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Energieeinsparung

Reduktion des Energieverbrauchs eines Systems
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Energieeinsparung bezeichnet alle Maßnahmen zur Verringerung des Einsatzes einer bestimmten Primär- bzw. Sekundärenergiemenge.

Stromzähler zur Messung des Stromverbrauches. Solche oder ähnliche Geräte können häufig kostenlos bei den Stromversorgern oder Verbraucherzentralen ausgeliehen werden.

Ursachen und methodische Ansätze

Die Ursachen, die Energieeinsparmaßnahmen erfordern, sind die mangelnde Verfügbarkeit einer Energieform bzw. des Energieträgers oder unerwünschte Nebenwirkungen bei ihrem Einsatz:

  • Beschränkung des Nutzwertes beispielsweise durch die Tank- oder Batteriekapazität
  • Gesundheits- und Umweltschäden beispielsweise durch Abgase, Lärm, Treibhausgase oder Radioaktivität (z. B. Waldschäden, Klimawandel)
  • Mangelnde Verfügbarkeit der Energie beispielsweise durch die Kapazität des Netzanschlusses, Lieferfähigkeit oder begrenzte Ressourcen (z. B. Förder-/Kraftwerkskapazität)

Speziell der letzte Punkt führt unter den Bedingungen der Marktwirtschaft zu erhöhten Energiepreisen, da sie sich nachfrageabhängig gestalten. Hohe energiebedingte Betriebskosten sind letztendlich das Hauptargument für viele Energiesparmaßnahmen.

Methodisch bieten sich folgende Ansätze zur Einsparung einer bestimmten Energieform an:

  • Vermeidung von Energieverbrauch z .B. durch Verzicht auf bestimmte Leistungen. Oft bietet der Verzicht auf kleine Zusatzfunktionen ein großes Energiesparpotenzial. (Beispiele: Heizung in nicht genutzten Räumen reduzieren, Standby-Geräte komplett ausschalten)
  • Steigerung der Effizienz erhöht die Ausnutzung der aufgewendeten Energie (durch Steigerung des Wirkungsgrades. Durch erhöhte Effizienz kann der Verbrauch häufig deutlich gesenkt werden (Beispiele: Wärmedämmung, Energiesparlampe).
    • Zur Effizienzsteigerung zählt auch die Nutzung bisher ungenutzter Energieanteile (z. B. zusätzliche Nutzung der Abwärme oder Wärmerückgewinnung)
  • Die Nutzung alternativer Energieformen ist keine Energieeinsparung im eigentlichen Sinne. Durch dieses Vorgehen kann jedoch die ursprünglich eingesetzten Energieform reduziert oder gänzlich ersetzt werden. Zu einer Energieeinsparung kommt es dabei nur, wenn die Nutzung der neuen Energieform effizienter, als die zu ersetzende ist. (Stichwort: Energiebilanz) Beispiele für die Alternativenergienutzung sind: Tageslicht statt elektrischer Beleuchtung, Muskelkraft statt Motor, Erdgas statt Kohle.

Verursachergerechte Energiekosten

Der intensive Verbrauch fossiler Primärenergieträger hat weitreichende Auswirkungen auf die Umwelt. Die Kosten für die Beseitigung der Umweltschäden, bzw. für die Entschädigung der Betroffenen werden bisher nur selten auf die Verursacher zurückgeführt. Ein Ansatz dafür ist der Handel mit Umweltzertifikaten.

Erste politische Forderungen zur Vermeidung der Umweltbeeinflussungen hatten zu technischen Verbesserungen geführt(Katalysator, Rauchgasentschwefelung, Umweltschutzauflagen), jedoch nicht zu einer Energieeinsparung. Umweltzertifikate verteuern die umweltproblematischen Energieformen so sehr, dass ihre Verbraucher auf wirtschaftlichem Weg zu Energiesparmaßnahmen oder der Nutzung von Alternativenergien gedrängt werden.

Haushalt und individuelles Energiesparen

Heizenergie

Gebäude benötigen Energie hauptsächlich in Form von Heizwärme und Warmwasser (ca. 25-33 % vom gesamten deutschen Primärenergiehaushalt) und elektrischer Energie, davon ein Teil für Beleuchtungsenergie (ca. 2 % vom gesamten deutschen Primärenergieverbrauch).

Das offizielle Energiesparen begann ernsthaft mit der Ölkrise von 1973. Seitdem wurden im Gebäudebau Maßnahmen zur Wärmedämmung in vielen Staaten obligatorisch. Beispiele sind die Wärmedämmung von Wänden, Böden und Dächern sowie der Wärmeschutz von Türen und Fenstern durch Wärmeschutzverglasung. Effiziente Heizungen sowie Thermostatventile reduzieren den Energiebedarf. Die richtige Lüftung ist ein zentraler Bestandteil des Wärmehaushalts, aber auch wichtig für die Innenluftqualität. Viele Maßnahmen fordern individuellen Einsatz, z. B. Dichtstreifen und Vorhänge, Wärmerückgewinnung.

Bei der Modernisierung von Gebäuden können durch Wärmeschutzmaßnahmen, Nutzung von Sonnenenergie und effizientere Heizungstechnik bis zu 90% der ursprünglich benötigten Heizenergie eingespart werden (Modernisierung mit Faktor 10, DBU). Bei der Sanierung von Fassadenflächen von Altbauten lassen sich durch individuell bestimmbare Dämmschichten strenge Forderungen nach Energieeinsparung erfüllen und sichern eine größtmögliche Wärmespeicherung der innenliegenden Bauteile.

Eine Wärmepumpenheizung kann einen Großteil der Primärenergie durch direkt aus der Umwelt entnommene Wärme ersetzen.

Beleuchtung

Bei entsprechender Planung von Gebäuden kann durch die Nutzung des Tageslichtes Energie für die Beleuchtung eingespart werden.

Bei Beleuchtung mit Leuchtstofflampen (Energiesparlampen) kann durch Einsatz von elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) in Verbindung mit Bewegungs- und Lichtsensoren bis zu 70% gegenüber konventionellen Vorschaltgeräten (KVG) eingespart werden.

Siehe auch: Vorschaltgerät, Energiestandard (Gebäude), Niedrigenergiehaus, Passivhaus

Haushalt

Die tatsächliche Energiemenge, die von Haushalten bezogen wird, ist im Gegensatz zu verbreiteten Ansichten nicht gering - schon ohne den Verbrauch der PKW verwenden die Haushalte in Deutschland etwa 30% der Endenergie. Hier kann schon durch einfache, wenige Änderungen viel bewirkt werden, da die "typische" Haushaltstechnik aus historischen Gründen energietechnisch oft extrem ineffizient konstruiert wird.

An zweiter Stelle steht die Warmwasserbereitung. Einsparpotentiale ergeben sich durch die Verringerung des Warmwasserverbrauchs und eine effizientere Bereitstellung. Beispiele: wassersparendende Duschköpfe, Temperatur von Warmwasserspeichern verringern, Einsatz moderner Warmwasseraufbereitungen, thermischer Solaranlagen, Wärmepumpe. In den Niederlanden kommen Wärmerückgewinnungssysteme für das Brauchwasser in Gebrauch. Ein weiterer großer Verbraucher stellt in diesem Zusammenhang der elektrische Durchlauferhitzer dar, der insbesondere in Mietwohnungen häufig zur Warmwasserbereitung verwendet wird. Diese Geräte haben eine typische Leistungsaufnahme von 20 kW, so dass tägliches 10-minütiges Duschen bereits zu einem jährlichen Stromverbrauch von ca. 1.200 kWh oder Kosten von ca. 200 Euro führt. Eine seltenere oder kürzere Verwendung dieser Form der Warmwasserbereitung ist eine effektive Maßnahme der Energieeinsparung.

An nächster Stelle folgt, so vorhanden, der Verbrauch elektrischer Wäschetrockner. Beim Gebrauch dieser Geräte kommt es auf ein möglichst hochtouriges Schleudern an. Das Trocknen der Wäsche im Freien an der Leine erfordert gar keinen zusätzlichen Energieaufwand.

Viel Strom wird auch in der Küche und durch Computer verbraucht. In der Küche wird bei Erwärmung der Speisen durch einen konventionellen Herd sehr viel Wärme an die ungebende Luft abgegeben, der Kühlschrank ist eine weitere Wärmequelle, wobei hier schon eine bessere Standortwahl und gute Belüftung der Rückwand eine Energieeinsparung bringen kann. Gute Neugeräte sparen gegenüber dem Durchschnitt 50 bis 75% Strom ein.

Moderne Computersysteme sind oftmals für die Benutzung als reines Schreibgerät völlig überdimensioniert, so dass ein Großteil der Energie dafür genutzt wird, Bauteile zu versorgen, die der Benutzer selten oder nie benutzt.

Eine weitere Energiesparmöglichkeit im Haushalt ist die Bevorzugung von Leuchtdioden und Leuchtstoffröhren gegenüber ineffizienten Glühlampen. Durch das vollständige Deaktivieren von Geräten mit Standby-Funktion hingegen spart ein Durchschnittshaushalt maximal 3% des elektrischen Stroms ein. Konventionelle Steckernetzteile sollten durch elektronische ersetzt werden.

  • Passende Kochtöpfe für die Herdplatten verwenden
  • energiesparende Geräte sparen oft über 50% gegenüber durchschnittlichen Altgeräten ein
  • langlebige Möbel und Geräte reduzieren den Energieaufwand für die Herstellung
  • weniger Waschen, bei leichter Verschmutzung oder zum Entfernen von Schweiß reicht der Kurzwaschgang
  • warme Kleidung kann die Heizperiode verkürzen
  • in Räumen bedarfsgerecht heizen, Stoßlüften um Auskühlen zu vermeiden
  • Thermoskannen anstatt der Warmhalteplatte der Kaffemaschine verwenden.
  • Auf überflüssige oder halb befüllte Gefriertruhen verzichten
  • auch vereiste Kühl- und Eisschränke öfters abtauen
  • Energiesparende Netzteile für Computer verwenden

siehe auch: Energieeffizienzklasse

Konsum/Recycling

Für Verpackungsmaterial, das nicht produziert werden muss, braucht auch keine Energie aufgewendet werden. Durch Wiederverwertung (Recycling), insbesondere von Verpackungsmaterialien, kann ein Teil der zur Herstellung notwendigen Energie eingespart werden. Die problembehaftete und aufwändige Sortierung von Abfall wird teilweise von den Konsumenten durchgeführt. Die Endsortierung erfolgt meist durch Entsorgungsbetriebe. Das mit dem Recycling in Deutschland beauftragte DSD (Duales System Deutschland) ist in die Kritik geraten, weil es mittlerweile (2004) Sortiermaschinen gibt, die besser, schneller und vor allem ökonomisch vorteilhafter arbeiten, als die weitgehende manuelle Mülltrennung und Sortierung.

Leichtbau

Leichtbau führt ebenfalls zu Effizienzsteigerungen und damit zu geringerem Energieverbrauch. Je geringer die Masse ist, die nicht direkt zur Verrichtung einer Arbeit beiträgt, aber trotzdem bewegt, das heißt beschleunigt und abgebremst, oder erwärmt und abgekühlt, werden muss, um so höher ist der Anteil der eingesetzten Energie um die eigentlich Arbeit zu Verrichten. Ein weiterer Einspareffekt ergibt sich aus der geringeneren Rohstoffmasse, die zur Herstellung der Leichtbau-Anlage benötigt wird.

Beispiele:

  • Für eine Fahrt mit einem Fahrrad in Leichtbauweise benötigt man weniger Anstrengung, als für ein schweres Rad. Besonders auffällig wird dieser Effekt bei Beschleunigung und Bergauffahrt.
  • Die Getränkemenge in einem Kasten mit Kunstoffflaschen ist bei gleicher Masse höher, als die Menge in einem Kasten mit Glasflaschen.
  • Ein kleiner leichter Topf benötigt weniger Wärmeenergie um selbst aufgeheizt zu werden, als ein großer schwerer Topf aus dem gleichen Material, wenn in ihm die gleiche Menge erwärmt werden soll.
  • Bei LKWs, deren zulässiges Gesamtgewicht begrenzt ist, kann Leichtbau die Nutzlast bei gleichbleibender Gesamtmasse erhöhen und damit den relativen Energieaufwand pro Frachtkilogramm senken.

Transport und Verkehr

Bei Verkehrsmitteln bestehen mehrere Motivationen, die einen sparsamen Umgang mit Energie, in diesem Falle vor allem in Form von Kraftstoff vorteilhaft erscheinen lassen.

  • hohe Energie-/Kraftstoffpreise
  • Reichweitensteigerung
  • Nutzlasterhöhung
  • Nutzwertsteigerung
  • Umweltschonung

Energieeinsparung bei Verkehrsmitteln aus Umweltschutzgründen ist nur selten zu beobachten. Die negativen umwelttechnischen und gesundheitlichen Randerscheinungen des Energieverbrauchs werden mit zumeist technischen Mitteln und nur auf politischen Druck hin bekämpft (bleifreies Benzin, Katalysator, Partikelfilter).

Hauptmotivation für Energieeinsparung im Verkehr sind die Transportkosten. Nur wenn diese auch die Umweltbelastungen durch den Energieverbrauch mit abbilden, sind kostenmindernde Energieeinsparungen auch umweltschonende Energieeinsparungen. Um das zu erreichen, können die fiskalischen Rahmenbedingungen durch die Politik so gestaltet werden, dass für die Umweltbelastung ein Verursacherprinzip spürbar wird. Der einzelne Energieverbraucher bezahlt die Gemeinschaft für die in die Gemeinschaft eingetragene Entropie (Abwärme, Abfallstoffe).

Speziell bei preisgünstigen Export- und Importwaren ist der Energieaufwand pro transportiertem Kilogramm und Kilometer ein erheblicher Kostenfaktor, so genannte Graue Energie. Luftfracht ist daher teurer, als Schiffsfracht. Effizenzsteigerungen ermöglichen günstigere Transportpreise. Ein Flugzeug mit geringerem Kraftstoffbedarf kann beispielsweise bei gleichem Energieaufwand mehr Nutzlast über die gleiche Strecke, oder die gleiche Last über eine längere Strecke befördern. Bei ihm ist das Verhältnis Kraftstoffmasse/Nutzlast sehr hoch. Auch bei Schiffen und Landverkehrsmitteln schlagen sich geringere Kraftstoffkosten ebenfalls in den Transportkosten nieder, obwohl sie nicht ein derart hohes Massenverhältnis von Kraftstoffmasse zu Nutzlast besitzen.

Lokal hergestellte Produkte, die keine weiten Transportwege benötigen verbrauchen auch weniger Transportenergie. Insbesondere für den Lufttransport gilt folgende Faustformel: Pro 5000km wird das Eigengewicht des Produktes in Kraftstoff verbraucht. Für leichte, aber großvolumige Objekte ist das Verhältnis weitaus ungünstiger.

Die Reaktionen auf die steigenden Kraftstoff- und Energiepreise zeigen zwei grundsätzliche Strategien der Anbieter von Verkehrmitteln aller Art:

  • Effizienzsteigerung: Verbrauchssenkung beispielsweise durch Wirkungsgradsteigerungen, Leichtbau, Hybridantrieb
  • Alternativenergien: billigere Kraftstoffe, wie Gas, Biodiesel, Wasserstoff oder Elektroenergie

siehe Alternative Antriebe

Der Nutzer von Verkehrsmitteln kann zusätzlich mit Vermeidung zu Effiziensteigerung und Alternativenergien reagieren:

  • Vermeidung unnötiger Fahrten, selten fliegen, vor allem nicht auf kurzen Inlandsstrecken.
  • energiesparende Fahrweise, Anschaffung von Fahrzeugen mit geringerem Kraftstoffverbrauch, Fahrgemeinschaft
  • Nutzung von alternativen Verkehrsmitteln: zu Fuß gehen, Fahrrad, Bus/Bahn/ÖPNV, ...

Siedlungspolitik

Einen großen Einfluss auf Energieverbrauch im Verkehr hat die Siedlungsstruktur und das daraus resultierende Verkehrsverhalten. In hoch verdichteten Räumen sind Wege häufig kürzer als in zersiedelten großflächigen Gebieten, so dass viele Wege zu Fuß, mit Fahrrad oder ÖPNV günstiger und schneller zu erledigen sind als mit dem energetisch ineffizienteren Kraftfahrzeug (Stadt der kurzen Wege). Energiesparende Massenverkehrsmittel können hier gut ausgelastet werden und dadurch einen hohen Kostendeckungsgrad erreichen. Erst verdichtete Stadtstrukturen ermöglichen die Finanzierung hochattraktiver ÖPNV-Angebote.

Durch Förderung von Stadtteil- und Dorfzentren also Aufwertung des lokalen Einzelhandels, von kleineren Kultureinrichtungen, örtlichen Grün- und Erholungsflächen sowie Freizeiteinrichtungen können Fahrzeugkilometer verringert und gleichzeitig die Mobilität der Bevölkerung erhöht werden. Wird Verkehr entschleunigt, Parken beschränkt und dafür dem Rad fahren und zu Fuß gehen mehr Raum gegeben, entstehen lebensfreundlichere, verkehrsärmere, flächensparendere und damit wirtschaftlichere Stadtstrukturen.

Der Bau von Schnellstraßen und –bahnen, das Ausweisen und Fördern von gering verdichteten Einfamilienhaussiedlungen, das Errichten vermeintlich billiger Einkaufszentren in der Peripherie der Städte sowie eine autofreundliche Politik der guten Erreichbarkeit und kostenlosen Parkplätze zerstört energiearme Stadtstrukturen und begünstigt Zersiedelung (autogerechte Stadt). Wenig verdichtete Siedlungen können nur ungenügend mit ÖPNV versorgt werden, da dessen Auslastung gering ist. Ergebnis einer solchen Politik sind kosten- und energieaufwändige Stadtstrukturen (Infrastrukturkosten je Einwohner). Einwohner solcher Regionen müssen für gleiche oder weniger Mobilität weiter fahren und sind auf eigene Kraftfahrzeuge angewiesen. Sie geraten dadurch in eine große Abhängigkeit von Energieträgern wie Öl und Gas und müssen mehr Geld für ihre täglichen Wege aufbringen. Menschen ohne Auto oder Fahrerlaubnis müssen erhebliche Einschränkungen ihrer Mobilität erleiden.

Die Politik hat vielseitige Möglichkeiten, über Siedlungspolitik auf den Energieverbrauch des Verkehrs Einfluss zu nehmen:

Kraftfahrzeuge

Bei Kraftfahrzeugen, speziell Pkws, gibt es sehr verschiedene weitere Motivationen zu Energieeinsparung. Die sinkenden Betriebskosten stehen dabei nicht immer nur im Vordergrund:

  • Ein kleinerer Tank lässt mehr Platz für Innen- und Kofferraum.
  • Ein sparsames Fahrzeug besitzt eine höhere Reichweite bzw. eine geringere Kraftstoffmasse und kleinerer Tank senkt das Fahrzeuggewicht und kann damit zu weiterer Kraftstofferparnis führen.
  • Ein geringeres Gesamtgewicht durch verkleinerten Kraftstoffvorrat lässt bei gleicher Motorisierung bessere Fahrleistungen zu oder erlaubt den Einbau zusätzlicher Einrichtungen (Sicherheitstechnik, Komfort-Extras), Stichwort: Downsizing

In den letzten Jahren wurde die Effizienz von Verbrennungsmotoren deutlich verbessert. Jedoch ist auch zu beobachten, dass das Gewicht der Fahrzeuge zugunsten von Komfort und Sicherheit weiter ansteigt. Lediglich Fahrzeuge, die als besonders kraftstoffsparend, oder besonders sportlich vermarktet werden, haben ein tatsächliches Gewicht, das den Leichtbau bei Kraftfahrzeugen erkennen lässt.

Mobile Geräte

Viele mobile Geräte verwenden Batterien oder Akkumulatoren als Energiespeicher. Diese haben eine begrenzte Größe und Masse und daher auch eine begrenzte Kapazität.

Energieeinsparung kann daher vor allem die Betriebsdauer dieser Geräte steigern. Ein populäres Beispiel für derartige Geräte stellen Mobiltelefone dar. Bei ihnen ist es in den letzten Jahren gelungen trotz erhöhtem Funktionsumfanges die Gesamtgröße zu verringern. Neben den verbesserten Akkumulatoren ist dafür vor allem die effizientere Ausnutzung der gespeicherten Energie verantwortlich. So wird beispielsweise die Sendeleistung an örtlichen Gegebenheiten angepasst und die Beleuchtung der Anzeigen wurde effizienter. Auch andere tragbare Geräte erreichen durch den Einsatz energiesparender Mikroelektronik deutlich längere Betriebszeiten (LED-Taschenlampe, mobile Computer).

Siehe auch

Literatur

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