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Energieeffizienz: Energie besser nutzen - ohne Komfortverlust

Kernkraft, Wasserstoff, erneuerbare Energien – wenn es darum geht, den Ausstoß von Treibhausgasen zu mindern, erscheinen diese Optionen spektakulärer als die "bloß" effizientere Nutzung von Energie. Dabei steckt gerade in ihr ein enormes Potenzial: Hier umfassende Anstrengungen zu unternehmen, ist der schnellste und kostengünstigste Weg zum Klimaschutz. Wie gut das funktionieren kann, sollen zwei Musterbeispiele aus jüngerer Zeit veranschaulichen.

Eines dieser Beispiele betrifft ein deutsches Werk des US-amerikanischen Konsumgüter-Konzerns Procter & Gamble in Crailsheim. An jenem Standort wurde die Produktion zwischen 2001 und 2005 um 45 Prozent erhöht. Doch gleichzeitig stieg die für Maschinen, Gebäudeheizung, Kühlung und Belüftung benötigte Energie nur um 12 Prozent. Die Kohlendioxid-Emission blieb sogar auf dem Stand des Jahres 2001. Zum Erfolg trugen hauptsächlich Maßnahmen bei wie effizientere Beleuchtungs- und Druckluftsysteme, neuartige Konzepte bei Heizung und Klimatisierung, eine Nutzung der Abwärme von Kompressoren für die Gebäudeheizung, zudem elektronische Energieverbrauchsmessungen und betriebliche Rechnungstellung zum Energieverbrauch.

Als zweites Beispiel seien die mittlerweile rund 4000 so genannten Niedrigenergiehäuser, Bürobauten und dergleichen in Deutschland, der Schweiz, Österreich und Skandinavien angeführt. Sie benötigen nur noch ein Sechstel der Heizenergie von herkömmlichen Gebäuden im landestypischen Durchschnitt, vor allem dank einer hervorragend isolierenden Außenhaut, wie hochgradig wärmegedämmten Wänden, Dächern und Fenstern, aber auch dank einer energiebewussten Architektur und Technik.

Auf jeder Stufe der so genannten Energieversorgungskette ließen sich Verluste mindern. Das beginnt bereits bei der Umwandlung von Trägern der Primärenergie (etwa Kohle oder Erdöl) in einen sekundären Energieträger (wie Kraftstoff oder Strom). Was beim Verbraucher ankommt, wird als Endenergie bezeichnet. Am Schluss steht dort die Umwandlung in Nutzenergie – etwa von Strom in die Wärme einer Kochplatte oder das Licht einer Glühbirne.

Der jährliche globale Primärenergiebedarf beträgt 447 000 Petajoule (ein Petajoule, 1000 Terajoule, entspricht zirka 300 Gigawattstunden, also 300 Milliarden Wattstunden). Zu 80 Prozent decken ihn fossile Brennstoffe – wie Kohle, Erdöl und Erdgas –, allesamt Quellen für Kohlendioxid. Als Endenergie, zum Beispiel in Form von Heizöl, Benzin, Elektrizität, erhält der Verbraucher weltweit rund 300 000 Petajoule. Hiervon gehen nochmals 154 000 Petajoule bei der weiteren Umsetzung verloren, ob beim Betrieb von Motoren, Heizkesseln oder Lampen. Somit bleiben heutzutage fast zwei Drittel der Primärenergie im Vorhinein durch Umwandlung auf der Strecke.

Aber auch alle Nutzenergie entschwindet letztlich als Wärme in die Umwelt. Die Verschwendung der Nutzenergie ließe sich schon erheblich mindern, wenn beispielsweise Gebäude eine bessere Wärmedämmung hätten, wenn industrielle Prozesse besser geregelt würden, wenn Kraftfahrzeuge leichter und windschlüpfriger wären.

Angesichts des sich ankündigenden Klimawandels und des drohenden weiteren Anstiegs der Energiepreise sollten wir es als Herausforderung begreifen, die Energieeffizienz zu steigern – als eine der wichtigsten Maßnahmen, um die gegenwärtigen Verluste entlang der gesamten Energiekette zu reduzieren. An die Stelle von hohem Energie- und Materialverbrauch treten innovative Technologien und Knowhow.

Leistungsstärkere und sparsamere Klimaanlagen

Ob es nun die nächsten Automodelle betrifft oder einen neuen Kraftwerkstyp – drastische verbrauchssenkende Maßnahmen haben auch enormen Einfluss auf den Gesamtausstoß an Kohlendioxid. Das größte Einsparpotenzial bieten hier aber Gebäude und ihre technischen Einrichtungen, die bisher in vielen Ländern alles andere als energieeffizient sind.

Über ein Drittel der energiebedingten Treibhausgase stammt aus dem Gebäudesektor; das gilt sowohl für die OECD-Staaten als auch für die Megastädte von Schwellenländern. Immerhin gibt es mittlerweile einige eindrucksvolle Fortschritte – in manchem selbst in den USA. So bewirkte die Energiekrise in den 1970er Jahren, dass dort sparsamere, aber dennoch leistungsfähige Klimaanlagen entwickelt wurden. Auch verlangen neue US-Richtlinien bei Gebäuden eine bessere Wärmeisolation und Doppelglasfenster.

Moderne amerikanische Kühlschränke benötigen nur ein Viertel so viel Strom wie früher. Allein Letzteres bringt eine gewaltige Einsparung, bedenkt man, dass in den USA wohl 150 Millionen Kühlschränke und Gefriertruhen in Betrieb sein dürften (gegenüber 1974 wären sonst 2001 zusätzliche 40 Gigawatt Kraftwerksleistung erforderlich gewesen). Ebenfalls nicht unerheblich ist der Effizienzgewinn durch Energiesparlampen. Kompakt-Leuchtstofflampen halten zehnmal so lange wie herkömmliche Glühbirnen und verbrauchen – bei gleicher Leuchtstärke – nur ein Viertel bis ein Fünftel an Strom.

Die größten Schritte speziell in Richtung energieeffiziente Gebäude stehen uns allerdings noch bevor. Jahrelang sollten Häuser vor allem wenig Baukosten verursachen. Die so genannten Lebenszykluskosten, insbesondere die Energiekosten bei der Nutzung, flossen kaum in die Kalkulationen ein. Selbst auf traditionell bewährte architektonische Maßnahmen, wie ein weit überhängendes Dach, verzichtete man oft – teils wohl einfach aus Unwissenheit. In warmen Regionen ließ man die Traufe früher gewöhnlich einen ganzen Meter oder mehr vorstehen, um Wände und Fenster von der Sonne abzuschirmen. Einer der größten europäischen Fertighaushersteller bietet nun Null-Netto-Energie-Häuser mit so intelligenter Bauart und Technik an, dass die Besitzer keine Energie hinzukaufen müssen. Was solche hoch gedämmten Häuser noch an Zusatzwärme benötigen, gewinnen sie mit Sonnenkollektoren, und mit ihren photovoltaischen Solarzellen speisen sie so viel Strom ins Netz, wie sie daraus selbst wieder beziehen. In der Herstellung kommen sie nicht einmal viel teurer als andere Neubauten, die den gegenwärtigen Bauvorschriften entsprechen.

Wichtig ist es, auch ältere Gebäude nachzurüsten, bleiben doch viele mindestens 50 oder 100 Jahre stehen. Allerdings sollte man dabei nicht ohne Gesamtkonzept vorgehen. Eine neue Heizung bringt wenig, wenn die Leitungen nicht abisoliert sind und die Fenster keine Doppelverglasung haben. Solche Renovierungen verlangen umsichtige Planung.

Effizienz – ein Lippenbekenntnis der Energiepolitik?

Und in der Industrie? Hier können Fertigungsverfahren mit modernster Technologie viel Energie einsparen helfen. Zum Beispiel färben manche Teppichhersteller ihre Produkte noch immer bei 100 bis 140 Grad Celsius ein. Andere verwenden Enzyme und kommen mit Raumtemperatur aus. Das senkt den Energiebedarf um mehr als 90 Prozent.

Ohne ein energisches politisches Engagement wird das volle Potenzial allerdings nicht zu realisieren sein. So ist die Öffentlichkeit, einschließlich vieler Fabrikanten, oft ungenügend über die Möglichkeiten effizienter Energienutzung informiert. Budgetierungen berücksichtigen nicht, dass sich Investitionen in Energieeffizienz langfristig auszahlen. Und Marktpreise spiegeln nicht die so genannten externen Kosten, die der Energieverbrauch für die Gesellschaft verursacht. Man denke nur an die Folgen der Kohlendioxidemission.

Aus solchen Gründen kommt einer Politik, welche die Vorteile einer Effizienzsteigerung nicht mehr unterschätzt, eine entscheidende Rolle zu. Sicher können die treibende Kraft für Verbesserungen auch zum Beispiel hohe Energiepreise, neue Technologien oder Preiswettbewerbe sein. Doch mit politischen Maßnahmen lässt sich viel mehr bewegen, ob das nun Energiesteuern sind, finanzielle Anreize, Aufklärung und Schulung, Kennzeichnung von Geräten nach Effizienzklassen (Stichwort: Energielabel), Umweltgesetzgebung, Handel mit Emissionszertifikaten oder international koordinierte Regularien für Handelsgüter.

Den steigenden Energiebedarf der Schwellenländer sollten wir als Chance für die Politik begreifen, beim Aufbau ihrer Infrastrukturen von Anfang an auf Effizienz zu setzen. Mit Programmen für entsprechende energiegünstige Lösungen bei Gebäuden, Verkehr und Industrie erhielten die Menschen die benötigten Energieleistungen, aber man käme mit weniger Kraftwerken, Raffinerien und Pipelines aus als heute in den Industrie-ländern.

Die EU-Staaten und Japan haben sich intensiver als die Vereinigten Staaten bemüht, ihre Ölimporte zurückzufahren. Durch Energiesteuern und andere Maßnahmen wurde zugleich die Produktivität gefördert. Noch hat aber außer Japan kein OECD-Staat die inzwischen alten Standards für Geräte angehoben. Auf Gas- oder Stromrechnungen lässt sich leider nicht erkennen, welcher Anteil davon etwa auf die Heizung der Wohnung entfällt und welcher auf die Warmwasserbereitung oder was im Haushalt den meisten Strom frisst. Andernfalls könnten wir leichter ermessen, wo Sparen und Effizienz am meisten lohnt. Auch in der Industrie wird oft nicht aufgeschlüsselt, welcher Fertigungsprozess, welches Fließband wie viel an Druckluft, Heizung, Kühlung, Elektrizität und so weiter benötigt.

Abgesehen davon wird einer effizienten Energienutzung in Europa und Japan mehr Bedeutung beigemessen als etwa in Amerika. Die Sanierung eines großen Wohnhauskomplexes in Ludwigshafen zeigt, was sich machen lässt. Vor fünf Jahren wurden die Gebäude 
auf Niedrigenergie-Standard umgerüstet. Nun verbrauchen sie im Jahr nur noch etwa 30 Kilowattstunden pro Quadratmeter, ein Sechstel des früheren Bedarfs. Vorher waren die 500 Wohnungen schwer zu vermieten. Heute ist die Nachfrage dreimal größer als das Angebot.

Viele Projekte dieser Art existieren. Der Rat der Eidgenössischen Technischen Hochschulen der Schweiz macht sich sogar dafür stark, auf eine 2000-Watt-Gesellschaft hinzuarbeiten. Gemeint ist damit die Vision, dass jeder Mensch auf der Welt nur mehr 2000 Watt (65 Gigajoule) an Primärenergie im Jahr benötigt. In den Industrienationen müsste dafür der Pro-Kopf-Verbrauch in den nächsten 60 bis 80 Jahren um zwei Drittel sinken. Entsprechend würden dort auch die Kohlendioxidemissionen fallen. Zugleich könnte dennoch das Bruttoinlandsprodukt um zwei Drittel steigen.

Ich gehöre zu einem Kreis Schweizer Wissenschaftler, die diesen Plan seit dem Jahr 2002 evaluieren. Wir kamen zu dem Ergebnis, dass eine 2000-Watt-Gesellschaft in den Industrieländern in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts technisch machbar wäre.

Manche Leute glauben, Energieeffizienz bedeute weniger Komfort. Doch der Begriff bezeichnet nicht Energieeinsparung an sich, sondern eben weniger Energieverbrauch bei gleicher Leistung. Die Wohnung darf behaglich bleiben, der Weg zur Arbeit muss sich nicht mühsamer gestalten.

Die Länder der EU und Japan haben bereits damit begonnen, das beträchtliche Potenzial auszuschöpfen, das ein effizienter Umgang mit Energie bietet – nicht zuletzt auch aus ökonomischer Sicht. Die steigenden Kosten der Energieversorgung und die noch teureren Anpassungen an den Klimawandel können wir vermeiden – aber nur, wenn Energieeffizienz zu einem globalen Anliegen wird.
Spezial 1/2007

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Spezial 1/2007

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