Welt im Wandel: Energiewende zur Nachhaltigkeit - WBGU
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90 3 Technologien und nachhaltige Potenziale<br />
Wasserstoff kann diese Aufgabe erfüllen. Er hat<br />
zudem den Vorteil, dass derzeit Erdgas an Bedeutung<br />
gewinnt und als fossile „Übergangsenergie“ bei<br />
einer Transformation des Energiesystems in Richtung<br />
regenerative Energien und Wasserstoff dienen<br />
kann. Dies ist günstig angesichts der Infrastrukturinvestitionen,<br />
die oft die Einführung neuer Energieträger<br />
erschweren. Neben dem Aufbau dezentraler<br />
Wasserstoffnetze kann die vorhandene Erdgasinfrastruktur<br />
vorzüglich für die Einspeisung von Wasserstoff<br />
genutzt werden.<br />
3.5<br />
Steigerung der Energieeffizienz<br />
Der heutige Energieeinsatz der Industriestaaten<br />
weist in den verschiedenen Umwandlungsstufen und<br />
<strong>im</strong> Nutzenergieeinsatz noch erhebliche Energieverluste<br />
auf:<br />
• etwa 25–30% <strong>im</strong> Umwandlungssektor von der Pr<strong>im</strong>ärenergie<br />
bis <strong>zur</strong> Endenergie;<br />
• <strong>im</strong> Mittel etwa ein Drittel bei der Wandlung von<br />
Endenergie zu Nutzenergie, mit hohen Verlusten<br />
von etwa 80% bei den Antriebssystemen von Straßenfahrzeugen;<br />
• etwa 30–35% durch unnötig hohen Nutzenergiebedarf<br />
z. B. bei Gebäudekl<strong>im</strong>atisierung und industriellen<br />
Hochtemperaturprozessen (Abb. 3.5-1).<br />
Theoretisch könnte der Energiebedarf je Energiedienstleistung<br />
um mehr als 80–85% des heutigen<br />
Energiebedarfs reduziert werden (Jochem, 1991).<br />
Dieses Potenzial wurde in der Schweiz <strong>im</strong> Rahmen<br />
der Überlegungen zu nachhaltiger Entwicklung <strong>zur</strong><br />
Grundlage der technologischen Vision einer „2000-<br />
Watt-Gesellschaft“, die bis etwa Mitte dieses Jahrhunderts<br />
erreichbar sein könnte (ETH-Rat, 1998).<br />
Neben technischen Gesichtspunkten der Energieund<br />
Materialeffizienz sowie einer Kreislaufwirtschaft<br />
muss jedoch auch die Nachfrage nach Energieund<br />
Materialdienstleistungen diskutiert werden, die<br />
sich mit zunehmendem Einkommen, höherer Ressourceneffizienz<br />
und dem <strong>Wandel</strong> <strong>zur</strong> Wissensgesellschaft<br />
ändert. Die Frage ist hier, ob langfristig auch<br />
Suffizienz (Selbstgenügsamkeit) in materiellen Dingen<br />
(einschließlich der Mobilität) in einer postindustriellen<br />
Gesellschaft notwendig wird. Eine stagnierende<br />
<strong>Welt</strong>wirtschaft ist dadurch nicht zu befürchten,<br />
weil das Wachstum an <strong>im</strong>materiellen Gütern<br />
(z. B. Dienstleistungen) keineswegs eingeschränkt<br />
wäre.<br />
3.5.1<br />
Effizienzsteigerungen in Industrie und Gewerbe<br />
Das allgemeine Ziel der Effizienzsteigerung lässt<br />
sich technologisch wie folgt differenzieren:<br />
• erheblich verbesserte Wirkungsgrade bei den beiden<br />
Umwandlungsstufen Pr<strong>im</strong>ärenergie/Endenergie<br />
und Endenergie/Nutzenergie, häufig mit<br />
neuen Technologien, z. B. Kraft-Wärme- und<br />
Kraft-Kälte-Kopplungsanlagen, Brennstoffzellentechnik,<br />
Substitution von Brennern durch Wärmepumpen<br />
(Williams, 2000);<br />
• erheblich verminderter Nutzenergiebedarf pro<br />
Energiedienstleistung durch Niedrigenergiegebäude,<br />
Substitution thermischer Produktionsprozesse<br />
durch physikalisch-chemische oder biotechnologische,<br />
leichtere Bauweisen bewegter Teile<br />
und Fahrzeuge, Rückspeisung bzw. Speicherung<br />
von Bewegungsenergie (Levine et al., 1995; IPCC,<br />
2001b);<br />
• Minderung der Leerlaufverluste, also des Endenergieeinsatzes,<br />
der während der Lebenszeit der<br />
Geräte und Anlagen auftritt, ohne einer Dienstleistung<br />
zu dienen. Dies kann u. a. durch Minderung<br />
der Leerlaufzeiten und -leistung erfolgen,<br />
indem effizientere Techniken eingesetzt und das<br />
Nutzerverhalten beeinflusst werden;<br />
• verstärktes Wiederverwerten energieintensiver<br />
Werkstoffe sowie erhöhte Materialeffizienz durch<br />
verbesserte Konstruktionen oder Werkstoffeigenschaften<br />
mit deutlich verminderter Pr<strong>im</strong>ärmaterialnachfrage<br />
je Werkstoffdienstleistung (Angerer,<br />
1995);<br />
• intensivere Nutzung langlebiger Investitions- und<br />
Gebrauchsgüter durch Maschinen- und Geräteverleih,<br />
Car-Sharing und andere produktbegleitende<br />
Dienstleistungen (Stahel, 1997);<br />
• die räumliche Anordnung neuer Industrie- und<br />
anderer Siedlungsgebiete nach Exergiegesichtspunkten<br />
(Kashiwagi, 1995) sowie eine bessere<br />
Durchmischung von Siedlungsfunktionen <strong>zur</strong> Vermeidung<br />
motorisierter Mobilität.<br />
Grundsätzlich lassen sich die Möglichkeiten, den<br />
Energiebedarf der industriellen Produktion bei<br />
weiterhin ansteigendem Bedarf nach Energiedienstleistungen<br />
zu vermindern, in fünf Kategorien unterscheiden,<br />
von denen lediglich zwei thermodynamisch<br />
begrenzt sind (Jochem, 1991).<br />
Verbesserung der Effizienz der<br />
Energiewandler<br />
Energiewandlersysteme (z. B. Brenner, Turbinen,<br />
Motoren usw.) können technisch etwa durch hitzebeständigere<br />
Materialien, bessere Regelung usw. verbessert<br />
werden. Auch bieten beispielsweise die Sub-