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VDE-Studie: Große Effizienz- und Einsparpotentiale bei elektrischer Energie

  • Die technischen Möglichkeiten werden derzeit nicht ausgeschöpft!

(27.1.2008) Stromanwendungen haben als die laut VDE "intelligenteste Form der Energienutzung" in den vergangenen Jahrzehnten ständig zugenommen. Während der Bedarf an Primärenergie in Deutschland seit 1990 stagniert, ist der Stromverbrauch seitdem um mehr als 30 Prozent gestiegen - trotz erheblicher Effizienzsteigerungen bei Geräten, Netzen und Prozessen. Wenn es nicht gelingt, beim Stromverbrauch erhebliche zusätzliche Einspar- und technisch bereits realisierbare Effizienzpotentiale zu heben, wird sich der Trend zum Mehrverbrauch fortsetzen.

In ihrer neuen Studie "Effizienz- und Einsparpotentiale elektrischer Energie in Deutschland - Perspektive bis 2025 und Handlungsbedarf" zeigt die Energietechnische Gesellschaft im VDE (ETG), wie und in welcher Größenordnung mit den heute verfügbaren technologischen Mitteln die Energieeffizienz in Industrie, Verkehr, Haushalten, Gewerbe, Handel und Dienstleistung gesteigert werden kann. Darüber hinaus wird ein Ausblick gegeben auf zukünftige Technologien wie ...

Die VDE-Experten schließen ihre Studie mit konkreten Handlungsempfehlungen für Politik. Industrie und Verbraucher.

Sehr vieles ist bereits heute möglich

Kraft-Wärme-Kopplung spart bis zu 30 Prozent Primärenergie - Beispiel Stromversorgung: Durch Ersatz älterer Kraftwerke lässt sich der schon in den letzten Jahren verbesserte Wirkungsgrad weiter erhöhen, auf bis zu 55 Prozent bei Kohle und 65 Prozent bei Erdgas mit GuD-Technik (Gas- und Dampfturbinentechnik).

Stirling-Motor, Kraft-Wärme-Kopplung, KWK, Strom erzeugendes Heizgerät, Strom erzeugende Heizgeräte, Bosch Thermotechnik, Enatec micro-cogen, Merloni TermoSanitari-MTS, Rinnai
Grafik aus dem Beitrag "Es wird Zeit, mehr über Kraft/Wärme-Kopplung zu wissen" vom 30.11.2006

Noch größere Chancen bieten Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWKs). Technisch ist es möglich, die installierte Leistung von KWKs um das Vier- bis Fünffache auszubauen, was mehr als 50 Prozent der deutschen Gesamtstromerzeugung entspricht. Dadurch könnten 15 bis 30 Prozent der Primärenergie eingespart werden, denn bei der gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme wird der Brennstoff mit Nutzungsgraden bis zu 80 Prozent sehr viel effizienter eingesetzt als bei getrennter Erzeugung.

Nur noch wenig Strom lässt sich bei den Netzen sparen. Eine Optimierung der mit 4 Prozent bereits sehr geringen Netzverluste verspricht eine stärkere dezentrale Stromerzeugung. Der Stromhandel wirkt dem tendenziell entgegen.

Wirkungsgrad ist der Schlüssel

Beim Stromverbrauch fällt den Elektromotoren eine Schlüsselrolle zu. Sie verbrauchen die Hälfte der insgesamt in Deutschland erzeugten elektrischen Energie. Am meisten könnten effizientere Drehstrommotoren im Leistungsbereich von 1,1 bis 37 kW (Kilowatt) sparen. Die Herstellkosten steigen pro Wirkungsgradklasse jedoch um etwa 10 bis 20 Prozent. Die Erfahrung lehrt, dass unter diesen Umständen eine wesentliche Marktverschiebung nur durch finanzielle Anreize oder gesetzliche Vorgaben zu erreichen ist.

Von den rund 100 Millionen Haushaltsgeräten, die mit elektrischen Kleinmotoren betrieben werden, haben die meisten Wirkungsgrade zwischen 40 und 75 Prozent. Möglich wären nach VDE-Einschätzung 85 Prozent. Damit verbundene Energieeinsparpotentiale beziffert der Verband auf ca. 8,2 TWh (Terawattstunden) pro Jahr.

Hocheffizienzpumpe, Solarthermie, Pumpe, Haustechnik, Heizungspumpe, Hocheffizienzpumpen, Gebäudeautomation, Warmwasserzirkulation, Zirkulationspumpe, Trinkwasserzirkulation, Zirkulationspumpen, konstanter DifferenzdruckIn Deutschland gibt es rund 30 Millionen Heizungspumpen mit einer Leistung unter 200 W (Watt). Sie verbrauchen etwa 3,5 Prozent der in Deutschland insgesamt eingesetzten elektrischen Energie. Das ist so viel wie der Verbrauch aller Schienenfahrzeuge von Bundesbahn und öffentlichem Nahverkehr. Neueste elektronisch geregelte Heizungspumpen kommen mit bis zu 50 Prozent weniger Energie aus als moderne Standardpumpen mit Asynchronmotoren und mit bis zu 70 Prozent weniger als ungeregelte Pumpen, wie sie vielfach noch in Gebäuden anzutreffen sind (siehe auch Beiträge "Heizungspumpen im test" vom 28.9.2007 und "EU-Projekt 'Energy+ Pumps' fördert energieeffiziente Pumpentechnologie" vom 2.5.2007).

Stand-by verbraucht mehr Strom als der Betrieb

"Über die gesamte Laufzeit eines Gerätes kann der Stromverbrauch im Stand-by-Betrieb höher sein als der im produktiven Betrieb", stellen die Experten in der Studie fest. Durch den Einsatz verbrauchsarmer Geräte und energiesparendes Verhalten ließen sich die Stand-by-Verluste in den Haushalten um 5 bis 10 TWh reduzieren. Das entspricht 1 bis 2 Prozent des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland. Auch Handel und Gewerbe könnten ihre Stand-by-Verluste verringern.

Innovationssprung durch LED und OLED

Auch bei der Beleuchtung bestehen bedeutende Einsparpotentiale. Ihr Anteil am Gesamtstromverbrauch lag 2005 bei 9,5 Prozent (circa 50 TWh). Die richtige Wahl der Leuchtmittel entscheidet wesentlich über die Effizienz. So beträgt die Lichtausbeute einer Kompaktleuchtstofflampe das Fünffache einer herkömmlichen Glühlampe. Einen weiteren Technologiesprung bringen halbleiterbasierte Lampen, die so genannten LED (Light Emitting Diode), die in den OLED (Organic Light Emitting Diode) eine nochmalige Verbesserung bei Lichtausbeute und Lebensdauer erfahren werden.


Bild aus dem Beitrag "Lichtquellen der Zukunft - Neue Studie von Orsam" vom 17.12.2007

Weitere Einsparmöglichkeiten bieten Innovationen bei Vorschaltgeräten, die bessere Nutzung des Tageslichts und die Anpassung der Beleuchtungsstärke an den tatsächlichen Lichtbedarf. Es können Einsparungen von bis zu 80 Prozent erzielt werden.

Der Stromverbrauch steigt weiter

Die Energietechnische Gesellschaft im VDE hat unter verschiedenen Annahmen den in Deutschland zu erwartenden Stromverbrauch bis zum Jahr 2015 bzw. 2025 berechnet. Bei den nach Überzeugung der Experten wahrscheinlichsten Annahmen für Verbrauchsmengen- und Effizienzsteigerung, neue Stromanwendungen und Substitutionen erhöht sich der Stromverbrauch trotz zusätzlicher Effizienzsteigerung bis 2025 um fast 30 Prozent. Aus den Berechnungen schließen die Wissenschaftler, dass die Bundesregierung ihre Einsparziele nur mit außerordentlich stringenten, möglicherweise auch ordnungspolitischen Maßnahmen erreichen kann.

VDE sieht erheblichen Handlungsbedarf

Die Studie empfiehlt eine Reihe von Maßnahmen, um den prognostizierten Anstieg des Strombedarfs doch noch zu bremsen. Dazu zählt neben der wesentlichen Verbesserung der Stromeffizienz energieverbrauchender Geräte, Anlagen und Prozesse die Aufklärung und Sensibilisierung der Verbraucher. Ziel müssen die Veränderung von Gewohnheiten und ein bewusstes Verhalten in Sachen Energieverbrauch sein. Nach Ansicht der Autoren sind finanzielle Anreize notwendig, um Investitionen in Energieeffizienz zu induzieren.

Vorrang sollten laut VDE freiwillige und marktorientierte Maßnahmen haben, die Energiesparen belohnen. Wenn diese nicht ausreichen, sehen die Autoren auch die Notwendigkeit ordnungspolitischer Eingriffe. Die ETG-Experten plädieren für die flächendeckende Einführung eines Energiepasses für stromsparende Geräte und Anlagen mit Angabe der wesentlichen Verbrauchskennziffern. Sie erwarten davon einen Beitrag zur Bewusstseinsveränderung. Den könnte auch die Visualisierung des Energieverbrauchs an möglichst vielen Orten leisten. Für öffentliche Einrichtungen, Industrie- und Gewerbeunternehmen ab einer bestimmten Größe schlägt die Studie Energiebeauftragte vor.

Ein schwerwiegender Grund für den kontinuierlichen Anstieg des Stromverbrauchs ist der Einsatz kosten- statt energieoptimierter Geräte und Maschinen. Um diesen Trend zu stoppen, müssten sich Investitionen in mehr Energieeffizienz schneller amortisieren, das heißt wirtschaftlich lohnen.

Hier ließe sich Strom sparen!

  • Am meisten Strom verbraucht die Industrie mit circa 240 TWh. Haushalte sowie Gewerbe, Handel und Dienstleitung kommen mit 140 beziehungsweise 130 TWh aus. Der Verkehr ist mit 16 TWH unbedeutend.
  • Elektromotoren in der Industrie bieten die größten Einsparmöglichkeiten. Insgesamt verbrauchen Elektromotoren mehr als die Hälfte des in Deutschland erzeugten Stroms!
  • Kleinmotoren in Haushalten - vom Fön bis zur Waschmaschine - könnten mit verbesserten Wirkungsgraden einen Beitrag leisten. Das Potential: 8,2 TWh pro Jahr.
  • Geräte ausschalten! Stand-by kann in bestimmten Anwendungen mehr verbrauchen als der eigentliche Betrieb. 5 bis 10 TWh ließen sich jährlich an Stand-by-Verlusten einsparen.
  • Durch Verhaltensänderung der Verbraucher lassen sich in den Bereichen Haushalt sowie Gewerbe, Dienstleistung und Handel 10-15 Prozent Strom sparen
  • Effizientere Leuchtmittel könnten den Licht-Anteil am gesamten Stromverbrauch unter die heutigen 9,5 Prozent (50 TWh) senken: Potential bis zu 80 Prozent Einsparung.
  • Bei Heizungspumpen liegt das Einsparpotential bei enormen 50 bis 70 Prozent.

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