl von Schleifen gelingt hier regelmäßig eine Verbesserung um Faktoren. So sind bereits Tausende von erheblich Effizienz-verbesserten Komponenten auf den Markt gekommen.((Für die Regierungen wäre es i.Ü. relativ einfach, diese Prozesse verstärkt anzuschieben, indem für erfolgreiche Verbesserungen Anreize gegeben werden; die Kosten solcher Entwicklungen sind in den meisten Fällen nicht sonderlich hoch.)) </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff39_zertifiz.png?650|}} \\ <sub>**Abb. 39 Unabhängige Testung, Hilfe bei der Entwicklung und Zertifizierung energieeffizienter Komponenten**</sub>| |<WRAP box 8cm>So funktioniert die bereits seit Jahrzehnten bewährte Vorgehensweise zur Initiierung der benötigten Effizienz-Verbesserung. Ein Hersteller eines Produktes, das bei seinem Einsatz Energieströme verursacht, kann hierzu beitragen((gezeigt am Bspl. eines Fensterrahmens. Es geht aber genauso z.B. für ein Steckernetzteil oder einen Auto-Dachträger oder einen Fahrstuhl oder...)). Der Hersteller überlegt sich einen Vorschlag für ein verbessertes Produkt und kontaktiert einen Energie-Effizienz-Zertifizierer((in diesem Fall geht es um das Zertifikat "Passivhaus-tauglich")). Der hat die Kompetenz, die verbesserte Komponente auf den tatsächlich erreichten Effizienzgrad zu prüfen((beim Fenster geht es hier vor allem um die Wärmeverluste, die regelmäßig in der Nutzungsdauer erheblich höher sind als z.B. die Herstellungsenergie für einen solchen Rahmen)). Werden die Kriterien erfüllt, kann das Effizienz-Zertifikat vergeben werden. Ist das noch nicht der Fall, so ist ein Ingenieur am PHI in der Lage, Hinweise auf noch bestehende Schwachstellen zu geben und Tipps dazu, wie sich diese weiter verbessern lassen. Nach einer endlichen Zahl von Schleifen gelingt hier regelmäßig eine Verbesserung um Faktoren. So sind bereits Tausende von erheblich Effizienz-verbesserten Komponenten auf den Markt gekommen.((Für die Regierungen wäre es i.Ü. relativ einfach, diese Prozesse verstärkt anzuschieben, indem für erfolgreiche Verbesserungen Anreize gegeben werden; die Kosten solcher Entwicklungen sind in den meisten Fällen nicht sonderlich hoch.)) </WRAP>|{{:energieeffizienz_jetzt:eeff39_zertifiz.png?650|}} \\ <sub>**Abb. 39 Unabhängige Testung, Hilfe bei der Entwicklung und Zertifizierung energieeffizienter Komponenten**</sub>|
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