Energieeffizienz

Strategien zur Bekämpfung der 8 Arten von Energieverschwendung

Die Energieeffizienz kann somit erhöht werden, wenn der Energiebedarf bei gleicher Leistung (in Menge, Zeit und Qualität) reduziert wird. Laut (Erlach 2013, S. 46) können die acht Arten von Energieverschwendung, die in der obigen Abbildung dargestellt sind, unterschieden werden.

Wenn die physikalische Struktur gegeben ist, wird die Energieeffizienz von Energiesystemen in erster Linie durch die Betriebsart bestimmt, die verschiedene Arten von Energieverschwendung beeinflusst. Für eine rein nach Energieeffizienzkriterien optimierte Betriebsstrategie lassen sich die folgenden Prinzipien ableiten:

Einsatz energieeffizienter Energiequellen

Im Prinzip können verschiedene (nützliche) Energieträger für ein und dieselbe Energiedienstleistung verwendet werden (z. B. Heizen mit Strom oder Erdgas). Der äquivalente Primärenergiebedarf kann jedoch aufgrund der vorgelagerten Energieumwandlungskette und aufgrund von Transportverlusten erheblich variieren. Wenn die Energieform während des Betriebs dynamisch ausgetauscht werden kann, sollte aus EnEFF-Sicht die Form mit dem geringsten Verlust gewählt werden.

Einsatz effizienter Energiewandler

Oft steht ein größerer Gerätepark zur Verfügung, um den gleichen Energiedienst zu erbringen (z. B. verschiedene Arten von Luftkompressoren). Je nach Zeitpunkt der Beschaffung entsprechen die Komponenten möglicherweise nicht den neuesten Energieeffizienzstandards (z. B. den Effizienzklassen von Elektromotoren IE1-IE4 gemäß IEC 60034-30-1). Für einen energieeffizienten Betrieb sollten Geräte in Bezug auf ihre Effizienz priorisiert werden.

Nutzung von Eigenerzeugungs- und Umweltenergie

Aufgrund sinkender Investitionskosten für DER und Umweltanreizsysteme lohnt es sich oft, Umweltenergie selbst zu erzeugen und zu nutzen. Da die Energie direkt vor Ort genutzt wird und nicht über ausgedehnte Übertragungs- und Verteilungsnetze geleitet werden muss, erweisen sich Eigenerzeugung und Eigenverbrauch in der Regel als energieeffizienter als Bruttoeinkäufe. (Pehnt 2010)

Vermeidung ineffizienter Betriebspunkte

Der Wirkungsgrad einer Anlage wird zum einen durch Stellgrößen (z. B. relative Leistung, falls regelbar) und zum anderen durch Umgebungsbedingungen (z. B. Rücklauftemperatur des Wärmenetzes für einen Wärmeerzeuger, Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit für einen adiabatischen Rückkühler) beeinflusst. Wird eine Anlage außerhalb des Nennpunkts betrieben, kann der Wirkungsgrad erheblich beeinträchtigt werden. Dementsprechend sollten die steuerbaren Einflussgrößen so weit wie möglich so gewählt werden, dass effiziente Betriebspunkte erreicht werden.

Bedarfsgerechte Steuerung der Nutzenergie

Nutzbare Energie wird häufig verschwendet, wenn Energiedienstleistungen über dem tatsächlich erforderlichen Niveau erbracht werden (z. B. Überhitzung eines Raums, Luftwechsel außerhalb der Nutzungszeiten). Die nutzbare Energie sollte immer auf ein bedarfsgerechtes Mindestmaß reduziert werden. Dazu gehört im nächsten Punkt implizit die bedarfsgerechte Steuerung der Potenzialniveaus der Energienetze.

Vermeidung von Energiespeicherung und Leerlauf

Verluste treten bei der Speicherung und dem Transport oder der Übertragung von Energie auf (z. B. Übertragungswärmeverluste in thermischen Speichersystemen, Reibungsverluste in fließenden Flüssigkeiten in Rohrleitungen, Leckagen usw.). Je nach Zustand der Speichersysteme oder Leitungsnetze können diese Verluste im Laufe der Zeit einen erheblichen Teil der nutzbaren Energie entwerten. Mit steigendem Ladezustand von Energiespeichersystemen, der durch potenzielle Variablen (z. B. Temperatur, Druck) beeinflusst wird, nimmt auch der Leistungsverlust aufgrund des größeren Potenzialgefälles mit der Umgebung in der Regel zu. Im Laufe der Zeit führt dies zur Selbstentladung der Speicher. Darüber hinaus ist der Prozess des Speicherns und Abrufs von Energie mit Verlusten verbunden. Unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz sollte daher die Speicherung von Energie nach Möglichkeit vermieden werden, es sei denn, sie tragen zur Rückgewinnung ansonsten verloren gegangener Energie bei (siehe folgenden Punkt). Auch ungenutzte (Teil-) Systeme zur Energieverteilung sollten, wenn möglich, nicht permanent mit Strom versorgt werden und nur bei Bedarf aktiviert werden (z. B. Abschaltung durch Absperrventile).

Nutzung der rückgewinnbaren Energie

Stehen Energierückgewinnungssysteme zur Verfügung, sollte rückgewinnbarer Energie, deren Niveau gerade für die technische Anwendung ausreicht (z. B. niederkalorische Wärme für Niedertemperaturheizungen), der Vorzug gegeben werden, bevor auf energetisch hochwertigere Energiequellen (z. B. Elektrizität, Gas) zurückgegriffen wird. Dazu kann auch die Nutzung sogenannter Nebenenergie (Abwärme von Menschen, Anlagen) gehören.

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