Welt im Wandel: Energiewende zur Nachhaltigkeit - WBGU

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