Energieeffizienz: ein wirksamer Hebel für die Energiewende

In diesem technischen Artikel erörtert Sandra Hounkonnou, Group Environmental Footprint Coordinator bei Fives und Expertin bei der Stiftung Solar Impulse, wie Energieeffizienz den Übergang zu einer sauberen Zukunft unterstützt.

Nach der industriellen und der digitalen Revolution steht die Welt nun vor einer nachhaltigen Revolution mit vielen Herausforderungen, wobei die globale Energiewende eine der kritischsten ist.

Ob in der Landwirtschaft, in der Industrie, in Gebäuden oder im Verkehrswesen - unsere Wirtschaft ist in hohem Maße von fossilen Energieträgern abhängig. Im Jahr 2019 blieben die energiebezogenen CO2-Emissionen unverändert bei 33 Gigatonnen, während die Weltwirtschaft um 2,9 % wuchs [1]. Dies ist vor allem auf ein starkes Wachstum der erneuerbaren Energien weltweit, auf Erdgas, das die Kohle ersetzt, und auf die zunehmende nukleare Stromerzeugung in einigen Regionen zurückzuführen.

All dies sind sehr gute Nachrichten... aber reichen sie aus?

Kohlenstoffarme Energien sind notwendig, aber noch nicht ausreichend

Es wird prognostiziert, dass Wind- und Solarenergie in den kommenden Jahren einen wachsenden Anteil an der Stromerzeugung haben werden. Im Jahr 2019 erreichten sie 67 % der weltweit neu hinzugefügten Stromerzeugungskapazität [2], und in zwei Dritteln der Welt waren neue Wind- oder Solaranlagen kostengünstiger als fossile Kraftwerke [3]. Ihre schwankende Leistung ist jedoch nach wie vor ein Nachteil im Vergleich zu Wärmekraftwerken, auch wenn sich leistungsfähige Speicherlösungen abzeichnen.

Geothermische Kraftwerke und Wasserkraftwerke können kontinuierlich oder nach Bedarf produzieren, sind aber durch die geografischen Gegebenheiten begrenzt. Auch Biomasse und Biogas könnten nachhaltige Lösungen sein, aber ihre Entwicklung konkurriert mit anderen Nutzungen wie Landwirtschaft, Verkehr und Industrie. Kernenergie ist eine zuverlässige kohlenstoffarme Energiequelle, wirft aber viele Probleme auf, die von den Risiken der Entsorgung radioaktiver Abfälle bis hin zu Fragen der nuklearen Sicherheit reichen, ganz zu schweigen von den rasant steigenden Baukosten für die neue Generation von Kernkraftwerken. Wasserstoff, der durch Wasserelektrolyse mit kohlenstofffreier Elektrizität gewonnen wird, bietet gute Aussichten für den Transport, Hochtemperaturwärme oder als Speichermedium zur Unterstützung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Die Ausweitung der Wasserstoffnutzung und -produktion stößt jedoch auf erhebliche finanzielle und technische Beschränkungen.

Ein Großteil der Energiewende konzentriert sich auf sauberere Energien. Wie bereits erwähnt, stellen deren Unzulänglichkeiten jedoch ein großes Hindernis für die Deckung des weltweiten Energiebedarfs dar, der bis 2040 jährlich um 1 % steigen soll [4].

Es ist daher dringend erforderlich, den Energiebedarf unserer globalen Wirtschaft zu dämpfen. Da fast 40 % des weltweiten Energieverbrauchs auf die Industrie und den Dienstleistungssektor entfallen [5], kommt der Unternehmenswelt eine Schlüsselrolle zu: Energieeffizienz sollte zu den zentralen Prioritäten der Unternehmen gehören.

Energieeffizienz als Wettbewerbsvorteil

Die Steigerung der Energieeffizienz kann die betriebliche Leistung von Unternehmen in verschiedener Hinsicht erheblich verbessern:

• Senkung der Energierechnungen: Die Durchführung von Nachrüstungen und Modernisierungen im Bereich der Energieeffizienz kann zu Einsparungen von 10 % bis 30 % bei den Energiekosten der Unternehmen führen, wobei die durchschnittliche Amortisationszeit unter 3 Jahren liegt [6].

• Modernisierung der Infrastruktur: Die Optimierung bestehender Anlagen hilft, zukünftige Investitionen zu vermeiden, die sich möglicherweise nicht auszahlen, und erhöht die Wettbewerbsfähigkeit.

• Antizipieren neuer Vorschriften: Die Vorwegnahme neuer Energieeffizienzvorschriften hat einen strategischen Mehrwert. Es begrenzt das Risiko von Sanktionen und eröffnet gleichzeitig den Zugang zu Subventionen und Finanzierungsprogrammen.

• Geringere Anfälligkeit für die Verknappung von Energieressourcen: Die Sicherung der Energieversorgung ist für Unternehmen von entscheidender Bedeutung, und ein Versagen in diesem Bereich kann die Langlebigkeit ihres Unternehmens gefährden. Energieeffizienz bietet einen Hebel, um die Energieabhängigkeit der Lieferkette von Unternehmen zu verringern

Laut einer Studie von McKinsey [7] kann ein starkes nachhaltiges Angebot Unternehmen nicht nur dabei helfen, neue Märkte zu erschließen und in bestehende Märkte zu expandieren, sondern auch hochwertige Mitarbeiter anzuziehen und die Motivation und Produktivität der Mitarbeiter zu steigern.

Der weltweite Markt für Gebäudeeffizienz hat sich zwischen 2013 und 2018 mehr als verdoppelt [8], und Investitionen in Energieeffizienz schaffen dreimal mehr Arbeitsplätze als solche in fossilen Brennstoffen [9]. Die Bereitstellung energieeffizienterer Produkte für seine Kunden kann neue Geschäftsmöglichkeiten und die Schaffung von Arbeitsplätzen mit sich bringen.

Ein proaktives Engagement im Bereich der Energieeffizienz sowie deren Integration in das Wertversprechen des Unternehmens können Wachstumspotenziale für Organisationen freisetzen. Es gibt bereits Möglichkeiten für einen radikalen Wandel in unserem Energiekonsum.

Wir haben die Lösungen zur Hand

Um den Energiebedarf zu senken, sind erhebliche Änderungen im Verbraucherverhalten erforderlich, aber auch effiziente Technologien sind entscheidend. Glücklicherweise gibt es bereits Lösungen, um diese Herausforderung der Energieeffizienz zu meistern, darunter auch solche, die das Solar Impulse Efficient Solution Label tragen.

Rückgewinnung von Wärmeverlusten in der Industrie

Bei den Bemühungen um die Energiewende liegt der Schwerpunkt auf der Elektrizität, aber Wärme ist der größte Endverbraucher: 2018 machte sie 50 % des weltweiten Endenergieverbrauchs aus [10]. Die Rückgewinnung und Minimierung von Wärmeverlusten ist daher von größter Bedeutung im Wettlauf um Energieeffizienz, insbesondere in der Industrie.

Die folgenden innovativen Lösungen von Solar Impulse Efficient Solutions können zur Rückgewinnung von Wärmeverlusten eingesetzt werden:

• EcoStock speichert industrielle Abwärme in recycelten Keramiken, um Heißluft bis zu 1000°C zu erzeugen oder um Strom zu erzeugen: eine Einheit kann während ihrer Lebensdauer bis zu 8000t CO2 einsparen

• Qpinch nutzt eine physikalisch-chemische Reaktion, um aufgefangene Abwärme bei einer höheren Temperatur freizusetzen

• Equium und Stirlingmotor ermöglichen die Wiederverwendung von Abwärme zur Kühlung bzw. zur Stromerzeugung vor Ort

Minimierung des Energieverbrauchs von Gebäuden

Abgesehen von industriellen Prozessen treten Wärmeverluste auch in Gebäuden immer wieder auf und können mit hocheffizienten Wärmedämmungen verringert werden.

Mehrere Unternehmen haben Lösungen entwickelt, die auf recycelten Materialien basieren und so die mit der Herstellung von Dämmstoffen verbundenen Umweltauswirkungen verringern und gleichzeitig erhebliche Energieeinsparungen ermöglichen:

• SICLA recycelt Bau- und Abbruchabfälle zu Superisolationsprodukten, die eine Energieeinsparung von 40 % in Gebäuden ermöglichen

• Gramitherm verwandelt Gras aus Abfällen in Dämmplatten

• CYNTHIA® verwendet eine Faser, die aus der invasiven Wasserhyazinthe gewonnen wird

Revolutionierung der Beleuchtungstechnologien

Die Beleuchtung ist ein Energieverbraucher in jedem Gebäude, unabhängig von dessen Nutzung oder Standort. Im Folgenden werden Innovationen vorgestellt, die die heutigen Beleuchtungstechnologien revolutionieren sollen:

• Solatube-Röhrengeräte bringen Tageslicht in Innenräume, wo Oberlichter und Fenster nicht hinkommen, und decken so bis zu 100 % des Beleuchtungsbedarfs

• SOLIS-Industriekollektoren liefern große Mengen an Sonnenlicht in unbeleuchtete Räume

• Glowee nutzt Biolumineszenz, um die Umweltauswirkungen der Beleuchtung zu verringern

Die Zahl der bahnbrechenden Lösungen, auf die wir uns bei der Energieeffizienz verlassen können, steigt sprunghaft an: Das Rennen um die Energieeffizienz zu gewinnen ist technisch und wirtschaftlich möglich. Das Efficient Solution Label zeigt Innovationen auf, die nachhaltig, rentabel und umsetzbar sind. Ein Blick in das Solar Impulse Portfolio ist ein erster Schritt, den jedes Unternehmen auf dem Weg zur Energieeffizienz machen kann.

Quellen:

[1] IEA - Entgegen den Erwartungen eines Anstiegs stagnieren die weltweiten Kohlendioxidemissionen im Jahr 2019

[2] Bloomberg New Energy Finance - Solar- und Windenergie erreichen 67 % der 2019 weltweit neu hinzugefügten Stromerzeugungskapazität, während fossile Brennstoffe auf 25 % abrutschen

[3] Bloomberg - Solar- und Windenergie liefern billigsten Strom für zwei Drittel der Weltbevölkerung

[4] IEA - Weltenergieausblick 2019

[5] IEA - Daten und Statistiken

[6] Carbon Trust - Energieeinsparungen durch Audits

[7] McKinsey - Fünf Wege, wie ESG Wert schafft

[8] Fortschrittliche Energiewirtschaft - Marktbericht 2019

[9] McKinsey - Fünf Wege, wie ESG Wert schafft

[10] IEA - Erneuerbare Energien 2019