Wie gut kennen Sie sich mit dem Thema Energie aus?

Energie in der heutigen Gesellschaft

Energie hat in der gesamten Entwicklung der menschlichen Zivilisation eine entscheidende Rolle gespielt- von der Entdeckung des Feuers vor 250 000 Jahren bis hin zur Einführung von Dampfmaschinen und Elektrizität.

Die Erfindung der Dampflok durch James Watt 1769 war der Beginn eines neuen Zeitalters. Obwohl Biomasse, vor allem Holz, bis Mitte des 19. Jahrhunderts die Hauptenergiequelle blieb, wurde es dann sehr schnell durch die viel effizientere und günstigere Kohle ersetzt. Es folgten Öl, dessen Verbrauch mit der Einführung moderner Transportmittel (auf See, auf der Straße und später auch in der Luft) exponentiell anstieg, Gas und Uran für Atomstrom.

Share of energy sources in the global energy mix since the mid XIXth century

- International Institute for Applied Systems Analysis at Cambridge University Press (2012) – From Global Energy Assessment: Towards a sustainable future
- International Institute for Applied Systems Analysis at Cambridge University Press (2012) – From Global Energy Assessment: Towards a sustainable future

Inzwischen hat die Einführung der Elektrizität und ihre schnelle Verbreitung  im 20. Jahrhundert den Energiesektor revolutioniert und war maßgeblich an der Entwicklung moderner dienstleistungsorientierter Volkswirtschaften beteiligt.

Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile (beispielsweise in Bezug auf Transport und Verteilung) wird elektrischer Strom nun standardmäßig für verschiedene Einsatzzwecke verwendet: Beleuchtung, Wärme- und Kälteerzeugung, Transport, Industrie usw. Die Einführung von Elektrizität hat wichtige Fortschritte in vielen Bereichen (einschließlich des Gesundheits- und Bildungswesens) ermöglicht und eine neue Ära der Informations- und Kommunikationstechnologie eingeleitet.

Diese aufeinanderfolgenden Energiewechsel bestimmten die Entwicklung der modernen Gesellschaft, wie wir sie heute kennen. Der Anstieg in der Energienachfrage, vorangetrieben durch demographische und wirtschaftliche Faktoren, scheint grenzenlos. Aber während dieser Anstieg in der Vergangenheit durch Industrieländer bedingt war, übernehmen nun die Schwellenländer (allen voraus China, Südamerika, Indien und Brasilien) die Führung (Abb. unten).

Primary energy consumption per region, in Million tons of oil equivalent

source IEA, key World energy statistics
source IEA, key World energy statistics

Ein wichtiges Gut in einer Welt mit begrenzten Ressourcen

Unser Alltag ist abhängig von Energie. Ob im Wohn-, Gewerbe-, Industrie-, Verkehrs- und Landwirtschaftssektor, in Städten, in Gebäuden zur Versorgung der Grundbedürfnisse wie Heizen und Kochen, usw. Energie ist für alle Lebensbereiche und Aktivitäten essentiell.

In Prognosen des „BP Energy Outlook 2035“ wird davon ausgegangen, dass der Industriesektor 2035 13% des weltweiten Anstiegs im Energieverbrauch ausmachen wird. Andere Sektoren (hauptsächlich Wohn- und Landwirtschaftssektor) werden ebenfalls stetig wachsen, wie die Abbildung unten zeigt.

Vorhersage des Energieverbrauchs nach Sektoren bis 2035 (in Millionen Tonnen RÖE), laut “BP Energy Outlook 2035”

According to BP’s Energy outlook 2035

Aber dieser Anstieg bleibt nicht ohne Folgen: die Mehrheit des Energiebedarfs (über 85 %) wird noch immer durch fossile Brennstoffe, (Kohle, Gas und Öl) gedeckt. Problematisch ist dies nicht nur aufgrund der Tatsache, dass diese Ressourcen nicht erneuerbar sind und ihr Verbrauch zu einer raschen Erschöpfung der verfügbaren Ressourcen führt. Sie sind darüber hinaus auch die Quelle von Verschmutzungen und massiven Treibhausgasemissionen und folglich Ursprung der globalen Erwärmung und des Klimawandels.

Source International Panel on Climate Change
Source International Panel on Climate Change

Wie wissenschaftliche Erkenntnisse beweisen, gibt es wenig Zweifel daran, dass der Klimawandel eine der größten Herausforderungen der Menschheitsgeschichte ist. Nach über zwei Jahrzehnten internationaler Verhandlungen wurde während der 21. Vertragsstaatenkonferenz des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (COP21) im Dezember 2015 in Paris eine Einigung erzielt. Gemeinsames Ziel der internationalen Gemeinschaft ist es, die globale Erwärmung bis 2100 auf deutlich weniger als 2 °C zu begrenzen. Dies setzt voraus, dass mindestens 2/3 der derzeit bekannten Vorkommen fossiler Brennstoffe ungenutzt bleiben müssen.

Der Weg zur Energiewende: wie wichtig es ist, dass wir unser Konsumverhalten neu definieren

Jede Aktivität (oder Arbeit) benötigt eine gewisse Menge an Energie, die viele Formen annehmen kann: chemisch, mechanisch, thermisch oder elektrisch. In der Praxis befindet sich die Energie, die wir nutzen selten in ihrer ursprünglichen Form: sie wird ein- oder mehrmals umgewandelt. In einer Dampfmaschine wird beispielsweise der Brennstoff verbrannt, wodurch thermische Energie freigesetzt wird, die dann unter Verwendung von Dampf in mechanische Energie umgewandelt wird.

  • Primärenergie

Energie, die von natürlichen, noch nicht verarbeiteten Energieträgern stammt: Erdgas; Rohöl; Biomasse; Sonnenstrahlung; Energie aus Wind- oder Wasserströmung; etc.

  • Sekundärenergie

Energie, die aus der Umwandlung von Primärenergie gewonnen wird. Diese wird durch die Umwandlung nutzbar und kann zu den Verbrauchern transportiert werden.

  • Endenergie

Energie, die den Verbrauchern zur Verfügung steht. Das kann beispielsweise Benzin fürs Auto oder Elektrizität/ Gas zur Nutzung im Büro oder zu Hause sein.

  • Nutzenergie

Die tatsächliche Menge an Energie, die verwendet wird, um den erwarteten Service bereitzustellen. Die Differenz zwischen Endenergie und Nutzenergie hängt von der Leistung des Gerätes ab.

Außerdem können Verluste in verschiedenen Stadien der Kette auftreten (siehe unten).

Energieverluste zwischen Primär- und Nutzenergie (ENERGIES 2050)

(ENERGIES 2050)

In Bezug auf die Energiewende liegt die Priorität für europäische Bürgerinnen und Bürger nicht nur darauf, die Entwicklung regenerativer Energietechnik zu unterstützen sondern vor allem auch die Nachfrage nach Primärenergie zu reduzieren. Dies gelingt durch:

  • Beschränkung des Bedarfs an Nutzenergie (= Energieeinsparung), hängt von unseren Konsummustern und unserem Verhalten ab.
  • Verluste, die beispielsweise mit der Verarbeitung, Herstellung, dem Transport und Verbrauch von Energie verbunden sind, innerhalb der gesamten Energiekette reduzieren (= Energieeffizienz), hängt vom technischen Fortschritt und Investitionen in eine angemessene Infrastruktur ab.

Jeden unnötigen Verbrauch zu vermeiden erscheint logisch aber die Unterscheidung zwischen essentiellen und überflüssigen Bedürfnissen ist immer subjektiv und in hohem Maße vom eigenen Kontext und Lebensstil abhängig.

Das folgende Beispiel macht das deutlich: in städtischen Gebieten ist der Besitz eines Auto weniger notwendig als in ländlichen Gebieten, die nicht (oder schlecht) an den öffentlichen Nahverkehr angebunden sind. Aber in Anbetracht der Tatsache, dass es im Ermessen jedes einzelnen liegt, ist das Hinterfragen von essentiell und überflüssig immer noch erforderlich. Insofern schlägt die NGO négaWatt beispielsweise in ihrem Manifest vor, die Regelung auf der Grundlage des folgenden Energiebedarfs zu adaptieren (siehe Abbildung unten).

The energy requirements and their regulation

source Manifesto NégaWatt, 2012

Energy conservation

Darüber hinaus sollte jeder von uns sein eigenes Energiekonsumverhalten hinterfragen: Ist das unverzichtbar? Wie kann ich meinen Verbrauch senken? Verschwende ich bei meinen täglichen Gewohnheiten Energie? Lüfte ich beispielsweise bei aufgedrehter Heizung?

Diese Überlegungen sollten auch die Energie, die wir indirekt zur Erzeugung der von uns genutzten Waren und Dienstleistungen verbrauchen, mit einbeziehen. Die Aneignung von sachkundigem und bewusstem Verhalten ist der Schlüssel zur Nachhaltigkeit. Besonders in den Industrieländern ist dies von großer Bedeutung, denn hier liegt der Pro-Kopf-Verbrauch weiterhin deutlich über dem Weltdurchschnitt. In diesem Zusammenhang hat sich das Projekt C4ET die ehrgeizigen Ziele gesetzt, nicht nur das Bewusstsein für diese Themen zu schärfen, sondern auch den Weg für verantwortungsbewusste Verbrauchsmuster zu ebnen.

Energieeffizienz

Im Gegensatz zur Energieeinsparung, die sich auf eine Reduzierung der Nachfrage nach Energiedienstleistungen konzentriert, geht es bei der Energieeffizienz um die Senkung des Energieverbrauchs bei gleichbleibender Dienstleistung.

Um dies zu erreichen, ist es notwendig, Verluste innerhalb der gesamten Energiekette zu minimieren. Dazu müssen Verluste bei der Produktion, beim Transport und im Verlauf reduziert, sowie die Effizienz von Anlagen verbessert werden. Für uns Bürger bedeutet das beispielsweise gut isolierte Häuser (um Wärmeverluste zu vermeiden) mit angemessener Beleuchtung und energiesparenden elektrischen Geräten (Fernseher, Waschmaschinen usw.)

Um Energieeffizienz zu fördern, wurden verschiedene politische Werkzeuge angewendet:

  • Vorschriften und Normen
  • Freiwillige Selbstverpflichtungen
  • Steuerliche und finanzielle Anreize
  • Informationen über bewährte Verfahren und Verbreitung
  • Labels

Es sei an dieser Stelle daran erinnert, dass Energieeffizienz und Energieersparnis sich gegenseitig ergänzen: energieeffiziente Gebäude können ihren Nutzen nur dann entfalten, wenn ihre Benutzer auch entsprechende Verhaltensweisen annehmen. Gleichermaßen wird die Entwicklung effizienterer Geräte und Ausstattungen nicht die erwartete Wirkung haben, wenn parallel dazu bei Kaufentscheidungen nicht auf energiesparendere Alternativen geachtet wird. Auch hier ist es von zentraler Bedeutung, bei den Bürgern Sensibilisierungs- und Aufklärungsarbeit zu leisten und übersichtliche Informationen als Entscheidungshilfe zur Verfügung zu stellen.

Erneuerbare Energien

Der dritte Schritt der Energiewende besteht darin, kohlenstoffarme, umweltfreundliche, ökonomische und belastbare Rohstoffquellen zu erschließen, um allen Menschen den Zugang zu modernen Energiedienstleistungen zu ermöglichen. Im letzten Jahrzehnt wurden erneuerbare Energien immer wettbewerbsfähiger – hierzu ist zu bemerken, dass Anreize und Subventionen für fossile Brennstoffe auf globaler Ebene immer noch deutlich höher sind als für erneuerbare Energien. Viele Technologien haben sich als brauchbar herausgestellt (technisch und ökonomisch) und haben positive externe Auswirkungen in Bezug auf beispielsweise Energiesicherheit und nachhaltige Beschäftigung.

Moderne erneuerbare Energie lässt sich in 6 Hauptkategorien unterteilen:

  • Solarenergie

Dazu gehören sowohl Strom- (Photovoltaikanlagen, Sonnenkollektoren) als auch Wärmeerzeugung (Solarthermie). Dieser Sektor ist bereits gut entwickelt und hat ein hohes Vergrößerungspotential- in Europa, aber auch in Entwicklungsländern, wo die Ressource in ausreichender Menge vorhanden ist.

  • Windkraft

Inland oder Offshore- Windkraftanlagen können zur Stromerzeugung genutzt werden. Auch diese Ressource hat sich, trotz Bedenken in Bezug auf Produktionsschwankungen, bewährt. Das Ausbreitungspotential hier ist ähnlich hoch wie bei der Solarenergie.

  • Wasserkraft

In der Wasserkraft werden Strömungen dazu genutzt, mit Hilfe von Turbinen und Generatoren Strom zu erzeugen. Sie hat weltweit den größten Anteil an der Produktion erneuerbarer Energien: Laut dem “Globalen Statusbericht Erneuerbare Energien (REN21) 2015”, betrug ihr Anteil am weltweiten Energieverbrauch im Jahr 2013 3,9 %. Wichtig ist auch das Vergrößerungspotential solcher Technologien. Dieses wirft jedoch, bezogen auf hydroelektrische Dämme, einige ökologische und ökonomische Fragen auf. Dazu gehören Auswirkungen auf Ökosysteme, Vertreibung der Bevölkerung, Auswirkungen auf die Wasserversorgung in Ländern, die stromabwärts gelegen sind. (Beispiel: China baut Dämme am Mekong Fluss und beeinflusst damit Landwirtschaft und Lebensweisen in Vietnam oder Kambodscha).

  • Geothermie

Geothermie wird durch die Nutzung natürlicher Wärme unter der Erdoberfläche gewonnen. Dieses Verfahren kann sehr kostspielig sein und ist nur an Orten mit hoher geothermischer Aktivität möglich.

  • Meeresenergie

Dieser Sektor umfasst eine Vielzahl von Technologien und die Nutzung von Gezeitenenergie, Wellenenergie, thermischer Energie des Wassers (bedingt durch die Temperaturdifferenz zwischen Oberflächen- und Tiefengewässern), Meeresströmungen und osmotischer Energie (bedingt durch den unterschiedlichen Salzgehalt von Süß- und Salzwasser).

  • Moderne Biomasse

Als moderne Biomasse werden Biokraftstoffe bezeichnet, die aus festen (Holz, Stroh), flüssigen (Biotreibstoffe) oder gasförmigen (Biogas) Materialien gewonnen werden. Dazu gehört auch Biomüll. Im Gegensatz zur traditionellen Biomasse, die hauptsächlich in Entwicklungsländern zum Heizen und Kochen genutzt wird, eine geringe Effizienz hat und sich negativ auf die Gesundheit auswirkt, bezieht sich moderne Biomasse auf effiziente, gut durchdachte und saubere Technologien. Allerdings ist es wichtig, darauf hinzuweisen, dass die Definition von “moderner Biomasse” als nachwachsender Rohstoff voraussetzt, dass die verwendeten Ressourcen aus nachhaltiger Bewirtschaftung stammen.

Eine Kombination aus diesen Lösungen sollte den Energiebedarf, der nicht durch Einsparung oder Effizienz reduziert werden kann, decken und die Entwicklung einer widerstandsfähigeren, kohlenstoffarmen Gesellschaft ermöglichen. Europa ist sich der Herausforderung bewusst: die Europäische Kommission hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 den Anteil der erneuerbaren Energien am Energiemix auf 27 % zu erhöhen. Damit einhergehen soll auch eine Verbesserung der Energieeffizienz um 27 % im Vergleich zum Stand 1990.

Der Weg, den wir momentan eingeschlagen haben, ist nicht nachhaltig und bedarf erheblicher Veränderungen. Aber die Energiewende nur als durch Klimaproblematik und Erschöpfung der Ressourcen aufgezwungene Notwendigkeit zu betrachten wäre falsch: sie ist auch eine historische Chance, unsere Entwicklungsmodelle, Verbrauchs- und Produktionsmuster neu zu definieren und davon sowohl ökologisch, als auch ökonomisch und gesellschaftlich zu profitieren.

©2017 C4ET 

This project has been funded with support from the European Commission.
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Project code: 2015-1-FR01-KA204-015349

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